Life cycle assessment of the introduction of recycled aggregates in the production of mortars and concrete in the national industry

June 16, 2025

A circularidade na construção tem sido cada vez mais aplicada, com o principal objectivo de reduzir a extracção de recursos naturais e diminuir a deposição de resíduos em aterro. No caso das argamassas e betões, isto pode traduzir-se na diminuição da utilização de agregados naturais (AN), aumentando a incorporação de agregados reciclados (AR), promovendo deste modo uma construção mais sustentável. Esta tese tem como principal objectivo determinar os impactes ambientais (IA) da introdução de AR em argamassas e betão, produzidos industrialmente em Portugal. Para tal, são determinados em primeiro lugar os impactes das argamassas e betões produzidos correntemente pela indústria e de seguida é calculado o impacte da substituição parcial de AN por AR, sendo necessário também analisar as alterações nas distâncias de transporte. Este trabalho inicia com uma pesquisa bibliográfica acerca das consequências da introdução de AR em argamassas e betão. São também apresentados os efeitos dos contaminantes presentes nos AR nas propriedades do betão, bem como as propriedades AR a serem avaliadas. Posteriormente é apresentada uma comparação ambiental e económica entre AN e AR. De seguida são realizados vários estudos de avaliação de ciclo de vida (ACV), entre os anos de 2020 e 2023, tendo em conta o contexto nacional. Em primeiro lugar é apresentado um estudo de pré-viabilidade do fornecimento de AR na indústria Portuguesa. Consequentemente é feito um estudo de ACV da produção de agregados calcários em duas pedreiras que fornecem agregados para a produção de argamassas e betão. Por fim, são apresentados dois estudos comparativos acerca da introdução de AR em duas fábricas de argamassas e duas centrais de betão. De um modo geral pode concluir-se que os impactes da produção de AR são inferiores aos da produção de AN. Assim, ao incorporar agregados reciclados em argamassas e betão, verifica-se uma redução nos IA da produção dos mesmos. No entanto, estes impactes estão condicionados pelos elevados IA da produção de cimento e também pelas distâncias de transporte das matérias-primas. The concept of circularity in construction is being increasingly applied with the primary objective of reducing the extraction of natural resources and mitigating the disposal of waste in landfills. In the context of mortars and concrete, this can entail a reduction in the utilization of natural aggregates (NA) and an increase in the incorporation of recycled aggregates (RA), thereby promoting more sustainable construction. The principal objective of this thesis is to ascertain the environmental consequences of incorporating RA into mortars and concrete produced at an industrial scale in Portugal. In order to achieve this, it is first necessary to determine the environmental impacts (EI) of the mortars and concrete that are currently produced by the industry. This is followed by an assessment of the impact of partially replacing NA with RA, which also involves an analysis of the consequent change in transport distances. This study begins with a bibliographical survey of the consequences of introducing RA into mortars and concrete. The effects of contaminants present in RA on the properties of concrete are also presented, along with the properties of RA that require further evaluation. Subsequently, an environmental and economic comparison between NA and RA is presented. Several life cycle assessment (LCA) studies are then conducted, between 2020 and 2023, taking into account the national context. The initial stage comprises a pre-feasibility study on the supply of RA to the Portuguese industry. Subsequently, a LCA study is conducted to evaluate the EI of limestone aggregate production in two quarries that supply aggregates for mortar and concrete production. In the final analysis, two comparative studies are presented, examining the introduction of RA into two mortar factories and two concrete plants. In general, it may be concluded that the impacts associated with the production of RA are lower than those associated with the production of NA. Therefore, the incorporation of RA into mortars and concrete results in a reduction in the EI of their production. It should be however noted that these impacts are considerably dependent on the EI associated with cement production, as well as on the transportation distances of raw materials.

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  Adriana Melo Baio Dias

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  José Dinis Silvestre

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101668856

Doutoramento em Engenharia Civil

civil-engineering - Civil engineering

Keywords

• recycled aggregates
• mortars
• life cycle assessment
• concrete
• Portuguese industry
• agregados reciclados
• argamassas
• avaliação do ciclo de vida
• betão
• indústria Portuguesa

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