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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37875
Título: | Análise de misturas sustentáveis: o potencial do gesso reciclado e resíduos industriais na construção civil |
Título(s) alternativo(s): | Analysis of sustainable mixtures: the potential of recycled plaster and industrial waste in civil construction |
Autor(es): | Junkes, Valderice Herth |
Orientador(es): | Lenzi, Giane Gonçalves |
Palavras-chave: | Gêsso Reaproveitamento (Sobras, refugos, etc.) Produtos reciclados Pavimentos de concreto Misturas com emulsão asfáltica Cimento - Indústria Resíduos industriais Sustentabilidade Construção civil Gesso Recycling (Waste, etc.) Recycled products Pavements, Concrete Asphalt emulsion mixtures Cement industries Factory and trade waste Sustainability Building |
Data do documento: | 31-Jul-2025 |
Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
Câmpus: | Ponta Grossa |
Citação: | JUNKES, Valderice Herth. Análise de misturas sustentáveis: o potencial do gesso reciclado e resíduos industriais na construção civil. 2025. Tese (Doutorado em Engenharia de Produção) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2025. |
Resumo: | A crescente busca por soluções sustentáveis na construção civil tem incentivado o uso de resíduos industriais como alternativas ao cimento Portland, em razão dos impactos ambientais causados por sua produção. Neste contexto, esta tese teve como objetivo desenvolver materiais cimentícios que atendam as nomas regulamentadoras, com potencial para aplicação em pavimentação, utilizando gesso reciclado, escória de alto-forno e cinzas volantes como substitutos parciais ao cimento. Nesse sentido, o trabalho foi dividido em duas grandes etapas. A primeira consistiu em uma revisão sistemática da literatura, com o objetivo de mapear os principais tipos de resíduos aplicados como materiais cimentícios alternativos, identificar proporções usuais de substituição e reunir os principais ensaios realizados em pesquisas nacionais e internacionais. Essa etapa possibilitou a identificação de lacunas e a definição de parâmetros e ensaios para o planejamento experimental da pesquisa. A segunda etapa compreendeu a metodologia experimental, estruturada a partir da caracterização física, química e morfológica dos resíduos (gesso reciclado, escória de alto-forno e cinzas volantes), utilizando técnicas como microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia por dispersão de energia (EDS) e difração de raios X (DRX). Posteriormente, foram desenvolvidas misturas cimentícias com diferentes proporções de resíduos, moldadas em corpos de prova e submetidas a ensaios de resistência mecânica à compressão e à tração na flexão, absorção de água e durabilidade (abrasão e ciclos de congelamento/descongelamento em água doce e salgada). Os resultados demonstraram que as misturas com até 12,5% de gesso reciclado apresentaram desempenho superior, com resistência à compressão acima de 35 MPa, atendendo aos requisitos das normas brasileiras e internacionais para pavimentação. Misturas com adição dos três resíduos apresentaram desempenho técnico aceitável, embora com limitações normativas, sendo indicadas para aplicações não estruturais. Os ensaios de durabilidade evidenciaram maior absorção em ambientes salinos, exigindo o uso de aditivos mitigadores. Ensaios de abrasão e ciclos térmicos confirmaram a viabilidade das composições com menor teor de substituição. Conclui-se que o uso combinado de resíduos industriais em substituição parcial ao cimento é técnica, econômica e ambientalmente viável, contribuindo para a redução de impactos ambientais, a valorização de resíduos e a promoção da economia circular na construção civil. |
Abstract: | The growing search for sustainable solutions in the construction industry has encouraged the use of industrial waste as alternatives to Portland cement, due to the environmental impacts caused by its production. In this context, this thesis aimed to develop cementitious materials that meet regulatory standards and have potential for use in paving, using recycled gypsum, blast furnace slag, and fly ash as partial cement substitutes. The work was divided into two major phases. The first consisted of a systematic literature review, aiming to map the main types of waste used as alternative cementitious materials, identify common replacement ratios, and compile key tests conducted in national and international research. This phase enabled the identification of gaps and the definition of parameters and tests for the experimental design of the research. The second stage comprised the experimental phase, structured around the methodology for physical, chemical, and morphological characterization of the waste (recycled gypsum, blast furnace slag, and fly ash), using techniques such as scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), and X-ray diffraction (XRD). Subsequently, cementitious mixtures with different proportions of waste were mixed, molded into specimens, and subjected to mechanical strength tests according to specification and flexural tensile strength, water absorption, and durability (abrasion and freeze/thaw cycles in fresh and salt water). The results demonstrated that mixtures with up to 12.5% recycled gypsum had superior performance, with characteristic strengths above 35 MPa, meeting the requirements of Brazilian and international paving standards. Mixtures with the addition of all three components had acceptable technical performance, despite regulatory limitations, and are recommended for non-structural applications. Durability tests showed greater absorption in saline environments, requiring the use of mitigating additives. Abrasion and thermal cycling tests confirmed the potential of compositions with lower substitution rates. The conclusion is that the combined use of industrial waste as a partial replacement for cement is technically, economically, and environmentally viable, contributing to reducing environmental impacts, increasing waste recovery, and promoting a circular economy in the construction industry. |
URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37875 |
Aparece nas coleções: | PG - Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção |
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