Bruno Luis Damineli.

Este projeto busca desenvolver materiais cimentícios avançados, a partir de finos de resíduos cimentícios, para uso em manufatura avançada (impressão 3D), e desenvolvimento de compósitos multifuncionais, CO2 neutros e circulares.

Projeto Institucional de Pesquisa vinculado a Chamada CNPq Nº 25/2020 - Apoio à Pesquisa Científica, Tecnológica de Inovação: Bolsas de Mestrado e Doutorado. Esse Projeto visa apoiar projetos de pesquisa científica, tecnológica e de inovação vinculados ao Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo do Instituto de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de São Paulo, por meio da concessão de bolsas de Mestrado e Doutorado. O Projeto Institucional objetiva a capacitação de pesquisadores do Programa, o fortalecimento da articulação no âmbito dos projetos de pesquisa, potencializando trabalhos de pesquisa e retroalimentando resultados e produções, contando com a consolidação dos diálogos entre as linhas de pesquisa, o fortalecimento das redes de pesquisa nacionais e/ou internacionais, bem como as parcerias e acordos com empresas.

O projeto visa avaliar o desempenho e requisitos de sustentabilidade de sistemas construtivos diversos, com foco na influência das características dos materiais de construção frente a estes requisitos.

O presente projeto tem como objetivo avaliar como as estratégias adotadas pelas certificações ambientais distintas do mercado influenciam no aumento - ou não - da sustentabilidade ambiental, social e econômica dos empreendimentos certificados. Por vezes, também são avaliados edifícios sem certificação, visando conhecer que estratégias estes adotaram que seriam pontuadas em um ou mais sistemas de certificação.

Este projeto prevê a criação de uma tecnologia simples para a utilização dos resíduos minerais decorrentes da extração e do beneficiamento de quartzitos utilizados como rocha ornamental, transformando-os em ?rocha? artificial para uso na construção civil. Temas como sustentabilidade, caracterização dos resíduos, contaminantes e qualidade de vida no ambiente construído estão inseridos no contexto do projeto. A metodologia se baseia no estudo desses resíduos transformando-os em ?rochas? artificiais para posteriormente comparar com os produtos similares no mercado através dos ensaios de caracterização, além de estimar o seu potencial de contaminação ao ambiente construído. Espera obter uma patente como produto da pesquisa, a publicação de artigos, apresentações em eventos científicos e também contribuir com o ensino da sustentabilidade dentro do ambiente acadêmico. Esse projeto ganha importância ao tratar do tema sustentabilidade e trazer uma parceria entre empresa e universidade para o fomento da pesquisa.

Para executar estruturas e vedações de edifícios ? desde os de caráter estético ou histórico até obras pesadas ?, a construção civil utiliza principalmente concreto, fazendo deste o material mais consumido do mundo. Neste material, os agregados são responsáveis por compor a maior parcela do volume, de forma que a necessidade de desenvolvimento sustentável deste material passa necessariamente pela utilização de resíduos como matéria-prima para substituição de agregados, evitando a necessidade de extração de novos agregados e também a disposição dos resíduos em aterros de grandes volumes. Contudo, nas dosagens encontradas na literatura, concretos com substituição de agregados naturais por reciclados, invariavelmente, acarretam em misturas com maior teor de cimento e, portanto, maior teor de CO2 incorporado (maior impacto ambiental com relação a emissões). Isto porque, apesar de ser a menor proporção em volume do concreto (<15%), o cimento é o material que mais emite CO2 da mistura (>80%). Isto não é aceitável em um mundo onde o aumento da demanda por cimento em países em desenvolvimento, o alto nível de emissões de CO2 de sua produção e o potencial limitado das estratégias atuais para diminui-las podem fazer com que o material seja responsável por até 30% do CO2 emitido até 2030 ? atualmente sua contribuição às emissões de CO2 giram em torno de 5-7%.&#10;Um equilíbrio das duas ações para gerar concretos de fato mais sustentáveis é fundamental, apesar de constantemente sonegada nas pesquisas correntes. Em dosagens convencionais, agregados reciclados tendem a aumentar o consumo de cimento do concreto ? o aumento de sustentabilidade gerado pelo uso de materiais reciclados é contrabalanceado por uma diminuição de sustentabilidade pelo aumento do teor de cimento. Neste contexto, pesquisas recentes demonstram que há técnicas de dosagem baseadas em empacotamento e dispersão de partículas que, se bem aplicadas, podem permitir a execução de concretos com agregados reciclados sem aumento expressivo do teor de cimento. Esta hipótese se baseia em resultados anteriores do pesquisador responsável, que obteve concretos com diminuição de até 75% do teor de cimento com uso de agregados naturais, mantendo-se as características de aplicação e mecânicas inalteradas.&#10;O objetivo deste projeto de pesquisa é estudar o potencial de redução do teor de cimento em formulações de concretos contendo substituição de agregados naturais por reciclados a partir da aplicação de processos de dosagem de concretos mais eficientes.

