Determinação da pozolanicidade por condutividade elétrica do lodo de Estações de Tratamento de Esgoto (ETE) para adição ao cimento Portland

Abstract

A urbanização e o constante crescimento populacional e industrial ocasionaram um problema no gerenciamento dos resíduos provenientes do tratamento de esgoto. No Brasil, as baixas taxas de coleta e tratamento de esgoto indicam que ainda existe um grande potencial de crescimento na quantidade de lodo de esgoto a ser produzido, que geralmente é disposto em aterros sanitários. Visando a redução do armazenamento deste resíduo e das emissões de dióxido de carbono resultantes da produção do cimento Portland, foi conduzido o estudo das cinzas de lodo de esgoto (CLE) para a utilização como material pozolânico em substituição parcial do cimento Portland. Neste trabalho foi realizada a caracterização química, física e mineralógica e a verificação da atividade pozolânica das cinzas do lodo de esgoto proveniente da Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) Mangueira localizada na cidade de Recife-PE. A avaliação da pozolanicidade foi realizada através da determinação atividade pozolânica com hidróxido de cálcio aos sete dias (NBR5751:2015) e por condutividade elétrica. As CLE foram obtidas através da calcinação do lodo seco em mufla elétrica nas temperaturas de 600, 700, 800 e 900°C, sendo denominadas CLE600, CLE700, CLE800 e CLE900, respectivamente. Dessa forma, foi possível verificar o efeito da temperatura de incineração nas propriedades das cinzas. Através resultados da análise química por fluorescência de raios-X e análise mineralógica por difração de raios-X foi constatado que este material é constituído majoritariamente por óxido de silício na forma de quartzo. No ensaio da NBR 5751:2015, a resistência à compressão dos corpos-de-prova produzidos com argamassas de hidróxido de cálcio e CLE foi reduzida com o aumento da temperatura de calcinação das cinzas, e apenas as CLE600 e CLE700 atingiram a resistência mínima para classificação do material como pozolana nesse parâmetro. Este resultado segue o comportamento do aumento da intensidade dos picos de óxido de silício, do aumento diâmetro médio das partículas, e da diminuição da superfície específica das cinzas com a temperatura. Assim, pode-se constatar através dos difratogramas que a elevação da temperatura de calcinação das CLE promoveu a cristalização da sílica amorfa, reduzindo a consequentemente a atividade pozolânica. Ademais, evidenciou-se a importância da finura para a pozolanicidade do material, uma vez que as cinzas de menores diâmetros médios e maiores superfícies específicas obtiveram os melhores desempenhos. Quanto ao ensaio de condutividade elétrica, a perda de condutividade da solução indicou o consumo de hidróxido de cálcio pelas cinzas, sendo as maiores variações de condutividade obtidas pelas CLE700 e CLE600, respectivamente. Além disso, apesar de suas limitações devido a interferência dos íons dispersos na solução na medição da condutividade, o método se mostrou efetivo na avaliação da pozolanicidade das CLE, pois existe uma tendência a linearidade entre este método e o ensaio apresentado na NBR 5751, com índice de determinação de 0,9664, e os resultados de ambos ensaios indicarem que as cinzas calcinadas a 600 e 700°C possuem a maior atividade pozolânica. Portanto, este pode utilizado como um método expedito de avaliação da pozolanicidade da atividade pozolânica das cinzas de lodo de esgoto.