Contribuição à avaliação do desempenho técnico e ambiental de cimentos com elevados teores de adições minerais

dc.contributor.advisor1Silva, Maristela Gomes da
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000271041972
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4450263733589061
dc.contributor.authorMendes, Alvaro Avila Franklin
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0001-9953-8123
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6536538731793530
dc.contributor.referee1Pinheiro, Sayonara Maria de Moraes
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-5657-2177
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7769166113108417
dc.contributor.referee2Vieira, Geilma Lima
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0001-6148-3307
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/5783172236615493
dc.date.accessioned2024-05-30T00:49:00Z
dc.date.available2024-05-30T00:49:00Z
dc.date.issued2020-03-26
dc.description.abstractRegarding the cement production challenges in a demanding scenario to reduce environmental impacts, the use of mineral additions allows, in addition to achieving technical advantages, to reduce greenhouse gases emissions, the depletion of nonrenewable resources and the fossil fuels use. In view of this scenario, there is a worldwide trend towards the normalization of composite cements produced with more than one type of mineral addition, resulting in ternary and quaternary cements with a low-clinker factor. In this dissertation, thirteen binders with clinker factors ranging from 40% to 50% were studied, constituted by the combination of at least two types of mineral additions, namely blast-furnace slag, fly ash, calcined clay and limestone filler. The binders were studied for physical, chemical, mechanical and environmental performance. For physical, chemical and mechanical performance, the mandatory requirements and criteria of ABNT NBR 16697: 2018 were evaluated. For environmental performance, GHG emissions (in CO2eq) were estimated through life cycle assessment, and verified with the national cement industry recommendations for reducing CO2 emissions , outlined in the Cement Technology Roadmap Brazil for 2050. The results showed that ten of the studied binders met the mandatory criteria and requirements described in ABNT NBR 16697: 2018, while the other three, with a higher limestone content, did not meet the loss on ignition criterion. Among the studied binders, the highlight was the combination of calcined clay, blast-furnace slag and limestone filler, which presented compressive strength at 3 days close to 23MPa and 41MPa at 28 days of age, proving that there is synergy between the mineral additions, explored in this quaternary cement. Furthermore, it is noteworthy the binder constituted by the combination of calcined clay and limestone filler, in the proportion provided by Limestone Calcined Clay Cement (LC3), which presented compressive strength at 3 days close to 29MPa and 41MPa at 28 days of age; however, the emission associated with this binder does not meet the recommendations outlined in the Cement Technology Roadmap Brazil for 2050. Some cements may present emissions higher than the recommendation, provided that the cement produced and consumed, on average, meets the recommendation.
dc.description.resumoConsiderando os desafios de produção de cimento em um cenário de necessidade de redução de impactos ambientais, o uso de adições minerais permite, além de alcançar vantagens técnicas, diminuir as emissões de gases de efeito estufa, bem como reduzir a extração de jazidas esgotáveis e o uso de combustíveis fósseis. Diante deste cenário, existe uma tendência mundial de normalização de cimentos compostos constituídos por mais de um tipo de adição mineral, resultando em sistemas ternários e quaternários com baixo fator de clínquer. Nesta dissertação, foram estudados treze cimentos com fatores de clínquer variando de 40% a 50%, constituídos pela combinação de pelo menos dois tipos de adições minerais, quais sejam escória de alto-forno, cinza volante, argila calcinada e fíler calcário. Os cimentos foram estudados quanto ao desempenho físico, químico, mecânico e ambiental. Para o desempenho físico, químico e mecânico foram avaliados o atendimento aos requisitos obrigatórios e critérios da ABNT NBR 16697:2018. Para o desempenho ambiental foram estimadas as emissões de GEE (em CO2eq) por meio de avaliação de ciclo de vida, verificando as recomendações para redução de emissão de CO2 para a indústria nacional de cimento, traçadas no Cement Technology Roadmap Brazil para 2050. Os resultados mostraram que dez dos cimentos estudados atenderam aos critérios e requisitos obrigatórios descritos na ABNT NBR 16697:2018, enquanto os outros três, com maior teor de fíler calcário, não atenderam quanto à perda ao fogo. Dentre os cimentos estudados, destacou-se o constituído pela combinação de argila calcinada, escória de alto-forno e fíler calcário, que apresentou resistência à compressão aos 3 dias próxima a 23MPa e 41MPa aos 28 dias de idade, comprovando que há sinergia entre as adições minerais, explorada nesse cimento quaternário. Destaca-se, também, o cimento constituído pela combinação de argila calcinada e fíler calcário, na proporção prevista para o Limestone Calcined Clay Cement (LC3), que apresentou resistência à compressão aos 3 dias próxima a 29MPa e 41MPa aos 28 dias de idade, porém a emissão de GEE associada a este ligante não atende as recomendações traçadas no Cement Technology Roadmap Brazil para 2050. É digno de nota que alguns cimentos podem apresentar emissões superiores a recomendação, desde que o cimento produzido e consumido, em média, atenda a recomendação.
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/14230
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Civil
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil
dc.rightsopen access
dc.subjectCimento Portland
dc.subjectadições minerais
dc.subjectcimentos ternários e quaternários
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqEngenharia Civil
dc.titleContribuição à avaliação do desempenho técnico e ambiental de cimentos com elevados teores de adições minerais
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typemasterThesis

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