Estudo da incorporação de lodo de ETA da cidade de São Gabriel/RS em tijolos de solo-cimento e avaliação das propriedades térmicas do material
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Santa Maria
Brasil UFSM Programa de Pós-Graduação em Arquitetura, Urbanismo e Paisagismo Centro de Tecnologia |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
|
| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/36778 |
Resumo: | A Water Treatment Plant (WTP) generates a significant amount of sludge, which makes its final disposal difficult due to the volume and characteristics of the waste. In the context of civil construction, this industry stands out as one of the largest consumers of material and energy resources. As a sustainable alternative, the use of soil-cement bricks, also known as ecological bricks, can be mentioned due to the lower energy consumption in their production. In addition to their favorable environmental properties, these elements have the capacity to incorporate industrial waste into their composition, allowing for the proper destination of materials potentially harmful to the environment. This research aimed to evaluate the possibility of incorporating sludge from a WTP into the production of soil-cement bricks. Furthermore, a low-cost thermal chamber was developed to analyze the damping and thermal lag behavior of a masonry wall built with this material, comparing its results with conventional ceramic brick masonry. As a criterion for assessing the feasibility of sludge utilization, the minimum requirements established by ABNT NBR 8492 (2012) regarding minimum compressive strength and maximum water absorption were adopted. The studied sludge was produced by the WTP of the city of São Gabriel/RS, in which a large amount of organic matter, quartz fine aggregate, and silt was verified. Initially, the reference mix was defined, in which the clayey soil had to be corrected with a large amount of quartz fine aggregate to meet the minimum requirements. Subsequently, the feasibility of partially replacing the soil with 5%, 10%, and 15% WTP sludge was evaluated. However, it was found that only the 5% replacement proved feasible, since higher levels compromised the integrity of the cementitious matrix, as shown by the results of the compressive strength test, Scanning Electron Microscopy (SEM), and statistical analysis. In the thermal tests, it was observed that the damping and thermal lag values of the masonry with and without sludge incorporation did not show significant differences. However, thermal damping was slightly lower and thermal lag higher compared to ceramic brick masonry |
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Estudo da incorporação de lodo de ETA da cidade de São Gabriel/RS em tijolos de solo-cimento e avaliação das propriedades térmicas do materialStudy of the incorporation of sludge from water treatment plant from the city of São Gabriel/RS into soil-cement bricks and evaluation of the thermal properties of the materialTijolo de solo-cimentoLodo de ETAPropriedades térmicasSoil-cement brickWater treatment plant sludgeThermal propertiesCNPQ::CIENCIAS SOCIAIS APLICADAS::ARQUITETURA E URBANISMOA Water Treatment Plant (WTP) generates a significant amount of sludge, which makes its final disposal difficult due to the volume and characteristics of the waste. In the context of civil construction, this industry stands out as one of the largest consumers of material and energy resources. As a sustainable alternative, the use of soil-cement bricks, also known as ecological bricks, can be mentioned due to the lower energy consumption in their production. In addition to their favorable environmental properties, these elements have the capacity to incorporate industrial waste into their composition, allowing for the proper destination of materials potentially harmful to the environment. This research aimed to evaluate the possibility of incorporating sludge from a WTP into the production of soil-cement bricks. Furthermore, a low-cost thermal chamber was developed to analyze the damping and thermal lag behavior of a masonry wall built with this material, comparing its results with conventional ceramic brick masonry. As a criterion for assessing the feasibility of sludge utilization, the minimum requirements established by ABNT NBR 8492 (2012) regarding minimum compressive strength and maximum water absorption were adopted. The studied sludge was produced by the WTP of the city of São Gabriel/RS, in which a large amount of organic matter, quartz fine aggregate, and silt was verified. Initially, the reference mix was defined, in which the clayey soil had to be corrected with a large amount of quartz fine aggregate to meet the minimum requirements. Subsequently, the feasibility of partially replacing the soil with 5%, 10%, and 15% WTP sludge was evaluated. However, it was found that only the 5% replacement proved feasible, since higher levels compromised the integrity of the cementitious matrix, as shown by the results of the compressive strength test, Scanning Electron Microscopy (SEM), and statistical analysis. In the thermal tests, it was observed that the damping and thermal lag values of the masonry with and without sludge incorporation did not show significant differences. However, thermal damping was slightly lower and thermal lag higher compared to ceramic brick masonryUma