Viabilidade e potencial de aplicação de geopolímeros alcalinos na produção de painéis pré-fabricados
Keywords:
Painel pré-moldado, Painel sanduíche, Geopolímero, Geopolímero poroso, Reaproveitamento de resíduosAbstract
As indústrias da construção civil e mineração são responsáveis por impactos ambientais atrelados a extração de matéria prima, consumo de energia, emissão de CO2 e produção de resíduos. É possível desenvolver materiais de construção que incorporem os resíduos no ciclo produtivo e que possuam melhores propriedades térmicas para reduzir a utilização de energia com o condicionamento dos ambientes. Este estudo tem o objetivo de analisar a viabilidade técnica e financeira de uma fábrica de painéis-parede geopoliméricos pré-moldados do tipo sanduíche. Este painel proposto é constituído de um núcleo geopolimérico poroso, com uso de metacaulim, e uma superfície geopolimérica de elevada resistência, utilizando o rejeito de barragem de minério de ferro. O estudo se dividiu em 3 etapas: definição do perfil do consumidor, análise de mercado e desenvolvimento técnico e financeiro dos painéis. Os resultados mostram que os clientes estão dispostos a adotar métodos construtivos alternativos visando a sustentabilidade, podendo possuir um valor até 15% mais elevado; o principal concorrente direto são os painéis sanduíche com núcleo de espuma; e o preço do painel desenvolvido é idêntico ao de seu concorrente direto. Assim, conclui-se que o painel proposto é viável tecnicamente e financeiramente.
References
Associação Brasileira de Normas Técnicas. (2016) NBR 11675: Divisórias leves internas moduladas - Verificação da resistência aos impactos. Rio de Janeiro: ABNT.
Associação Brasileira de Normas Técnicas. (2003). NBR 15220: Desempenho térmico de edificações. Rio de Janeiro: ABNT.
Associação Brasileira de Normas Técnicas. (2021). NBR 15575: Edificações Habitacionais - Desempenho. Rio de Janeiro: ABNT.
Associação Brasileira de Normas Técnicas. (2009). NBR 15900: Água para amassamento do concreto. Rio de Janeiro: ABNT.
Associação Brasileira de Normas Técnicas. (2017). NBR 16475: Painéis de parede de concreto pré-moldado - Requisitos e procedimentos. Rio de Janeiro: ABNT.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6120: Ações para o cálculo de estruturas de edificações. Rio de Janeiro: ABNT, 2019.
Associação Brasileira de Normas Técnicas. (2013). NBR 6123: Forças devidas ao vento em edificações - Versão corrigida. Rio de Janeiro: ABNT.
Brasil. (2021). Lei complementar n° 182, de 1° de junho de 2021 - Institui o marco legal das startups e do empreendedorismo inovador; e altera a Lei no 6.404, de 15 de dezembro de 1976, e a Lei Complementar no 123, de 14 de dezembro de 2006. (p. 8). http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/leis/lcp/Lcp182.htm. Data de acesso: 16 de junho de 2022.
British Standards Instituition. (2011) BS EN 14992: Precast concrete products. Wall elements.
Carvalho, J. M. F. et al. (2020). Enhancing the eco-efficiency of concrete using engineered recycled mineral admixtures and recycled aggregates. Journal of Cleaner Production, 257, 120530. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.120530
Carvalho, A. R. et a.l (2023). Proposition of geopolymers obtained through the acid activation of iron ore tailings with phosphoric acid. Construction and Building Materials, v. 403, Nov. 2023. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.133078
Castro, Y. V. P. (2019). Estudo da transmitância térmica de paredes e sua influência no consumo de energia de uso de edificações. Orientador: Pedro Kopschitz. 80f. TCC (Graduação) - Curso de Engenharia Civil, Faculdade de Engenharia, Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora.
Costa, B. L. C. (2012). Quantificação das emissões de CO2 geradas na produção de materiais utilizados na construção civil no Brasil, Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil): Universidade Federal do Rio de Janeiro.
Davidovits, J. (2020). Geopolymer: Chemistry & Applications. 5ª Edição. França: Institut Géopolymère.
