Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2018-03-29T16:58:59Z No. of bitstreams: 1 2017_JuanGabrielBastidasMartinez.pdf: 5199470 bytes, checksum: b6ce6ef18ce495323f27268668ca254b (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-04-12T17:20:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_JuanGabrielBastidasMartinez.pdf: 5199470 bytes, checksum: b6ce6ef18ce495323f27268668ca254b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-12T17:20:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_JuanGabrielBastidasMartinez.pdf: 5199470 bytes, checksum: b6ce6ef18ce495323f27268668ca254b (MD5) Previous issue date: 2018-04-12 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). / A disposição final dos resíduos sólidos de forma ambientalmente e tecnicamente correta é um desafio mundial. No Brasil a lei 12.305 de 2010 teve por objetivo regulamentar esta disposição a fim de preservar o meio ambiente. O presente estudo teve como principal objetivo analisar a possibilidade técnica de disposição dos resíduos industriais provenientes das Estações de Tratamento de Água (lodos de ETA) e de rejeitos do beneficiamento de ferro em camadas de revestimento de pavimentos, com fins rodoviários. Além disto, se estudo uma técnica alternativa de fabricação do asfalto modificado com borracha proveniente dos pneus usados. A solução proposta contemplou a incorporação de diferentes teores dos resíduos finos na matriz do ligante asfáltico CAP 50/70. Em princípio, foram realizados ensaios químicos e mineralógicos para determinar as principais caraterísticas dos materiais alternativos. Em seguida, foram realizados dois grupos de estudo, o primeiro com a incorporação do fíler convencional tipo cal e fíleres alternativos (lodos de ETA e os rejeitos de minério de ferro RMF) e o segundo grupo com asfaltos modificados com elastômeros do tipo borracha na forma convencional (AB8) e com um composto de borracha por meio de um fíler estabilizador do tipo cal (AB CB). Os asfaltos modificados foram submetidos a ensaios clássicos de caraterização física de asfaltos e reológicos nas condições antes e após o envelhecimento Rolling Thin Film Oven Test RTOFT. Após esta etapa, foram feitas as dosagens de Concreto Betuminoso Usinado a Quente-CBUQ e Camada Porosa de Atrito-CPA para cada grupo de asfaltos modificados e realizados os ensaios de caraterização mecânica: resistência à tração, módulo de resiliência, creep estático, vida de fadiga por compressão diametral, resistência ao dano por umidade induzida e desgaste por abrasão Cântabro. Os resultados dos ligantes asfálticos modificados com os fíleres apresentaram maior consistência em função do teor adicionado, obtendo melhor desempenho mecânico nas misturas asfálticas CBUQ e CPA em termos da vida de fadiga e deformação permanente. No caso dos asfaltos modificados com o AB CB observaram-se aumentos da consistência e dos parâmetros reológicos, as misturas asfálticas CBUQ apresentaram melhor desempenho mecânico, devido às interações entre a superfície da borracha-asfalto, enquanto que as misturas CPA apresentaram menores desempenhos em relação às amostras de referência. Portanto, a adição dos materiais alternativos estudados nas misturas asfálticas pode ser considerada uma prática viável do ponto de vista técnico e ambiental, contribuindo com alternativas seguras de disposição final de resíduos. / The final disposal of solid waste in an environmentally and technically correct is a global The final disposal of solid waste in an environmentally and technically correct way is a global challenge. In Brazil, Law 12,305 of 2010 aims to regulate that in order to preserve the environment. This study aims to analyze the technical feasibility of the disposal of industrial waste generated in the Water Treatment Station (STW sludge) and residues originated by the use of iron in asphalt pavement. Also, an alternative technique of manufacturing modified rubber asphalt from used tires was studied. The proposed solution contemplates the incorporation of different contents of fine waste in asphalt cement AC 50-70. Initially, chemical and mineralogical tests were carried out to determine the main characteristics of the alternative materials. Two studies were performed, the first adding conventional mineral filler as lime and alternative mineral fillers (STW sludge and iron mining waste). The second group, using asphalts modified by elastomers as rubber (conventional form AC 8) and rubber compound (adding lime as stabilizer mineral filler ACR). The modified asphalts were subject of physical and rheological characterization tests in different conditions, before and after short-term aging in Rolling Thin Film Oven Test (RTOFT). Dense hot asphalt HMD and open-graded friction course (OGFC) trials were made for each group. Mechanical characterization tests were performed like tensile strength, modulus of resilience, static creep, fatigue life, diametral compression; resistance to damage induced and wear cantabro. The modified asphalts with the mineral fillers presented greater consistency depending on the added content, obtaining better mechanical performance in the asphalt mixtures in terms of fatigue and rutting. In the case of asphalts modified with ACR, an increase in the consistency and rheological parameters was observed. The HMD presented better mechanical performance due to the interactions between the surface of the rubber grain and the asphalt, while the draining mixtures presented lower performances in relation to the control samples. Therefore, the addition of the alternative materials studied in the asphalt mixtures can be considered as a viable practice from the technical and environmental point of view, contributing with safe alternatives of final waste disposal.