Cintia Maria Ariani Fontes

Título



Utilização das Cinzas de Lodo de Esgoto e de Resíduo Sólido Urbano em Concretos de Alto Desempenho

Orientador(es)



Romildo Dias Toledo Filho e Maria Claudia Barbosa

Resumo



A reciclagem de resíduos constitui uma importante alternativa para a minimização do impacto ambiental causado pela disposição de grandes volumes de resíduos sólidos. Dentre estes resíduos encontram-se o lodo de esgoto e o resíduo sólido urbano (RSU). No presente estudo avaliou-se a potencialidade de aplicação destes dois resíduos como aditivos minerais em concretos de alto desempenho e argamassas. O lodo de esgoto foi utilizado após processo de queima controlada à temperatura de 550ºC. A cinza volante do resíduo sólido urbano (CVRSU) foi obtida através da incineração do RSU como co-gerador de energia. Com o propósito de conferir à cinza de lodo de esgoto (CLE) maior reatividade pozolânica, juntou-se a esta a metacaulinita (MC) de reconhecida atividade pozolânica. Esta mistura binária, designada de blenda (BL), foi produzida através da queima conjunta de 50% de CLE e 50% de caulim. Foram realizadas caracterizações físicas, químicas, mineralógicas e ambientais dos aditivos minerais (MC, CLE, BL e CVRSU). Em seguida, foram produzidos concretos de alto desempenho utilizando teores de substituição de 5 e 10%, em massa, de cimento Portland por aditivo mineral. O desempenho dos concretos foi analisado através de ensaios físicos, mecânicos, de durabilidade e ambientais. Os resultados indicaram que a utilização destes materiais proporcionou melhorias em todas as propriedades dos concretos. Além disso, os metais pesados presentes nos resíduos ficaram retidos nas matrizes cimentícias.

Abstract



Recycling is an important alternative for the minimization of the environmental impact caused by the disposal of large volumes of solid residues. Amongst these residues one can find the sewage sludge and the municipal solid waste (MSW). In the present study, we evaluated the potential application of these two residues as minerals additives of high performance concretes and mortars. The sewage sludge was used after controlled burning at 550ºC. The municipal solid waste fly ash (MSWFA) was obtained through the incineration of the MSW as energy co-generator. Aiming to improve the pozzolanic activity of the sewage sludge ash (SSA), we mixed to metakaolin (MK). This binary mixture, called “blend” (BL), was produced by burning together a mixture of equal parts of SSA and kaolin. The mineral additions (MK, SSA, BL, MSWFA) had its physical, chemical, mineralogical and environmental characteristics determined by experimental tests. Within the framework of this thesis, we produced high performance concretes for which 5 and 10% of Portland cement had been replaced mineral addition, in mass. The performance of these concretes was analyzed through physical, mechanical, durability and environmental tests. The results indicated that the use of the recycled materials improved all the properties of the concretes. Moreover, it was found that heavy metals present in the residues were encapsulated in the cimenticious matrix.

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