Desempenho térmico e mecânico de concreto para pavimentação dosado com resíduo de estação de tratamento de água
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Tipo de documento
Dissertação
Data
2024
Modalidade de acesso
Acesso aberto
Centro
CCT
Instituição
Programa
Área do conhecimento
Engenharias
Editora
Autor
Rieck, Thuany Cristine
Orientador
Coorientador
Resumo
O tratamento de água convencional gera um resíduo conhecido como resíduo de Estação de tratamento de água (RETA). O descarte inadequado desse resíduo pode causar danos ao meio ambiente, principalmente ao curso de água. Este resíduo tratado termicamente tem características químicas e mineralógicas semelhantes ao do cimento Portland, assim podendo ser utilizado na produção de concreto, como o de pavimento simples. Diante desses fatos, o principal objetivo desta pesquisa será analisar o desempenho térmico e mecânico de concreto para pavimentação dosado com resíduo calcinado de estação de tratamento de água em substituição ao cimento Portland. Serão utilizados quatro diferentes traços, sendo eles o de referência sem adição de resíduo, e aqueles com a incorporação de 1%, 5% e 10% de RETA substituindo parcialmente o cimento Portland. Foram analisadas as propriedades térmicas deste tipo do concreto a partir dos ensaios de condutividade térmica e a análise de temperatura, além disso, também foram avaliadas as suas propriedades mecânicas: resistência a compressão axial, resistência a tração na flexão e resistência a tração por compressão diametral, encontrando uma resistência a compressão axial média de 46 MPa, além disso todos os resultados foram superiores aos regulamentados em norma de 30 MPa. Os corpos de prova com 10% de resíduo apresentaram maior eficiência térmica, com uma condutividade térmica mais alta do que os corpos de prova de referência obtendo dessa forma maior estabilidade térmica, tendo uma variação de temperatura menor. Além disso, análises microestruturais utilizando microscopia eletrônica de varredura foram realizadas para compreender a interação entre o resíduo e a matriz cimentícia. A análise estatística indicou que o resíduo influencia certamente as propriedades do concreto, especialmente nas substituições de maior percentual. Os resultados sugerem que o resíduo de ETA calcinado é uma alternativa viável e sustentável para a produção de concreto, proporcionando desempenho adequado para uso em pavimentos.
Abstract
Conventional water treatment generates a residue known as water treatment plant residue (WTP). Improper disposal of this residue can cause damage to the environment, especially to watercourses. This heat-treated residue has chemical and mineralogical characteristics similar to those of Portland cement, and can therefore be used in the production of concrete, such as simple paving. Given these facts, the main objective of this research will be to analyze the thermal and mechanical performance of concrete for paving dosed with calcined waste from a water treatment plant as a replacement for Portland cement. Four different mixes will be used: the reference mix without the addition of residue, and those with the incorporation of 1%, 5% and 10% of WTP, partially replacing Portland cement. The thermal properties of this type of concrete were analyzed using thermal conductivity and temperature tests. In addition, its mechanical properties were also evaluated: axial compression strength, flexural tensile strength and diametrical compression tensile strength, finding an average axial compression strength of 46 MPa. Furthermore, all the results were higher than those regulated in the standard of 30 MPa. The test specimens with 10% residue showed greater thermal efficiency, with a higher thermal conductivity than the reference test specimens, thus obtaining greater thermal stability and having a smaller temperature variation. In addition, microstructural analyses using scanning electron microscopy were performed to understand the interaction between the residue and the cement matrix. The statistical analysis indicated that the residue certainly influences the properties of the concrete, especially in the higher percentage replacements. The results suggest that the calcined WTP residue is a viable and sustainable alternative for the production of concrete, providing adequate performance for use in pavements.
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