Performance of mortars with calcined construction waste powder and natural or artificial aggregates

Authors

Keywords:

Mortar coating, Crushing sand, Low carbon, CDW powder

Abstract

The circularity in industrial processes is fundamental to different waste type applications. On this context, this study uses mixed construction and demolition waste (CDW) powders, calcined at 800 ºC, to replace Portland cement at 25 to 45% levels in coating mortars with natural and artificial fine aggregates (crushed sand). Mortars were produced with 1:4, 1:5, and 1:6 ratios (cement: fine aggregate), assessing fresh-state properties and hardened-state properties. Environmental performance was evaluated considering CO2 emissions and binder consumption. Mortars containing 25% recycled powders showed similar mechanical performance to mortars with reference Portland cement (FPC). Mixtures with artificial aggregates incorporated less air, reducing porosity and water absorption, improving mechanical performance by up to five times compared to natural aggregates. The CDW powder use reduced mortars carbon emissions up to 30%, while the artificial aggregates presence reduced emissions up to 6%. So, this study demonstrates the mixed CDW powders potential as a replacement for cement and the artificial aggregate potential to improve aspects related to circular economy and CO2 emissions reduction.

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Author Biographies

Melissa Proença, UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ E INSTITUTO FEDERAL DO PARANÁ

Doutoranda em Engenharia Civil pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil (PPGEC) da Universidade Federal do Paraná. Mestre em Engenharia Civil pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil (PPGECI) da Universidade Federal da Integração Latino-Americana na linha de pesquisa de Materiais e Ecoeficiência. Pós-graduada em Engenharia de Segurança do Trabalho, Pós-graduada em BIM e Projetos Aplicados à Construção Civil e Pós-graduanda em Docência da Educação Profissional e Tecnológica (IFRJ). Formada em Engenharia Civil pelo Centro Universitário Dinâmica das Cataratas (2021), Técnica em edificações pelo Instituto Federal do Paraná - Campus Foz do Iguaçu (2014). Atua como laboratorista - Área: Edificações no Instituto Federal do Paraná - Campus Foz do Iguaçu.

Dayana Ruth Bola Oliveira , UNIVERSIDADE FEDERAL DA INTEGRAÇÃO LATINO-AMERICANA

Pós-Doutora do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil da Universidade Federal da Integração Latino-Americana (UNILA). Doutora em Engenharia Civil (2022) pela Universidade Federal do Paraná (UFPR) e Mestra (2016) pela mesma universidade. Engenheira de Segurança do Trabalho (2021) e Especialista no MBA em Gerenciamento de Projetos (2020) pelo Centro Universitário Dinâmica das Cataratas (UDC). Especialista em Avaliações e Perícias (2023) pelo Instituto IDD. Graduada em Engenharia Civil UFPR (2013). É Professora do Centro Universitário Dinâmica das Cataratas (UDC) nos cursos de Graduação em Engenharia Civil e Pós-graduação MBA Gestão e Execução de Obras e Serviços de Engenharia e MBA em Arquitetura de Interiores e Lighting Design. Foi coordenadora do curso de graduação em Engenharia Civil da Faculdade Educacional de Medianeira (UDC Medianeira) de 2019 a 2023. Atua na área de construção civil, construção enxuta, logística nos canteiros de obras, gestão e gerenciamento de obras, segurança do trabalho, patologia das construções, materiais de construção e meio ambiente. Tem experiência na área de Engenharia, com ênfase em durabilidade, empacotamento de partículas, emissões e captura de CO2, aproveitamento de resíduos sólidos, sustentabilidade da construção, economia circular e ecoeficiência.

