Análise das propriedades de concreto com substituição parcial do cimento por biochar
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2025-12-01
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A indústria da construção civil é responsável por uma parcela significativa das emissões globais de CO2, impulsionada principalmente pela produção de cimento Portland e pela extração intensiva de recursos naturais. Neste contexto, o biocarvão (biochar) emerge como uma alternativa promissora para mitigar esses impactos, atuando como material cimentício suplementar e agente de cura interna. O presente trabalho teve como objetivo analisar a influência da substituição parcial do cimento por biochar nas propriedades do concreto no estado fresco e endurecido. O programa experimental envolveu a produção de um traço de referência (REF) e traços com substituição de 5% de biochar seco (Série S), além de traços com 2,5%, 5,0% e 7,5% de biochar pré-umedecido (Série PU). Foram realizados ensaios de abatimento do tronco de cone, resistência à compressão axial, tração por compressão diametral, módulo de elasticidade e absorção de água por capilaridade. Os resultados demonstraram que o biochar seco comprometeu severamente a trabalhabilidade, exigindo um aumento na relação água/cimento, embora tenha proporcionado ganhos de resistência e redução da capilaridade devido à cura interna. A metodologia de pré-umedecimento mostrou-se eficaz para manter a consistência e o controle da relação a/c. O traço com 2,5% de biochar pré-umedecido (BC-2.5-PU) apresentou o melhor desempenho global, superando o concreto de referência em resistência à compressão (26,72 MPa) e tração aos 28 dias, sem prejuízo à trabalhabilidade. Contudo, teores mais elevados (5,0% e 7,5%) na série pré-umedecida resultaram em queda de resistência, indicando que o biochar atua como uma inclusão menos rígida na matriz. Conclui-se que o uso de biochar pré-umedecido em baixos teores é técnica e ambientalmente viável, contribuindo para a sustentabilidade do concreto através da cura interna e potencial sequestro de carbono. [resumo fornecido pelo autor]
Resumo
The construction industry is responsible for a significant portion of global CO2 emissions, primarily driven by Portland cement production and intensive natural resource extraction. In this context, biochar emerges as a promising alternative to mitigate these impacts, acting as a supplementary cementitious material and internal curing agent . This study aimed to analyze the influence of partial cement replacement by biochar on the properties of concrete in fresh and hardened states. The experimental program involved the production of a reference mix (REF) and mixes with 5% dry biochar substitution (Series S), as well as mixes with 2.5%, 5.0%, and 7.5% pre-soaked biochar (Series PU). Tests were performed for slump, axial compressive strength, splitting tensile strength, static modulus of elasticity, and capillary water absorption . The results demonstrated that dry biochar severely compromised workability, requiring an increase in the water/cement ratio, although it provided strength gains and reduced capillarity due to internal curing. The pre-soaking methodology proved effective in maintaining consistency and controlling the w/c ratio. The mix with 2.5% pre-soaked biochar (BC-2.5-PU) presented the best overall performance, surpassing the reference concrete in compressive strength (26.72 MPa) and tensile strength at 28 days, without impairing workability. However, higher contents (5.0% and 7.5%) in the pre-soaked series resulted in decreased strength, indicating that biochar acts as a less rigid inclusion in the matrix. It is concluded that the use of pre-soaked biochar at low dosages is technically and environmentally viable, contributing to concrete sustainability through internal curing and potential carbon sequestration. [resumo fornecido pelo autor]