Diante desse cenário, torna-se fundamental o desenvolvimento de pesquisas que busquem materiais alternativos e tecnicamente e economicamente viáveis para substituir o cimento Portland na indústria da construção civil. Neste trabalho foi realizada uma análise da viabilidade técnica dessas alternativas como forma de reduzir o consumo de cimento Portland na indústria da construção civil.
OBJETIVO GERAL
Objetivos específicos
CIMENTO PORTLAND
Cimento Portland Misto CP II Argamassa de revestimento e assentamento de tijolos e blocos; Argamassa para assentamento de ladrilhos e ladrilhos; Concreto Simples; Concreto magro; Concreto Protendido; Concreto reforçado;. Alto-forno Cimento Portland CP III Argamassa de revestimento e assentamento de tijolos e blocos; Concreto Simples; Concreto magro;. Concreto reforçado; Concreto protendido com tirantes após o endurecimento do concreto; Elementos pré-moldados de concreto e artefatos de cimento endurecidos por aspersão de água;.
Elementos pré-moldados de concreto e artefatos de cimento para decapagem rápida, cura a vapor ou outro tipo de cura térmica; Pisos de concreto simples ou armado; Pisos industriais de concreto; Solo cimento; Argamassas e concretos para meios agressivos; Concreto massa e concreto com agregados reativos. Cimento Portland Pozolânico CP IV Argamassa de revestimento e assentamento de tijolos e blocos; Argamassa para assentamento de ladrilhos e ladrilhos; Concreto Simples; concreto magro; Concreto reforçado; Concreto protendido com barras de protensão após o endurecimento do concreto; Elementos pré-moldados de concreto e artefatos de cimento curados por aspersão de água;. Elementos pré-moldados de concreto e artefatos de cimento curados por aspersão de água; Elementos de concreto pré-moldado e artefatos de cimento para decapagem rápida, cura por spray de água e pisos de concreto industrial.
TIJOLOS DE SOLO-CIMENTO
É importante considerar o tipo e o percentual de estabilizador utilizado para melhorar as qualidades do produto, sendo o cimento Portland o principal estabilizador utilizado, com percentual de 4 a 6%, resultando em tijolos prensados de alta qualidade (BARBOSA, 2002). A porcentagem de cimento na mistura solo:cimento varia de acordo com a textura do solo. O processo de cura dos tijolos evita a liberação rápida de água, pois leva tempo para a água reagir com todos os componentes da mistura, se evaporar muito rapidamente resultará em blocos quebradiços e de má qualidade. A finalidade da produção deste material é substituir parte da produção de tijolos queimados ou concreto, sempre que possível seu aproveitamento, visto que sua produção não necessita de energia térmica para ser realizada, lembrando que o aproveitamento de energia térmica a liberação de carbono resulta em dióxido na atmosfera, mas a produção de tijolos sem queima requer a adição de cimento para atingir propriedades mecânicas viáveis.
É importante referir que a própria produção de cimento é responsável pela utilização de elevados níveis de energia térmica, havendo uma limitação da percentagem de cimento que pode ser utilizada sem ultrapassar os valores de energia térmica consumida na sinterização de cimentos ordinários tijolos. Assim, um tijolo de solo-cimento (Figura 1) sem combustão utilizará menos energia térmica que um tijolo comum e muito menos cimento que um tijolo de concreto, reduzindo a emissão de gás carbônico na atmosfera. Este tipo de tijolo é aplicado principalmente em estruturas como armazéns e galpões, ou casas conhecidas, sendo um tipo de construção mais económica, uma vez que o solo, principal material, está presente no mercado com elevada oferta.
No Brasil, as normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR 10833, NBR 8491 e NBR 8492 (ABNT, 2012) são específicas para a produção de tijolos de solo-cimento, levando em consideração as proporções de solo e cimento necessárias para atender aos requisitos exigidos. padrões de qualidade a serem atendidos pelo mercado da construção.
ARGILAS CALCINADAS NA PRODUÇÃO DE CIMENTO PORTLAND POZOLÂNICO
Devido à grande quantidade de dióxido de carbono liberada na etapa de clinquerização, é necessário encontrar alternativas que reduzam a proporção de clínquer na conformação do cimento. Uma alternativa que tem se mostrado viável é a adição de certa proporção de cinza volante à mistura, mas a quantidade desse resíduo disponível para esse aproveitamento depende da atividade das termelétricas, sendo que no Brasil a principal fonte de energia é a hidrelétrica, o que limita muito a disponibilidade desse material. Esse método é relevante porque utiliza cerca de 55% a 79% da energia necessária para produzir o clínquer, além de reduzir a emissão de dióxido de carbono na atmosfera, já que não possui carbonatos como um de seus principais componentes.
A utilização da argila queimada tem seu valor econômico, sendo um material de menor custo que o clínquer, além do aumento da produtividade (CHRISTÓFOLLI, 2010).
GEOPOLÍMEROS
Blocos geopoliméricos utilizando resíduos de poeira cerâmica
As matérias-primas para a produção dos blocos de geopolímeros são compostas por um ativador alcalino, que pode ser hidróxido de cálcio ou hidróxido de sódio, e resíduos de poeira do processo de pulverização, que é gerado durante a produção de telhas na indústria de revestimentos cerâmicos. O processo de produção dos blocos geopolímeros (Figura 2) inicia-se com a queima do pó cerâmico a 800 °C por duas horas para a produção do metacaulim (PTÁČEK, 2010).
