Avaliação do concreto geopolimérico como substituto do concreto de cimento portland: resistência mecânica, resistência ao fogo e ACV
| Ano de defesa: | 2021 |
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| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal da Paraíba
Brasil Engenharia de Energias Renováveis Programa de Pós-Graduação em Energias Renováveis UFPB |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/26336 |
Resumo: | High energy consumption and high carbon dioxide emissions are the biggest problems in the Portland cement industry related to environmental pollution. In this scenario, geopolymeric concrete (CG) emerges as a potential substitute for Portland cement concrete (CCP). In addition to its environmental potential, this alternative concrete has similar mechanical characteristics when compared to the conventional solution, also presenting the advantage of having an initial gain of resistance superior to Portland cement concrete, are also pointed out by some researchers interesting thermomechanical properties, which makes reinforced concrete structures safer when exposed to fire situations. Thus, this study aims to verify the possible advantages of geopolymeric concrete against Portland cement concrete, through material characterization tests, mechanical and thermal tests and evaluating CO2-eq emission and energy expenditure through life cycle evaluation (LCA) taking as base unit 1m³ of each material. It was observed that the geopolymeric concrete reached more than 95% of its final resistance in the first 7 days of curing, which for the adopted trait, obtained a final resistance higher than 50MPa. In addition to mechanical strength, geopolymeric concrete presents a lower mass loss than conventional concrete when exposed to high temperatures (up to 1200ºC), at 28 days, CG has a mass loss of only 8.52% while the CCP presents a mass loss of more than 25%. When comparing the emission in kg of CO2-eq, it is observed that the alternative concrete has a 53.94% lower emission than the conventional concrete, but with a higher energy consumption. Thus, it is possible to affirm that geopolyphenic concrete has a great potential for insertion within civil construction as a substitute for Portland cement-based concrete, both from the point of view of thermomechanical performance and in the mitigation of environmental impacts. |
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Avaliação do concreto geopolimérico como substituto do concreto de cimento portland: resistência mecânica, resistência ao fogo e ACVConcretoConstrução civilGeopolímeroPortlandConcreteConstructionGeopolymerACVCO2CNPQ::ENGENHARIASHigh energy consumption and high carbon dioxide emissions are the biggest problems in the Portland cement industry related to environmental pollution. In this scenario, geopolymeric concrete (CG) emerges as a potential substitute for Portland cement concrete (CCP). In addition to its environmental potential, this alternative concrete has similar mechanical characteristics when compared to the conventional solution, also presenting the advantage of having an initial gain of resistance superior to Portland cement concrete, are also pointed out by some researchers interesting thermomechanical properties, which makes reinforced concrete structures safer when exposed to fire situations. Thus, this study aims to verify the possible advantages of geopolymeric concrete against Portland cement concrete, through material characterization tests, mechanical and thermal tests and evaluating CO2-eq emission and energy expenditure through life cycle evaluation (LCA) taking as base unit 1m³ of each material. It was observed that the geopolymeric concrete reached more than 95% of its final resistance in the first 7 days of curing, which for the adopted trait, obtained a final resistance higher than 50MPa. In addition to mechanical strength, geopolymeric concrete presents a lower mass loss than conventional concrete when exposed to high temperatures (up to 1200ºC), at 28 days, CG has a mass loss of only 8.52% while the CCP presents a mass loss of more than 25%. When comparing the emission in kg of CO2-eq, it is observed that the alternative concrete has a 53.94% lower emission than the conventional concrete, but with a higher energy consumption. Thus, it is possible to affirm that geopolyphenic concrete has a great potential for insertion within civil construction as a substitute for Portland cement-based concrete, both from the point of view of thermomechanical performance and in the mitigation of environmental impacts.NenhumaO alto consumo de energia e a elevada emissão de dióxido de carbono são os maiores problemas