A cada ano, 2 bilhões de toneladas de cimento antigo proveniente de resíduos de concreto não são recuperadas pela indústria do cimento, apesar do alto potencial de redução das emissões de CO2 provenientes da produção de cimento Portland. Nesta pesquisa, primeiro, exploramos o cimento Portland reciclado (R-PC, termoativado a 500°C) como um ligante único, reduzindo a relação água/sólidos e utilizando dispersantes. O R-PC apresentou desempenho mecânico limitado e desempenho ambiental semelhante ao cimento Portland comum (OPC). Portanto, em seguida, o R-PC foi modificado com calcário e uma quantidade reduzida de clínquer de Portland finamente moído para produzir um cimento com baixa pegada de CO2 e alta resistência inicial (ARI). Os vazios no sistema de empacotamento granular foram reduzidos usando uma abordagem de preenchimento reverso. Os cimentos modificados exigiram menos água e dispersantes, atingindo resistências à compressão mais elevadas. O cimento modificado com 80% de cimento reciclado e 20% de cimento Portland finamente moído alcançou 73% da resistência do cimento Portland ARI (36 MPa em 28 dias, relação água/sólidos de 0,48 g/g) com uma redução de 63% nas emissões de CO2 na fabricação (317 kgCO2 por tonelada), oferecendo assim a maior eficiência ambiental. Os cimentos engenheirados podem igualar a resistência do cimento Portland ARI com um terço do clínquer.

Every year, 2 billion tons of old cement from concrete waste go unrecovered by the cement industry, even though it has the potential to reduce CO2 emissions from Portland cement production. In this research, first, we explored recycled Portland cement (R-PC, thermoactivated at 500°C) as a unique binder through water-to-solids ratio reduction and dispersant use. The R-PC presented a limited mechanical performance and similar environmental performance to ordinary Portland cement (OPC). Therefore, secondly, R-PC was engineered with limestone filler and a reduced quantity of finely grounded Portland Clinker to produce low-CO2 high-initial strength engineered blended cements. The voids in the granular packing system were reduced using a reverse filling approach. The engineered cements required less water demand and dispersant content, achieving higher compressive strengths. The engineered cement with 80% recycled cement and 20% finely-ground Portland cement achieved 73% of the high-initial strength Portland cement (36 MPa at 28 days, water-to-solids ratio of 0.48g/g) with a 63% reduction in CO2 emissions of manufacture (317 kg CO2/ton), thereby offering the highest environmental efficiency. The engineered recycled blended cements can equalize high-initial Portland cement strength with one-third of the clinker.