O concreto pode funcionar tão bem se três quartos de seu conteúdo foram reciclados, uma equipe encontrou.

O concreto é feito de materiais granulares, como areia e brita - conhecidos como agregados - unidos por uma pasta de cimento. O cimento tem uma grande pegada de carbono devido à química de sua produção e às altas temperaturas de processamento, enquanto os agregados têm uma grande 'pegada de recursos' porque vêm de fontes naturais finitas. Com as taxas globais de construção previstas para aumentar em 35% até 2030, os pesquisadores estão procurando maneiras de reduzir as pegadas por meio da reciclagem ou do uso de outros materiais.

Uma equipe liderada por engenheiros italianos refinou o processamento de resíduos de demolição no local e testou maneiras de usar os fluxos resultantes de pós e agregados em concreto fresco.

"Mostramos que é possível atingir percentuais surpreendentes de resíduos de construção e demolição incorporados em nossos elementos de concreto pré-moldado, "disse a Dra. Anna Paraboschi, um engenheiro civil no RINA, uma empresa de consultoria industrial, e coordenador do projeto, VEEP.

Pesquisas anteriores feitas por membros do consórcio - a empresa espanhola de P&D Tecnalia e a Universidade de Delft na Holanda - indicaram que pode ser possível ultrapassar os limites do concreto antigo usado no novo - então a VEEP construiu isso em grande escala, ela acrescenta.

Embora os resíduos de construção e demolição sejam frequentemente reciclados em agregados para serem usados ​​em bases de estradas ou como aterro após escavações, uma grande quantidade dos 850 milhões de toneladas produzidas anualmente em toda a Europa ainda vai para aterros.

A reciclagem de resíduos de construção e demolição aumentou em toda a Europa, com a maioria dos países atingindo a meta de 2020 de taxas de reciclagem de 70%. Contudo, muitos têm feito isso aumentando seu uso em bases de estradas e aterro, enquanto outras possibilidades, como usá-lo em concreto novamente, permanecer inexplorado.

Os primeiros passos mais comuns na reciclagem dos resíduos são triturá-los e, se necessário, passe o material triturado através de um separador magnético para remover qualquer aço de reforço.

A equipe do VEEP queria ir mais longe e extrair apenas o concreto demolido, em várias frações. Eles sifonaram através de uma máquina que desenvolveram que quebra as ligações de água dentro do concreto, criando agregado grosso limpo, bem como partículas mais finas. Estes últimos foram então passados ​​pela segunda máquina, onde foram aquecidos para remover a umidade e queimar contaminantes como madeira e plásticos. Deste segundo processo surgiram dois fluxos limpos - um pó fino e um agregado fino.

O pó pode substituir até um décimo do cimento no concreto, diz o Dr. Paraboschi. Os agregados finos e grossos podem substituir areia e cascalho quase completamente.

É essencialmente quebrar o concreto e remontá-lo.

Durabilidade

É crucial que o concreto tenha um bom desempenho consistente em testes como resistência e durabilidade, e as preocupações com isso limitaram a porcentagem de material reciclado que pode ser usado, com limites que variam de país para país. A equipe descobriu que seu concreto, apesar de conter 75% de materiais reciclados, teve bom desempenho mecanicamente e em outros critérios, como durabilidade e absorção de água. Com 5% do cimento substituído por pó de concreto reciclado, suas propriedades foram realmente melhoradas, e os pesquisadores esperam aumentar a proporção para 10%.

O material tem sido usado para fazer painéis estruturais e não estruturais para uso na renovação de edifícios, que representa mais de metade da atividade de construção em toda a Europa. Eles também encontraram um escoamento para os resíduos com uma empresa francesa, Keey Airgel, que faz o isolamento térmico do aerogel de sílica. A empresa descobriu que pode produzir seu isolamento por cerca de metade do custo, extraindo sílica dos resíduos de concreto, em vez de obter nova sílica.