Kathleen Dall Bello de Souza Risson, UNIVERSIDADE FEDERAL DA INTEGRAÇÃO LATINO-AMERICANA E INSTITUTO FEDERAL DO PARANÁ

Doutoranda do Programa de Pós-Graduação Interdisciplinar em Energia e Sustentabilidade da Universidade Federal da Integração Latino-Americana (UNILA). Mestre em Engenharia de Edificações e Saneamento pela Universidade Estadual de Londrina UEL (2017) com pesquisa desenvolvida na área de concretos permeáveis. Especialista em Gerenciamento e Execução de Obras pelo Centro Universitário Dinâmica das Cataratas UDC (2014). Especialista em Docência da Educação pelo Instituto Federal do Paraná IFPR (2016). Graduada em Engenharia Civil pela Faculdade Dinâmica das Cataratas UDC (2011). Pesquisadora na área de Materiais, componentes e sistemas construtivos sustentáveis, com ênfase em: Concretos Permeáveis; Aproveitamento de resíduos como material cimentício suplementar e estudo de técnicas para a Captura, utilização e armazenamento de carbono em materiais cimentícios.

Edna Possan, UNIVERSIDADE FEDERAL DA INTEGRAÇÃO LATINO-AMERICANA

Doutora em Engenharia Civil (2010) pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), com mestrado (2004) pela mesma Universidade. Graduada em Engenharia Civil (2003) pela Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE). Professora Associada Nível 4 na Universidade Federal da Integração Latino Americana (UNILA) e coordenadora do LADEMA (Laboratório de Desempenho, Estruturas e Materiais). Diretora do Centro Interdisciplinar de Tecnologia e Infraestrutura (ILATIT-UNILA) de 2013 a 2015 e Coordenadora do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil (PPGECI) de 03/2020 a 02/2024. Pesquisadora do CEASB/PTI (Centro de Estudos Avançados em Segurança de Barragens/Parque Tecnológico de Itaipu), de 2009 a 2021. Professora no Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Ambientais na Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) de 2012 a 2020. Presidente da Associação Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído (ANTAC) ciclo 2024 a 2026, também foi diretora de relações interinstitucionais (2018-2020) e Vice-presidente (2020-2022). É membro fundador da Associação Latino-Americana de Patologia da Construção (ALCONPAT Brasil). Sócia do Instituto Brasileiro do Concreto (IBRACON), da Asociación Latinoamericana de Control de Calidad, Patología y Recuperación de la Construcción (ALCONPAT Internacional). É membro do comitê técnico da ABNT - CE 18:300.06 - Comissão de Estudo de Durabilidade do Concreto, deste 2009. Conselheira do CREA-PR (2020 a 2025). Editora associada da Revista RIEM (2020-atual), Co-Editor in Chief da revista Alconpat (2021-2023), Membro de corpo editorial do Journal of Building Pathology and Rehabilitation (2021- atual) e Case Studies in Construction Materials (2023 - atual). Avaliadora de periódicos como Materials Research, Construction and building materials, Journal of cleaner production, Neural Computing and Applications, Cement and concrete composites, Journal of Building Engineering, entre outros. Recebeu diversos prêmios, dentre eles Embaixador do Iguaçu Iguassu Convention, Joven Investigador Destacado o Productivo - ALCONPAT Internacional e Educador do ano - CREAPR. Atua na área de materiais de construção, patologia das construções e meio ambiente. Tem experiência na área de Engenharia, com ênfase em durabilidade, emissões e captura de CO2, aproveitamento de resíduos sólidos, sustentabilidade da construção economia circular e ecoeficiência (ODS 11 e 12). Também atua na temática de women in science (ODS 5).

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Published

2025-10-20

How to Cite

PROENÇA, Melissa; OLIVEIRA , Dayana Ruth Bola; RISSON, Kathleen Dall Bello de Souza; POSSAN, Edna; MEDEIROS, Marcelo Henrique Farias de. Performance of mortars with calcined construction waste powder and natural or artificial aggregates. Ambiente Construído, [S. l.], v. 25, 2025. Disponível em: https://seer.ufrgs.br/index.php/ambienteconstruido/article/view/146061. Acesso em: 3 aug. 2026.

Issue

Vol. 25 (2025): Edições Especiais & Artigos

Section

Artigos

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