Efeito da adição de resíduo de estação de tratamento de água nas propriedades mecânicas de geopolímeros à base de metacaulim

Abstract

O tratamento de água para abastecimento público, realizada por Estações de Tratamento de Água (ETAs), resulta na geração de lodo de ETA. Quando despejado incorretamente, esse resíduo é capaz de causar importantes impactos ambientais. Entre as diversas alternativas de utilização do lodo, as que possuem melhores resultados são relacionadas à sua incorporação em materiais para a construção civil, como os geopolímeros. A emissão de CO2 é intrínseca ao processo produtivo do cimento, portanto, o uso de lodo de ETA como substituto parcial desse ligante pode reduzir seu impacto ambiental. Assim, o presente estudo buscou contribuir com as pesquisas acerca da utilização do resíduo sólido de ETAs em geopolímero a base de metacaulim, a fim de reduzir a emissão de CO2 na atmosfera. Para que diferentes condições de preparação do geopolímero pudessem ser avaliadas, foram realizadas variações no tempo e temperatura de cura, tratamento do resíduo (lodo seco ou queimado), variação na concentração molar da solução alcalina ativadora utilizada, composta por hidróxido de sódio (NaOH) e silicato de sódio (Na2SiO3) em água, sendo os materiais obtidos analisados por meio de testes de compressão e de absorção de água. Os resultados mostraram que, em temperatura ambiente, as resistências mecânicas com 8M e 9M de solução alcalina foram mais satisfatórias, e a adição do lodo pouco alterou as resistências mecânicas finais. É possível utilizar o lodo de ETA em geopolímeros de metacaulim, com melhores resultados para amostras preparadas com solução de NaOH 8M e curadas em temperatura ambiente, o que significa um menor custo envolvido no processo.

The treatment of water for public supply, carried out by Water Treatment Stations (ETAs), results in the generation of ETA sludge. When discarded incorrectly, the disposal is likely to cause important environmental impacts. Among the various alternatives for using sludge, those with the best results are related to its incorporation into materials for civil construction, such as geopolymers. CO2 emissions are intrinsic to the cement production process, therefore, the use of ETA sludge as a partial replacement for this binder can reduce its environmental impact. Thus, the present study seeks to contribute to research on the use of solid waste from ETAs in metakaolin-based geopolymer, to reduce CO2 emissions into the atmosphere. So that different geopolymer preparation conditions could be evaluated, variations were made in the curing time and temperature, elimination treatment (dried or burned sludge), variation in the molar concentration of the activated alkaline solution used, composed of sodium hydroxide (NaOH). and sodium silicate (Na2SiO3) in water, with the materials obtained being analyzed through specification and water analysis tests. The results showed that, at room temperature, the mechanical resistances with 8M and 9M of alkaline solution were more satisfactory, and the addition of sludge barely changed the final mechanical resistances. It is possible to use ETA sludge in metakaolin geopolymers, with better results for samples prepared with 8M NaOH solution and cured at room temperature, which means a lower cost involved in the process.