Estudo comparativo da análise de ciclo de vida de concretos geopoliméricos e de concretos à base de cimento Portland composto (CP II)

Abstract

ResumoAnálise de Ciclo de Vida (ACV) é um método que inclui a compilação e avaliação das entradas, saídas e dos impactos de um produto ao longo do seu ciclo de vida. Os resultados desta análise são utilizados para escolher alternativas favoráveis para uma aplicação específica. Este artigo utilizou as ferramentas de ACV, apoiada pelo software Umberto, para comparar o processo de obtenção de concretos de cimento Portland com o de concretos geopoliméricos, obtidos da ativação alcalina de aluminossilicatos. O impacto ambiental foi avaliado considerando 1 m 3 de cada concreto, sendo (i) as emissões de CO 2 (kg CO 2 / m 3 ) e (ii) a demanda energética (MJ/m³) as variáveis para determinar o potencial sustentável de ambos materiais. O objetivo principal foi avaliar se os concretos geopoliméricos são mais sustentáveis do que os concretos tradicionais. Os resultados obtidos mostraram que o consumo energético é reduzido em 45,8% na produção do concreto geopolimérico, quando comparado à produção do concreto de cimento Portland de desempenho mecânico equivalente. Com relação às emissões de CO 2 , o concreto geopolimérico reduz as emissões em 72,4%, em comparação ao concreto tradicional de cimento Portland CPII. Assim, o primeiro se mostra uma alternativa a ser considerada, na produção de materiais de construção de menor impacto ambiental. A crescente preocupação com o meio ambiente tem gerado a busca por processos produtivos mais sustentáveis e estimulado pesquisas mundiais para a redução de emissão por parte da indústria cimenteira (VAN OSS;PADOVANI, 2003;HABERT et al., 2010;SCHNEIDER et al., 2011; BENHELAL et al., 2013 A segunda alternativa, talvez a mais antiga, conhecida e difundida, é justamente o emprego de adições minerais na produção dos cimentos compostos. PalavrasAs diferentes matérias-primas adicionadas ao clínquer permitem a fabricação dos variados tipos de cimento Portland disponíveis no mercado, alguns contendo materiais reativos (pozolanas) e outros inertes (fíleres). Os mais comuns são os fíleres carbonáticos (CaCO 3 pulverizado), materiais argilosos naturais ou calcinadas, bem como as escórias de alto forno. Adições reativas tais como a escória possuem maior possibilidade de emprego em substituição ao clínquer por suas vantagens técnicas, tais como elevação da resistência mecânica em longo prazo, redução do calor de hidratação e boa durabilidade em meios agressivos (LOTHENBACH; SCRIVENER; HOOTON, 2011). De modo geral, a substituição de parte do clínquer por adições ao cimento tem como consequências diretas:(a) diminuição no consumo de recursos naturaisno caso do uso de resíduos industriais como adições minerais; (b) menor emissão de CO 2 ; (c) menor quantidade de matéria-prima calcinada para a produção de uma tonelada de cimento Portland, diminuindo as emissões provenientes da calcinação e da queima de combustíveis fósseis, que ocorrerá em menor quantidade; e (d) menor demanda de energia, caso haja reduções na moagem, processo de maior demanda energética na produção de cimento Portland.Uma terceira tecnolog...

Mechanical and microstructural analysis of geopolymer composites based on metakaolin and recycled silica

“…Geopolymer cements have been considered materials that might replace portland cement due to their advantageous properties, such as high strength at early ages, resistance to chemical attack and performance significantly better at high temperature than the portland cement mortars . In general, geopolymers are produced from aluminosilicate materials (minerals and industrial byproducts), and it is estimated that the production of 1 m 3 of geopolymer concrete reduces the global warming potential between 45% and 72% which makes them environmentally friendly. However, the use of silicate (Na 2 O·SiO 2 · x H 2 O or K 2 O·SiO 2 · x H 2 O) as an activator suggests that the carbon footprint of the geopolymers is almost the same as that associated with the production of portland cement because the production of commercial silicates involves burning sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) and silica sand (SiO 2 ) at temperatures above 1100°C.…”

Alkali-activated binder containing wastes: a study with rice husk ash and red ceramic

“…When compared to an OPC concrete a geopolymeric concrete has an energy consumption 45.8% lower, and it emits about 72% less carbon dioxide to the environment [10]. Despite these advantages in environmental aspects, the alkali-activated binder has some disadvantages to overcome, such as the unproven durability, the challenging rheology [11], the lack of specific technical standards, and the absence of a uniform nomenclature to the inorganic polymers [12].…”

Life cycle carbon emissions inventory of brick masonry and light steel framing houses in Brasilia: proposal of design guidelines for low-carbon social housing

“…Saade et al (2014) proposed a set of lifecycle-based indicators to describe eco-efficient building materials, presenting an important environmental database for Brazilian building materials, including CO2eq emissions. Borges et al (2014) compared Portland cement and geopolymer concretes obtained from the alkaline activation of aluminosilicates. Santoro and Kripka (2016) evaluated CO2 emissions of concrete production, considering the material (binder, coarse aggregates, fine aggregates and steel) extraction and production stages used in the state of Rio Grande do Sul.…”