Utilização de lodo de estação de tratamento de água como matéria-prima na produção de cerâmica vermelha : efeitos da calcinação e moagem
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Tese |
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Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/51921 |
Resumo: | A indústria da construção civil busca cada vez mais alternativas sustentáveis e economicamente viáveis para a produção de materiais de construção. Nesse contexto, o lodo de estação de tratamento de água (ETA) surge como uma potencial matéria-prima alternativa à argila na produção de cerâmica vermelha em virtude de suas semelhanças químicas e mineralógicas. Entretanto, o desempenho das cerâmicas produzidas com misturas de lodo e argila tem ficado aquém das cerâmicas comuns e diversos autores atribuem esta característica ao tamanho das partículas e o alto teor de matéria orgânica presentes no lodo. Diante desse cenário, a pesquisa investigou a influência da calcinação e moagem do lodo de ETA usado em misturas binárias de lodo e argila na qualidade do material cerâmico. Para isso, foram coletadas amostras de lodo e argila na Região Metropolitana do Recife (RMR) e realizadas análises físicas, químicas e mineralógicas para produção de misturas binárias em diferentes proporções e condições de beneficiamento. Diante destas categorias, estudou-se ainda dois tipos de argilas com substituições de 0, 5, 10 e 20% de lodo. Os corpos de prova foram moldados e caracterizados quanto às suas propriedades físicas, mecânicas, químicas e mineralógicas. Verificou-se que as propriedades das cerâmicas são afetadas pela incorporação do lodo de ETA, tendendo a aumentar sua retração e absorção de água em todas as amostras e a reduzir sua resistência mecânica quando usados teores acima de 10% de lodo. O estudo demonstrou que a calcinação e a moagem têm pouca influência sobre as propriedades das cerâmicas, sendo mais importante o tipo de argila e o teor de lodo usado, devendo-se dar prioridade ao uso do lodo bruto, uma vez que não há gasto energético adicional para o seu beneficiamento. Por fim, deve-se buscar o equilíbrio entre a composição granulométrica e teor de fundentes dos materiais, de modo evitar mudanças significativas na composição de cerâmicas produzidas com lodo de ETA. |
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RODRIGUES, Camila Borbahttp://lattes.cnpq.br/3458611237825904http://lattes.cnpq.br/9191655335324358CARNEIRO, Arnaldo Manoel Pereira2023-08-16T19:52:10Z2023-08-16T19:52:10Z2023-07-06RODRIGUES, Camila Borba. Utilização de lodo de estação de tratamento de água como matéria-prima na produção de cerâmica vermelha: efeitos da calcinação e moagem. 2023. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2023.https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/51921A indústria da construção civil busca cada vez mais alternativas sustentáveis e economicamente viáveis para a produção de materiais de construção. Nesse contexto, o lodo de estação de tratamento de água (ETA) surge como uma potencial matéria-prima alternativa à argila na produção de cerâmica vermelha em virtude de suas semelhanças químicas e mineralógicas. Entretanto, o desempenho das cerâmicas produzidas com misturas de lodo e argila tem ficado aquém das cerâmicas comuns e diversos autores atribuem esta característica ao tamanho das partículas e o alto teor de matéria orgânica presentes no lodo. Diante desse cenário, a pesquisa investigou a influência da calcinação e moagem do lodo de ETA usado em misturas binárias de lodo e argila na qualidade do material cerâmico. Para isso, foram coletadas amostras de lodo e argila na Região Metropolitana do Recife (RMR) e realizadas análises físicas, químicas e mineralógicas para produção de misturas binárias em diferentes proporções e condições de beneficiamento. Diante destas categorias, estudou-se ainda dois tipos de argilas com substituições de 0, 5, 10 e 20% de lodo. Os corpos de prova foram moldados e caracterizados quanto às suas propriedades físicas, mecânicas, químicas e mineralógicas. Verificou-se que as propriedades das cerâmicas são afetadas pela incorporação do lodo de ETA, tendendo a aumentar sua retração e absorção de água em todas as amostras e a reduzir sua resistência mecânica quando usados teores acima de 10% de lodo. O estudo demonstrou que a calcinação e a moagem têm pouca influência sobre as propriedades das cerâmicas, sendo mais importante o tipo de argila e o teor de lodo usado, devendo-se dar prioridade ao uso do lodo bruto, uma vez que não há gasto energético adicional para o seu beneficiamento. Por fim, deve-se buscar o equilíbrio entre a composição granulométrica e teor de fundentes dos materiais, de modo evitar mudanças significativas na composição de cerâmicas produzidas com lodo de ETA.FACEPEThe civil construction industry is increasingly seeking sustainable and economically viable alternatives for the production of construction materials. In this context, water treatment plant sludge (WTPS) emerges as a potential alternative raw material to clay in the production of red ceramics due to their chemical and mineralogical similarities. However, the performance of ceramics produced with mixtures of sludge and clay has fallen short compared to common ceramics, and several authors attribute this characteristic to the particle size and high organic matter content present in the sludge. Given this scenario, the research investigated the influence of calcination and grinding of WTPS used in binary mixtures of sludge and clay on the quality of the ceramic material. For this purpose, samples of sludge and clay were collected in the Metropolitan Region of Recife (RMR), and physical, chemical, and mineralogical analyses were carried out to produce binary mixtures in different proportions and beneficiation conditions. Within these categories, two types of clays were also studied with substitutions of 0, 5, 10, and 20% of sludge. Test specimens were molded and characterized for their physical, mechanical, chemical, and mineralogical properties. It was found that the properties of the ceramics are affected by the incorporation of WTPS, tending to increase their shrinkage and water absorption in all samples and reducing their mechanical strength when using sludge content above 10%. The study demonstrated that calcination and grinding have little influence on the properties of the ceramics, with the type of clay and the sludge content being more important. Priority should be given to using the raw sludge, as there is no additional energy expenditure for its beneficiation. Finally, it is essential to seek a balance between the particle size distribution and flux content of the materials to avoid significant changes in the composition of ceramics produced with WTPS.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia CivilUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia CivilLodo de ETACerâmica vermelhaMatéria Prima alternativaDestinação adequada de resíduosConstrução SustentávelUtilização de lodo de estação de tratamento de água como matéria-prima na produção de cerâmica vermelha : efeitos da calcinação e moageminfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPELICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82362https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/51921/3/license.txt5e89a1613ddc8510c6576f4b23a78973MD53ORIGINALTESE Camila Borba Rodrigues.pdfTESE Camila Borba Rodrigues.pdfapplication/pdf5429179https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/51921/1/TESE%20Camila%20Borba%20Rodrigues.pdf8db49de837962a34435c308f241a5aa4MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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