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https://tede.unioeste.br/handle/tede/8225| Tipo do documento: | Dissertação |
| Title: | Avaliação das propriedades mecânicas, reológicas e ambientais de pastas de LC3 produzidas com argilas da região Oeste do estado do Paraná |
| Other Titles: | Assessment of the mechanical, rheological, and environmental properties of LC3 pastes produced with clays from the Western region of the state of Paraná |
| Autor: | Torres, Allan Thierry Branco ![]() |
| Primeiro orientador: | Lindino, Cleber Antônio |
| Primeiro coorientador: | Silvestro, Laura |
| Primeiro membro da banca: | Jochem, Lidiane Fernanda |
| Segundo membro da banca: | Rosa, Maurício Ferreira da |
| Resumo: | A redução das emissões de CO2 associadas à indústria cimenteira depende do desenvolvimento de materiais capazes de substituir parcialmente o clínquer, mantendo desempenho mecânico e reológico adequados. Nesse contexto, o cimento LC3 surge como alternativa promissora, combinando argila calcinada e fíler calcário para reduzir o impacto ambiental e otimizar a microestrutura das matrizes cimentícias. Este trabalho avaliou o potencial de argilas coletadas na região Oeste do estado do Paraná para produção de pastas LC3, investigando suas propriedades químicas, físicas e mineralógicas, bem como seus efeitos no comportamento mecânico, reológico e ambiental dos traços. Seis argilas foram coletadas, beneficiadas e calcinadas a 850 °C, sendo caracterizadas por FRX, DRX, TGA, potencial zeta, MEV, granulometria a laser e massa específica. Os resultados mostraram teores de caulinita entre 39,8% e 79,16%. A calcinação promoveu amorfização da caulinita, aumento do tamanho médio das partículas e intensificação da carga superficial. Pastas LC3 foram preparadas com diferentes argilas e comparadas à referência produzida apenas com cimento Portland. As misturas LC3 apresentaram comportamento reológico pseudoplástico, com aumento da tensão de escoamento proporcional ao teor de caulinita, evidenciado pela forte correlação de Pearson (r = 0,93). Os resultados mecânicos indicaram aumentos na resistência entre 7 e 28 dias, superiores a 37% para as matrizes com argilas de Santa Helena. A análise ambiental mostrou redução média de 29,6% nas emissões de CO2 por m3 de pasta quando comparadas à referência, e razão CO2/MPa inferior após 28 dias para todas as matrizes cimentícias contendo LC3. Os resultados demonstram a viabilidade técnica e ambiental do uso dessas argilas regionais na formulação de cimentos LC3, contribuindo para o avanço de sistemas cimentícios de baixo carbono e alinhados às demandas por sustentabilidade na construção civil. |
| Abstract: | The reduction of CO2 emissions associated with the cement industry depends on the development of materials capable of partially replacing clinkers while maintaining adequate mechanical and rheological performance. In this context, LC3 cement emerges as a promising alternative, combining calcined clay and limestone filler to reduce environmental impact and optimize the microstructure of cementitious matrices. This study evaluated the potential of clays collected in the western region of the state of Paraná to produce LC3 pastes, investigating their chemical, physical, and mineralogical properties, as well as their effects on the mechanical, rheological, and environmental behavior of the mixtures. Six clays were collected, beneficiated, and calcined at 850 °C, and characterized by XRF, XRD, TGA, zeta potential, SEM, laser granulometry, and specific gravity. The results showed kaolinite content ranging from 39.8% to 79.16%. Calcination promoted kaolinite amorphization, an increase in mean particle size, and an intensification of surface charge. LC3 pastes were prepared with different clays and compared to a reference produced solely with Portland cement. The LC3 mixtures exhibited pseudoplastic rheological behavior, with an increase in yield stress proportional to the kaolinite content, evidenced by a strong Pearson correlation (r = 0.93). Mechanical results indicated strength gains between 7 and 28 days exceeding 37% for matrices containing clays from Santa Helena. Environmental analysis showed an average reduction of 29.6% in CO2 emissions per m3 of paste compared to the reference, as well as a lower CO2/MPa ratio after 28 days for all LC3-containing cementitious matrices. These results demonstrate the technical and environmental feasibility of using these regional clays in LC3 cement formulations, contributing to the advancement of low-carbon cementitious systems aligned with sustainability demands in the construction industry. |
| Keywords: | Cimento Portland Material cimentício suplementar Emissão de CO2 Cimento ternário Reometria rotacional Portland cement Supplementary cementitious material CO2 emissions Ternary cement Rotational rheometry |
| CNPq areas: | OUTROS |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Estadual do Oeste do Paraná |
| Sigla da instituição: | UNIOESTE |
| Departamento: | Centro de Engenharias e Ciências Exatas |
| Program: | Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais |
| Campun: | Toledo |
| Citation: | TORRES, Allan Thierry Branco. Avaliação das propriedades mecânicas, reológicas e ambientais de pastas de LC3 produzidas com argilas da região Oeste do estado do Paraná”. 2025. 77 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Ambientais) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Toledo, 2025. |
| Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
| Endereço da licença: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
| URI: | https://tede.unioeste.br/handle/tede/8225 |
| Issue Date: | 19-Dec-2025 |
| Appears in Collections: | Mestrado em Ciências Ambientais (TOL) |
Files in This Item:
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|---|---|---|---|---|
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