Concreto geopolimérico baseado em cinzas volantes
Tijolo alcalino-ativado usando resíduos industriais
Portanto, esta solução, além de minimizar o uso de cimento, ainda é capaz de trazer utilidade para diversos tipos de resíduos que, ao serem descartados, tornam-se poluentes. Para demonstrar a importância da substituição/diminuição do uso do cimento na construção civil, este trabalho inicialmente trouxe uma conceituação do principal tipo de cimento utilizado atualmente, o cimento Portland, revisando sua história, composição, método de fabricação e seus benefícios e malefícios. danos ambientais causados pela emissão de dióxido de carbono em grandes quantidades. Para soluções específicas, foi encontrada a pedra solo cimento, que possibilita a redução da emissão de carbono por não queimar em seu processo e ter baixa necessidade de cimento em sua fabricação.
Uma solução intermediária encontrada seria a argila calcinada, que pode produzir o cimento Portland pozolânico, um material mais versátil que reduz a quantidade de cimento necessária na mistura, além de demandar menos energia na produção. Os materiais apontados na literatura como potenciais substitutos do cimento na construção civil também foram apresentados quanto ao seu histórico, composição, método de fabricação, vantagens e desvantagens em relação ao Cimento Portland. Os materiais apresentados apresentam diferentes propriedades com o objetivo primordial de reduzir a ameaça ambiental causada pela grande emissão de dióxido de carbono inerente ao processo de clinquerização, utilizando materiais que já são utilizados para o efeito em vários países do mundo.
Neste tópico, são apresentados os resultados da análise comparativa entre possíveis substitutos do cimento Portland: (tijolo de solo-cimento; cimento Portland pozolânico e geopolimérico e cimento Portland, para verificar a sustentabilidade técnica, econômica e ambiental dessas alternativas, que visam reduzir o uso de cimento e conseqüentemente a emissão de poluentes atmosféricos, principalmente dióxido de carbono.
TIJOLOS DE SOLO-CIMENTO
É importante ressaltar que a utilização de tijolos de solo-cimento pode ser considerada uma técnica construtiva muito mais sustentável do que a comumente utilizada no Brasil, pois não requer massa de correção no assentamento, o que proporciona economia de até 90% na geração de . de cimento utilizado pelo método mais comum, e sua produção também não consome energia térmica (VERONEZI, 2021).
ARGILAS CALCINADAS NA PRODUÇÃO DE CIMENTO PORTLAND POZOLÂNICO
Dal Molin (2002), descreve outros efeitos benéficos, como os efeitos reológicos do concreto, onde adições de metacaulim, sílica ativa e cinza de casca de arroz fazem com que o concreto exiba uma diminuição na taxa de exsudação e aumente a resistência ao estresse hídrico. . Este autor destaca que, quando adicionado, o metacaulim pode interferir nas propriedades mecânicas do concreto, dependendo do seu grau de finura, quanto mais fino, maior a resistência inicial, pois facilitará as reações pozolânicas. Segundo Malacarne (2019), um cimento com redução de 30% do clínquer Portland normalmente utilizado, substituído por argila calcinada contendo 40% de caulim, é capaz de igualar a resistência mecânica do produto original, ou até superá-la.
Assim, o produto é capaz de substituir o cimento Portland original em diversas aplicações, como por exemplo em argamassas para revestimento e assentamento de tijolos, blocos, telhas e ladrilhos; Na esfera ambiental, essa redução de 30% no uso de cimento corresponde a 0,26 kg a menos de dióxido de carbono lançado na atmosfera para cada kg de cimento produzido, resultando em aproximadamente um bilhão de toneladas de dióxido de carbono em um ano, dada a produção anual de cimento do mundo.
GEOPOLIMÉRICOS
Blocos geopoliméricos utilizando resíduos de poeira cerâmica
Concreto geopolimérico baseado em cinzas volantes
Amin (2017) mostrou que um bloco geopolimérico composto por 10% Ca(OH)2, 1% NaOH e 38% água, após 28 dias de cura, pode atingir resistência à compressão de 9 MPa, atendendo a exigência da NBR 6136 de 6 MPa ultrapassados para blocos com função estrutural (acima ou abaixo do solo), portanto, este bloco de geopolímero pode ser usado na construção em substituição aos tradicionais blocos de concreto.
Tijolo alcalino-ativado usando resíduos industriais
Existem materiais que podem ser utilizados para substituir ou reduzir o cimento Portland em diversos tipos de situações e em diversos tipos de obras, desde materiais mais simples e consequentemente limitados, como os tijolos de solo-cimento, até materiais mais complexos e com propriedades que podem ser semelhantes . melhores do que os compostos cimentícios, como é o caso dos geopolímeros. Os materiais de geopolímero podem custar menos para fabricar do que os compósitos de cimento Portland tradicionais e, mais importante, são materiais mais ecológicos e podem reduzir as taxas de emissão de CO2 em até 80% ao usar uma fórmula bem otimizada para aplicações de construção. Este é um processo de adaptação muito complicado, já que o cimento Portland há muito é a base de toda a construção civil.
Além disso, as indústrias produtoras de cimento Portland no mundo são gigantescas e requerem enorme capitalização para sua construção e manutenção, o que faz com que a maioria de seus proprietários sejam conservadores nesse sentido, dificultando ainda mais o processo. Seria interessante que grandes empresas investissem capital no desenvolvimento de alternativas voltadas para a evolução desse processo, para que futuramente se reduza o consumo de cimento Portland e consequentemente a diminuição da emissão de CO2 na atmosfera, responsável atualmente por cerca de 8% de todas as emissões globais. Estudo da argila queimada para produção de cimento Portland pozolânico na região de Curitiba, Paraná.
Desenvolvimento e caracterização de cimentos LC3 – cimentos ternários à base de argila calcinada e calcário – a partir de matérias-primas do Rio Grande do Sul.
