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Tipo: Dissertação
Data do documento: 2-Fev-2020
Autor(es): ARRUDA JUNIOR, Euler Santos
Primeiro(a) Orientador(a): BARATA, Márcio Santos
Título: Cimentos de baixo impacto ambiental (LC3 ) a partir dos resíduos cauliníticos da Amazônia
Título(s) alternativo(s): Low environmental impact cement (LC3) from the kaulinitic waste from the Amazon
Citar como: ARRUDA JUNIOR, Euler Santos. Cimentos de baixo impacto ambiental (LC3) a partir de resíduos cauliníticos da Amazônia. Orientador: Márcio Santos Barata. 2020. 134 f. Dissertação (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal do Pará, Belém, 2020. Disponível em: http://repositorio.ufpa.br:8080/jspui/handle/2011/13815. Acesso em:.
Resumo: O emprego de adições minerais como substituição parcial do clínquer no cimento Portland tem sido uma das principais estratégias para redução da emissão de CO2 por parte da indústria mundial do cimento. Contudo, a disponibilidade de escorias de alto forno e cinza volante não supre a demanda. Na Amazônia, as indústrias de beneficiamento de caulim como cobertura para papel já depositaram cerca de 70 milhões de toneladas de resíduos constituídos essencialmente por caulinita extremamente fina. Uma alternativa para a região seria o emprego do cimento Portland com adições minerais de calcário e argila calcinada para a produção de um cimento de baixa emissão de CO2 - LC3 (limestone calcined clay cement). O objetivo deste trabalho foi avaliar as propriedades desses cimentos LC3 com elevadas incorporações de calcário e da metacaulina proveniente do resíduo do processamento do caulim. Os níveis de substituição das adições minerais sobre a massa de cimento Portland comum foram de 45% e 60%. As variáveis investigadas foram massa específica, área superficial específica Blaine, água de consistência e tempo de pega inicial e final dos cimentos, além das resistências à compressão de argamassas. As incorporações das misturas metacaulina-calcário aumentaram a demanda de água e reduziram os tempos de pega em razão da elevada finura da caulinita. Entretanto, houve acrescimentos significativos de resistência à compressão em comparação aos cimentos Portland comum e composto, demonstrando a alta eficiência deste ligante o qual atingiu resistência a compressão de até 62,3 MPa aos 91 dias. Quanto à pegada de carbono produzida pelos cimentos LC3 . Os resultados demonstraram uma redução em 20% a 38% das emissões de CO2 em relação ao CPII F 40. Ainda, evidenciou-se a ampla aplicabilidade da ferramenta ACV ao setor da construção. Os resultados são promissores, mas requerem estudos mais aprofundados, principalmente no que tange aos aspectos de reologia, durabilidade frente à alta demanda de água destes cimentos, elevada tendência à retração e à baixa alcalinidade e, principalmente, quanto a viabilidade econômica quando combinada com outras ações de mitigação das emissões como o aumento da eficiência energética combinada com o emprego de combustíveis alternativos.
Abstract: The use of mineral additions as a partial replacement of clinker in Portland cement has been one of the main strategies for reducing CO2 emissions by the global cement industry. However, the availability of blast furnaces and fly ash does not meet demand. In the Amazon, the kaolin processing industries as a cover for paper have already deposited around 70 million tons of waste consisting essentially of extremely fine kaolinite. An alternative for the region would be the use of Portland cement with mineral additions of limestone and calcined clay for the production of a low CO2 cement - LC3 (limestone calcined clay cement). The objective of this work was to evaluate the properties of these LC3 cements with high incorporations of limestone and metakaolin from the kaolin processing residue. The levels of substitution of mineral additions on the common Portland cement mass were 45% and 60%. The investigated variables were specific mass, specific surface area Blaine, water of consistency and time of initial and final setting of the cement, in addition to the resistance to mortar compression. The incorporations of the metakaolin-lime mixtures increased the water demand and reduced the setting times due to the high fineness of the kaolinite. However, there were significant increases in compressive strength compared to common and compound Portland cements, demonstrating the high efficiency of this binder which reached compressive strength of up to 62.3 MPa at 91 days. As for the carbon footprint produced by LC3 cements. The results showed a 20% to 38% reduction in CO2 emissions compared to CPII F 40. Furthermore, the wide applicability of the LCA tool to the construction sector was evidenced. The results are promising, but require further studies, especially with regard to the aspects of rheology, durability in view of the high water demand of these cements, high tendency to retraction and low alkalinity and, mainly, regarding economic viability when combined with other actions to mitigate emissions such as increasing energy efficiency combined with the use of alternative fuels.
Palavras-chave: Resíduos cauliníticos
LC3 (Limestone Calcined Clay Cement)
Avaliação do Ciclo de Vida
Cimentos de baixa demanda de energia
Sustentabilidade- Amazônia
Kaolin waste
Life cycle assessment
Low energy demand cements
Sustainability - Amazon
Área de Concentração: ANÁLISE E CONCEPÇÃO DO ESPAÇO CONSTRUÍDO NA AMAZÔNIA
Linha de Pesquisa: TECNOLOGIAS CONSTRUTIVAS
CNPq: CNPQ::CIENCIAS SOCIAIS APLICADAS::ARQUITETURA E URBANISMO::TECNOLOGIA DE ARQUITETURA E URBANISMO
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Pará
Sigla da Instituição: UFPA
Instituto: Instituto de Tecnologia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Fonte URI: Disponível na internet via correio eletrônico: bibliotecaitec@ufpa.br
Aparece nas coleções:Dissertações em Arquitetura e Urbanismo (Mestrado) - PPGAU/ITEC

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