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A CONTRIBUTION TO THE STUDY OF LIGHTWEIGHT GEOPOLYMER CONCRETE WITH EXPANDED CLAY: EVALUATION OF ITS THERMAL PERFORMANCE

de Oliveira, Gabrielli Tápia ; Schimanowski, Eric Renã Zavitzki ; Pedrozo, Eder Claro

RGSA : Revista de Gestão Social e Ambiental, 2024-01, Vol.18 (4), p.1-22 [Periódico revisado por pares]

São Paulo: Centro Universitário da FEI, Revista RGSA

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  • Título:
    A CONTRIBUTION TO THE STUDY OF LIGHTWEIGHT GEOPOLYMER CONCRETE WITH EXPANDED CLAY: EVALUATION OF ITS THERMAL PERFORMANCE
  • Autor: de Oliveira, Gabrielli Tápia ; Schimanowski, Eric Renã Zavitzki ; Pedrozo, Eder Claro
  • Assuntos: Acoustic insulation ; Aluminosilicates ; Aluminum silicates ; Carbon dioxide ; Carbon dioxide emissions ; Caustic soda ; Cement ; Cement industry ; Clay ; Climate change ; Concrete ; Concrete slabs ; Construction sites ; Crushed stone ; Curve fitting ; Emissions ; Energy conservation ; Energy consumption ; Environmental degradation ; Environmental impact ; Exposure ; Greenhouse effect ; Greenhouse gases ; Heat ; Insulation ; Lightweight ; Logarithms ; Mathematical analysis ; Parameters ; Precast concrete ; Precursors ; Reinforced concrete ; Slabs ; Sodium ; Sodium hydroxide ; Sodium silicates ; Stabilization ; Thermal conductivity ; Thermal insulation ; Weight reduction
  • É parte de: RGSA : Revista de Gestão Social e Ambiental, 2024-01, Vol.18 (4), p.1-22
  • Descrição: Objetivo: O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho de isolamento térmico de concretos geopoliméricos leves com argila expandida, considerando suas implicações no consumo de energia em edificações e eficiência construtiva em canteiros de obras. Referencial teórico: A necessidade urgente de práticas construtivas sustentáveis em meio a preocupações globais com as mudanças climáticas e a degradação ambiental tem sido cada vez mais discutida. Com a indústria do cimento sendo uma grande emissora de CO2, materiais alternativos como os geopolímeros oferecem uma solução promissora, uma vez que o consumo de concreto tende a aumentar. A produção de concreto geopolimérico, conhecido por sua resistência e baixo impacto ambiental, envolve a combinação de um precursor rico em aluminossilicatos com um ativador alcalino, geralmente hidróxido de sódio e silicato de sódio. Notavelmente, o cimento geopolimérico pode reduzir até 64% das emissões de gases de efeito estufa. A argila expandida, um agregado leve, chama a atenção por sua estrutura porosa e capacidade de proporcionar isolamento térmico e acústico ao concreto. Sua aplicação na construção de vedações verticais, como paredes de concreto, aprimora o conforto termoacústico e auxilia na montagem e transporte nos canteiros de obras. O isolamento térmico eficaz, alcançado por meio de materiais com baixa condutividade térmica, desempenha um papel fundamental na criação de ambientes termicamente adequados, impactando a satisfação do usuário, produtividade e conservação de energia. Método e materiais: Os materiais utilizados para a produção de concreto, incluindo metacaulim, hidróxido de sódio, silicato de sódio, argila expandida, brita e areia, foram inicialmente caracterizados. Posteriormente, o cálculo da dosagem para a produção de corpos de prova foi realizado, envolvendo mini placas de concreto com dimensões de 20x40x12 cm, compactadas em mesa vibratória. Os concretos foram produzidos com substituições em volume da brita por argila expandida em 0% (GP), 30% (GP30%) e 70% (GP70%). Para o ensaio de isolamento térmico, as placas foram expostas a uma fonte de calor, e as temperaturas nas faces exposta e oposta foram medidas ao longo de 12 horas, a cada 30 minutos. Após a obtenção dos dados experimentais, equações logarítmicas com três parâmetros foram ajustadas para obter a temperatura de estabilização das superfícies. Resultados e conclusão: Apesar da expectativa de estabilização na temperatura após a exposição a uma fonte de calor, essa questão não foi observada nas faces das placas testadas. Assim, uma curva matemática foi derivada por meio de um processo de ajuste de curvas usando equações logarítmicas com três parâmetros. Todos os ajustes de curva resultaram em valores de R iguais ou superiores a 0,95, indicando uma representatividade satisfatória e sugerindo viabilidade na análise do isolamento térmico das placas por meio das equações ajustadas. Considerando os dados ajustados, os valores de isolamento térmico para GP, GP30% e GP70% foram de 31,82 °C, 35,30 °C e 40,24 °C, respectivamente. O efeito da argila expandida no aumento do isolamento térmico foi evidente, alinhando-se com referências que indicam suas características isolantes. Além disso, a substituição da brita por argila expandida levou a uma redução significativa na massa específica, destacando a natureza leve das composições. Ambas as misturas de 30% e 70% são categorizadas como leves. Implicações da pesquisa: Produzir um concreto mais ecologicamente correto usando cimento geopolimérico, combinado com argila expandida, visando à redução de peso em estruturas de parede pré-moldadas e ao aprimoramento do isolamento térmico desses sistemas. Originalidade/valor: Avaliar a viabilidade do uso de concretos geopoliméricos leves com materiais produzidos localmente por meio de testes realizados em estudos brasileiros, com o objetivo de contribuir para a lacuna existente no conhecimento sobre o comportamento desse aglomerante alternativo.
  • Editor: São Paulo: Centro Universitário da FEI, Revista RGSA
  • Idioma: Inglês
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