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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2022.tde-24052023-141256
Document
Author
Full name
Lucas Nascimento de Lima
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2022
Supervisor
Committee
John, Vanderley Moacyr (President)
Dornelles, Kelen Almeida
Matos, Ana Filipa Ferreira da Silva Cigarro
Title in Portuguese
Influência da substituição de ligante por filler calcário na refletância de pastas de cimento.
Keywords in Portuguese
Cimento
Conforto térmico
Impactos ambientais
Materiais de construção
Abstract in Portuguese
O uso de teores cada vez mais altos de filler em peças cimentícias tem se tornado tendência mundial para diminuir a pegada de carbono associada à produção de cimento. Entretanto, a literatura não analisou o efeito da substituição de ligante por filler calcário no albedo de matrizes cimentícias. Este trabalho teve como objetivo avaliar como a substituição de cimento por filler calcário afeta a refletância solar de pastas cimentícias. Para tanto analisouse 8 misturas de pasta de cimento, feitas com cimento cinza (CPV) e cimento branco com diferentes teores de filler (0%, 10%, 35% e 50%). Para as pastas de cimento cinza a substituição de cimento por 50% de filler foi responsável por aumentar a refletância das pastas em 33%, principalmente no infravermelho, já para as pastas de cimento branco houve pouco aumento da refletância (4%), entretanto, apresentaram queda acentuada na pegada de CO2 (61,2%). As pastas de cimento branco com 50% de substituição de ligante por filler, que apresentavam melhor resultado agregado de alta refletância e baixa pegada de carbono, foram expostas por 12 meses na cidade de São Paulo para análise da durabilidade após envelhecimento natural e após serem pré-condicionadas por carbonatação, aumento do tempo de molhado e a combinação de ambos, visando facilitar a degradação para que ocorresse de forma acelerada. Também foram expostas, como forma de comparação, amostras de pasta de cimento branco sem filler e sem carbonatação prévia. A degradação foi acompanhada por quatro quesitos: desempenho como superfícies frias, alteração estética, variação de superfície e avaliação microbiológica por microscopia óptica. Após 12 meses de exposição, as amostras sem filler foram as que mais perderam refletância (7,32%), em decorrência da deposição de material particulado e crescimento microbiano em fissuras de secagem e retração. Portanto, o uso de filler aparenta promover superfícies com manutenção da refletância. O pré condicionamento das amostras por carbonatação e ampliação do tempo de molhado foi capaz de reduzir apenas 2,38% da refletância inicial.
Title in English
Influence of the replacement of binder by limestone filler on the reflectance of cement pastes.
Keywords in English
Cement paste
Limestone filler
Reflectance
Abstract in English
The use of increasingly high levels of limestone filler in cementitious pieces has become a worldwide trend to reduce the carbon footprint associated with cement production. However, the literature has not analyzed the effect of replacing binder with limestone filler on the albedo of cementitious matrices. This work aimed to evaluate how the replacement of cement by limestone filler affects the solar reflectance of cementitious pastes. For that, 8 mixtures of cement paste were analyzed, made with gray cement (CPV) and white cement with different filler contents (0%, 10%, 35% and 50%). For the gray cement pastes, the replacement of cement by 50% of filler was responsible for increasing the reflectance of the pastes by 33%, mainly in the infrared, while for the white cement pastes there was little increase in reflectance (4%), however, showed a sharp drop in CO2 footprint (61.2%). The white cement pastes with 50% replacement of binder by filler, which presented the best aggregate result of high reflectance and low carbon footprint, were exposed for 12 months in the city of São Paulo for analysis of durability after natural aging and after being pre-conditioned by carbonation, increased wetting time and the combination of both, aiming to facilitate the degradation so that it occurred in an accelerated way. As a means of comparison, samples of white cement paste without filler and without previous carbonation were also exposed. The degradation was followed by four criteria: performance as cool surfaces, aesthetic alteration, surface variation and microbiological evaluation by optical microscopy. After 12 months of exposure, the samples without filler were the ones that lost the most reflectance (7.32%), due to the deposition of particulate material and microbial growth in drying and shrinkage cracks. Therefore, the use of filler appears to promote surfaces with maintenance of reflectance. The preconditioning of the samples by carbonation and extension of the wetting time was able to reduce only 2.38% of the initial reflectance.
 
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Publishing Date
2023-05-26
 
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