Avaliação comparativa da integridade e durabilidade de materiais cimentícios incorporados com resíduos sólidos
DOI:
https://doi.org/10.17765/2176-9168.2025v18e14036%20Palavras-chave:
Cinza de bagaço de cana-de-açúcar, Estabilização por solidificação, Lama vermelha, Lodo de esgotoResumo
Este estudo avaliou a integridade e durabilidade de matrizes cimentícias obtidas a partir da estabilização por solidificação de três resíduos sólidos industriais – lama vermelha, lodo de esgoto e cinza de bagaço de cana-de-açúcar – visando seu reaproveitamento para outros fins, a exemplo da produção de blocos de pavimentação. As matrizes foram preparadas com cimento Portland CPII-Z-32 e curadas por 28 dias. Empregou-se um delineamento experimental unifatorial (fator: tipo de resíduo; três tratamentos e três réplicas) para avaliar resistência à compressão (NBR 7215/2019), absorção de água (NBR 9778/2009) e perda de massa após três ciclos de umidificação e secagem (WTC 1991). A caracterização físico-química dos resíduos incluiu pH, sólidos totais e suas frações, difratometria de raios X (DRX) e quantificação de metais pesados e demanda química de oxigênio (DQO) no extrato lixiviado. Os ensaios de integridade e durabilidade apresentaram resultados dentro dos critérios de aceitabilidade definidos por Brito e Soares (2009), com a lama vermelha exibindo o melhor desempenho, apresentando resistência média de 7,24 ± 0,70 MPa e porosidade de 9,70 ± 0,24%. Os resultados indicam que a estabilização por solidificação é uma alternativa promissora para o reaproveitamento desses resíduos, contribuindo para práticas sustentáveis de gestão ambiental.
Referências
AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION; AMERICAN WATER WORKS ASSOCIATION; WATER ENVIRONMENT FEDERATION. Standard methods for the examination of water and wastewater. 24. Ed. Washington, DC: American Public Health Association, 2022.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 10004: resíduos sólidos – classificação. Rio de Janeiro: ABNT, 2004a.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 10005: procedimento para obtenção de extrato lixiviado de resíduos sólidos. Rio de Janeiro: ABNT, 2004b.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7215: cimento Portland – determinação da resistência à compressão. Rio de Janeiro: ABNT, 1996.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9778: argamassa e concreto endurecidos – determinação da absorção de água, índice de vazios e massa específica. Rio de Janeiro: ABNT, 2009.
BRITO, A. L. F.; SOARES, S. R. Avaliação da integridade e da retenção de metais pesados em materiais estabilizados por solidificação. Engenharia Sanitária e Ambiental, v. 14, n. 1, p. 39-48, 2009. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/s1413 41522009000100005.
CAVALCANTE, L. E. Tratamento de resíduos sólidos de laboratório utilizando a técnica de estabilização por solidificação. 2021. 106 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, 2021.
CHEN, L.; NAKAMURA, K.; HAMA, T. Review on stabilization/solidification methods and mechanism of heavy metals based on OPC-based binders. Journal of Environmental Management, v. 332, 2023, Article 117362. DOI: 10.1016/j.jenvman.2023.117362.
CHIDIAC, S.E.; PANESAR, D.K.. Evolution of mechanical properties of concrete containing ground granulated blast furnace slag and effects on the scaling resistance test at 28days. Cement And Concrete Composites, v. 30, n. 2, p. 63-71, fev. 2008. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2007.09.003.
DIAS, J.; BRITO, A. L. F.; MUNIZ, A. C. S.; GUIMARÃES, A. V. A. Optimization of the integrity and durability criteria of materials stabilized by solidification of oil industry waste. Petroleum Science and Technology, v. 40, n. 2, p. 129-149, 2021. DOI: https://doi.org/10.1080/10916466.2021.1990319.
GALINDO, E. S. F.; BRITO, A. L. F. Tratamento de metais pesados presentes em resíduos sólidos perigosos por estabilização e solidificação em matriz de cimento. Ampliação e Aprofundamento de Conhecimentos nas Áreas das Engenharias, v. 3, p. 94-108, 2020. DOI: https://doi.org/10.22533/at.ed.8972017098.
GIWA, A. S.; MAURICE, N. J.; LUOYAN, A.; LIU, X.; YUNLONG, Y.; HONG, Z. Advances in sewage sludge application and treatment: process integration of plasma pyrolysis and anaerobic digestion with the resource recovery. Heliyon, v. 9, n. 9, 2023. DOI: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e19765.
KARAMALIDIS, A. K.; VOUDRIAS, E. A. Cement-based stabilization/solidification of oil refinery sludge: leaching behavior of alkanes and PAHs. Journal of Hazardous Materials, v. 148, n. 1-2, p. 122-135, 2007. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2007.02.032.
KATARE, V. D.; MADURWAR, M. V. Experimental characterization of sugarcane biomass ash – a review. Construction and Building Materials, v. 152, p. 1-15, 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.06.142.
KAZA, S.; YAO, L. C.; BHADA-TATA, P.; VAN WOERDEN, Frank. What a Waste 2.0: A Global Snapshot of Solid Waste Management to 2050. Washington, DC: World Bank, 2018. Disponível em: https://hdl.handle.net/10986/30317. Acesso em: 29 abr. 2025.
