Global warming is intensified by substantial greenhouse gas emissions, with the cement industry contributing significantly by releasing around 0.8 tons of CO₂ per ton of cement produced. To mitigate these impacts, in this study, we investigated the pozzolanic potential of calcined clays, assessing their influence on the properties of Portland cement as sustainable alternatives for partial replacement. Three clays from Campos dos Goytacazes, RJ, were analyzed. After drying and calcining at 600 °C, they underwent physical and chemical analysis. The samples were characterized in terms of grain size, moisture content, grain density and plasticity limit. Chemical analysis by X-ray fluorescence identified the elemental composition of the clays, while X-ray diffraction determined the presence of crystalline and amorphous phases. A mineralogical characterization confirmed the amorphization process and classified the clay as kaolinitic. Scanning electron microscopy provided detailed images of the morphology of the particles. The surface area was measured using the Blaine method, which is essential for understanding the reactivity of calcined clays. A preliminary analysis showed that the calcination at 600 °C led to greater pozzolanic reactivity in the clay samples. A thermal analysis showed a loss of mass, suggesting the dihydroxylation of the kaolinite. The pozzolanic reactivity was extensively evaluated by isothermal calorimetry, which monitored the release of heat during hydration reactions through compressive strength tests on the mortars that showed higher strength than the reference. In addition, modified Chapelle and R³ tests were carried out, which showed a direct correlation with the compressive strength, also indicating significant pozzolanic reactivity in the material. The results showed that the clays, when calcined, had a highly reactive amorphous structure, resulting from their transformation through the process of dihydroxylation and amorphization. Calorimetry identified the acceleration of the cement hydration reactions, stimulating the formation of calcium silicate hydrates and aluminum compounds, which are essential for mechanical strength. The partial replacement of Portland cement with calcined clays helps to reduce CO₂ emissions without compromising strength and durability, representing a promising strategy for reducing greenhouse gas emissions, with a view to greater environmental sustainability and the efficiency of building materials.

Sustentabilidade do futuro: livro de memórias do Sustentare & WIPIS (978-65-272-0451-0) - Determinação Da Absorção De Água Por Capilaridade Em Argamassa Com Substituição Parcial De Areia Natural Por Pet-Pcr

Objetivo - O estudo tem como objetivo investigar o potencial de argamassas com PET-PCR (Polietileno Tereftalato pós-consumo reciclado) para a construção de pavimentos permeáveis, visando à drenagem urbana sustentável. A pesquisa busca demonstrar como a substituição parcial da areia natural por PET-PCR influencia as propriedades físicas e mecânicas das argamassas, com foco na permeabilidade e na redução de impactos ambientais. Metodologia - O método científico empregado incluiu a formulação de argamassas com diferentes proporções de substituição de areia por PET-PCR (0% a 40%). Foram realizados ensaios físicos e mecânicos, como resistência à compressão, resistência à tração na flexão, absorção de água por imersão, índice de vazios, coeficiente de capilaridade, retenção de água, teor de ar incorporado e densidade. Os dados foram analisados estatisticamente utilizando ANOVA e teste de Tukey para avaliar diferenças significativas entre as composições. Originalidade/relevância - O estudo insere-se no gap teórico relacionado à busca por alternativas sustentáveis para a construção civil, reduzindo a dependência de recursos naturais e promovendo a reciclagem de resíduos plásticos. A pesquisa é relevante academicamente por abordar a integração de materiais reciclados em pavimentos permeáveis, contribuindo para a literatura sobre infraestrutura verde e gestão de águas pluviais. Resultados - Os principais resultados mostraram que: A adição de PET-PCR reduziu a resistência mecânica (compressão e tração na flexão), mas aumentou a porosidade e a permeabilidade; A absorção de água e o índice de vazios aumentaram com a proporção de PET-PCR, indicando maior capacidade de infiltração; A densidade e a massa específica diminuíram, tornando o material mais leve e adequado para aplicações de tráfego leve. Contribuições teóricas/metodológicas - O estudo fornece evidências empíricas sobre o equilíbrio entre resistência mecânica e permeabilidade em argamassas com PET-PCR, além de propor uma metodologia padronizada para avaliação desses materiais. Os resultados contribuem para a base teórica sobre compósitos sustentáveis e pavimentos permeáveis. Contribuições sociais e ambientais - Redução do descarte de resíduos plásticos e da extração de areia natural, promovendo a economia circular e a preservação de ecossistemas; Melhoria na gestão de águas pluviais em áreas urbanas, reduzindo enchentes e ilhas de calor, e aumentando o conforto térmico. A aplicação em pavimentos de tráfego leve (calçadas, ciclovias) oferece uma solução acessível e sustentável para cidades.

Sustentabilidade do futuro: livro de memórias do Sustentare & WIPIS (978-65-272-0451-0) - Determinação Da Resistência À Compressão Em Argamassa Com Substituição Parcial De Areia Natural Por Pet-Pcr

Objective – To evaluate the performance of mortars with partial replacement of natural aggregate by post-consumer recycled polyethylene terephthalate (PET-PCR), using the Impact Acoustic Spectroscopy (IAS) technique, focusing on sustainability and technological innovation in the construction sector. Methodology – Mortar samples were prepared with different proportions of PET-PCR (10%, 20%, 30%, and 40%) replacing the natural aggregate. The samples underwent mechanical characterization (compressive and tensile strength) and acoustic analysis using the Impact Acoustic Spectroscopy (IAS) technique to assess behavior under impact. Originality/Relevance – The study addresses a gap in the literature by investigating the use of recycled PET in mortars through an innovative acoustic evaluation approach. It stands out for combining sustainability with technical performance, proposing the use of plastic waste as a viable alternative to conventional construction materials. Results – The results showed that increasing the PET-PCR content led to a reduction in mechanical strengths but significantly improved the acoustic performance of the mortars, particularly in impact sound insulation, indicating their potential for use in acoustic insulation applications. Theoretical/Methodological Contributions – The research demonstrates the effectiveness of Impact Acoustic Spectroscopy (IAS) as an innovative tool to evaluate the properties of cementitious materials with recycled additives. It also provides an original integration of mechanical and acoustic analyses in a single study. Social and Environmental Contributions – Replacing natural aggregates with PET-PCR helps reduce plastic waste and lessens the extraction of natural resources. The study offers a more sustainable alternative for the construction sector, with positive impacts on promoting circular economy practices and enhancing urban resilience.