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-01-18Bitstream added on 2014-06-13T18:38:44Z : No. of bitstreams: 1 botero_wg_me_araiq.pdf: 512153 bytes, checksum: b09f40251aab07169471a9ef398cbac7 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Este trabalho caracterizou lodos gerados em estações de tratamento de água de Jaboticabal-SP que utiliza cloreto férrico como floculante (FeCl3) e de Taquaritinga-SP e Manaus-AM, que utilizam sulfato de alumínio (Al2(SO4)3) como floculante. Foram feitas análises para avaliação da fertilidade, análise elementar e determinação de micro e macro-nutrientes e metais potencialmente tóxicos totais e biodisponíveis. Os resultados mostraram que os lodos apresentam potencial agrícola e elevados teores de matéria orgânica, sendo maiores para o lodo de Manaus-AM, que apresentou também maior grau de decomposição da matéria orgânica. Os teores de macro e micro-nutrientes e metais potencialmente tóxicos e biodisponiveis estão diretamente relacionados com o tipo de floculante utilizado no tratamento convencional da água e nas características da água bruta captada. As substâncias húmicas extraídas dos lodos de estações de tratamento de água (ETA) foram caracterizadas por análise elementar e análise térmica, apresentando para amostra de Manaus-AM maior grau de humificação. A estabilidade térmica se apresentou dependente do tipo de tratamento utilizado no lodo. Os estudos de complexação mostraram cinética de 10 minutos para íons cobre. Pela capacidade de complexação pode-se estabelecer a seguinte ordem de afinidade das SH por espécies metálicas:. Lodo de estação de tratamento de água de Jaboticabal-SP: Fe<Al<Ca<Cu<Mn<Mg;. Lodo de estação de tratamento de água de Taquaritinga-SP: Mn<Al<Ca<Cu<Fe<Mg; . Lodo de estação de tratamento de água de Manaus-AM: Mn<Al<Cu<Ca<Fe<Mg. As labilidade relativas tiveram o equilíbrio de troca atingido após 1 hora de contato e foram menores para lodos de Manaus-AM e o magnésio apresentou a menor labilidade relativa frente ao quelante dietilenotriaminopentaacético (DTPA)... / This work characterized sludge discharges from water treatment plants at the town Jaboticabal, São Paulo, Brazil using ferric chloride (FeCl3) as clotting and at the town Taquaritinga, São Paulo, Brazil and Manaus, Amazonas, Brazil, using aluminum sulfate (Al2 (SO4)3) as clotting. Tests were made for fertility, elemental analysis and determination of micro and macro-nutrients and potentially toxic metals. The results showed that the sludge present agricultural potential and high levels of organic matter, and higher for the sludge of Manaus-AM, which has also presented greater degree of decomposition of organic matter. The levels of macro and micronutrients and potentially toxic metals and bioavailable are directly related to the type of clotting used in the conventional treatment of water and the characteristics of water. Humic substances from the sludges generated in water treatment plants were characterized by elemental analysis and thermal analysis, presenting to sample Manaus-AM greater degree of humification. The thermal stability came dependent on the type of treatment used in the sludge. Studies of complexation showed kinetics of 10 minutes for copper ions. For the ability to complexation one can establish the following order of affinity of humic substances by metallic ions: . Sludge generated in water treatment plants of Jaboticabal-SP: Fe <Al <Ca <Cu <Mn <Mg;This work characterized sludge discharges from water treatment plants at the town Jaboticabal, São Paulo, Brazil using ferric chloride (FeCl3) as clotting and at the town Taquaritinga, São Paulo, Brazil and Manaus, Amazonas, Brazil, using aluminum sulfate (Al2 (SO4)3) as clotting. Tests were made for fertility, elemental analysis and determination of micro and macro-nutrients and potentially toxic metals. The results showed that the sludge present agricultural potential and high levels of organic matter, and higher...(Complete abstract, click electronic access below)

Nos países em desenvolvimento, como o Brasil, os resíduos gerados nos decantadores e filtros das estações de tratamento de água são geralmente dispostos nos mesmos rios e córregos que suprem água para o tratamento. Outro problema ambiental está relacionado à disposição irregular dos resíduos de madeira. As indústrias de base florestal geram grande quantidade deste resíduo desde a exploração florestal até a manufatura do produto final. Este trabalho avalia a possibilidade de combinar estes dois resíduos e produzir um compósito leve para uso como agregado graúdo em concreto. O lodo seco e moído foi misturado com água e serragem e moldado manualmente na forma de pelotas redondas de 14±02 mm. A relação em massa da serragem, lodo e água foi 1:6:4,5. Depois de seco, os grãos do compósito foram imersos em óleo de linhaça cozido por 1 min. Este tempo foi considerado o