KE, Y.; CHEN, Y.; LIANG, S.; HU, J.; HOU, H.; QUAN, J.; LI, X.; DUAN, H.; YUAN, S.; YANG, J. Environmentally sound management of industrial solid waste: a paradigm of proposed bi-tetrahedron. Resources, Conservation and Recycling, v. 198, 107212, 2023. DOI: https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2023.107212.
LIMA, V. M.; ESTOLANO, A. M. L.; ALMEIDA, Y. M. B.; HENRIQUE, M. A.; ARAÚJO, F. W. C.; MELO NETO, A. A. Mechanical, microstructural and energetic evaluation of conventional and one-part alkali-activated mixtures with raw sugarcane bagasse ash. Construction and Building Materials, v. 394, 132168, 2023. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.132168.
LIU, L.; LI, W.; SONG, W.; GUO, M. Remediation techniques for heavy metal-contaminated soils: principles and applicability. Science of the Total Environment, v. 633, p. 206-219, 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.03.161.
MATOS, W. E. C.; SILVA, H. J. B.; PAZ, G. M.; SANTOS, V. B. Utilização de cinzas do bagaço de cana-de-açúcar como material de preenchimento estrutural ou pozolânico para a produção de argamassas cimentícias: uma revisão. Matéria (Rio de Janeiro), v. 26, n. 4, 2021. DOI: https://doi.org/10.1590/s1517-707620210004.1322.
MILESTONE, N. B. Reactions in cement encapsulated nuclear wastes: need for toolbox of different cement types. Advances in Applied Ceramics, v. 105, n. 1, p. 13-20, 2006. DOI: https://doi.org/10.1179/174367606x81678.
MINAS GERAIS. Conselho Estadual de Política Ambiental; Conselho Estadual de Recursos Hídricos. Deliberação Normativa Conjunta COPAM-CERH nº 8, de 21 de novembro de 2022. Dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes, e dá outras providências. Belo Horizonte: COPAM/CERH, 2022.
MOURA, E. M.; SALES, J. N. B.; NASCIMENTO, N. C.; SOUSA, V. M. Z.; SILVA, D. D. C.; LIBERA JUNIOR, V. D. Caracterização e uso da cinza do bagaço de cana-de-açúcar em tijolos de solo-cimento. Ambiente Construído, v. 21, n. 1, p. 69-80, 2021. DOI: https://doi.org/10.1590/s1678-86212021000100494.
ONOFRE, S. B.; ABATTI, D.; TESSARO, A. A. Propriedades físico-químicas e microbiológicas do lodo de esgoto produzido pela estação de tratamento de esgoto (ETE) de Toledo – Paraná – Brasil. In: Anais do Congresso Brasileiro de Gestão Ambiental, VI, Porto Alegre: IBEAS, 2015.
PAIXÃO, J. F. F. Modelagem do processo de difusão de metais pesados presentes em resíduos após o tratamento de estabilização por solidificação (E/S). 2019. 91 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, 2019.
PAN, X.; WU, H.; LV, Z.; YU, H.; TU, G. Recovery of valuable metals from red mud: a comprehensive review. Science of the Total Environment, v. 904, 166686, 2023. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.166686.
PAUMGARTTEN, M. D. V.; REIS, F. J. L.; PICANÇO, M. de S.; MACEDO, A. N.; COSTA, D. dos S. R.; SANTOS, A. C. M. Caracterização e avaliação do índice de atividade pozolânica de lama vermelha e resíduo de manganês para produção de misturas ternárias cimentícias. Brazilian Journal of Development, v. 7, n. 8, p. 85965–85979, 2021. DOI: https://doi.org/10.34117/bjdv7n8-686.
RIGOLIN, F. R. Estudo de viabilidade técnica para incorporação de resíduos de lodo de estação de tratamento de esgoto em peças de concreto para pavimentação. 2022. 100 f. Dissertação (Mestrado em Hidráulica e Saneamento) - Universidade de São Paulo, São Carlos, 2022.
SHEN, Z.; ZHANG, Q.; CHENG, W.; CHEN, Q. Radioactivity of five typical general industrial solid wastes and its influence in solid waste recycling. Minerals, v. 9, n. 3, 168, 2019. DOI: https://doi.org/10.3390/min9030168.
SILVA, M. M. D. O. Avaliação ambiental dos materiais estabilizados por solidificação após incorporação de lodo de indústria de curtume em matriz de cimento. 2023. 97 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, 2023.
SILVA, P. P. Avaliação do cromo contido em resíduo sólido de laboratório e materiais solidificados e estabilizados para confecção de blocos. 2018. 98 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, 2018.
SOLIMAN, N. K.; MOUSTAFA, A. F. Industrial solid waste for heavy metals adsorption features and challenges: a review. Journal of Materials Research and Technology, v. 9, n. 5, p. 10235–10253, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2020.07.045.
THIVES, L. P.; LIMA, M. S. S.; ROHDE, L. Red mud application as filler in asphalt mixtures production. Holos, v. 39, n. 5, 2023. DOI: https://doi.org/10.15628/holos.2023.16344.
WASTEWATER TECHNOLOGY CENTRE. Environmental Protection Series EPS 3/HA/9: proposed evaluation protocol for cement-based solidified wastes. Ottawa, 1991.
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