Defáveri, K., C. S. et al. (2019) Iron Ore Tailing-Based Geopolymer Containing Glass Wool Residue: A Study of Mechanical and Microstructural Properties. Construction and Building Materials. v. 220, p. 375-385.
Durante, L. C.; Callejas, I. J. A.; Amaral, G. M. (2020) Energia embutida de uma habitação: abordagem considerando as fases do ciclo de vida. In: Durante et al. (2020) Habitações de Interesse Social [recurso virtual]: Inovações Aplicadas ao desempenho do ambiente construído. 1 ed., p. 43-73.
Farias, L. M.; Marinho, J. L. A. (2020). Construções sustentáveis: Perspectivas sobre práticas utilizadas na construção civil. Brazilian Journal of Development, Curitiba, v. 6, n. 3, p. 16023-16033, mar 2020.
Flansbjer, M.; et al (2018). “Composite Behaviour of Textile Reinforced Reactive Powder Concrete Sandwich Façade Elements”, International Journal of Concrete Structures and Materials 12:71, 01-17.
Hou, H. et al. (2020). Testing of insulated sandwich panels with GFRP shear connectors. Engineering Structures, v. 209. DOI: 10.1016/j.engstruct.2019.109954.
ICE Database - Circular Ecology, Embodied Carbon (2019). https:// circularecology.com/embodied-carbon- footprint-database.html. Acesso em: 16 de Junho de 2022.
International Organizational for Standardization. (2020). ISO 717-1: Acoustics — Rating of sound insulation in buildings and of building elements — Part 1: Airborne sound insulation.
Lamberts, R.; Dutra, L.; Pereira, F. O. (2014). Eficiência energética na arquitetura. 3ª edição. São Paulo: PW.
Ministério de Minas e Energia - MME; Conselho Brasileiro de Construção Sustentável – CBCS (2022). SIDAC - Sistema de Informação do Desempenho Ambiental da Construção, São Paulo.
Nadia, N. F. J. et al. (2023). Comparative study of laterite and metakaolin/hematite-based geopolymers: Effect of iron source and alkalization. Applied Clay Science, 2023.
O’hegarty, R; Kinnane, O. (2020). Review of precast concrete sandwich panels and their innovations, Construction and Building Materials, v. 233. https://doi.org/10.1016/j. conbuildmat.2019.117145
Oliveira, T. F. et al (2022). Estudo da viabilidade técnica e financeira de uma fábrica de painéis pré-moldados sustentáveis. In: Congresso Luso-Brasileiro de Materiais de Construção Sustentáveis, 4, Salvador. Anais [...] Salvador: ABMTENC, p. 1385-1397.
Pesquisa aplicada em materiais e sustentabilidade - PARES 2023. CasaCO. Juiz de Fora. Disponível em: http://casaco.herokuapp.com/login. Acesso em: 12 jun. 2023.
Rahmanian, I,; Wang, Y. C. (2012). A combined experimental and numerical method for extracting temperature-dependent thermal conductivity of gypsum boards, Construction and Building Materials, v. 26, n.1, p. 707-722. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2011.06.078.
Tchakoute, H. K et al. (2015). D. Influence of gibbsite and quartz in kaolin on the properties of metakaolin-based geopolymer cements. Applied Clay Science, v. 107, p. 188- 194.
Wang, K et al. (2015). Effects of the metakaolin-based geopolymer on high-temperature performances of geopolymer/PVC composite materials. Applied Clay Science, v. 114, p. 586-592.
World Business Council for Sustainable Development. (2017). Technology Roadmap - Low-Carbon Transition in the Cement Industry. Geneva: CSI.
Xu, M. X. et al. (2015). Preparation and characterization of a self-supporting inorganic membrane based on metakaolin-based geopolymers. Applied Clay Science, v. 115, p. 254-259.
Zeng, S.; Wang, J. (2016). Characterization of mechanical and electric properties of geopolymers synthesized using four locally available fly ashes. Construction and Building Materials, v. 121, p. 386-399.
