Análise do comportamento piezoresistivo de um compósito cimentício contendo resíduo de lodo proveniente do tratamento de efluentes da indústria metal-mecânica

Abstract

Conhecer e estudar as propriedades do concreto e seus compósitos cimentícios, com e sem a incorporação de resíduos, é uma forma de propor melhorias na construção civil e contribuir com o desenvolvimento sustentável. Este trabalho propõe investigar o efeito da incorporação de um resíduo, como o lodo proveniente do tratamento de efluentes da indústria metal-mecânica, na piezoresistividade e no comportamento elétrico de um compósito cimentício. O lodo é um resíduo da indústria metal mecânica proveniente do tratamento de efluentes do processo de revestimento do aço. A piezoresistividade é uma propriedade elétrica que descreve a variação de resistência elétrica de alguns materiais quando submetidos a esforços e deformações mecânicas. Para esse estudo foram confeccionados corpos de prova cúbicos com uma mistura de cimento, areia e água onde foram adicionados diferentes percentuais de resíduo a ser comparado com a amostra de referência. O ensaio de piezoresistividade consistiu na aplicação de cargas de compressão que variaram de 0 a 2,1 kN e simultaneamente foram registradas as variações da resistência elétrica de cada amostra. A pesquisa tem caráter exploratório, portanto os ensaios realizados não tiveram temperatura e umidade controladas. As amostras com resíduo demonstraram maior potencial energético e maior piezoresistividade. O corpo de prova de referência apresentou valores de resistividade menor do que as amostras contendo lodo, na ordem de 5x106 Ω.cm e permanece praticamente constante quanto maior a pressão aplicada, ocorreu uma redução de apenas 1,73% na resistividade elétrica. Por outro lado, as amostras contendo lodo incorporado apresentam inicialmente resistividade entre 0,9 x 107 a 2,7 x 107 Ω.cm tendendo a diminuir drasticamente, 27 a 55% com a pressão aplicada, principalmente nas amostras contendo acima de 15 % de lodo. Dentre as amostras analisadas, a que possui 5% de resíduo, apresentou potencial elétrico na faixa de 2,48 x 10-2 W/cm² a 5,85 x 10-2 W/cm² nas aplicação de cargas de 90 a 1600 kPa. Logo, uma elevação de 135 %. Portanto, essa amostra foi a que demonstrou ser a mais ideal para a conversão energética por apresentar melhor resposta elétrica aliado à sua resistência mecânica.

Analysis of the piezoresistive behavior of concrete containing residual sludge from wastewater treatment of metal-mechanical industry abstract knowing and studying the properties of concrete with and without the incorporation of waste is one way to propose improvements in construction and contribute to sustainable development. This paper proposes to investigate the effect of incorporation of waste, as the sludge from wastewater treatment of the metal-mechanics industry, on piezoresistividade in a cementitious composite. The waste is a residual metal mechanics industry from the wastewater treatment of the coating process of steel. The piezoresistividade is an electrical property that describes the variation of electrical resistance of some materials when subjected to forces and mechanical deformations. For this study were prepared specimens cubic with a mixture of cement, sand and water were added different percentages of residue to be compared with the reference sample. The piezoresistividade test consisted in the application of compression charges that ranged from 0 to 2.1 kN and simultaneously we recorded the changes in electrical resistance of each sample. The research is exploratory character, so the tests did not have temperature and humidity controlled. The samples showed greater energy potential residue with and greater piezoresistividade. The body of evidence introduced reference values of resistivity less than the samples containing mud, in the order of 5x106 Ω.cm remains practically constant and the higher the applied pressure, a reduction of only 1.73% on electrical resistivity. On the other hand, samples containing embedded sludge present initially between resistivity 0.9 x 2.7 x 107 to 107 Ω.cm tending to decrease dramatically, 27 to 55% with the pressure applied, especially in samples containing up to 15%. One of the samples analysed that has 5% of waste was the one that proved to be the most ideal for energy conversion, due to your electrical response in the tests your ally mechanical resistance.