Effects of the partial substitution of soil by water treatment plant sludge in soil-cement bricks

Keywords: Solid waste, Water absorption, Compressive strength, Aluminum sludge, Sustainability in civil construction

Abstract

About 75% of the drinking water in Brazil is produced in conventional water treatment plants (WTPs). Residues are generated in this process, mainly the sludge from decanters (WTPS), which according to studies is released without treatment into water bodies in 68% of those facilities. This research evaluates the feasibility of adding WTPS as a partial substitute for soil in soil-cement bricks in the 1:9 (cement: soil+WTPS) mixing ratio. The waste was collected during the cleaning of the WTP decanters from Toledo-PR. The bricks were produced with 5, 10, 15, 25 and 35% of soil mass replacement by LETA, in addition to the control (0%). The moldings took place in industrial equipment to reproduce real manufacturing conditions as much as possible. With increasing sludge content, the compressive strength of the bricks was reduced. However, the Brazilian regulatory requirements were met up to the addition of 15% WTPS. There was an increase in water absorption with increasing sludge content. However, the bricks met Brazilian regulatory requirements until the 25% replacement of WTPS. In this way, incorporating up to 15% of this residue in soil-cement bricks can be a viable alternative for processes that generate more environmental impacts, such as release into bodies of water and even disposal in landfills.

Author Biographies

Fernando Antonio Neves, Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Bacharel em Engenharia Civil, Departamento Acadêmico de Engenharia Civil - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), Toledo, Paraná, Brasil.
Taylana Piccinini Scolaro, Universidade Federal de Santa Catarina
Mestre em Engenharia Civil e Doutoranda do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC, Florianópolis, Santa Catarina, Brasil.
Tassiane Apolinário de Oliveira, Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Mestre em Engenharia da Construção Civil pela Universidade Federal do Paraná - UFPR, Docente no Departamento Acadêmico de Engenharia Civil da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), Toledo, Paraná, Brasil.
Ricardo Schneider, Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Doutor em Química pela Universidade Federal de Pernambuco - UFPE, Docente no Departamento Acadêmico de Química e membro do Grupo de Pesquisa em Polímeros e Nanoestruturas da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), Toledo, Paraná, Brasil
Gustavo Savaris, Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Doutor em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC, Docente do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e coordenador do Grupo de Estudos e Pesquisas em Materiais e Estruturas (GPMAES) da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), Toledo, Paraná, Brasil
José Gustavo Venâncio da Silva Ramos, Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Mestre em Engenharia Civil (Saneamento e Recursos Hídricos) pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR, Docente no Departamento Acadêmico de Engenharia Civil e membro do Grupo de Estudos e Pesquisas em Materiais e Estruturas (GPMAES) da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), Toledo, Paraná, Brasil

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Published
2024-03-29
Section
Tecnologias Limpas