dc.creator | Hagemann, Sabrina Elicker | |
dc.date.accessioned | 2019-04-11T15:06:13Z | |
dc.date.available | 2019-04-11T15:06:13Z | |
dc.date.issued | 2018-11-30 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/16162 | |
dc.description.abstract | Increases in population and consequent increases in the volume of treated water
have increased the amount of sludge produced in water treatment plants (WTPs),
which can introduce risks to the environment when its final disposal is not adequate.
WTP sludge contains some of the main constituents of Portland cement, such as
silica, aluminum, and iron, and has potential for use as a mineral addition,
contributing to the reduction of cement consumption and environmental impacts
resulting from its production. The objective of this study was to investigate the
compressive strength and hydration of mixtures produced from the partial
replacement of cement with WTP sludge ash (WTPSA) and ground limestone.
WTPSA has chemical and physical characteristics similar to those of calcined clays,
and their use combined with finely ground limestone has shown positive synergistic
effects on the characteristics of cementitious mixtures. The use of chemical activation
was also evaluated to potentiate the effects of the additions. To achieve the
proposed objectives, this study was divided into three stages: evaluation of the
pozzolanic activity of WTPSA submitted to different thermal and mechanical
treatments, evaluation of the compressive strength and evaluation of the hydration
and pore structure. The results showed that the best pozzolanic performance was
obtained by WTPSA calcined at 700°C for 1 hour and ground for 1 hour. Depending
on the substitution content, it was possible to obtain a compressive strength increase
of up to 45% compared to the reference concrete. The use of WTPSA and/or
limestone changed the hydration kinetics, the types of hydration products formed,
and the pore structure of the mixtures. The consumption of calcium hydroxide by the
pozzolanic reaction and the formation of carboaluminates from the reaction between
WTPSA and limestone were detected in all of the mixtures with additions. In general,
the mixtures containing 15% WTPSA and 15% WTPSA + 7.5% limestone showed a
higher compressive strength, higher chemically combined water content and lower
pore volume, indicating the beneficial effect of these additions on the composition of
the binder. The use of higher contents resulted in slower reaction rates, smaller
strength increases and higher pore volumes, although the reaction of the additions
promoted a refined pore structure. The use of gypsum as a chemical activator was
effective in improving the mechanical performance and hydration of the mixtures with
higher cement substitution content, although the general performance did not match
that of the mixtures containing 15% WTPSA or 15% WTPSA+ 7.5% limestone. | eng |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Lodo de ETA | por |
dc.subject | Atividade pozolânica | por |
dc.subject | Hidratação | por |
dc.subject | Calcário | por |
dc.subject | Resistência à compressão | por |
dc.subject | Water treatment plant sludge | eng |
dc.subject | Pozzolanic activity | eng |
dc.subject | Hydration | eng |
dc.subject | Limestone | eng |
dc.subject | Compressive strength | eng |
dc.title | Aglomerantes a base de cimento, cinza de lodo de ETA e calcário: influência na hidratação, resistência à compressão e estrutura de poros | por |
dc.title.alternative | Binding materials based on cement, water treatment plant sludge ash and limestone: effects on hydration, compressive strength and pore structure | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.description.resumo | O aumento populacional e o conseqüente aumento no volume de água tratada têm
elevado a quantidade de lodo resultante nas estações de tratamento de água
(ETAs), que pode representar riscos ao meio ambiente quando sua disposição final
não é adequada. O lodo de ETA possui alguns dos principais constituintes do
cimento Portland, como sílica, alumínio e ferro, com potencial para utilização como
adição mineral, contribuindo para a redução no consumo de cimento e dos impactos
ambientais resultantes de sua produção. O objetivo deste estudo foi investigar a
resistência à compressão e a hidratação de misturas produzidas a partir da
substituição parcial de cimento por cinza de lodo de ETA (CLETA) e calcário moído.
A CLETA possui características químicas e físicas semelhantes às argilas calcinadas
e o uso destas em conjunto com o calcário finamente moído têm apresentado efeitos
sinérgicos positivos nas características das misturas cimentícias. Também foi
avaliada a utilização de ativação química com a finalidade de potencializar os efeitos
das adições. Para atingir os objetivos propostos o trabalho foi dividido em três
etapas: avaliação da atividade pozolânica de CLETAS submetidas a diferentes
tratamentos térmicos e mecânicos, avaliação da resistência à compressão e estudo
da hidratação e estrutura de poros. Os resultados mostraram que o melhor
desempenho pozolânico foi obtido pela CLETA calcinada a 700°C durante 1 hora e
moída durante 1 hora. Dependendo do teor de substituição foi possível obter
aumento de até 45% na resistência à compressão em relação ao concreto de
referência. O uso de CLETA e/ou calcário alterou a cinética de hidratação, os tipos
de produtos de hidratação formados e a estrutura de poros das misturas. O consumo
de hidróxido de cálcio pela reação pozolânica e a formação de carboaluminatos a
partir da reação entre CLETA e calcário foram detectados em todas as misturas com
adições. De um modo geral, misturas contendo 15% de CLETA e 15% de CLETA +
7,5% de calcário apresentaram resistências à compressão mais elevadas, maiores
teores de água quimicamente combinada e menores volumes de poros, indicando o
efeito benéfico dessas adições na composição do aglomerante. O uso de teores
mais elevados resultou em velocidades de reação e ganhos de resistência mais
lentos e maiores volumes de poros, embora a reação das adições tenha promovido
o refinamento da estrutura de poros. O uso de gesso como ativador químico foi
eficaz para melhorar o desempenho mecânico e a hidratação das misturas com teor
mais elevado de substituição de cimento, embora o desempenho geral não tenha se
igualado às misturas contendo 15% de CLETA e 15% de CLETA + 7,5% de calcário. | por |
dc.contributor.advisor1 | Gastaldini, Antonio Luiz Guerra | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/9293085240832049 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Jahn, Sérgio Luiz | |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/7735147410610776 | por |
dc.contributor.referee1 | Guimarães, André Tavares da Cunha | |
dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/8091918519299243 | por |
dc.contributor.referee2 | Kazmierczak, Claudio de Souza | |
dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/8647433523617676 | por |
dc.contributor.referee3 | Isaia, Geraldo Cechella | |
dc.contributor.referee3Lattes | http://lattes.cnpq.br/8260652949733370 | por |
dc.contributor.referee4 | Lima, Rogerio Cattelan Antocheves de | |
dc.contributor.referee4Lattes | http://lattes.cnpq.br/5518587537986438 | por |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/1765602546954082 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Engenharia Civil | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |