O concreto é um material essencial para o desenvolvimento da infraestrutura da sociedade humana. Pode ser composto, usualmente, por agregados, adições minerais e ligantes hidráulicos, como o cimento. Mas, o que pouca gente sabe, é que a produção de um dos principais componentes do concreto, o cimento, é grande responsável pelas emissões de dióxido de carbono (CO2) para a atmosfera, cerca de 8% das emissões globais, que podem chegar a 30% até 2050, se nada for feito.
Nesse contexto, investigamos alternativas sustentáveis para a indústria cimenteira. Os nossos interesses baseiam-se na ampla investigação da química ligantes, aditivos químicos e durabilidade dos materiais cimentícios.
Áreas de atuação:
O concreto é utilizado em uma quantidade massiva, sendo o cimento, único componente produzido a partir de um processo industrial, responsável por elevado impacto ambiental. Isto porque, a produção do cimento Portland é responsável por um grande percentual das emissões globais de gases de efeito estufa para a atmosfera, de 5 a 8%, além de promover um grande consumo de energia e de matérias-primas não renováveis. As emissões associadas a produção do cimento vêm principalmente do processo de produção do clínquer Portland, em que são envolvidas altas temperaturas de queima (~1450 °C) e liberada uma alta quantidade de dióxido de carbono (CO2).
Dessa forma, a redução no teor de clínquer presente no cimento a partir da incorporação de resíduos resultará em uma redução dos impactos ambientais, além de ser uma alternativa ambientalmente adequada para a disposição destes. Outra alternativa é a utilização de cimentos alternativos, com baixo teor de clínquer, como o cimento LC3, ou clínqueres alternativos, como o cimento sulfo-aluminato belítico (CSAB), ou sem clínquer como os geopolímeros e materiais álcali-ativados. Essa linha de pesquisa é alinhada com um dos pilares de pesquisa do grupo NORIE, do qual o LINCE faz parte, que é a busca por materiais de construção mais sustentáveis.
O clínquer Portland, principal constituinte do cimento Portland, consiste, majoritariamente, em quatro diferentes fases mineralógicas: C3S (alita), C2S (belita), C3A e C4AF (ferrita). A composição das matérias-primas adotadas e as condições de produção do cimento Portland, podem conferir mudanças na estrutura cristalina (polimorfismo) e na reatividade das principais fases desse material.
Nesse sentido, O LINCE se empenha na análise macro, microestrutural e de hidratação do cimento Portland, cimentos alternativos e seus compostos. O que traz grandes implicações nas propriedades do cimento, argamassa e concreto.
O entendimento das interações entre as fases do clínquer Portland e dos aditivos ainda não são totalmente compreendidos, devido à complexidade dos mecanismos químicos envolvidos durante a hidratação do cimento na presença dos aditivos orgânicos. A compreensão da interação entre esses sistemas, e seus impactos no estado fresco e endurecido, podem trazer soluções inovadoras para a construção civil.
A garantia da durabilidade é um dos requisitos esperados pelo usuários de uma edificação. O LINCE também promove a investigação dos fatores e dos mecanismos envolvidos que afetam a durabilidade de materiais cimentícios (convencionais ou inovadores), com o objetivo de estender a vida útil dos componentes finais (cimentos, concretos ou argamassas).