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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.74.2024.tde-18092024-160227
Documento
Autor
Nome completo
Letícia Missiatto Gavioli
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Pirassununga, 2024
Orientador
Banca examinadora
Rossignolo, João Adriano (Presidente)
Akasaki, Jorge Luís
Bueno, Cristiane
Silva, Diogo Aparecido Lopes
Teixeira, Ronaldo Soares
 
Título em inglês
Multicriteria sustainability assessment of biocomposites of magnesium-based fiber cement and agroindustrial ash
Palavras-chave em inglês
Accelerated aging
Cellulosic fibers
LCA
Magnesium cement
Sustainable composites
Resumo em inglês
New low-alkalinity matrices, such as magnesium-based M-S-H cement, which combines magnesium oxide (MgO) and silica dioxide (SiO2), are currently under study due to their ability to preserve plant fibers and indications of lower CO2 emissions. Bamboo leaf ash (BLAsh) has also been researched as a pozzolan for addition to matrices with Portland cement. However, there have been no studies found regarding the use of BLAsh in MSH fiber cement, addressing not only its functional performance but also a sustainability analysis. Therefore, this study aims to develop formulations of M-S-H fiber cement, comparing them with Portland cement using the extrusion method and replacing limestone with BLAsh and unbleached pine cellulose pulp. Additionally, the study seeks to evaluate physical, mechanical, and durability properties through accelerated aging cycles. For the multi-criteria sustainability analysis, considerations were given not only to functional performance but also to environmental performance through a life cycle assessment (LCA) and economic performance through the calculation of Construction Cost (CC). In the environmental analysis of BLAsh production, scenarios considered included ash as waste, new by-product, and co-product. Results indicate that Portland cement composites showed better functional and economic performance, while MSH cement composites stood out for superior environmental performance. In both cases, the use of BLAsh improved performance. The panel that demonstrated the highest level of sustainability was the one using Portland cement fiberboard and BLAsh with the waste scenario.
 
Título em português
Avaliação multicritério de sustentabilidade de biocompósitos de fibrocimento à base de magnésio e cinza agroindustrial
Palavras-chave em português
ACV
Cimento magnesiano
Compósitos sustentáveis
Envelhecimento acelerado
Fibras celulósicas
Resumo em português
Novas matrizes de baixa alcalinidade, como o cimento magnesiano M-S-H, que combina óxido de magnésio (MgO) e dióxido de sílica (SiO2), estão sendo objeto de estudo devido à capacidade de preservar fibras vegetais e às indicações de menores emissões de CO2. A cinza da folha do bambu (BLAsh) também tem sido pesquisada como pozolana para adição em matrizes com cimento Portland. No entanto, não foram encontrados estudos sobre a utilização de BLAsh em fibrocimento MSH, abordando não apenas seu desempenho funcional, mas também uma análise de sustentabilidade. Portanto, este estudo tem como objetivo desenvolver formulações de fibrocimento à base de M-S-H, comparando com o cimento Portland por meio do método de extrusão e substituindo o calcário por BLAsh e polpa celulósica de pinus não branqueada. Além disso, busca avaliar propriedades físicas, mecânicas e durabilidade, por meio de ciclos de envelhecimento acelerado. Para a análise multicritério de sustentabilidade, foram considerados, além do desempenho funcional, o desempenho ambiental, através de avaliação de ciclo de vida (ACV), e o desempenho econômico, por meio do cálculo do Construction Cost (CC). Na análise ambiental da produção da BLAsh, foram considerados os cenários da cinza como resíduo, novo coproduto e coproduto. Os resultados indicam que os compósitos de cimento Portland apresentaram melhor desempenho funcional e econômico, enquanto os compósitos de cimento MSH destacaram-se pelos melhores valores de desempenho ambiental. Em ambos os casos, o uso de BLAsh melhorou o desempenho. O painel que apresentou o melhor nível de sustentabilidade foi aquele que utilizou fibrocimento de cimento Portland e BLAsh, com o cenário de resíduo.
 
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DO7236962COR.pdf (5.00 Mbytes)
Data de Publicação
2024-09-18
 
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