Letícia Ikeda Castrillon Fernandez
Resumo
A impressão 3D de concretos, baseada em extrusão, requer um material para impressão com características específicas que são usualmente atendidas com consumos elevados de cimento, chegando a mais de 1000 kg/m³. Sabe-se que o consumo de cimento em larga escala é uma preocupação mundial devido, principalmente, às emissões de dióxido de carbono (CO2). Desta forma, no contexto da impressão 3D de estruturas de concreto, essa preocupação ambiental se torna ainda mais relevante.
Portanto, este trabalho investigou o desempenho ambiental, por meio da metodologia de Avaliação do Ciclo de Vida (ACV), da impressão 3D de paredes de concreto, com traços definidos através de levantamento bibliográfico, comparando com sistemas de construção convencional. Os resultados confirmaram que o consumo de cimento apresenta a maior contribuição nos potenciais impactos da maioria das categorias avaliadas, incluindo mudanças climáticas. Portanto, materiais que substituam o consumo de cimento, como os materiais cimentícios suplementares (SCM) e fíler de resíduo de construção e demolição (RCD), se apresentam como importantes alternativas. Substituições dos agregados também foram investigadas, mostrando que o uso de agregado reciclado pode melhorar de forma significativa o potencial impacto de uso da terra. De forma geral, os resultados comparativos apontaram que a impressão 3D possui desempenho ambiental similar aos sistemas construtivos convencionais, quando, ao invés de se avaliar 1 m³ de concreto, a unidade funcional avaliada é 1 m² de parede ou 1 m² de parede considerando critérios de desempenho térmico.
Abstract
3D concrete printing based on extrusion requires a printing material with specific features that are usually achieved with high cement consumptions, reaching more than 1000 kg/m³. It is well known that large-scale cement consumption is a worldwide concern, mainly due to carbon dioxide (CO2) emissions. Thus, in the context of 3D printing of concrete structures, this environmental concern becomes even more relevant.
Therefore, this work investigated the environmental performance, by means of the Life Cycle Assessment (LCA) methodology, of 3D printing of concrete walls, with mixtures defined through bibliographic research, comparing with conventional construction systems. The results confirmed that cement consumption provides the greatest contribution to the impact potentials of most of the evaluated categories, including climate change. Therefore, materials that can be used to replace the cement, such as supplementary cementitious materials (SCM) and construction and demolition waste (CDW) filler, are important alternatives. Aggregate substitutions were also investigated, showing that the use of recycled aggregate can significantly improve the potential impact of land use. In general, the comparative results showed that 3D printing has a similar environmental performance to conventional construction systems, when, instead of evaluating 1 m³ of concrete, the functional unit evaluated is 1 m² of wall or 1 m² of wall considering thermal performance criteria.
