Tratamento com uso de CO2 de agregados graúdos reciclados de concretos controlados : propriedades microestruturais e captura de CO2

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Cassel, Victor Saldanha
• Orientador(a): Dal Molin, Denise Carpena Coitinho
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Agregados para construção civil; Resíduos da construção civil; Mineralização; Dióxido de carbono
• Palavras-chave em Inglês: Carbon capture and utilization; CO2 mineralization; Recycled concrete aggregate
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/283069

O setor da construção civil contribui consideravelmente com o aquecimento global, uma vez que a produção do cimento é responsável por 5% a 8% das emissões antropogênicas globais de CO2. Atualmente, estão em desenvolvimento alternativas para a captura, utilização e armazenamento de carbono (CCUS), as quais tem aplicação no tratamento de agregados reciclados de concreto (ARC), em um processo conhecido como mineralização do CO2. Nesse sentido, o objetivo do presente trabalho consiste na avaliação da influência do tratamento com CO2 de ARC nas propriedades físicas (massa específica e absorção de água), microestruturais (microtomografia de raios-x, microscopia eletrônica de varredura e microdureza Vickers) e na captura de CO2. Também engloba a avaliação das propriedades mecânicas de concretos produzidos com agregados tratados (ARCC) ou não (ARC) com CO2. Para isso, foram produzidos concretos para processamento e produção de resíduos, utilizando dois tipos de cimento (CP IV e CP V ARI) e duas relações água/cimento (0,55 e 0,65). Por meio das etapas de cominuição e peneiramento, partículas de agregado graúdo com dimensão entre 4,75 e 19 mm foram selecionadas para tratamento com CO2 em câmara de carbonatação (UR 60%, CO2 15%, tempo 24 horas). A determinação da captura de CO2 pelo ARC foi realizada por termogravimetria. Os resultados indicam que a carbonatação dos agregados foi parcial, e que a relação água/cimento influenciou mais na difusão de CO2 que o tipo de cimento. O ARC IV_65 obteve a maior quantidade de CO2 capturado (12,81 kgCO2/ton). Em relação às propriedades físicas, o ARC IV_65 obteve o maior aumento da massa específica (3,03%) e a maior redução da absorção de água (7,32%) após o tratamento. A análise de variância (ANOVA) indicou que o efeito isolado da mineralização influenciou nestas propriedades. Por microtomografia de raios-x constatou-se que a porosidade de todos os tipos de ARC diminuiu, enquanto no ensaio de microscopia eletrônica de varredura constatou-se que a profundidade de carbonatação não alcançou a região da argamassa aderida próxima à zona de transição interfacial. A avaliação da microdureza Vickers para o ARC IV_65 indicou que esta propriedade foi aprimorada com o tratamento com CO2. Para os concretos produzidos com ARC e ARCC, foi constatado que o efeito isolado do tratamento influenciou positivamente na resistência à compressão; contudo, esta variável não influenciou no módulo de elasticidade. Diante dos resultados obtidos, é possível constatar que o tratamento melhorou as propriedades físicas e microestruturais dos ARC e promoveu o uso e captura de CO2. O protocolo de tratamento pode ser aprimorado, de modo a se obter carbonatação completa do ARC, aumentando a captura de CO2 e o desempenho de concretos produzidos com este material. Dessa forma, o tratamento por mineralização do CO2 de ARC poderá ser utilizado em escala industrial, contribuindo com o desenvolvimento sustentável da construção civil.