Pós de RCD tratados por processos físico-químicos para a composição de matrizes cimentícias de baixo Carbono
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Data
2023
Autores
Pastorini Proença, Melissa
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Resumo
A indústria da construção civil é responsável por uma elevada carga ambiental, devido ao alto consumo de matéria-prima, gastos energéticos, emissões de CO2 e geração de resíduos. Os Objetivos do Desenvolvimento Sustentável - ODS 11, 12 e 13 bem como as estratégias globais para redução aquecimento global, envolvem dentre outras ações, o uso de materiais de baixo carbono, visando a produção mais limpa e a economia circular. Neste contexto, este estudo avalia o emprego do pó de resíduo de construção e demolição (RCD) misto (MP) e de concreto (CP) como substituto parcial do cimento Portland, analisando diferentes formas de ativação das partículas, a fim de promover melhora na microestrutura e potencializar a aplicação como material cimentício suplementar (MCS). Primeiramente foram realizados diferentes tratamentos, de mecanativação (0,5 e 1,0 horas), termoativação (0,5 e 1,0 horas a 800 ºC) e exposição a duas concentrações de ácido tânico (0,5% e 1,0%) nos finos de RCD de origem mista e de concreto. Foram constatadas as alterações físicas e químicas promovidas nas partículas através de técnicas de fluorescência e difratometria de raio-X, termogravimetria, BET e microscopia eletrônica de varredura, analisando-se também alterações na reatividade por meio do ensaio Chapelle modificado e métodos indiretos de atividade com cal e índice de desempenho com cimento. O potencial dos pós de RCD tratados foi avaliado em substituição de 25% de cimento Portland em pastas, através da resistência à compressão e do grau de hidratação. Posteriormente foram selecionados os melhores tratamentos para produção de argamassas cimentícias na proporção 1:3 (padrão de resistência do cimento Portland), com teores de substituição de 10%, 25% e 40% de cimento Portland por pós de RCD tratados. Sendo mensurados o desempenho mecânico aos 28 dias e os indicadores ambientais índice de carbono (IC) e de ligante (IL). De um modo geral os tratamentos das partículas não foram capazes de tornar o pó de RCD pozolânico, independente da origem (mista ou de concreto). Percebeu-se que a termoativação aumenta a atividade com cal aos 7 dias, porém não o suficiente para alterar a classificação dos pós para materiais pozolânicos. O tratamento com ácido tânico densificou a microestrutura das partículas, devido à reação química do produto com o hidróxido de cálcio. Os tratamentos empregados conferiram incrementos nos índices de desempenho com cimento aos 28 dias, indicando melhoria no efeito de preenchimento (fíler) pelas partículas tratadas. No estudo em argamassas, verificou-se especialmente para o pó misto, que todos os tratamentos se demonstram efetivos no ganho de desempenho mecânico. O índice de carbono (IC) atingido foi de 5,57 kg∙CO2/m³/MPa com 40% de substituição de cimento por pó misto pré-hidratado com ácido tânico. No teor de 25% de substituição (MP termoativado e mecanoativado por 0,5 horas) o IC foi de 6,08 e 6,18 kg∙CO2/m³/MPa. No pó de concreto os menores índices de carbono foram de 6,82 kg∙CO2/m³/MPa e 7,11 kg∙CO2/m³/MPa para 40% para CP mecanoativado por 0,5 hora e 25% de substituição com CP sem tratamento, respectivamente. Os resultados encontrados correspondem a matrizes com resistência mecânica superiores a 40 MPa aos 28 dias, com IC inferiores ao do cimento CPII-F-32. Constata-se o potencial dos pós de RCD estudados na contribuição da redução do fator clínquer/cimento e, consequentemente, na demanda de materiais cimentícios suplementares para alcance da meta de redução das emissões de carbono, com promoção da economia circular pelo aproveitamento do resíduo da construção.
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
Cimento ecoeficiente, Tratamento de partículas, Ácido tânico, Material cimentício suplementar, Termoativação