Pó misto de construção e demolição como fíler ao cimento Portland: estudo em pastas empacotadas

Oliveira, Dayana Ruth Bola; Proença, Melissa Pastorini; Marques Filho, José; Possan, Edna

Brasil

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AMBIENTE CONSTRUÍDO: RESILIENTE E SUSTENTÁVEL • Ambient. constr. 24 • 2024 • https://doi.org/10.1590/s1678-86212024000100715 copiar

Pó misto de construção e demolição como fíler ao cimento Portland: estudo em pastas empacotadas

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Resumo

O objetivo deste estudo é explorar abordagens mais sustentáveis, substituindo o cimento Portland (OPC) por pó reciclado misto (RMP) derivado de resíduos de construção e demolição (RCD), focado na redução das emissões de carbono. O RCD foi submetido à moagem e peneiramento até a obtenção de uma fração < 0,15 mm. Em seguida, as partículas foram termicamente ativadas a 800°C em mufla por 0,5, 1, 2 e 3 horas. Os níveis de substituição de OPC por RMP foram definidos a partir do método de empacotamento de partículas, variando entre 0 e 65%. O estudo foi realizado em pastas com relação água/finos entre 0,07 e 0,14 e aditivo superplastificante (SP), com avaliação da resistência à compressão aos 28, 63 e 91 dias. Quanto ao desempenho mecânico e ambiental das pastas de cimento Portland compostas com RMP a resistência à compressão foi superior à referência, chegando a 37 MPa para um teor de substituição de 45% aos 28 dias, promovendo uma redução de 53% na emissão de CO ₂ por m³ de pasta. O estudo indicou que tratar e empacotar as partículas de RMP aumenta o desempenho mecânico e ambiental, tornando-se alternativa para promover a economia circular e reduzir as emissões do cimento.

Palavras-chaves:
ecoeficiente; Aproveitamento de resíduo de construção e demolição; Empacotamento de partículas

Data	Value (kg.CO₂/kg)	Reference
E _cement	0.832	WBCSD (2023)WORLD BUSINESS COUNCIL FOR SUSTAINABLE DEVELOPMENT. Getting the numbers right project: reporting CO2 - GNR Project. Available: https://www.wbcsdcement.org/GNR-2019. Access: 15 out. 2023. https://www.wbcsdcement.org/GNR-2019...
E _t1	0.006	*Paz et al. (2023)*PAZ, C. F. et al. Life cycle inventory of recycled aggregates derived from construction and demolition waste. Journal of Material Cycles and Waste Management, v.25, p. 1082-1095, jan. 2023.
E _t2 - Thermal activation	0.279¹	*Cancio Díaz et al. (2017)*CANCIO DÍAZ, Y. et al. Limestone calcined clay cement as a low-carbon solution to meet expanding cement demand in emerging economies. Development Engineering, v. 2, p. 82-91, jan. 2017.
0.5h	0.140
1h	0.279¹
2h	0.558
3h	0.837
E _SP	1.065	*Ma et al. (2016)*MA, F. et al. The greenhouse gas emission from Portland cement concrete pavement construction in China. International Journal of Environmental Research and Public Health, v. 13, n. 7, p. 632, jun. 2016.

Materials	OPC	FPC	RMP0h	RMP0.5_c	RMP1_c	RMP2_c	RMP3_c
𝜌 (g/cm³)	3.23	3.02	2.46	2.71	2.74	2.83	2.92
d50 (µm)	9.57	9.95	35.52	34.95	29.58	29.29	24.17
BET (m²/g)	4.5	4.04	31.58	13.07	10.26	7.6	8.81

Oxides (%)	Ref.		RMP0h	RMP0.5c	RMP1c	RMP2c	RMP3c
Oxides (%)	OPC	FPC	RMP0h	RMP0.5c	RMP1c	RMP2c	RMP3c
CaO	59.72	59.77	21.16	23.18	23.28	23.53	24.38
SiO₂	18.46	16.47	36.46	41.16	41.16	42.02	43.27
MgO	6.47	3.89	4.55	4.98	5.02	5.12	5.21
Al₂O₃	4.42	3.72	9.31	10.35	10.39	10.67	10.85
SO₃	3.2	2.71	0.38	0.44	0.42	0.45	0.42
Fe₂O₃	1.97	1.75	5.56	6.2	6.27	6.33	6.55
K₂O	1.06	0.87	0.49	0.54	0.55	0.55	0.57
TiO₂	0.24	0.16	1.42	1.6	1.62	1.63	1.69
MnO	< QL	< QL	< QL	< QL	< QL	< QL	< QL
Na₂O	< QL	< QL	0.25	0.29	0.28	0.28	0.29
P₂O₅	< QL	< QL	0.1	0.12	0.12	0.11	0.12
LOI¹	4.24	10.48	20.17	10.61	10.26	8.47	5.7
Sum (%)	99.79	99.82	99.85	99.46	99.37	99.17	99.06

Mixes	Content (%)		Waste (%)				SP² (%)	w/f²		Packing Density
Mixes	OPC	Waste	R1		R2		SP² (%)	Mass	Volume	ϒ Virtual	Φ Real
OPC	100	0	-	0	-	0	0.60	0.07	0.23	0.648	0.598
FPC	100¹	0	-	0	-	0	0.30	0.07	0.21	0.690	0.636
0h + 0.5c	93	7	RMP0h	4,5	RMP0.5c	2.5	0.66	0.08	0.24	0.651	0.604
	85	15		10		5	0.74	0.09	0.26	0.652	0.604
	75	25		17		8	0.83	0.10	0.29	0.652	0.605
	65	35		23		12	0.92	0.11	0.31	0.654	0.606
	55	45		30		15	1.01	0.12	0.33	0.656	0.612
0h + 1c	93	7	RMP0h	4,5	RMP1c	2.5	0.66	0.08	0.24	0.656	0.611
	85	15		10		5	0.74	0.09	0.26	0.658	0.613
	75	25		17		8	0.83	0.10	0.29	0.661	0.616
	65	35		23		12	0.92	0.11	0.31	0.644	0.605
	55	45		30		15	1.01	0.12	0.34	0.646	0.607
0h + 2c	93	7	RMP0h	4,5	RMP2c	2.5	0.66	0.08	0.24	0.650	0.609
	85	15		10		5	0.74	0.09	0.26	0.660	0.618
	75	25		17		8	0.83	0.10	0.29	0.666	0.627
	65	35		23		12	0.92	0.11	0.31	0.667	0.628
	55	45		30		15	1.01	0.12	0.33	0.670	0.630
	45	55		37		18	1.10	0.13	0.36	0.677	0.636
	35	65		43		22	1.19	0.14	0.38	0.673	0.631
0h + 3c	93	7	RMP0h	4,5	RMP3c	2.5	0.66	0.08	0.24	0.673	0.633
	85	15		10		5	0.74	0.09	0.26	0.676	0.635
	75	25		17		8	0.83	0.10	0.29	0.686	0.641
	65	35		23		12	0.92	0.11	0.31	0.670	0.630
	55	45		30		15	1.01	0.12	0.34	0.676	0.635

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[1] Dayana Ruth Bola Oliveira Universidade Federal da Integração Latino-Americana | Av. Tancredo Neves, 6731, Jardim Itaipu | Foz do Iguaçu - PR - Brasil | CEP 85867-970 | E-mail: dayruth@gmail.com