Concreto ecoeficiente, otimizado pelo modelo de empacotamento de Alfred, com substituição parcial do cimento Portland por pó de pedra

Resumo

A substituição parcial do clínquer por adições pode contribuir de maneira significativa na mitigação da pegada do carbono dentro da cadeia produtiva do concreto. Outra alternativa para reduzir essas emissões é o aumento da eficiência do concreto, atingindo maiores resistências com menores consumos de cimento. Modelos de empacotamento de partículas são ferramentas eficientes para otimizar a composição da matriz e contribuir para a produção de concretos mais ecoeficientes. Nesse contexto, o objetivo do presente estudo é avaliar a produção de concretos com substituição parcial do cimento por pó de pedra, otimizados pelo modelo de empacotamento de partículas de Alfred, buscando reduzir o consumo de cimento e as emissões de CO₂ por MPa de resistência à compressão. O teor de substituição do cimento Portland por pó de pedra foi de 20% em massa (equivalente a 22.4% em volume). Foram produzidos traços com diferentes módulos de distribuição (q) - 0,37; 0,21; 0,45 – a fim de verificar a influência dos finos no escoamento entre as partículas e na eficiência dos concretos produzidos. A análise foi realizada em termos de propriedades no estado fresco, estado endurecido e parâmetros de sustentabilidade (consumo de cimento e emissões de CO₂). A aplicação do método proposto permitiu obter resistências superiores às esperadas para a relação água/cimento utilizada (0,5). O traço mais eficiente atingiu a resistência à compressão de 68 MPa com 240 kg/m³ de consumo de cimento, o que representa 3,5 kg de cimento/m³/MPa e 3,1 kg de CO₂/m³/MPa, valores abaixo das referências encontradas na literatura para concretos convencionais. Portanto, o método proposto permite produzir concretos mais ecoeficientes, contribuindo para a utilização de um resíduo e reduzindo as emissões de CO₂.

Palavras-chave:
empacotamento de partículas; modelo de Alfred; pó de pedra; concreto ecoeficiente