Avaliação da alteração das propriedades da pasta de cimento em ambiente de repositório [thesis]

Eduardo Gurzoni Alvares Ferreira
Versão Original disponível no IPEN Dedico este trabalho, que marca o final de um importante ciclo da minha vida, a todos os meus amigos verdadeiros, que irão se identificar aqui, pelo todo apoio e amparo, todas as vezes que fora preciso, por diversos motivos, com dedicação e boa vontade! AGRADECIMENTOS Ao Prof. Dr. Júlio Takehiro Marumo, pela orientação, dedicação e comprometimento ao longo deste trabalho, além dos ensinamentos e conselhos pessoais e profissionais durante todo o período em que
more » ... rabalhei sob sua orientação. Ao Prof. Dr. Roberto Vicente, pela coorientação, pela oportunidade de ingressar na vida acadêmica na iniciação científica, pelas valiosas contribuições neste trabalho e pelos diversos momentos de descontração e aconselhamentos durante todos esses anos juntos nessa jornada. À Vera Lúcia Keiko Isiki e à Hissae Miyamoto pela grande contribuição durante todo o projeto realizado no IPEN, desde os ensaios preliminares até os ensaios finais, estando sempre à disposição para auxiliar no laboratório. Ao Laboratório de Materiais de Construção Civil do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT), pela infraestrutura e pessoal disponibilizado para a realização das etapas preliminares deste ensaio. Aos laboratórios e centros de pesquisas (CQMA-IPEN, LAPOC-CNEN, LCT-POLI-USP, LCM-CTMSP e LMM-CCTM-IPEN) que contribuíram com as análises e interpretação de resultados. Ao Dr. Luciano Gobbo, pelo auxílio na análise e interpretação de alguns dados deste trabalho. Aos meus pais e irmãos, Eliane, Nuno, Fernando e Juliana, e ao Ricardo, por acreditarem em mim e pelo apoio durante os períodos mais difíceis deste mestrado. Aos amigos e colegas de GRR, e todos aqueles que trabalharam e me ajudaram na GRR, pela amizade, pelos inesquecíveis momentos de descontração e alegria durante todos esses anos. Ao CNPQ e à AIEA, pelo auxílio financeiro no mestrado e no projeto de pesquisa do GRR. "Julgue seu sucesso pelas coisas que você teve que renunciar para conseguir." Dalai Lama "Existem muitas hipóteses em ciência que estão erradas. Isso é perfeitamente aceitável, eles são a abertura para achar as que estão certas." Carl Sagan AVALIAÇÃO DA ALTERAÇÃO NAS PROPRIEDADES DA PASTA DE CIMENTO EM AMBIENTE DE REPOSITÓRIO Eduardo Gurzoni Alvares Ferreira RESUMO Pasta de cimento é um material comum em repositórios para rejeitos radioativos, atuando como material estrutural e de imobilização. Sua utilização como material de preenchimento em um repositório tipo poço tubular profundo para fontes seladas, no entanto, requer um maior tempo de vida útil do material. O conhecimento de seu comportamento em longo prazo é necessário para garantir a segurança da instalação em milhares de anos. O presente trabalho avaliou as alterações na pasta de cimento induzidas por fatores de degradação, como ataque de agentes agressivos, alta temperatura e presença de campo de radiação. Corpos de prova (cps) de pasta de cimento foram submetidos a ensaios acelerados de degradação e os efeitos deletérios foram avaliados por meio de ensaios de resistência mecânica, variação dimensional, lixiviação/penetração de íons, DRX, TGA e MEV. Observou-se que a hidratação dos cps foi beneficiada pela imersão (em água destilada ou em solução salina) e alta temperatura, resultando em uma resistência maior. O armazenamento à seco prejudicou a hidratação, mantendo a resistência mais baixa. O tempo de imersão e a irradiação não foram capazes de alterar a mineralogia e a resistência da pasta de cimento. ABSTRACT Cement paste is widely used in repositories for radioactive wastes, acting as structural and immobilization material. However, its use as backfill material in boreholes for sealed sources requires a longer service life of this material. The assessment of the cement paste behavior in long term is needed to improve the confidence that the material will perform as required during the service life of the facility. This research evaluated the changes in cement paste induced by degradation parameters. Portland cement paste specimens (cps) were submitted to accelerated degradation tests and the damage effects was evaluated by mechanical strength, variation of sample mass and volume, leaching/penetration of ions, XRD, TGA and SEM. It was observed that cps hydration was benefited by immersion (in distilled water or salt solution) and high temperatures, resulting in a higher strength. Dry storage, however, influenced the hydration process and maintained strength lower. Time of treatment and irradiation were not able to alter mineralogy and durability of cement paste.
doi:10.11606/d.85.2013.tde-06062013-090450 fatcat:rnfqxejm4vhsfdtek6bxghl77q