menor período de imersão necessário para estabilizar a resistência mecânica, reduzir a absorção de água e evitar a quebra dos grãos durante a preparação e aplicação do concreto. Depois que o óleo foi aplicado, os grãos foram secos à temperatura ambiente. A massa unitária do compósito no estado seco e solto foi 672 kg/m3. A serragem de madeira usada no desenvolvimento e produção do compósito foi do gênero Pinnus. Esta madeira apresentou diâmetro médio dos poros de 17,8 m e diâmetro do lúmen de 23 m. A análise granulométrica do lodo mostrou que 45% dos grãos são menores que 17 m. Os grãos do lodo preencheram os poros da madeira formando um material compósito. O concreto contendo o compósito foi preparado com a total substituição da pedra britada. A relação em massa do cimento:areia:compósito:água foi 1:2,5:0,67:0,6 Nenhum aditivo complementar foi usado para evitar que os resultados fossem associados ao uso destes materiais. O concreto produzido com o compósito apresentou massa específica aparente de 1.848 kg/m3, resistência à compressão axial de 11,1 MPa, resistência à tração de 1,2 MPa, absorção de água de 8,7%, caracterizando-se como um concreto leve não estrutural. O concreto produzido com o compósito apresentou calor específico de 839 J/kg.K, difusividade térmica de 1,220.10-6 m2/s e condutividade térmica de 1,894 W/m.K. As propriedades térmicas do concreto produzido com o compósito sugerem a sua aplicação em elementos não estruturais de peso leve para vedação e isolação térmica. O resíduo sólido do concreto produzido com o compósito foi classificado segundo a NBR 10004:2004 como resíduo sólido não perigoso e não inerte. Uma comparação da concentração de alumínio no lodo e no extrato solubilizado do concreto contendo o compósito revelou uma significante redução na redução do metal, o que confirma a eco-eficiência do compósito para uso em concreto. A concentração de alumínio encontrada no extrato solubilizado do concreto com compósito foi 19,96 mg/L, enquanto no lodo de tratamento de água foi apresentada uma concentração de alumínio de 11.100 mg/L. É possível produzir um compósito com estes resíduos e diminuir a degradação ambiental. / In developing countries such as Brazil, the wastes generated in the decanters and filters of water treatment plants are usually discharged into the same rivers and streams that supply water for treatment. Another environmental problem is related to unregulated discard of wood wastes. The lumber and wood products industry generates large quantities of this waste, from logging to the manufacture of the end product. This study evaluates the possibility of combining these two wastes and produces a lightweight composite for use as aggregate in concrete. The dried and ground sludge was mixed with water and sawdust and molded by hand into rounded pellets with a diameter of 14±02 mm. The mass ratio of sawdust, sludge and water was 1:6:4,5. After drying, the composite grains were immersed in boiled linseed oil for 1 min. This time was considered the shortest period of immersion required to stabilize the mechanical strength, reduce water absorption and prevent the grains from crumbling during the preparation and application of the concrete. After the oil was applied, the grains were dried at room temperature. The unitary mass of the composite in the dry and loose state was 672 kg/m3. The softwood sawdust used for the development and production of the composite was from Pinnus species. This wood presented a median pore diameter of 17,8 µm and a lumen diameter of 23 µm. Granulometric analysis of the sludge showed that 45% of the grains are smaller than 17 µm. The sludge grains filled the wood pores forming a composite material. The concrete containing the composite was prepared with the total substitution of crushed stone. The mass ratio of cement:sand:composite:water was 1:2,5:0,67:0,60. No complementary additives were used in order to avoid having the results associated with such materials. The concrete produced with composite presented an apparent specific mass of 1.848 kg/m3, an axial compressive strength of 11,1 MPa, a tensile strength of 1,2 MPa and a water absorption of 8,7%, characterizing it as a lightweight nonstructural concrete. The concrete produced with the composite presented a specific heat of 839 J/kg.K, a thermal diffusivity of 1,220.10-6 m2/s and a thermal conductivity of 1,894 W/m.K. The thermal properties obtained suggest the applicability of the concrete produced with the composite in lightweight nonstructural elements for sealing and thermal insulation. The solid waste of the concrete produced with composite was classified, according to the Brazilian ABNT NBR 10004:2004 standard, as non-harmful and non-inert solid wastes. A comparison of the concentration of aluminum in the sludge and the concentration of aluminum in the solubilized extract of the concrete containing the composite revealed a significant reduction in the concentration of the metal, which confirms the eco-efficiency of the composite for use in concrete. The concentration of aluminum in the solubilized extract of the concrete with composite was found to be 19,96 mg/L, while the water treatment sludge was showed an aluminum concentration of 11.100 mg/L. Its possible produce a composite with these wastes and reduce environmental degradation.