Estação de Tratamento de Água (ETA) gera quantidade significativa de lodo, o que dificulta sua disposição final devido ao volume e às características do resíduo. No contexto da construção civil, essa indústria destaca-se como uma das maiores consumidoras de recursos materiais e energéticos. Como alternativa sustentável, pode-se citar o uso do tijolo solo-cimento, também denominado tijolo ecológico, devido ao menor consumo energético em sua produção. Além de suas propriedades ambientais favoráveis, esse elemento possui a capacidade de incorporar resíduos industriais em sua composição, possibilitando o correto destino de materiais potencialmente nocivos ao meio ambiente. Esta pesquisa teve como objetivo avaliar a possibilidade de incorporação do lodo proveniente de ETA na fabricação de tijolos de solo-cimento. Além disso, foi desenvolvida uma câmara térmica de baixo custo com a finalidade de analisar o comportamento de amortecimento e atraso térmico de uma alvenaria executada com esse material, comparando seus resultados com alvenaria de vedação de tijolos cerâmicos convencionais. Como critério de avaliação da viabilidade de utilização do lodo, recorreu-se aos requisitos mínimos estabelecidos pela ABNT NBR 8492 (2012) referentes à resistência à compressão mínima e à absorção de água máxima. O lodo estudado foi produzido pela ETA da cidade de São Gabriel/RS, em que foi verificado a presença de grande quantidade de matéria orgânica, agregado miúdo quartzoso e silte. Inicialmente foi definido o traço de referência, no qual o solo argiloso precisou ser corrigido com uma grande quantidade de agregado miúdo quartzoso para atendimento dos requisitos mínimos. Subsequentemente, avaliou-se a viabilidade de substituição parcial do solo por 5%, 10% e 15% de lodo de ETA. Verificou-se, contudo, que apenas a substituição de 5% apresentou viabilidade, uma vez que os níveis superiores comprometeram a integridade da matriz cimentícia, conforme os resultados do ensaio de resistência à compressão, da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e da análise estatística. Nos ensaios térmicos, constatou-se que os valores de amortecimento e atraso térmico das alvenarias com e sem incorporação de lodo não apresentaram diferenças significativas. Porém o amortecimento térmico foi levemente inferior e atraso térmico superior a alvenaria de tijolos cerâmicos.Universidade Federal de Santa MariaBrasilUFSMPrograma de Pós-Graduação em Arquitetura, Urbanismo e PaisagismoCentro de TecnologiaVaghetti, Marcos Alberto Osshttp://lattes.cnpq.br/8730453050780826Vargas, Alexandre Silva deArnold, Daiana Cristina MetzKemerich, João Henrique Pinheiro2025-11-10T16:24:24Z2025-11-10T16:24:24Z2025-08-29info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/36778porAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2025-11-10T16:24:24Zoai:repositorio.ufsm.br:1/36778Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/PUBhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com||manancial@ufsm.bropendoar:2025-11-10T16:24:24Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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A Water Treatment Plant (WTP) generates a significant amount of sludge, which makes its final disposal difficult due to the volume and characteristics of the waste. In the context of civil construction, this industry stands out as one of the largest consumers of material and energy resources. As a sustainable alternative, the use of soil-cement bricks, also known as ecological bricks, can be mentioned due to the lower energy consumption in their production. In addition to their favorable environmental properties, these elements have the capacity to incorporate industrial waste into their composition, allowing for the proper destination of materials potentially harmful to the environment. This research aimed to evaluate the possibility of incorporating sludge from a WTP into the production of soil-cement bricks. Furthermore, a low-cost thermal chamber was developed to analyze the damping and thermal lag behavior of a masonry wall built with this material, comparing its results with conventional ceramic brick masonry. As a criterion for assessing the feasibility of sludge utilization, the minimum requirements established by ABNT NBR 8492 (2012) regarding minimum compressive strength and maximum water absorption were adopted. The studied sludge was produced by the WTP of the city of São Gabriel/RS, in which a large amount of organic matter, quartz fine aggregate, and silt was verified. Initially, the reference mix was defined, in which the clayey soil had to be corrected with a large amount of quartz fine aggregate to meet the minimum requirements. Subsequently, the feasibility of partially replacing the soil with 5%, 10%, and 15% WTP sludge was evaluated. However, it was found that only the 5% replacement proved feasible, since higher levels compromised the integrity of the cementitious matrix, as shown by the results of the compressive strength test, Scanning Electron Microscopy (SEM), and statistical analysis. In the thermal tests, it was observed that the damping and thermal lag values of the masonry with and without sludge incorporation did not show significant differences. However, thermal damping was slightly lower and thermal lag higher compared to ceramic brick masonry |
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