DESENVOLVIMENTO DE MATRIZES GEOPOLIMÉRICAS PARA A SOLIDIFICAÇÃO E ESTABILIZAÇÃO DE REJEITOS RADIOATIVOS ORGÂNICOS E OLEOSOS

Abstract

Por muitos anos, os materiais cimentícios foram considerados uma solução efetiva para a solidificação e o encapsulamento de rejeitos radioativos devido ao seu baixo custo e elevada resistência mecânica, sendo capazes de imobilizar satisfatoriamente alguns radionuclídeos. No entanto, existem rejeitos radioativos que são considerados problemáticos durante a fase de projeto das contenções cimentícias, especialmente rejeitos orgânicos ou oleosos. Se imobilizados diretamente, alguns componentes desses fluxos interferem nas reações de hidratação do cimento Portland, levando à indesejadas mudanças na micro e macro estruturas das formas de rejeitos produzidas que afetam suas performances de solidificação e estabilização. Para neutralizar essas mudanças, o traço das matrizes de imobilização cimentícia é modificado para incluir aditivos ou o uso de cimentos inovadores. Dentre esses cimentos inovadores, destacam-se os geopolímeros, solução que será investigada neste trabalho. Os geopolímeros são polímeros inorgânicos resultantes da interação de materiais ricos em sílica (SiO4) e alumina (AlO4) com um ativador alcalino, cujas propriedades aglutinantes e resistência mecânica são similares ou maiores que o concreto de cimento Portland. Nesse contexto, este trabalho objetiva desenvolver matrizes geopoliméricas para a solidificação e estabilização de rejeitos radioativos orgânicos e oleosos, semelhantes àqueles gerados em instalações nucleares e radioativas. Para isso, foi utilizado o metacaulim como precursor de aluminosilicatos e realizada a sua ativação alcalina com solução de hidróxido de sódio (NaOH) e silicato de sódio (Na2SiO3). Foram investigados o comportamento reológico e a resistência à compressāo dos geopolímeros produzidos. A formulação dos geopolímeros que proporcionou o melhor comportamento reológico foi a CS-04 (40% de caulim, 30% de NaOH e 30% de Na2SiO3). As condições de calcinação do caulim que conduziram aos melhores resultados de resistência à compressāo foram: taxa de aquecimento de 10°C/min, temperatura de  calcinação de 900°C e tempo de duração de 4 horas, com uma resistência à compressão média aos 28 dias de 34,96 MPa.