Sérgio Cirelli Angulo.

Cementitious waste fines are a relevant alternative source for use as supplementary cementitious materials (SCMs) in clinker Portland production. Its generation surpasses slags and fly ashes, the most used ones that should become scarce in future scenarios. In literature, we do not know which is the most appropriate condition for the recycled cement/concrete fines (RCFs) as SCM. Although RCF is considered inert, non-reactive in most cases, a ultrafine grinding can increase its pozzolanic activity and may allow higher-clinker replacement and reduce CO2 emissions in the cement manufacture. Besides, there is many recent literature pointing the use of RCF to promote CO2 capture, but the best use as SCM is not well exploit once ternary binder solutions are required. So, carbonated cement waste fines needs to be combined with pozzolans or others to effectively reduce clinker content in cement. So, this international consortium will investigate the systematic use of recycled cementitious waste fines (RCFs) after different treatments and will clarify the related durability issues in low-clinker concrete formulations. The dissemination of the results will help design new and safe products, accelerating the spread of recycled concrete fines-based products. We will characterise RCFs obtained by milling and mineralization or thermal treatments and compare comprehensively their use as supplementary cementitious materials (SCMs) and durability issues in low-clinker concretes.

Finos de resíduos cimentícios serão investigados para uso como adição ao cimento portland, procurando maximizar seu teor de substituição, através do controle da variabilidade da composição do material, e sua granulometria.

Convênio RCD LAB: escola de reciclagem, processos piloto e produtos ecoeficientes, celebrado entre USP, IPT e a Associação Brasileira para a reciclagem de resíduos da construção e demolição (ABRECON), com a finalidade de promover ações de pesquisa em tecnologias de reciclagem e desenvolvimento de produtos com agregados reciclados, e realizar eventos e cursos de disseminação de conhecimento. Não envolve concessão direta de recursos. A parceira envolve cessão de uso de alguns equipamentos patrimoniados, de escala piloto, sem uso pela USP e IPT, e contrapartida para manutenção e garantia de condições de operação pelos associados da ABRECON. Os equipamentos ficarão disponíveis para pesquisas e realização de eventos e cursos no tema. Procura atrair parcerias de pequisa e disseminação de conhecimento.

This project shall focus on the following objectives, as stated in the Call:
1. To characterize the physical properties, chemical (including reactivity) and mineralogical composition of RCF, and assess its suitability for clinker and cementitious binder production.
2. To investigate the underlying mechanisms by which RCF reacts in both carbonated and uncarbonated states.
3. To develop procedures and low energy pathways to optimize the production of RCF for value-added applications.
4. To assess the mechanical, transport and durability properties of concrete made with RCF.

1.	Examine the existing methods and advanced technologies of concrete recycling
2.	Develop a comprehensive lifecycle inventory (LCI) database for different physical, chemical, and mechanical methods of concrete recycling
3.	Create an online open lifecycle assessment (LCA) and lifecycle costs analysis (LCCA) platform for recycling concrete.

A Construção Civil e o setor agrícola têm potencial para absorver grande quantidade dos rejeitos dos minérios de cobre e níquel (escórias) gerados pela empresa Vale. Soluções tecnológicas que integrem conceitos de economia circular e benefício ao meio ambiente constituem forte vetor de desenvolvimento sustentável. As soluções que utilizam os rejeitos devem ser baseadas em critérios técnicos, de segurança, de produção, logísticos e ambientais, além de desempenho em uso ao longo do ciclo de vida, e de integração com ecossistemas. Este projeto visa propor e desenvolver aplicações ecoeficientes e inovadoras para os rejeitos, que sejam competitivas, econômica e ambientalmente, criando condições para geração de emprego e renda, inclusive na economia local. Serão desenvolvidas aplicações para rejeitos da produção de concentrados de cobre e de ligas ferro-níquel sabendo que são gerados na ordem de milhões de toneladas por ano, sendo descartados em reservatórios de rejeitos. Para tanto, o projeto almeja desenvolver os produtos e soluções em escala pré-piloto industrial, atuando nos seguintes temas: a. Caracterização física, química (incluindo aspectos ambientais e de toxicidade), granulométrica, mineralógica, comportamento térmico e de reatividade dos rejeitos. b. Estudos geoeconômicos relativos às localidades geradoras dos rejeitos, aos principais mercados consumidores de cada uma das aplicações e de cada uma das logísticas necessárias para viabilizar as aplicações em termos das questões de transporte, movimentação, armazenagem e disponibilidade de outras matérias-primas essenciais para cada uma das aplicações tecnológicas. c. Desenvolvimento de aplicações para os rejeitos em diferentes frentes: 1. Materiais e componentes cimentícios ecoeficientes para construção. 2. Obras de infraestrutura de transportes. 3. Agricultura. 4. Soluções inovadoras para mitigação de impactos ambientais relevantes 5. Outros usos. d. Avaliação da necessidade e do potencial de intervenção durante os processos de geração dos rejeitos. e. Modelagem de negócios com potencial para exploração dos rejeitos, incluindo benefícios sociais para as comunidades impactadas..Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa.