Nos países em desenvolvimento, como o Brasil, os resíduos gerados nos decantadores e filtros das estações de tratamento de água são geralmente dispostos nos mesmos rios e córregos que suprem água para o tratamento. Outro problema ambiental está relacionado à disposição irregular dos resíduos de madeira. As indústrias de base florestal geram grande quantidade deste resíduo desde a exploração florestal até a manufatura do produto final. Este trabalho avalia a possibilidade de combinar estes dois resíduos e produzir um compósito leve para uso como agregado graúdo em concreto. O lodo seco e moído foi misturado com água e serragem e moldado manualmente na forma de pelotas redondas de 14±02 mm. A relação em massa da serragem, lodo e água foi 1:6:4,5. Depois de seco, os grãos do compósito foram imersos em óleo de linhaça cozido por 1 min. Este tempo foi considerado o menor período de imersão necessário para estabilizar a resistência mecânica, reduzir a absorção de água e evitar a quebra dos grãos durante a preparação e aplicação do concreto. Depois que o óleo foi aplicado, os grãos foram secos à temperatura ambiente. A massa unitária do compósito no estado seco e solto foi 672 kg/m3. A serragem de madeira usada no desenvolvimento e produção do compósito foi do gênero Pinnus. Esta madeira apresentou diâmetro médio dos poros de 17,8 m e diâmetro do lúmen de 23 m. A análise granulométrica do lodo mostrou que 45% dos grãos são menores que 17 m. Os grãos do lodo preencheram os poros da madeira formando um material compósito. O concreto contendo o compósito foi preparado com a total substituição da pedra britada. A relação em massa do cimento:areia:compósito:água foi 1:2,5:0,67:0,6 Nenhum aditivo complementar foi usado para evitar que os resultados fossem associados ao uso destes materiais. O concreto produzido com o compósito apresentou massa específica aparente de 1.848 kg/m3, resistência à compressão axial de 11,1 MPa, resistência à tração de 1,2 MPa, absorção de água de 8,7%, caracterizando-se como um concreto leve não estrutural. O concreto produzido com o compósito apresentou calor específico de 839 J/kg.K, difusividade térmica de 1,220.10-6 m2/s e condutividade térmica de 1,894 W/m.K. As propriedades térmicas do concreto produzido com o compósito sugerem a sua aplicação em elementos não estruturais de peso leve para vedação e isolação térmica. O resíduo sólido do concreto produzido com o compósito foi classificado segundo a NBR 10004:2004 como resíduo sólido não perigoso e não inerte. Uma comparação da concentração de alumínio no lodo e no extrato solubilizado do concreto contendo o compósito revelou uma significante redução na redução do metal, o que confirma a eco-eficiência do compósito para uso em concreto. A concentração de alumínio encontrada no extrato solubilizado do concreto com compósito foi 19,96 mg/L, enquanto no lodo de tratamento de água foi apresentada uma concentração de alumínio de 11.100 mg/L. É possível produzir um compósito com estes resíduos e diminuir a degradação ambiental. / In developing countries such as Brazil, the wastes generated in the decanters and filters of water treatment plants are usually discharged into the same rivers and streams that supply water for treatment. Another environmental problem is related to unregulated discard of wood wastes. The lumber and wood products industry generates large quantities of this waste, from logging to the manufacture of the end product. This study evaluates the possibility of combining these two wastes and produces a lightweight composite for use as aggregate in concrete. The dried and ground sludge was mixed with water and sawdust and molded by hand into rounded pellets with a diameter of 14±02 mm. The mass ratio of sawdust, sludge and water was 1:6:4,5. After drying, the composite grains were immersed in boiled linseed oil for 1 min. This time was considered the shortest period of immersion required to stabilize the mechanical strength, reduce water absorption and prevent the grains from crumbling during the preparation and application of the concrete. After the oil was applied, the grains were dried at room temperature. The unitary mass of the composite in the dry and loose state was 672 kg/m3. The softwood sawdust used for the development and production of the composite was from Pinnus species. This wood presented a median pore diameter of 17,8 µm and a lumen diameter of 23 µm. Granulometric analysis of the sludge showed that 45% of the grains are smaller than 17 µm. The sludge grains filled the wood pores forming a composite material. The concrete containing the composite was prepared with the total substitution of crushed stone. The mass ratio of cement:sand:composite:water was 1:2,5:0,67:0,60. No complementary additives were used in order to avoid having the results associated with such materials. The concrete produced with composite presented an apparent specific mass of 1.848 kg/m3, an axial compressive strength of 11,1 MPa, a tensile strength of 1,2 MPa and a water absorption of 8,7%, characterizing it as a lightweight nonstructural concrete. The concrete produced with the composite presented a specific heat of 839 J/kg.K, a thermal diffusivity of 1,220.10-6 m2/s and a thermal conductivity of 1,894 W/m.K. The thermal properties obtained suggest the applicability of the concrete produced with the composite in lightweight nonstructural elements for sealing and thermal insulation. The solid waste of the concrete produced with composite was classified, according to the Brazilian ABNT NBR 10004:2004 standard, as non-harmful and non-inert solid wastes. A comparison of the concentration of aluminum in the sludge and the concentration of aluminum in the solubilized extract of the concrete containing the composite revealed a significant reduction in the concentration of the metal, which confirms the eco-efficiency of the composite for use in concrete. The concentration of aluminum in the solubilized extract of the concrete with composite was found to be 19,96 mg/L, while the water treatment sludge was showed an aluminum concentration of 11.100 mg/L. Its possible produce a composite with these wastes and reduce environmental degradation.

