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Efeito da proteção superficial (pintura imobiliária) na difusão e captura de CO2 em argamassas de revestimento

The construction industry is responsible for a large part of the environmental impacts due to the extraction and consumption of natural resources on a large scale, changes in built spaces, energy consumption, waste generation and emissions. In the cement production process, CO2 is emitted by decarbo...

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Autor principal:	Barbosa, Meire Claudia
Formato:	Dissertação
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2022
Assuntos:	Revestimentos Vernizes e envernizamento Tintas Sequestro de carbono Coatings Varnish and varnishing Ink Carbon sequestration CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL Engenharia/Tecnologia/Gestão
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30258
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id	riut-1-30258
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spelling	riut-1-302582022-12-07T06:07:24Z Efeito da proteção superficial (pintura imobiliária) na difusão e captura de CO2 em argamassas de revestimento Effect of surface protection (property paiting) on the diffusion and capture of CO2 in coating mortars Barbosa, Meire Claudia Bittencourt, Paulo Rodrigo Stival https://orcid.org/0000-0001-8740-1672 http://lattes.cnpq.br/5404437676153162 Possan, Edna https://orcid.org/0000-0002-3022-7420 http://lattes.cnpq.br/0581995805825838 Bittencourt, Paulo Rodrigo Stival https://orcid.org/0000-0001-8740-1672 http://lattes.cnpq.br/5404437676153162 Neves Junior, Alex https://orcid.org/0000-0002-8795-0986 http://lattes.cnpq.br/8587525595571228 Punhagui, Katia Regina Garcia https://orcid.org/0000-0002-4956-3440 http://lattes.cnpq.br/8741382692773551 Revestimentos Vernizes e envernizamento Tintas Sequestro de carbono Coatings Varnish and varnishing Ink Carbon sequestration CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL Engenharia/Tecnologia/Gestão The construction industry is responsible for a large part of the environmental impacts due to the extraction and consumption of natural resources on a large scale, changes in built spaces, energy consumption, waste generation and emissions. In the cement production process, CO2 is emitted by decarbonating limestone, burning fossil fuels and electricity in factories, with the cement industry being responsible for ~7% of world emissions of anthropogenic CO2. However, cement-based materials can capture CO2 through the carbonation process, which occurs through the reaction of atmospheric CO2 with hydroxides present in the matrix, precipitating calcium carbonate. The potential for capture by this reaction depends on factors, such as the diffusibility of CO2 through the cement-based matrix. In this context, the present work aims to evaluate the effect of paint-type surface protection on CO2 diffusion in coating mortars. For this purpose, mortars were produced (1:1:6 and 1:2:9 cement: lime; sand), which 28 days after production received a real estate painting type surface finish, varying the ink base type (PVA and acrylic), finish (semi-gloss, matte) and color (white and grey). Mortar samples (7x9x16 cm specimens and 40x40x2.5 cm boards) underwent natural and accelerated carbonation, with the carbonation depth evaluated at 28, 101, 127 and 164 days. Carbon fixation was evaluated at 28 days through the thermogravimetric analysis test. A statistical test showed a significant difference in the different treatments, in which the diffusion of CO2 was greater for the reference matrix (without protection), followed by the matrix with protection type PVA, matte acrylic, and semi-gloss acrylic due to a greater protection given to the substrate due to inks. For the same exposure time (164 days) the mortars suffered a decrease in the carbonation rate when compared to the reference ones. The reduction was up to 3.6 times for mortars with standard acrylic paint with a semi-gloss finish, from 2.5 to 2.0 times less for mortars with acrylic protection with a matte finish, regardless of color. In the lowest reduction PVA paint, the carbonation speed was 1.20 times slower than the reference mortar. The effect of reducing the carbonation velocity and carbon fixation was verified, due to the lower diffusion of CO2 in samples with surface protection. Protection systems based on PVA are more permeable to CO2, which application should be preferred for greater carbon capture in the short term. However, considering the coating mortars life cycle (20 to 40 years), it can be stated that all systems can completely carbonate over time, regardless of the surface protection applied, considering an average thickness of 20 mm Therefore, carbon capture studies in coating mortars should be carried out considering a lower CO2 diffusion coefficient when there is a protective barrier applied to the surface of the material. À indústria da construção civil atribui-se grande parcela dos impactos ambientais devido a extração e consumo de recursos naturais em larga escala, modificações dos espaços construídos, consumo energético, geração de resíduos e emissões. No processo produtivo do cimento, tem-se a emissão de CO2 pela descarbonatação da rocha calcária, queima de combustíveis fósseis e eletricidade nas fábricas, sendo a indústria cimenteira responsável por ~7% das emissões mundiais de CO2 antropogênico. Entretanto, materiais à base de cimento, têm como possibilidade capturar CO2 pelo processo de carbonatação, o qual ocorre por meio da reação do CO2 atmosférico com hidróxidos presentes na matriz cimentícia, precipitando carbonato de cálcio. O potencial de captura por esta reação depende de fatores, como a difusibilidade do CO2 através da matriz. Neste contexto, o presente trabalho tem por objetivo avaliar o efeito da proteção superficial do tipo