Avaliação das propriedades elétricas de matrizes cimentícias contendo metais pesados

Abstract

Os materiais de construção são avaliados quanto ao seu comportamento mecânico, durabilidade e mais recentemente, em relação ao risco de contaminação ambiental que estes podem apresentar ao homem e ao meio ambiente. Alguns metais pesados podem ser encontrados em resíduos incorporados nas matrizes cimentícias. Estas técnicas de introdução dos resíduos em matrizes cimentícias permitem a estabilização/solidificação dos contaminantes. No entanto, esta imobilização deve ser monitorada e comprovada a sua eficiência nos aspectos envolvendo a retenção dos poluentes. Neste sentido, esta pesquisa teve por objetivo utilizar as medidas elétricas para avaliar os metais pesados no processo de hidratação das argamassas ao longo do tempo, avaliar as alterações estruturais que os metais pesados provocaram nas argamassas e relacionar as medidas elétricas com os ensaios de lixiviação. Os metais pesados Cr, Cd, Pb e Zn foram adicionados às argamassas nas concentrações de 20, 40, 80 e 160 ppm em relação a massa de cimento. Estas argamassas foram submetidas aos ensaios de lixiviação e à análise por espectroscopia por impedância elétrica (EIE). No ensaio elétrico foi aplicada uma corrente alternada, variando a frequência de 200 kHz até 2MHz. O comportamento da lixiviação dos metais foi obtido através da realização dos ensaios de tanque (Tank Test), de lixiviação e de solubilização, descritos pelas normas brasileiras NBR 10005 e NBR 10006. Os resultados mostraram que as medidas elétricas podem ser usadas como método para monitorar os contaminantes em argamassas. O metal zinco apresentou uma maior variação nos valores das medidas de impedância elétrica obtidas entre as amostras contaminadas nas diferentes concentrações. Enfim, as medidas elétricas podem caracterizar os parâmetros que influenciam na liberação dos metais pesados.<br>

Abstract : Construction materials are evaluated by the mechanical behavior, durability and most recently in relation to the risk of environmental contamination. Some heavy metals can be found in residues incorporated into cementitious matrices. These techniques for introduction of the waste into cementitious matrices allow the stabilization / solidification of contaminants. However, this immobilization should be monitored. Therefore, this research aims to utilize the electrical measurements to evaluate the influence of heavy metals in the hydration process in the mortar over time, assess structural changes caused by heavy metals in the mortar and correlate the electrical tests with the leaching tests. The heavy metals Cr, Cd, Pb and Zn were added to the mortar at concentrations of 20, 40, 80 and 160 ppm with respect to the cement mass. These mortars were subjected to leaching tests and analysis by electrical impedance spectroscopy (EIS). In this electrical test was applied electric alternating current by varying the frequency of 200 kHz to 2 MHz. The leaching behavior of the metals was obtained by testing tank (Tank Test), the leaching test described by the Brazilian standard NBR 10005 and solubilization testing (NBR 10006). The results showed that electrical measurements may be used as a method for monitoring contaminants in mortars. The metal zinc showed more variation in the electrical impedance between the contaminated samples in the different concentrations. The values of electrical resistivity along the hydration process allowed an approximation of the tortuosity of mortars. Anyway, can characterize the physical parameters that influence the release of heavy metals by electrical tests.