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Tipo de Documento: Dissertação
Título : Análise da incorporação de CO2 em placa cimentícia têxtil
Autor : Carvalho, João Marcos Lima
Fecha de publicación : 28-ago-2026
Director(a): Souza, Rui Barbosa de
Co-Director(a): Santos, Hericles Campos dos
Resumen: A crescente preocupação com os impactos ambientais provocados pelas emissões de dióxido de carbono (CO2), oriundas da indústria cimenteira, tem impulsionado o desenvolvimento de materiais sustentáveis e eficientes. O cimento Portland, principal ligante do concreto e das placas cimentícias, é responsável por uma significativa parcela das emissões globais de CO2. Nesse contexto, o presente estudo propõe investigar alternativas que aliem desempenho técnico e redução da pegada de carbono, por meio da utilização de reforços têxteis em placas cimentícias planas submetidas à carbonatação acelerada. O objetivo geral do presente trabalho é avaliar a incorporação de CO2 por carbonatação em diferentes condições de exposição em placas cimentícias planas reforçadas com tecido não tecido e tecido de vidro álcali resistente, em comparação com placas reforçadas com fibras sintéticas de PVA, analisando as diferenças no comportamento físico, mecânico, microestrutural, bem como nos indicadores de ecoeficiência. A metodologia experimental consiste na caracterização de materiais (granulometria por difração a laser, Fluorescência de Raios X, Difração de Raios X, massa específica e Microscopia Eletrônica de Varredura), produção das amostras em batelada, utilizando moldes com dimensões internas de 29,5x16x1 cm e carbonatação natural (CN) e em câmara (CC) com umidade relativa e temperatura controladas em ambas as condições, além de concentração manipulada em 5% de CO2. As placas apresentam duas camadas de tecido intercaladas à matriz cimentícia (Placa de tecido não tecido (PTNT) e placa de tecido de vidro álcali resistente (PTVAR)). Os grupos de amostras foram produzidos e submetidos a ensaios físicos (porosidade, densidades e variação dimensional por carbonatação), mecânicos (resistência à flexão 3 pontos), microestruturais (microscopia digital, termogravimetria, profundidade de carbonatação e gravimetria por perda de massa em mufla) e indicadores de ecoeficiência (intensidade ligante-flexão, intensidade carbono-flexão e saldo de intensidade carbono-flexão equivalente). Os resultados mostraram que a PTNT apresentou maior porosidade e absorção de água, associadas ao maior avanço da frente de carbonatação atingindo 0,79 mm aos 14 dias em CN e 0,87 mm em CC. A incorporação de CO2 aos 28 dias também foi superior na PTNT, alcançando 1,70% na CN e 0,88% na CC. Em contrapartida, o PTVAR apresentou menor profundidade de carbonatação, associada à sua menor porosidade, e destacou-se pelo melhor desempenho mecânico e pela menor ecoeficiência nos três indicadores propostos. Conclui-se que o tipo de reforço exerce influência significativa sobre a interação entre transporte de CO2, microestrutura e desempenho mecânico. O PTNT apresentou maior potencial de mineralização de CO2 nas condições avaliadas, enquanto o PTVAR apresentou o melhor equilíbrio entre desempenho estrutural e ecoeficiência. A incorporação de CO2 ainda foi insuficiente para compensar as emissões associadas à produção no período avaliado, indicando a necessidade de exposições mais prolongadas para melhor avaliar o potencial de carbonatação das placas.
Resumen : The growing concern about the environmental impacts caused by carbon dioxide (CO₂) emissions from the cement industry has driven the development of sustainable and efficient materials. Portland cement, the main binder in concrete and cementitious boards, is responsible for a significant share of global CO₂ emissions. In this context, the present study proposes to investigate alternatives that combine technical performance with a reduced carbon footprint through the use of textile reinforcements in flat cementitious boards subjected to accelerated carbonation. The general objective of this work is to evaluate CO₂ uptake through carbonation under different exposure conditions in flat cementitious boards reinforced with nonwoven fabric and alkali-resistant glass fabric, in comparison with boards reinforced with synthetic PVA fibers, analyzing the differences in physical, mechanical, and microstructural behavior, as well as in eco-efficiency indicators. The experimental methodology consists of material characterization (particle size distribution by laser diffraction, X-Ray Fluorescence, X-Ray Diffraction, specific mass, and Scanning Electron Microscopy), production of samples in batches using molds with internal dimensions of 29.5 × 16 × 1 cm, and natural carbonation (NC) and chamber carbonation (CC), both with controlled relative humidity and temperature, and with the CO₂ concentration set at 5%. The boards feature two layers of fabric interlaid within the cementitious matrix (Nonwoven Fabric Board (NFB) and Alkali-Resistant Glass Fabric Board (ARGB)). The sample groups were produced and subjected to physical tests (porosity, densities, and dimensional variation due to carbonation), mechanical tests (three-point flexural strength), microstructural tests (digital microscopy, thermogravimetry, carbonation depth, and gravimetry by mass loss in a muffle furnace), and eco-efficiency indicators (binder-flexural intensity, carbon-flexural intensity, and equivalent carbon-flexural intensity balance). The results showed that the NFB exhibited higher porosity and water absorption, associated with a greater advance of the carbonation front, reaching 0.79 mm at 14 days under NC and 0.87 mm under CC. CO₂ uptake at 28 days was also higher in the NFB, reaching 1.70% under NC and 0.88% under CC. In contrast, the ARGB showed a lower carbonation depth, associated with its lower porosity, and stood out for its better mechanical performance and lower eco-efficiency across the three proposed indicators. It is concluded that the type of reinforcement exerts a significant influence on the interaction between CO₂ transport, microstructure, and mechanical performance. The NFB showed greater potential for CO₂ mineralization under the conditions evaluated, while the ARGB presented the best balance between structural performance and eco-efficiency. CO₂ uptake was still insufficient to offset the emissions associated with production during the period evaluated, indicating the need for longer exposure times to better assess the carbonation potential of the boards.
Palabras clave : Fibrocimento têxtil
Carbonatação
Indicadores de ecoeficiência
Propriedades mecânicas
Textile fiber-cement
Carbonation
Eco-efficiency indicators
Mechanical properties
Área CNPQ: ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Idioma : por
Institución: Universidade Federal de Sergipe (UFS)
Programa de Posgrado: Pós-Graduação em Engenharia Civil
Citación : CARVALHO, João Marcos Lima. Análise da incorporação de CO2 em placa cimentícia têxtil. 2026. 135 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2026.
URI : https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/26214
Aparece en las colecciones: Mestrado em Engenharia Civil

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