Capacidade de Captura de CO2 em Matrizes à Base de Cimentos LC³ por meio da Carbonatação Acelerada
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Data
2022
Autores
Sella, Dalila Cristina Netto
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Resumo
A fabricação de cimentos menos emissivos tem ganhado destaque nos últimos anos tanto pela expectativa de aumento do consumo de cimento quanto pela necessidade da redução das emissões de CO2. O cimento LC³ (Limestone Calcined Clay Cement) é um material alternativo que tem potencial de reduzir as emissões ligadas à indústria do cimento, uma
vez que contém aproximadamente 50% de clínquer Portland em sua composição. Os demais componentes são o fíler calcário e a argila calcinada, materiais largamente disponíveis mundialmente e com baixas emissões de CO2 associadas. O LC³ é um material novo e questões relacionadas à difusibilidade e fixação de dióxido de carbono carecem de mais estudos. Neste contexto, esta pesquisa avaliou a captura de CO2 por meio da carbonatação acelerada em pastas e argamassas de cimento de diferentes famílias de LC³. Foram analisados LC³-50 produzidos por três grupos de pesquisa brasileiros (UFRGS, UnB e UNILA) e os resultados foram comparados com cimentos Portland OPC / CPI, CPII F 32 e CP V, em dois estudos distintos. No Estudo A avaliou-se o uso e a captura de CO2 por cura carbônica (matrizes em hidratação), em pastas submetidas à carbonatação acelerada (10% de CO2), por 16, 24 e 48 horas. No Estudo B analisou-se a fixação de carbono em
pastas e argamassas hidratadas (após 61 dias de cura), em condição de carbonatação acelerada (5% de CO2) por até 68 dias. A fixação de carbono devido à mineralização foi analisada por termogravimetria e a velocidade de difusão do CO2 por meio da medição profundidade de carbonatação em argamassas ao longo tempo, usando indicador de pH (fenolftaleína). Constatou-se que o potencial médio de captura de CO2 das matrizes LC³ submetidas à cura carbônica foi de 103 kg.CO2/t. Para matrizes hidratadas o potencial foi de 127 kg.CO2/t. No processo de cura carbônica 86% da fixação de carbono ocorreu até 24 horas de exposição ao CO2. Verificou-se que a captura potencial de CO2 em matrizes LC³-50 é inferior a matrizes com CP II F 32, OPC/CPI e ao CPV, tanto em matrizes em idades iniciais de hidratação (cura carbônica) como em matrizes em idades avançadas de hidratação (superior a 61 dias). Nos estudos em argamassas, constatou-se que a profundidade de carbonatação pode ser até 3 vezes maior em matrizes LC³, com potencial de fixação de carbono semelhante aos cimentos comerciais (OPC e CPV). O menor potencial de captura de carbono não afeta o balanço final de emissões dos cimentos LC³, sendo que os cimentos LC³-50 demonstraram potencial de redução das emissões de até 49% comparados aos cimentos convencionais. Além disso, quando o balanço das emissões é considerado em cimentos LC³-50 é possível atingir dois indicadores-chave o fator clínquer de 0,59 e emissões específicas de 0,48 tCO2/t de cimento, contempladas no Roadmap
(2019) como metas para a indústria do cimento até 2030.
Descrição
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil da Universidade Federal da Integração Latino-Americana, como parte integrante dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Engenharia Civil.
Palavras-chave
Emissões de CO2, Fixação de Carbono, Argila Calcinada, Mineralização, Misturas ternárias.