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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34317| Título: | Análise da carbonatação em concretos com LC³ para diferentes classes de agressividade ambiental |
| Título(s) alternativo(s): | Analysis of carbonation in concrete with LC³ for different classes of environmental aggressivity |
| Autor(es): | Brandalize, Deborah Claudiane |
| Orientador(es): | Savaris, Gustavo |
| Palavras-chave: | Calcário Cimento Portland - Indústria Materiais de construção - Vida útil Impacto ambiental - Avaliação Plasticidade Concreto - Propriedades mecânicas Limestone Portland cement industry Building materials - Service life Environmental impact analysis Plasticity Concrete - Mechanical properties |
| Data do documento: | 28-Mar-2024 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | BRANDALIZE, Deborah Claudiane. Análise da carbonatação em concretos com cimento LC³ para diferentes classes de agressividade ambiental. 2024. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2024. |
| Resumo: | O processo de fabricação do cimento Portland é altamente poluente, com alta emissão de CO2, devido à queima de combustíveis e ao processo de descarbonatação do calcário. Uma das soluções adotadas no controle dos impactos ambientais gerados no processo de fabricação do cimento, no que se refere a emissão de CO2, é a substituição do cimento Portland por materiais cimentícios suplementares (MCS). Nesse contexto, o Limestone Calcined Clay Cement (LC³) surgiu como um cimento de baixa emissão do teor de carbono nas indústrias cimenteiras de todo o mundo, apresentando-se como uma opção de cimento, produzido através da mistura de filer calcário, argila calcinada, clínquer e gesso em proporções estabelecidas, em substituição em relação ao cimento Portland convencional. Entretanto, neste tipo de cimento todo o hidróxido de cálcio (CH) é consumido durante a fase de hidratação, o que o torna mais vulnerável à carbonatação. Diante disso, esta pesquisa avaliou a durabilidade de concretos com LC³, para diferentes classes de agressividade ambiental, sendo empregados ensaios de carbonatação acelerada. Para a realização desta pesquisa foi empregado o LC³, sendo realizada a substituição de 50% do clínquer CPV-ARI por metacaulim, filer calcário e gesso, e variando o fator água cimento das misturas, visando atender às classes de agressividade ambiental estabelecidas na norma brasileira de procedimentos para estruturas de concreto armado e protendido. Foram investigadas as propriedades do concreto no estado fresco, por meio de ensaio de consistência, e no estado endurecido, por meio de ensaios de resistência à compressão axial, módulo estático de elasticidade, resistência à tração, absorção de água por imersão, e resistência à carbonatação do concreto – método da carbonatação acelerada. Os resultados demonstraram uma redução da plasticidade do concreto com a redução do fator água/cimento para atender as classes de agressividade ambientais definidas em norma, demandando o aumento da quantidade de aditivo superplastificante, e uma relação inversa entre o fator água/cimento e a resistência à compressão axial no estado endurecido. Os valores da resistência à compressão axial apresentaram grande elevação após 28 dias, aumentando entre as idades de 28 dias e 90 dias nas classes de agressividade ambiental 1, 2, 3 e 4, em 38,46%, 31,17%, 40,52% e 55,20%, respectivamente. Notou-se uma similaridade entre os resultados de resistência à compressão e resistência à tração por compressão diametral aos 28 dias de idade. No que se refere a resistência à carbonatação do concreto, pelo método de carbonatação acelerada, constatou-se uma maior profundidade de carbonatação, aos 63 dias de exposição ao CO2, nos concretos em que foram utilizados maior fator de água / cimento, devido ao aumento da porosidade do concreto. |
| Abstract: | The Portland cement manufacturing process is highly polluting, with high CO2 emissions, due to the burning of fuel and the limestone decarbonation process. One of the solutions adopted to control the environmental impacts generated in the cement manufacturing process, regarding CO2 emissions, is the replacement of Portland cement with supplementary cementitious materials (SMCs). In this context, Limestone Calcined Clay Cement (LC³) emerged as a low-carbon cement in cement industries around the world, presenting itself as a cement option produced through the mixture of limestone filler, calcined clay, clinker, and gypsum in established proportions, replacing conventional Portland cement. However, in this type of cement, all calcium hydroxide (CH) is consumed during the hydration phase, which makes it more vulnerable to carbonation. Therefore, this research evaluated the durability of concrete with LC³, for different classes of environmental aggressiveness, using accelerated carbonation tests. To conduct this research, LC³ was used, replacing 50% of the CPV-ARI clinker with metakaolin, limestone filler and gypsum, and varying the water-cement factor of the mixtures, aiming to meet the environmental aggressiveness classes established in the Brazilian standard of procedures for reinforced and prestressed concrete structures. The properties of concrete were investigated in the fresh state, through consistency testing, and in the hardened state, through tests of axial compression resistance, static modulus of elasticity, tensile strength, water absorption by immersion, and resistance to concrete carbonation the accelerated carbonation method. Results demonstrated a reduction in the workability of concrete with the reduction of the water/cement factor to meet the environmental aggressiveness classes defined in the standard, demanding an increase in the amount of superplasticizing additive, and an inverse relationship between the water/cement factor and the resistance axial compression in the hardened state. The values of axial compression resistance showed a large increase after 28 days, increasing between the ages of 28 days and 90 days in environmental aggressiveness classes 1, 2, 3, and 4, by 38.46%, 31.17%, 40, 52%, and 55.20%, respectively. A similarity was observed between the results of compressive strength and tensile strength by diametral compression at 28 days of age. Regarding the resistance to carbonation of concrete, using the accelerated carbonation method, a greater depth of carbonation, at 63 days of exposure to CO2, was found in concretes in which a higher water/cement factor was used, due to the increase in concrete porosity. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34317 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil |
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