pintura na difusão de CO2 em argamassas de revestimento. Para tanto, foram produzidas argamassas (1:1:6 e 1:2:9 cimento: cal; areia), que após 28 dias de produzidas receberam acabamento do tipo pintura imobiliária, variando a proteção em função da base (PVA e acrílica), do acabamento (semibrilho, fosco) e da cor (branca e cinza). As argamassas (corpos de prova de 7x9x16cm e placas 40x40x2,5cm) sofreram carbonatação natural e acelerada, tendo a profundidade de carbonatação avaliada aos 28, 101, 127 e 164 dias. A fixação de carbono foi avaliada aos 28 dias através do ensaio de análise termogravimétrica. Por meio de teste estatístico evidenciou-se diferença significativa nos diferentes tratamentos, em que a difusão de CO2 foi maior para a matriz de referência (sem proteção), seguida da matriz com proteção de base PVA, acrílico fosca, e acrílico semibrilho em razão de uma maior proteção atribuída ao substrato devido às tintas. Para um mesmo tempo de exposição (164 dias) as argamassas sofreram diminuição na velocidade de carbonatação quando comparadas com as de referência. A redução foi de até 3,6 vezes para argamassas com pintura acrílica standard semibrilho, de 2,5 a 2,0 vezes menores para argamassas com proteção acrílica de acabamento fosco, independentemente da cor. Na tinta PVA de menor redução, a velocidade de carbonatação foi 1,20 vezes menor que a de referência. Constatou-se, o efeito de redução da velocidade de carbonatação e fixação de carbono, devido a uma menor difusão de CO2 em amostras com proteção superficial. Os sistemas de proteção de base PVA são mais permeáveis ao CO2, cuja aplicação deve ser preferida para uma maior captura de carbono a curto prazo. Entretanto, se considerado o ciclo de vida dos revestimentos (20 a 40 anos) pode se afirmar que todos os sistemas podem carbonatar por completo ao logo do tempo, independente da proteção aplicada, considerando uma espessura média de 20 mm. Logo, os estudos de captura de carbono em argamassas de revestimento devem ser conduzidos considerando um menor coeficiente de difusão de CO2 quando existir uma barreira de proteção aplicada à superfície do material. 2022-12-06T18:10:00Z 2022-12-06T18:10:00Z 2021-09-06 masterThesis BARBOSA, Meire Claudia. Efeito da proteção superficial (pintura imobiliária) na difusão e captura de CO2 em argamassas de revestimento. 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologias Ambientais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2021. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30258 por openAccess http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Medianeira Brasil Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Ambientais UTFPR
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description	The construction industry is responsible for a large part of the environmental impacts due to the extraction and consumption of natural resources on a large scale, changes in built spaces, energy consumption, waste generation and emissions. In the cement production process, CO2 is emitted by decarbonating limestone, burning fossil fuels and electricity in factories, with the cement industry being responsible for ~7% of world emissions of anthropogenic CO2. However, cement-based materials can capture CO2 through the carbonation process, which occurs through the reaction of atmospheric CO2 with hydroxides present in the matrix, precipitating calcium carbonate. The potential for capture by this reaction depends on factors, such as the diffusibility of CO2 through the cement-based matrix. In this context, the present work aims to evaluate the effect of paint-type surface protection on CO2 diffusion in coating mortars. For this purpose, mortars were produced (1:1:6 and 1:2:9 cement: lime; sand), which 28 days after production received a real estate painting type surface finish, varying the ink base type (PVA and acrylic), finish (semi-gloss, matte) and color (white and grey). Mortar samples (7x9x16 cm specimens and 40x40x2.5 cm boards) underwent natural and accelerated carbonation, with the carbonation depth evaluated at 28, 101, 127 and 164 days. Carbon fixation was evaluated at 28 days through the thermogravimetric analysis test. A statistical test showed a significant difference in the different treatments, in which the diffusion of CO2 was greater for the reference matrix (without protection), followed by the matrix with protection type PVA, matte acrylic, and semi-gloss acrylic due to a greater protection given to the substrate due to inks. For the same exposure time (164 days) the mortars suffered a decrease in the carbonation rate when compared to the reference ones. The reduction was up to 3.6 times for mortars with standard acrylic paint with a semi-gloss finish, from 2.5 to 2.0 times less for mortars with acrylic protection with a matte finish, regardless of color. In the lowest reduction PVA paint, the carbonation speed was 1.20 times slower than the reference mortar. The effect of reducing the carbonation velocity and carbon fixation was verified, due to the lower diffusion of CO2 in samples with surface protection. Protection systems based on PVA are more permeable to CO2, which application should be preferred for greater carbon capture in the short term. However, considering the coating mortars life cycle (20 to 40 years), it can be stated that all systems can completely carbonate over time, regardless of the surface protection applied, considering an average thickness of 20 mm Therefore, carbon capture studies in coating mortars should be carried out considering a lower CO2 diffusion coefficient when there is a protective barrier applied to the surface of the material.
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Efeito da proteção superficial (pintura imobiliária) na difusão e captura de CO2 em argamassas de revestimento

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