Carbonation is a natural phenomenon for concrete structures and occurs due to the reaction between CO2, which is concentrated in the environment, and Ca(OH)2, which is present in the cementitious matrix. Carbonation reaction reduces the pH of the concrete and causes the destruction of the passivation layer, which surrounds the steel armor, leaving it vulnerable to the process of corrosion. In this study, was investigated the performance against the carbonation of concrete with the addition of water treatment plant sludge ashes, in concentrations of 5%, 10%, 15%, 20%, 25% and 30% replacing Portland cement, as well as a reference blend without mineral admixtures. All mixtures were molded with three w/b ratios (0.35; 0.50 and 0.65) and with two periods of wet cure (three and seven days). Concrete specimens underwent preconditioning according to RILEM TC 116-PCD, targeting the moisture balance (75% ± 2%) in an aerial environment with constant temperature (23° C ± 2° C) and uniform moisture distribution. Afterwards, specimens were forwarded to a carbonation chamber, with humidity (75 ± 2%), temperature (23°C ± 2° C) and CO2 concentration (3%) duly regulated. Specimens were tested after 4, 8, 12 and 16 weeks of CO2 exposure through phenolphthalein spraying, the depths of carbonation is obtained and, therefore, the carbonation coefficients. Results revealed that the incorporation of water treatment plant sludge ashes into concrete leads to increases in its carbonation, in all mixtures investigated. Comparisons with the results for Porosimetry by Mercury Intrusion and Thermogravimetry enable attribute this effect to the microstructural change and decrease of alkalinity of the mixture with addition of sludge ash. Through an analysis of equal resistance, it was found that concrete with addition of sludge ash water treatment are feasible, from the point of view of carbonation's lifespan, only to higher strength levels. / A carbonatação é um fenômeno natural às estruturas de concreto, ocorrendo pela reação entre o CO2, concentrado no ambiente, e o Ca(OH)2, presente na matriz cimentícea. A reação de carbonatação provoca a redução do pH do concreto, causando a destruição da camada passivadora, que envolve a armadura de aço, deixando esta vulnerável ao processo de corrosão. Nesta pesquisa, foi investigado o desempenho, frente à carbonatação, de concretos com adição de cinzas de lodo de estação de tratamento de água, nos teores de 5%, 10%, 15%, 20%, 25% e 30% em substituição ao cimento Portland, bem como uma mistura de referência, sem adições minerais. Todas as misturas foram moldadas com três relações a/agl (0,35; 0,50 e 0,65) e com dois períodos de cura úmida (três e sete dias). Os corpos-de-prova de concreto foram submetidos à um pré-condicionamento, conforme procedimentos sugeridos pela norma RILEM TC 116-PCD, visando o equilíbrio de umidade (75% ± 2%) em um ambiente aéreo com temperatura constante (23°C ± 2°C) e distribuição uniforme de umidade. Posteriormente os corpos-de-prova foram encaminhados para uma câmara de carbonatação, com umidade (75% ± 2%), temperatura (23°C ± 2°C) e concentração de CO2 (3%) devidamente reguladas. Os corpos-de-prova foram ensaiados após 4, 8, 12 e 16 semanas de exposição ao CO2, por meio de aspersão de fenolftaleína, sendo obtidas as profundidades de carbonatação e, com isso, os coeficientes de carbonatação. Os resultados demonstraram que a incorporação de cinzas de lodo de estação de tratamento de água ao concreto acarreta no aumento da carbonatação nos mesmos, para todas as misturas investigadas. Comparações com resultados de Porosimetria por Intrusão de Mercúrio e Termogravimetria permitiram atribuir este efeito às alterações microestruturais e a diminuição da reserva alcalina das misturas com adição de cinzas de lodo. Através de uma análise em igualdade de resistência, constatou-se que os concretos com adição de cinzas de lodo de estação de tratamento de água são viáveis, do ponto de vista da vida útil frente à carbonatação, apenas para níveis de resistência mecânica mais altos.

