Aproveitamento da fração fina de resíduo de construção e demolição como alternativa para redução das emissões de CO2 associadas ao cimento portland

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Oliveira, Dayana Ruth Bola
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/85340
Resumo: Orientador: Prof. Dr. José Marques Filho
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spelling Possan, EdnaUniversidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia CivilMarques Filho, José, 1958-Oliveira, Dayana Ruth Bola2023-12-14T20:49:02Z2023-12-14T20:49:02Z2022https://hdl.handle.net/1884/85340Orientador: Prof. Dr. José Marques FilhoCoorientadora: Profa. Dra. Edna PossanTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Construção Civil. Defesa: Curitiba,13/12/2022Inclui referênciasResumo: O aproveitamento da fração fina (pó) de resíduos de construção e demolição (RCD) como substituto ao cimento Portland, pode ser uma alternativa para a redução das emissões associadas à indústria cimenteira. Neste sentido, este estudo avalia o emprego do pó reciclado (RP) oriundo do tratamento de partículas de resíduo de concreto (RCP), resíduo misto (RMP) e resíduo cerâmico (RBP) em substituição ao cimento Portland comum (OPC). A avaliação do efeito do cimento composto com RCD em pastas, argamassas e concretos foi dividida em três etapas. No Experimento I o RP, submetido ao tratamento primário (moagem e peneiramento), foi avaliado em relação a absorção de água, ponto de saturação do superplastificante (SP) e densidade de empacotamento experimental visando a otimização da relação água/finos (a/f), para posterior análise em pastas com 25% de substituição. As misturas apresentaram grau de hidratação e resistência à compressão superiores ao cimento Portland composto com fíler (FPC), atendendo às especificações normativas para classe de resistência C32 aos 28 dias e C40 aos 91 dias. No Experimento II, o RP oriundo da etapa I foi submetido ao tratamento secundário por nanoativação (RCP) e termoativação (RMP e RBP), em que, por meio da técnica de empacotamento de partículas, foram determinadas as composições ótimas. Foram confeccionadas pastas com teores entre 25% e 60% de substituição, atingindo resistência à compressão 34% superior à referência (FPC), com redução do índice de ligante (IL) e índice de carbono (IC) em 50%. O Experimento III englobou a aplicação dos diferentes pós reciclados em argamassas e concretos para composições selecionadas na etapa anterior. Foram produzidas argamassas padronizadas conforme NBR 7215 (ABNT, 2019) com relação a/f fixa e argamassas empacotadas, relação a/f otimizada e SP. Os concretos foram produzidos com base na composição ótima dos finos, agregados e relação a/f corrigida pelo abatimento. No estudo em argamassas foi constatado que as misturas empacotadas alcançaram o dobro da resistência à compressão em relação à padrão, e superam a referência em todos os teores de substituição de CP por RP. Nos concretos, aos 28 dias, a resistência potencial atingida foi de 95 MPa para matrizes com RCP, superior em 2,5 vezes ao FPC. Em termos de carbonatação acelerada o concreto de referência apresentou o dobro da profundidade carbonatada em relação aos concretos com RMP e RBP. Em relação ao RCP não foi observada frente de carbonatação mensurável aos 180 dias de ensaio. O concreto com cimento composto com RCD promoveu redução de 60% dos índices de desempenho ambiental, alcançando IL de 2,9 kg.CO2/m³/MPa e IC de 3,1 kg.C/m³/MPa. O estudo indica que os resíduos de RCD, após tratamento e empacotamento de partículas, têm potencial de promover a economia circular e mitigar as emissões CO2, configurando-se como uma alternativa promissora para produção de cimentos menos emissivos.Abstract: The use of the fine fraction (powder) of construction and demolition waste (CDW) as a substitute for Portland cement can be an alternative for reducing emissions associated with the cement industry. In this sense, this study evaluates the use of recycled powder (RP) from the treatment of particles of concrete residue (RCP), mixed residue (RMP) and ceramic residue (RBP) in substitution of ordinary Portland cement (OPC). The evaluation of the effect of cement composed with RCD in pastes, mortars and concretes was divided into three stages. In Experiment I, the RP, submitted to the primary treatment (grinding and sieving), was evaluated in relation to water absorption, superplasticizer saturation point (SP) and experimental packing density to optimize the water/fines ratio (w/f), for further analysis in pastes with 25% Portland Cement substitution. The mixtures showed a degree of hydration and compressive strength higher than Portland cement composed with filler (FPC), meeting the normative specifications for Brazilian Standards strength class C32 at 28 days and C40 at 91 days. In Experiment II, the RP from step I was subjected to secondary treatment by nano activation (RCP) and thermal activation (RMP and RBP), in which the optimal compositions were determined using the particle packing technique. Pastes were made with levels between 25% and 60% of Cement substitution, reaching compressive strength 34% higher than the reference (FPC), with a reduction in the binder index (IL) and carbon index (IC) by 50%. Experiment III included the application of different recycled powders in mortars and concretes for compositions selected in the previous step. Standardized mortars were produced according to NBR 7215 (ABNT, 2019) with fixed a/f (water/fines) ratio and packed mortars, optimized a/f ratio and SP. Concretes were produced based on the optimal composition of fines, aggregates and a/f ratio corrected by slump. In the mortar study, it was found that the packaged mixtures achieved twice the compressive strength compared to the standard one and exceeded the reference in all CP by RP substitution contents. In the concretes, at 28 days, the potential strength achieved was 95 MPa for matrices with RCP, 2.5 times higher than the FPC. In terms of accelerated carbonation, the reference concrete had twice the carbonated depth compared to concretes with RMP and RBP. Regarding the RCP, no measurable carbonation front was observed at 180 days of testing. The concrete with cement composed with RCD promoted a 60% reduction in the environmental performance indices, reaching an IL of 2.9 kg.CO2/m³/MPa and an IC of 3.1 kg.C/m³/MPa. The study indicates that CDW waste, after treatment and packaging of particles, has the potential to promote the circular economy and mitigate CO2 emissions, configuring itself as a promising alternative to produce less emissive cements.1 recurso online : PDF.application/pdfResíduos da construção e demoliçãoDióxido de carbono atmosféricoCimento portlandEngenharia CivilAproveitamento da fração fina de resíduo de construção e demolição como alternativa para redução das emissões de CO2 associadas ao cimento portlandinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - T - DAYANA RUTH BOLA OLIVEIRA.pdfapplication/pdf20413361https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/85340/1/R%20-%20T%20-%20DAYANA%20RUTH%20BOLA%20OLIVEIRA.pdf1b8e53146bba9528203967d00d029dc2MD51open access1884/853402023-12-14 17:49:02.938open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/85340Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082023-12-14T20:49:02Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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