da indústria de cimento Portland relacionados à poluição do meio ambiente. Neste cenário, o concreto geopolimérico (CG) surge como um substituto potencial ao concreto de cimento Portland (CCP). Além do seu potencial ambiental, esse concreto alternativo possui características mecânicas semelhantes quando comparado com a solução convencional, apresentando ainda a vantagem de ter um ganho inicial de resistência superior ao concreto de cimento Portland, também são apontados por alguns pesquisadores interessantes propriedades termomecânicas, o que torna as estruturas de concreto armado mais seguras quando expostas a situações de incêndio. Sendo assim, este estudo tem como objetivo verificar as possíveis vantagens do concreto geopolimérico frente ao concreto de cimento Portland, através de ensaios de caracterização dos materiais, testes mecânicos, térmicos e avaliando a emissão de CO2-eq e gasto energético através da Avaliação do ciclo de vida (ACV) tomando como unidade base 1m³ de cada material. Foi observado que o concreto geopolimérico alcançou mais de 95% da sua resistência final nos primeiros 7 dias de cura, que para o traço adotado, obteve uma resistência final superior a 50MPa. Além da resistência mecânica, o concreto geopolimérico apresenta uma perda de massa inferior ao concreto convencional quando exposto a altas temperaturas (até 1200ºC), aos 28 dias, CG tem uma perda de massa de apenas 8.52% enquanto o CCP apresenta uma perda de massa superior a 25%. Quando comparado a emissão em kg de CO2-eq observa-se que o concreto alternativo apresenta uma emissão 53.94% inferior ao concreto convencional, porém, com um maior consumo energético. Desse modo, é possível afirmar que o concreto geopolimérico tem um grande potencial de inserção dentro da construção civil como substituto do concreto a base de cimento Portland, tanto do ponto de vista de desempenho termo-mecânico quanto na mitigação de impactos ambientais.Universidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharia de Energias RenováveisPrograma de Pós-Graduação em Energias RenováveisUFPBGomes, Kelly Cristianehttp://lattes.cnpq.br/0678485152961068Carvalho, Monicahttp://lattes.cnpq.br/7491245049317833Lima, Paulo Henrique Alves de2023-02-23T16:52:24Z2021-11-292023-02-23T16:52:24Z2022-02-26info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/26336porAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2023-05-22T12:49:44Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/26336Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| bdtd@biblioteca.ufpb.bropendoar:2023-05-22T12:49:44Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false |
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High energy consumption and high carbon dioxide emissions are the biggest problems in the Portland cement industry related to environmental pollution. In this scenario, geopolymeric concrete (CG) emerges as a potential substitute for Portland cement concrete (CCP). In addition to its environmental potential, this alternative concrete has similar mechanical characteristics when compared to the conventional solution, also presenting the advantage of having an initial gain of resistance superior to Portland cement concrete, are also pointed out by some researchers interesting thermomechanical properties, which makes reinforced concrete structures safer when exposed to fire situations. Thus, this study aims to verify the possible advantages of geopolymeric concrete against Portland cement concrete, through material characterization tests, mechanical and thermal tests and evaluating CO2-eq emission and energy expenditure through life cycle evaluation (LCA) taking as base unit 1m³ of each material. It was observed that the geopolymeric concrete reached more than 95% of its final resistance in the first 7 days of curing, which for the adopted trait, obtained a final resistance higher than 50MPa. In addition to mechanical strength, geopolymeric concrete presents a lower mass loss than conventional concrete when exposed to high temperatures (up to 1200ºC), at 28 days, CG has a mass loss of only 8.52% while the CCP presents a mass loss of more than 25%. When comparing the emission in kg of CO2-eq, it is observed that the alternative concrete has a 53.94% lower emission than the conventional concrete, but with a higher energy consumption. Thus, it is possible to affirm that geopolyphenic concrete has a great potential for insertion within civil construction as a substitute for Portland cement-based concrete, both from the point of view of thermomechanical performance and in the mitigation of environmental impacts. |
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