Sewage sludge ash (SSA) in high performance concrete: characterization and application

ABSTRACT Sewage sludge originated from the process of treatment of wastewater has become an environmental issue for three main reasons: contains pathogens, heavy metals and organic compounds that are harmful to the environmental and human health; high volumes are daily generated; and shortage of landfill sites for proper disposal. This research deals with the viability study of sewage sludge utilization, after calcination process, as mineral admixture in the production of concrete. High-performance concretes were produced with replacement content of 5% and 10% by weight of Portland cement with sewage sludge ash (SSA). The influence of this ash was analyzed through physical and mechanical tests. Analysis showed that the mixtures containing SSA have lower values of compressive strength than the reference. The results of absorptivity, porosity and accelerated penetration of chloride ions, presents that mixtures containing ash showed reductions compared to the reference. This indicates that SSA provided refinement of the pore structure, which was confirmed by mercury intrusion porosimetry test. RESUMO O lodo de esgoto, proveniente do tratamento da fase líquida dos esgotos domésticos se tornou uma preocupação ambiental por três motivos principais: possui em sua composição patógenos, metais pesados e compostos orgânicos que são nocivos à saúde humana e ao meio ambiente; grandes volumes são gerados diariamente; e escassez de espaços para dispô-lo de forma adequada. A presente pesquisa tem por objetivo avaliar a possibilidade de aproveitamento deste resíduo, após processo de calcinação, como adição mineral na produção de concretos. Foram produzidos concretos de alto desempenho com teores de substituição de 5% e 10%, em massa, de cimento Portland por cinza de lodo de esgoto (CLE). Para avaliar a influência da cinza foram realizados ensaios físicos e mecânicos. Os resultados mostraram que as misturas contendo CLE apresentaram resistência à compressão inferior à referência. Em relação à absortividade, porosidade e penetração acelerada por íons cloreto, as misturas contendo cinza apresentaram reduções comparadas à referência, indicando que a CLE proporcionou refinamento da estrutura de poros comprovado pela porosimetria por intrusão de mercúrio.