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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.18.2022.tde-09062022-142646
Document
Author
Full name
Fernando Rocha Rigolin
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2022
Supervisor
Committee
Schalch, Valdir (President)
Marques Neto, José da Costa
Pablos, Javier Mazariegos
Title in Portuguese
Estudo de viabilidade técnica para incorporação de resíduos de lodo de estação de tratamento de esgoto em peças de concreto para pavimentação
Keywords in Portuguese
Destinação final
Incorporação
Lodo de esgoto
Peças de concreto para pavimentação
Abstract in Portuguese
Os lodos de estações de tratamento de esgoto (LETEs) são frequentemente dispostos de maneira inadequada, e no futuro a sua disposição ambientalmente adequada será cada vez mais complicada, devido à falta de disponibilidade de área para o seu recebimento e a grande geração deste resíduo, cerca de 1,5 milhões de toneladas por ano no Brasil, ocasionando danos socioambientais. Desta maneira o presente trabalho teve como objetivo analisar a viabilidade técnica da incorporação do lodo da Estação de Tratamento de Esgoto Vila Pureza localizada na cidade de São Carlos, em peças de concreto para pavimentação. Na primeira etapa do experimento o lodo foi classificado como Classe II A (não perigoso, não inerte) segundo os ensaios de lixiviação e solubilização, logo em seguida recebeu beneficiamento para ser incorporado em matriz cimentícia substituindo-o pela areia, em concentrações de 3, 6 e 12% em massa; após a realização das matrizes foi fabricado corpos de prova com as referidas concentrações, onde foram realizados testes mecânicos e optou-se pela substituição de 6% de lodo pela areia na fabricação das peças de concreto, devido aos testes obterem um resultado médio de 34,8 MPa, ficando apenas 0,2 MPa abaixo da norma ABNT NBR 9781:2013. Após a fabricação das peças de concreto para pavimentação foram realizados ensaios mecânicos, dimensionais, ambientais e de absorção a água; os ensaios de absorção a água e dimensionais obtiveram resultados aceitáveis para a fabricação e utilização das peças, segundo a norma ABNT NBR 9781:2013. Os ensaios mecânicos obtiveram resultados abaixo da referida norma, impossibilitando a fabricação e utilização das peças de concreto para pavimentação. Os ensaios ambientais demostraram uma boa eficiência no encapsulamento dos elementos químicos nocivos, apenas os elementos alumínio, cobre, fluoretos, sódio e surfactantes não foram encapsulados; os elementos, cobre e fluoretos ficaram abaixo do limite exigido no ensaio de solubilidade mesmo não sendo encapsulados, já alguns elementos que foram encapsulados (cádmio e fenóis) ainda assim ficaram acima dos limites de solubilização. Dessa forma conclui-se que os blocos não podem ser utilizados em pavimentos para o tráfego de pedestres, veículos leves e veículos comerciais de linha, devido ao seu desempenho mecânico insatisfatório, sugere-se então algumas melhorias como: o aumento da altura da peça, diminuição do percentual de lodo incorporado, e uso de cimento resistente a sulfato, para que o requisito mecânico seja sanado, já que as outras variáveis se mostraram adequadas para a utilização da peça.
Title in English
Technical feasibility study for the incorporation of sewage sludge residues in concrete paving pieces
Keywords in English
Concrete pieces for paving
Final destination
Incorporation
Sewage sludge
Abstract in English
Sludge from sewage treatment plants (LETEs) is often disposed in an incorrect manner and its environmentally adequate disposal in the future will be increasingly complicated due to the lack of availability of area for its reception, causing environmental damage to society as a whole. In this way, the present work aimed to analyze the technical feasibility of incorporating the sludge from the Vila Pureza Sewage Treatment Station located in the city of São Carlos, in concrete paving pieces (PAVER). In the first stage of the experiment, the sludge was classified as Class II A (non-hazardous, non-inert) following the leaching and solubilization tests. Then, it received processing to be incorporated into a cement matrix, replacing the sand, in concentrations of 3, 6 and 12% by mass. After making the matrices, proof bodies were manufactured with the aforementioned concentrations, in which mechanical tests were carried out and it was decided to replace 6% of sludge with sand in the construction of the PAVERs as this test obtained an average result of 34.8 MPa, just 0.2 MPa below the ABNT NBR 9781:2013 standard. After the manufacture of the PAVERs, mechanical, dimensional, environmental and humidity tests were carried out on the pieces; the humidity and dimensional tests obtained acceptable results for their manufacture and utilization according to the ABNT NBR 9781:2013 standard. However, the mechanical tests obtained results below the referred standard, making it impossible to manufacture and utilize the PAVERs. On the other hand, environmental tests showed good efficiency in encapsulating harmful chemical elements, except for aluminum, copper, fluorides, sodium and surfactants. The copper and fluoride elements were below the required limit in the solubility test even though they were not encapsulated while some elements that were encapsulated (cadmium and phenols) were still above the solubilization limits. In this way, it is concluded that the blocks cannot be utilized in pavements for pedestrian traffic, light vehicles and commercial vehicles due to their unsatisfactory mechanical performance, it is then suggested some improvements for this requirement to be remedied, since the other variables proved to be adequate for utilization.
 
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Publishing Date
2022-06-10
 
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