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.

Os agregados são os mais materiais mais representativos no concreto e são responsáveis por várias propriedades importantes deste material. Nas últimas décadas, o uso intenso de agregados naturais próximos às regiões metropolitanas tem implicado em escassez e redução de oferta, o que pode estar ocasionando uma redução da qualidade dos agregados, contendo partículas mais porosas e menos resistentes. Os objetivos desta pesquisa são: a) determinar propriedades mecânicas (resistência-módulo elástico) de agregados graúdos naturais e de pasta de cimento, partícula a partícula, e b) investigar a influência da resistência dos agregados, sob ponto de vista probabilístico e pelo modelo teórico de Larrard, no desempenho mecânico de concretos. O plano experimental prevê a determinação da distribuição de porosidade e resistência de agregados de granito, incluindo a medida de distribuição da porosidade e resistência de pastas de cimento endurecidas (com diferentes porosidades ou relações água/cimento). Está ainda prevista a realização de uma campanha experimental de produção de concretos, procurando-se determinar a influência que partículas fracas e porosas de agregados no desempenho mecânico dos concretos, e correlacionar os resultados com a modelagem teórica-experimental proposta por De Larrard.

Os materiais cimentícios são consumidos em larga escala mundialmente e, devido às emissões de gás carbônico e seus efeitos esperados em termos de mudança climática, se faz necessário o desenvolvimento de cimentos com baixa pegada de carbono. Os finos obtidos a partir de resíduos cimentícios tem potencial para desenvolver um novo tipo de ligante, obtido apenas por desidratação. Os compostos cimentícios desidratados podem se reidratar; porém, pouco se conhece sobre suas propriedades no estado fresco e endurecido. Assim, o objetivo desta pesquisa é investigar, de forma isolada, os mecanismos da desidratação e reidratação das principais fases hidratadas do cimento (C-S-H / C-A-H e os sulfoaluminatos), obtidas por síntese mecanoquímica. Com os resultados para as fases puras, pretende-se explicar os processos de endurecimento (consolidação) e evolução de resistência mecânica de cimentos reidratados (constituídos pelas misturas de diferentes fases cimentícias).

Um problema extremamente relevante em nosso país é o de armazenamento dos resíduos da mineração de ferro em barragens de contenção. Infelizmente temos sido acometidos por notícias recentes de desastres catastróficos nessa área. Visando minimizar a necessidade de armazenamento destes, em 2018 fomos procurados pelo ITV - Instituto Tecnológico Vale para buscar usos para os resíduos no setor de construção. Analisando a situação, identificamos uma série de produtos anteriormente desenvolvidos a nível de pesquisa acadêmica, mas nenhum produto no mercado. Tal situação é prática recorrente quando se discutem usos para resíduos em geral, mas que não contribuem para a solução do problema da Vale. A fim de buscar soluções inovadoras de fato capazes de atingirem o mercado, decidimos adotar uma postura de maturidade em relação ao desafio entre pesquisa e tecnologia. Para tanto, desenvolvemos um plano de trabalho que atua paralelamente nas questões tecno-científicas, nas geoeconômicas e na logística, utilizando uma metodologia que integra todas essas informações para definição dos produtos a serem desenvolvidos. Além disso, avaliamos as necessidades de desenvolvimento de infraestrutura nas regiões impactadas pelas barragens no modelo de decisão. O projeto foi estabelecido com apoio da Unidade Embrapii ? Materiais de Construção Ecoeficientes (UE-MCE), instalada na Escola Politécnica da USP e que sou membro do Conselho Executivo. Os detalhes sobre a Embrapii serão fornecidos mais à frente no tópico sobre formação de redes de pesquisa..