O empacotamento dos agregados é uma estratégia que apresenta grande potencial para diminuição do consumo de cimento em misturas de concreto. Isto porque, em uma composição de concreto, a pasta cimentícia (cimento + água) tem o intuito de endurecer e ?colar? os agregados; para que isto aconteça sem a formação de vazios, o volume desta pasta deve ser no mínimo igual ao volume de vazios entre os agregados ? e tanto maior do que este volume quanto maior for a fluidez requisitada já que o volume em excesso afasta os agregados e facilita esta fluidez pela diminuição dos atritos entre os agregados, mais distantes. Assim, quanto menor o volume de vazios entre agregados, menor o teor de pasta (cimento + água) necessário para se obter concretos de mesmo desempenho reológico e no estado endurecido. O mesmo raciocínio se aplica à pasta: quanto mais empacotado o sistema de cimento e fíleres, menor o teor de água necessário, com aumento do desempenho. Por isso, serão realizados estudos para:&#10;a) Desenvolver métodos práticos de empacotamento de agregados graúdos;&#10;b) Desenvolver métodos práticos de empacotamento de agregados miúdos;&#10;c) Desenvolver métodos práticos de empacotamento de finos (cimento e fíler);&#10;d) Desenvolver modelamentos matemáticos para determinação teórica do empacotamento de agregados graúdos;&#10;e) Desenvolver modelamentos matemáticos para determinação teórica do empacotamento de agregados miúdos;&#10;f) Desenvolver modelamentos matemáticos para determinação teórica do empacotamento de finos;&#10;g) Desenvolver estudos para correlacionar métodos práticos e teóricos de empacotamento;&#10;h) Desenvolver formulações de concretos com uso de empacotamento de partículas a partir de conjunto específico de matérias-primas determinadas (por oferta de mercado, sejam novos produtos ou provenientes de reciclagem de resíduos de diversas fontes, como de construção ou industriais).&#10;Com estes estudos, busca-se mostrar que:&#10;a) O uso de empacotamento de partículas pode diminuir impactos ambientais de concretos ao mesmo tempo que o desempenho para aplicação é mantido, tornando-os mais sustentáveis;&#10;b) O uso de empacotamento de partículas pode diminuir custos de produção de concretos ao mesmo tempo que o desempenho para aplicação é mantido, tornando-os mais exequíveis do ponto de vista prático dentro do mercado de construção civil, onde o custo tem papel fundamental em todas as escolhas dados os grandes volumes de materiais utilizados;&#10;c) A correta caracterização de matérias-primas tem papel fundamental no desenvolvimento de concretos mais ecoeficientes, já que as teorias e práticas de empacotamento têm como uma das premissas principais o melhor conhecimento destas características dos materiais.

Fíleres inertes têm grande potencial para aumentar a eficiência do uso do cimento, já que, se o sistema filler-clínquer for disperso e objeto de projeto granulométrico, irá utilizar menor teor de água para obter o mesmo comportamento reológico, atingindo resistência à compressão adequada mesmo com menor teor de clínquer. Em outras palavras, se o sistema for bem estudado e caracterizado, há possibilidade de realizar substituição de cimento por teores cada vez maiores de fíleres sem perda de desempenho, o que garante aumento da ecoeficiência e diminuição do custo visto que o cimento é o grande emissor de CO2 do concreto e também o componente mais caro. Assim, serão realizados estudos para: &#10;a) Avaliar fillers inertes do mercado, já existentes ou provenientes de novos materiais, do ponto de vista da sua compatibilidade com partículas de clínquer, para tentar estabelecer bases para aumento da substituição de cimento por fíleres pautadas em estudos científicos que comprovem garantia de desempenho e, ao mesmo tempo, aumento da ecoeficiência;&#10;b) Buscar fíleres alternativos que se enquadrem nos conceitos do item anterior, provenientes de resíduos de pedreiras, industriais ou outras fontes que se mostrarem possíveis, para elaboração de compostos cimentícios eficientes tanto do ponto de vista da economia de clínquer como do reuso de resíduos;&#10;c) Desenvolver, em longo prazo, rotas de processamento de fíleres a partir de materiais de baixo impacto e/ou resíduos de construção e civil (RCC).&#10;Com estes estudos, busca-se mostrar que:&#10;a) O uso de fíleres de forma estudada e controlada pode auxiliar decisivamente na obtenção de materiais cimentícios e, portanto, concretos mais ecoeficientes e de menores custos;&#10;b) Pode haver necessidade de variação dos fíleres compatíveis ao uso em diferentes casos, como por exemplo quando é especificada baixa resistência mecânica ? aqui, o uso de fíleres mais baratos e abundantes pode ser suficiente para desenvolver um nível satisfatório de eficiência final. Assim, mesmo um fíler que, em princípio não seria bom, pode ser aplicável com êxito ambiental e econômico dependendo de sua aplicação final.

Estudar o comportamento reológico dos concretos dosados em barragens hidrelétricas e propor melhorias nos processos de dosagem visando diminuir o teor de cimento e demais ligantes nas misturas, com ganhos ambientais e relacionados ao calor de hidratação, crítico em grandes massas de concreto