Submitted by Geyciane Santos (geyciane_thamires@hotmail.com) on 2015-09-30T14:02:28Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Claudionildo Teles Batalha.pdf: 5805065 bytes, checksum: 3edbb62a9308274ff4069328e815f8e8 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-10-02T20:08:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Claudionildo Teles Batalha.pdf: 5805065 bytes, checksum: 3edbb62a9308274ff4069328e815f8e8 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-10-02T20:40:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Claudionildo Teles Batalha.pdf: 5805065 bytes, checksum: 3edbb62a9308274ff4069328e815f8e8 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-02T20:42:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Claudionildo Teles Batalha.pdf: 5805065 bytes, checksum: 3edbb62a9308274ff4069328e815f8e8 (MD5) Previous issue date: 2012-03-02 / OUTRAS / In this research study was conducted on the production of Portland cement mortar with the use of ash sludge from water treatment plant in the city of Manaus in the partial replacement of Portland cement. The sludge ash obtained after the process of drying, grinding and calcination temperature of 650 ° C, was used as a component in the mixture, partially replacing cement by 5%, 10% and 15% by weight. Tests were performed to obtain the physical and mechanical properties of the cementitious matrix, the influence of ash WTS (CLETO) in the array, testing X-ray diffraction, thermal analysis, axial compressive strength, modulus of elasticity and absorption porosimetry. The results show that the use of CLETO and technically feasible: the compressive strength of mortar with a content of 5% and 15% ash replacing the cement had, at 28 days, statistically equal results compared to the reference mortar. The porosimetry test showed that the ash as well as providing a reduction in consumption of cement in the mix, had worked on refining the pore structure of mortar with 5% CLETO, reducing 15,64% increase in the macropores and mesopores 4% compared to the reference mortar. In capillary absorption test, the mortars had lower rates compared to the reference mortar, confirming the effect of fillers in the matrix CLETO. / Nesta pesquisa foi efetuado estudo sobre a produção de argamassa de cimento Portland com a utilização da cinza do lodo da estação de tratamento de água da cidade de Manaus em substituição parcial ao cimento Portland. A cinza do lodo, obtida após os processos de secagem, moagem e calcinação na temperatura de 650 °C, foi usada como componente da mistura substituindo parcialmente o cimento em 5%, 10% e 15% em massa. Foram efetuados ensaios para obtenção das propriedades físicas e mecânicas da matriz cimentícia, influência da cinza de lodo de ETA (CLETA) na matriz, ensaios de difração de raios X, análise térmica, resistência à compressão axial, módulo de elasticidade, porosimetria e absorção. Os resultados apresentados mostram que o uso da CLETA é viável técnicamente: as resistências à compressão das argamassas com teor de 5% e 15% de cinza substituindo o cimento apresentaram, aos 28 dias, resultados estatísticamente iguais em comparação à argamassa de referência. O ensaio de porosimetria mostrou que a cinza além de proporcionar redução no consumo de cimento na mistura, atuou no refinamento da estrutura de poros da argamassa com 5% de CLETA, reduzindo 15,64% os macroporos e aumento em 4% os mesoporos em relação à argamassa de referência. No ensaio de absorção por capilaridade, as argamassas apresentaram taxas menores em relação à argamassa de referência, comprovando o efeito fíler da CLETA na matriz.

