Incorporação de lodo de ETA calcinado em geopolímero a base de metacaulim

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Andrioli, Thays Karoline
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Ciência dos materiais; Geopolímeros; Lodo residual; Pozolana; Água - Estações de tratamento
• Link de acesso: https://repositorio.udesc.br/handle/UDESC/18285

Os geopolimeros são materiais provenientes de uma reação química que ocorre por ativação alcalina que resulta no processo conhecido como geopolimerização. As principais matérias- primas utilizadas nesse processo são classificadas como precursores de aluminosilicatos (metacaulim) ou ativadores alcalinos (NaOH e silicato de sódio). Os geopolimeros permitem a incorporação de residuos às matérias-primas e têm sido citados como uma alternativa ao cimento Portland. Este estudo teve como hase a composição de geopolimeros de metacaulim aos quais foram incorporadas frações do residuo industrial denominados lodo de estação de tratamento de água (ETA). Esta adição foi considerada para comprovar o potencial de valorização do residuo. A geração de lodo de ETA é significativa em vários lugares do mundo, inclusive no Brasil, entretanto, em muitos casos este não possui um destino adequado. Com este principal objetivo de destinação, o geopolimero se toma uma alternativa potencial. Para o desenvolvimento da proposta foram realizadas, inicialmente, a caracterização do residuo e avaliação dos efeitos deste na matriz geopolimérica. Para isto, foi produzida uma pasta geopolimérica de referència, em seguida, o residuo foi incorporado por meio do planejamento experimental fatorial 3. O modelo fatorial teve como fatores o teor de residuo empregado e a temperatura de cura. Estes fatores foram avaliados em três niveis, sendo as teores de residuo 10, 25 e 40% em substituição ao metacaulim e as temperaturas de cura de 25°C, 60°C e 80°C. O desenvolvimento deste trabalho mostrou que com o intuito de aproximar as caracteristicas do lodo às do metacaulim, o residuo deve ser aplicado no estado calcinado até 600°C e moldo de modo que haja a desestruturação e colapso do argilomineral, onde os óxidos de silicio e aluminio se tornem altamente reativos e distribuidos em um material de elevada área especifica e parcialmente amorfo. O uso dos ativadores alcalinos forma o material geopolimérico, favorecendo a resistência mecânica com teores de lodo de ETA calcinado em teores de até 10% e a cura deve ser em condições controladas de modo a ter uma boa reprodutibilidade, trabalhabilidade e fluidez. Houve a formação do gel geopolimérico com desenvolvimento de uma nanoestrutura, com boa estabilidade térmica e quimica. Os resultados foram influenciados diretamente pelas caracteristicas dos precursores utilizados, onde a formação de um material geopolimérico estável foi obtido. Os geopolimeros produzidos foram caracterizados quanto a sua morfologia, identificação de fases presentes, composição química, comportamento térmico e comportamento mecánico. Pode-se afirmar que a aplicação do residuo da estação de tratamento de água atuando como um precursor na composição de materiais geopoliméricos é uma possibilidade viável, onde o tratamento térmico é indicado para a sintese de geopolimeros por ativação alcalina, visto que a calcinação é necessária para tomar o residuo suficientemente reativo ao álcali. Assim, a garantia do desempenho adequado é correlacionada ao processo de beneficiamento do residuo