Agora eles provaram o conceito, a equipe tem financiamento para outro projeto chamado ICEBERG para desenvolver ainda mais o processo, por exemplo, acelerar o segundo estágio do processo - que atualmente só pode operar a três toneladas por hora, em comparação com 50 toneladas por hora para o primeiro - e desenvolver a garantia de qualidade.

O sonho é ter um mundo onde você possa limitar o uso de matérias-primas virgens e que o concreto permaneça no ciclo da construção por séculos, diz o Dr. Paraboschi.

Dispensar concreto fresco é o objetivo de uma equipe que tenta reciclar os resíduos da demolição em novos materiais de construção. Neste caso, eles conseguiram fazer painéis de fachada que protegem os edifícios de temperaturas extremas, e painéis de teto radiante para aquecimento interno.

O grupo, liderado por cientistas do Conselho Nacional de Pesquisa da Itália, virou cimento geopolimérico, um material desenvolvido pela primeira vez na década de 1970, que atraiu novo interesse desde a década de 1990 devido às crescentes preocupações sobre a pegada energética do cimento Portland comumente usado.

Experimentado

Os cientistas, em um projeto chamado InnoWEE, experimentaram diferentes combinações de resíduos de demolição, descobrindo que eles poderiam incorporar misturas variadas de concreto reciclado, argamassa e tijolo no geopolímero para criar painéis com um desempenho tão bom quanto os painéis de cimento por aproximadamente o mesmo custo.

Os resíduos reciclados representaram metade do peso dos painéis e os painéis permaneceram robustos mesmo quando as proporções dos diferentes materiais residuais mudaram. “Isso é uma vantagem, pois nas demolições reais não se pode controlar com precisão as proporções do concreto, tijolos e assim por diante, "disse a Dra. Adriana Bernardi, Coordenador de projeto.

Seus painéis radiantes, em particular, funcionou bem, de acordo com o Dr. Bernardi. Roscado com tubulação fina que pode conduzir água quente ou fria, painéis radiantes são usados ​​em tetos para aquecimento ou resfriamento. O material geopolimérico era bom na condução de calor, por isso funcionou bem nesta aplicação.

“A ideia básica do projeto não era apenas estudar uma alternativa ao cimento, e uma alternativa usando agregados reciclados, mas também para propor algo que poderia melhorar a eficiência energética dos edifícios, "disse o pesquisador Dr. Matteo Panizza.

“É (a) economia circular e (a) economia verde:vamos reciclar, vamos reciclar usando algo que seja mais sustentável do que o cimento Portland, e vamos usar os produtos para reduzir o consumo de energia das edificações. ”

"Finalmente descobrimos um material que é competitivo, mas tem todos os aspectos verdes que queríamos ter, "disse o Dr. Bernardi.

Há um caminho a percorrer antes que tal inovação possa ser usada para edifícios, Contudo. O projeto transformou um material - o geopolímero incorporado com resíduos reciclados - que funcionava no laboratório em um que passou nos testes de edifícios experimentais no campo.

Mas geopolímeros ainda não são permitidos pelos regulamentos de construção em alguns países, como a Itália, devido à falta de padrões de apoio.

O uso de concreto reciclado como um agregado em concreto fresco já é permitido em toda a Europa, mas com vários graus de cautela, refletido em taxas percentuais máximas que podem variar de zero a 50%, dependendo dos regulamentos de construção de cada país. Uma análise do ciclo de vida pela European Cement Research Academy publicada em 2015 concluiu que a questão de enviar concreto triturado para leitos de estradas, ou para transformá-lo em um novo concreto, depende de fatores como distâncias de transporte, a energia envolvida no processamento do concreto antigo, e quanto cascalho natural está disponível nas proximidades.

Mas ambos os projetos fizeram análises de ciclo de vida que, segundo eles, demonstram que seus produtos têm uma pegada de carbono menor do que o concreto tradicional. Ao processar os resíduos no local usando máquinas portáteis, diz o Dr. Paraboschi, O VEEP minimiza os custos de transporte. Enquanto isso, diz o Dr. Bernardi, 'geopolímero precisa de energia muito baixa. "