Submitted by Mariana Dornelles Vargas (marianadv) on 2015-04-10T19:29:16Z No. of bitstreams: 1 influencia_variabilidade.pdf: 2460487 bytes, checksum: 14d53357bd40cb3e9c4c2a4ec2ac0ec8 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-10T19:29:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 influencia_variabilidade.pdf: 2460487 bytes, checksum: 14d53357bd40cb3e9c4c2a4ec2ac0ec8 (MD5) Previous issue date: 2014-11-27 / Nenhuma / As estações de tratamento de água (ETA) são consideradas fontes de poluição, por gerarem resíduos sólidos como subproduto do próprio processo de tratamento. Por falta de adoção das políticas específicas de gerenciamento pelas ETAS, o lodo de estação de tratamento de água (LETA) tem sido disposto de forma ambientalmente inadequada, em cursos d'água. Uma alternativa viável seria a utilização deste LETA na fabricação de cerâmica vermelha destinada a construção civil, sendo assim, este trabalho tem por objetivo avaliar a influência da composição química do LETA, alterado pela qualidade da água a ser tratada, nas propriedades de cerâmica vermelha produzidas com este resíduo. Para atingir a finalidade proposta utilizaram-se 3 amostras de LETA, coletadas em Agosto de 2013, Dezembro de 2013 e Março de 2014 e uma amostra de argila, que foi amostrada em uma Olaria localizada em Porto Alegre – RS. A metodologia dividiu-se em coleta e caracterização das matérias primas, produção das 4 cerâmicas diferentes e caracterização das propriedades químicas, físicas e mecânicas das cerâmicas. O LETA foi prensado com adição de Cal para a retirada de excesso de água em um filtro prensa e caracterizado por meio dos ensaios de sólidos totais, fixos e voláteis, FRX, DRX, solubilização e lixiviação. Na argila, o LETA prensado foi empregado em adição de 5% em relação à massa total e então homogeneizado para a realização da extrusão dos corpos de prova. Os corpos de prova foram sinterizados em forno mufla nas temperaturas de 800°C, 950°C e 1050°C. As cerâmicas foram caracterizadas quanto à composição química e mineralógica, perda ao fogo e caracterização ambiental. Analisou-se a retração linear, a absorção de água e resistência à flexão dos corpos de prova. A composição química do LETA apresentou influência significativa nas propriedades estudadas das cerâmicas sinterizadas à 950ᵒC e 1050ᵒC, sendo que a propriedade mais afetada foi a absorção de água inicial sinterizada em 950ᵒC, obtendo-se um acréscimo de 61% nos corpos de prova B e 12% nos corpos de prova CPD em relação as cerâmicas de referência. Na temperatura de 1050ºC as cerâmicas apresentaram problema de baixa absorção de água. Nas cerâmicas sinterizadas à 800ºC as propriedades físicas e mecânicas não foram alteradas significativamente pela adição de lodo, mostrando-se viável a adição de LETA na cerâmica sinterizada nesta temperatura. / The water treatment plants (WTP) are considered point sources of pollution, for generating solid waste as a byproduct of the treatment process itself. For lack of adoption of specific management policies by WTP, the WTS has been disposed of improperly in environmentally watercourses. A viable alternative would be to use this WTS in the manufacture of red ceramic intended for construction, so this work aims to evaluate the influence of the chemical composition of the WTS, as amended by the water quality be treated in the properties of red pottery produced with this residue. To reach the proposed aim we used three samples of WTS, collected in August 2013, December 2013 and March 2014 and a sample of clay, which was sampled in a Pottery located in Porto Alegre - RS. The methodology divided into collecting and characterization of raw materials, production of 4 ceramics and characterization of different chemical, physical and mechanical properties of ceramics. The WTS was pressed with addition of lime for the removal of excess water and characterized by means of tests solids, fixed and volatile, XRF, XRD, solubilization and leaching. In clay, the WTS go been employed in addition of 5% relative to the total mass, and then homogenized for carrying out the extrusion of test specimens. The specimens were sintered in a muffle furnace at temperatures of 800°C, 950°C and 1050°C. The ceramics were characterized for chemical and mineralogical composition, loss on ignition and environmental characterization. We analyzed the linear shrinkage, water absorption and flexural strength of the ceramics. The chemical composition of WTS significantly affecting the properties of the ceramic sintered on 950ᵒC and 1050ᵒC, being the most affected absorption property was on 950ᵒC the initial water absorption, yielding an increase of 61% in the specimens CPB and 12 % CPD in the samples in relation to the reference ceramic. On the temperature 1050ºC, presented low water absorption. In the ceramics sintered at 800 ° C the physical and mechanical properties were not change significantly by the addition of sludge, being feasible the addition of WTS in this temperature.