Researchers has been seeking for low CO2 emissions alternative raw materials. Hydrated
cement can be dehydrated (~ 500oC) and rehydrate, recovering part of its original reactivity
and acquiring moderate strength. Reactivity and phase restoration has been analyzed with
limitations by traditional techniques. We believe that the use in situ sincontron XRD (objetive
of this proposal) can provide relevant data about the reactivity and the rehydration of
dehydrated cements; phenomenon that mostly occur in ~30 minutes.

Desenvolver e disseminar conhecimentos e tecnologias que contribuem para aumentar a eco-eficiência de produtos à base de cimento. Do ponto de vista ambiental o INCT Advanced Eco-efficient Cement-based Technologies (aeCEM), buscara soluções que ofereçam a redução do consumo de água e energia; das emissões de gases com efeito de estufa e a redução do uso de recursos naturais todo o ciclo de vida do produto. Dado o crescimento futuro da demanda de materiais cimenticios deverá se concentrar em países em desenvolvimento o serão privilegiadas as estratégias que exijam menores investimentos e ofereçam menores custos operacionais ao longo do ciclo de vida. Como os materiais cimentícios representam cerca de 1/3 da redução de materiais serão considerdas prioritárias soluções que possam escaladas a nivel global

Desenvolver materiais e componentes inovadores, voltados ao mercado da construção, criando soluções que aumentam a ecoeficiência e a produtividade das indústrias, em conjunto com as empresa industriais. A EMBRAPII (www.embrapii.org.br) oferece recursos não reembolsáveis para apoiar projetos de pesquisa realizados em parceria entre as unidades EMBRAPII e empresas industriais, e que tenham por objetivo desenvolver inovações.

O CICS é um centro de pesquisa que visa dar suporte a atividades de pesquisa e inovação em edificios e construção em geral. Ele esta sediado no edificio CICS, esta sendo projetado para permitir testar em condições reais de uso novas soluções para edificios como fachadas, vidros, equipamentos de condicionamento ambiental, iluminações, sistemas hidraulicos, eletricos e de comunicação. Quando concluido será um dos poucos Living-Lab existentes no mundo. A construção do edificio esta sendo financiada por parcerias com empresas inovadoras. Maiores informações em www.cics.prp.usp.br.

A proposta busca estudar a melhoria na qualidade dos agregados reciclados de RCD de maneira que estes proporcionem melhor desempenho quando utilizados em concretos estruturais, podendo substituir totalmente o agregado natural sem aumentar o consumo de água e cimento. Os agregados reciclados de RCD serão tratados superficialmente com solução hidrofugante de silano para investigação do comportamento do material a partir da sua microestrutura. Será analisada a ecoeficiência desse tipo de tratamento em relação às técnicas de tratamento térmico e moagem, que causam maiores impactos ambientais.

Poucas pesquisas vêm sendo realizadas com o enfoque de melhorar a ecoeficiência de concretos secos, visando o aumento dos desempenhos técnico, econômico e, também ambiental. As propriedades mecânicas dos concretos secos dependem principalmente da porosidade, que, por sua vez, é influenciada pelas características físicas (como porosidade, distribuição e empacotamento granulométrico) dos agregados utilizados . A pesquisa tem como objetivo comparar, do ponto de vista de sua ecoeficiência, duas estratégias de formulação de concretos secos preparados com agregados de resíduos de construção e demolição (RCD) provenientes de dois processos de reciclagem. Agregados de RCD serão obtidos por rotas de reciclagem convencional (por britagem) e avançada (por separação por densidade, reduzindo a porosidade). Estratégias de formulações clássicas (com máxima compacidade) e inovadoras (com máxima mobilidade) de concretos secos serão testadas, com o intuito de reduzir a presença de vazios e água livre, melhorando o comportamento físico e mecânico, e a ecoeficiência (pela redução no consumo de cimento para uma dada resistência). Formulações mais ecoficientes para concretos secos contendo agregados de RCD serão propostas para superar paradigmas do setor.