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigo Tartari.pdf: 9550409 bytes, checksum: 139b195eb1b11dbe7bfc7a238de6d98b (MD5) Previous issue date: 2008-12-05 / The objective of this work is to research the development of methods for utilizing the sludge generated in the Tamanduá water treatment plant, located in the city of Foz do Iguaçu - PR, as a prime material for the production of red ceramic. For this purpose, it was used beyond the mud, four clays originating geological region of western Paraná, called: Plastic (OP) and Sand (AO) from Santa Rita Ceramic and Plastic (AP) and Sand (AA) from de Artisans Cooperative of Foz do Iguaçu PR (COOAFOZ), used for production of red ceramic. The methodology is divided into: characterization of the 5 materials for determination of humidity, organic matter, loss by fire, limits of sil consistency, residues, grain fineness, chemical and mineralogy, in the second phase of the investigation, seven binary mistures were made among the clays from Santa Rira Cermics and from COOAFOZ, varying the weight of both in proportion of 0, 30, 40, 50, 60, 70 and 100%. Were up 336 bodies of evidence by uniaxial pressing, tested dry and after sintering at temperatures of 950 o and 1050 °C, measured before the following tests: total linear contraction, water absorption, apparent porosity, loss by fire, apparent specific mass, strength the bending, scanning electron microscopy and microanalysis. It was found that the clay AP and OP showed characteristics of high plasticity with major composition of SiO2, Al2O3 and Fe2O3 and grains < 2&#956; equivalent to 19.4 and 21.6, respectively. When these clays the AP and OP in greater weight percentages in the mixtures, the intensities of interaction between clay processing were positively evaluate the physical-mechanical properties of bodies of evidence. Mixtures A1 (100% AP), A2 (70% AP + 30% AA), B1 (100% AP) and A2 (70% AP + 30% AA), showed better results on water absorption of less than 25% and resistance to bending than 60 kgf/cm2 at a temperature of 950 °C and more than 80 kgf/cm2 to 1050 oC. In these compositions, is incorporated 4, 8, 12 and 16% of dry sludge to determine the maximum permissible load without causing cracks and deformations. It was found that the sludge presented characteristics of silty clay of low plasticity, can replace clay similar to 8% in the production of red ceramic. According to analysis of results, have been building blocks of 6 holes for the method of extrusion incorporating 8% of wet mud is found that the physical mechanical properties evaluated were: linear contraction of 8.6%, 24% water absorption and 46 kgf /cm2 of resistance to compression, and within the rules for production of red ceramic coating for (bricks). It appears that the sludge was incorporated as the mass of wet clay, about 75% of initial water when received from the water treatment plant Tamanduá, contributing to process of maturation. It was concluded that based on the results obtained in the laboratory that the sludge generated in the water treatment plant of the unit Tamanduá in Foz do Iguaçu - PR can be used as an additive in the manufacture of bodies for red ceramic. / Este trabalho tem por objetivo pesquisar o desenvolvimento de métodos para utilizar o lodo gerado na Estação de Tratamento de Água Tamanduá, localizada na cidade de Foz do Iguaçu/PR, como matéria-prima para produção de cerâmica vermelha. Para atingir a finalidade proposta, utilizaram-se além do lodo, quatro argilas de formação geológica da região oeste do Paraná, denominadas por: Plástica (OP) e Areia (OA) da Cerâmica Santa Rita e Plástica (AP) e Areia (AA) da Cooperativa de Artesões de Foz do Iguaçu PR (COOAFOZ), empregadas para produção de cerâmica vermelha. A metodologia subdividiu-se em: caracterização das 5 matérias-primas pela determinação da umidade, matéria orgânica, perda ao fogo, limites de consistência de solos, resíduos, granulometria, composição química e mineralógica. Na segunda fase da investigação, fez-se sete misturas binárias entre as argilas da Cerâmica Santa Rita e da COOAFOZ, variando o peso de ambas em 0, 30, 40, 50, 60, 70 e 100%. Foram confeccionados 336 corpos de prova por prensagem uniaxial, analisados a seco e após sinterização nas temperaturas de 950 e 1050 oC, avaliados perante os seguintes ensaios: contração linear total, absorção de água, porosidade aparente, perda ao fogo, massa específica aparente, resistência à flexão, microscopia eletrônica de varredura e microanálise. Verificouse que as argilas AP e OP apresentaram características de alta plasticidade com presença majoritária de SiO2, Al2O3, e Fe2O3 e grãos < 2&#956;, iguais a 19,4 e 21,6 respectivamente. As argilas AP e OP em maiores porcentagens peso nas misturas intensificaram as interações entre os argilominerais, isto é, no processamento obtiveram-se resultados positivos diante a avaliação das propriedades físico mecânicas dos corpos de prova. As misturas A1 (100% AP), A2 (70% AP + 30% AA), B1 (100% OP) e B2 (70% OP + 30% OA), apresentaram melhores resultados com relação à absorção de água menor que 25% e resistência à flexão superior a 60 kgf/cm2 na temperatura de sinterização a 950 oC e superior a 80 kgf/cm2 à 1050 oC. Nestas composições, incorporaram-se 4, 8, 12 e 16% de lodo seco para determinar a carga máxima admissível sem causar trincas e deformações. Verificou-se que o lodo apresentou características de argilas siltosas de baixa plasticidade, podendo substituir argilas similares em até 8% na produção de cerâmica vermelha. De acordo com análise dos resultados obtidos, fizeram-se blocos estruturais de 6 furos pelo método de extrusão incorporando 8% de lodo úmido, e verificou-se que as propriedades físico-mecânicas avaliadas foram as seguintes: 8,6% de contração linear, 24% de absorção de água e 46 kgf/cm2 de resistência à compressão, estando dentro das normas de produção de cerâmica vermelha para revestimento (tijolos). Destacou-se que o lodo incorporado na forma úmida à massa de argila, com cerca de 75% de água inicial quando recebido da Estação de Tratamento de Água Tamanduá, contribuiu no processamento de maturação da mesma. Portanto, conclui-se com base nos resultados que o lodo gerado na Estação de Tratamento de Água da unidade Tamanduá em Foz do Iguaçu PR pode ser utilizado como aditivo na fabricação de massas para cerâmica vermelha.