A classificação proposta pelas Resoluções CONAMA nº 307/2002, nº 348/2004 e nº431/2011 para os resíduos de canteiros de obras são genéricas e não incorporam diversas subcategorias. Os vidrados cerâmicos devem ser separados dos resíduos de concreto e de alvenaria para a reciclagem do RCD Classe A, podendo inclusive possuir rota específica de reciclagem. MDF, madeira compensada, madeira aglomerada, dentre outros podem gerar emissões tóxicas, dependendo da temperatura de queima como biomassa. Tintas à base de água, à base de solventes orgânicos e texturas possuem diferentes teores de compostos orgânicos voláteis (COV) e limites de toxicidade, ou ainda devem ser separadas em eventuais rotas de reciclagem. Polímeros termoplásticos (PE, PP, etc) e termofixos (silicones, poliéster, epóxi, etc) são reciclados por rotas distintas e não podem ser misturados. São desconhecidas rotas de reciclagem para determinados compósitos poliméricos, tais como PVC com fibra de vidro, mantas asfálticas, dentre outros. A falta de segregação apropriada dos materiais, por meio da adoção de uma classificação genérica (A, B, C, D) podem, até mesmo, inviabilizar as rotas de reciclagem já existentes. Com a aprovação da Lei nº 12.305/2010, que institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos, práticas de logística reversa de resíduos podem ser compartilhadas entre fabricantes e construtores, facilitando a reciclagem desses mais diversos materiais.

Significativos avanços na gestão de resíduos de construção podem ser alcançados pela reciclagem no próprio canteiros de obra. Ao eliminar o transporte dos resíduos e de novas matérias-primas (agregados, por exemplo) para os canteiros, as soluções de reciclagem in loco se tornam economicamente e ambientalmente atrativas, dependendo da aplicação. Para que isto ocorra e os canteiros se tornem mais ecoeficientes, é necessário controlar os riscos de falhas no processo de reciclagem e da aplicação. Essas falhas dependem, não apenas da eficiência de triagem e qualidade do resíduos em si, mas também da seleção de usos adequados `as características dos resíduos, consolidadas em especificações detalhadas de projeto e técnicas de execucão compatíveis, garantindo o desempenho de todo o sistema construtivo.

O projeto de pesquisa aqui proposto: PROCESSOS, CARACTERIZAÇÃO, OBTENÇÃO E MODELAGEM DE MATERIAIS ECOEFICIENTES PARA APLICAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL, em atendimento a Chamada Pública MCTI/CNPq/MEC/Capes - Ação Transversal nº06/2011 Casadinho/Procad, tem como objetivo central o fortalecimento do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil da Universidade Federal de Alagoas (PPGEC/UFAL) através do desenvolvimento de estudos técnicos e científicos que explorem sinergias entre as três linhas de pesquisa: Métodos Computacionais, Mecânica de Materiais e de Estruturas e Novos Materiais e Materiais Não Convencionais, contando com a contribuição do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (PPGEC/Poli-USP), já consolidado. A cooperação entre os dois programas se efetivará pelo desenvolvimento conjunto de pesquisas em concretos especiais, materiais ecoeficientes, materiais com gradação funcional, técnicas de processamento estudo da evolução do desempenho ao longo do tempo e da vida útil de concretos aplicando técnicas de modelagem numérica e de investigação experimental, para aplicações em engenharia civil. Pretende-se com o projeto, capacitar e aperfeiçoar discentes e docentes envolvidos nos Programas, aumentar o numero de publicações em periódico relevantes, nos temas desenvolvidos e estabelecer a integração entre avaliação experimental e modelagem numérica com foco em aplicações tecnológicas da Engenharia Civil

Esse projeto teve como objetivo principal desenvolver soluções que melhorem a competitividade da empresa Intercement buscando significativa redução do impacto ambiental, particularmente a pegada de CO2, redução de custos e ganho de desempenho do cimento quando empregado na formualção de concretos comerciais.