RESUMO O tratamento de água para consumo gera uma grande quantidade de resíduos, o lodo de estação de tratamento de água (LETA). Normalmente, estes rejeitos são depositados em rios e em outros locais da natureza, gerando impactos ambientais tais como assoreamento, alteração da fauna e da flora local. Para colaborar com a mitigação desta prática, este estudo verificou a influência do uso do lodo de ETA, in natura, como substituição da areia natural em concretos de cimento Portland, nos teores de 0%, 5%, 10% e 20%, em massa. Para avaliar os efeitos causados pela incorporação do Lodo de ETA nas propriedades do concreto no estado fresco foram realizados os ensaios de abatimento do tronco de cone. Já no estado endurecido, foram conduzidos testes que observaram a porosidade aberta, a massa específica, a absorção de água, a resistência à compressão e à tração por compressão diametral. Verificou-se uma redução (de até 50%) da consistência do concreto à medida que se aumentava o teor de substituição. A porosidade aberta também aumentou conforme o incremento do teor de lodo de ETA. Devido a isto, ocorreu uma redução na massa específica dos traços e um incremento na absorção de água ao se aumentar a quantidade de resíduo. A resistência à compressão média, aos 7 dias, reduziu 31,45% quando se empregou 5% de lodo, 41,52% com 10% e 63,89% com 20%. Aos 28 dias, a resistência diminuiu 26,88% os menores teores e 59,78% para quantidades maiores. Já aos 91 dias, a capacidade portante foi 28,52% (para o uso de 5% de lodo), 40,33% (10% de resíduo) e 57,01% (20 de lodo de ETA) menores, respectivamente. A resistência à tração por compressão diametral, aos 28 dias de idade, seguiu a mesma tendência, ocorrendo uma redução de 29,06% em concretos com 5% de lodo e 65,98% com substituição de 20% de resíduo. De forma geral foi possível observar que o lodo de ETA tem grande potencial de aplicação à construção civil, apresentando um teor limite de aplicação de 10%, como agregado miúdo, sem gerar grandes prejuízos nas propriedades físicas e mecânicas.

ABSTRACT The treatment of drinking water generates a large amount of waste, the sludge from the water treatment plant (WTS). These tailings are usually deposited in rivers, which can generate environmental impacts. As a way of using this waste, the present study evaluates the influence of the use of WTS, in natura, as a substitute for natural sand in Portland cement concretes, at levels of 0%, 5%, 10% and 20%, by weight. In order to evaluate the influence of the incorporation of WTS on the properties of the cementitious material in the fresh state, the slump tests were performed. In the hardened state, porosity, density, water absorption, strength and tensile strength by diametrical compression There was an increasing reduction (up to 50%) in the flowability of the concrete as the substitution content increased. Also, constant increases in the porosity of the samples were noticed when the WTS was added. As a consequence, there was a reduction in the density of the concretes and an increase in water absorption. The strength at 7 days decreased from 31,45% when 5% sludge was used, 41,52% with 10% and 63,89% with 20%. At 28 days, the resistance decreased 28,52% to the lowest levels and 65,98% to the highest amounts of WTS. At 91 days, the load capacity was 28,52%, 40,33% and 57,01% lower, respectively. The tensile strength followed the same trend, with a reduction of 29,06% in concretes with 5% of WTS and 65,98% with replacement of 20% of waste. In general, it was possible to observe that the WTS has great potential for application in civil construction, presenting a limit content of 10% as a fine aggregate, without causing major losses in physical and mechanical properties.

RESUMO O objetivo principal deste trabalho é avaliar o impacto da formulação de diferentes composições granulométricas nas propriedades mecânicas e funcionais de misturas asfálticas densas, a partir dos métodos denominados tentativa, teórico e controlado. O primeiro é especificado pelos órgãos rodoviários oficiais brasileiros para a produção de misturas asfálticas, em que o objetivo é enquadrar as curvas granulométricas formuladas em faixas limítrofes estabelecidas nas diretrizes normativas. Quanto ao método teórico, também denominado racional, compreende a seleção discretizada dos diâmetros de partículas, permitindo assim controlar com precisão a distribuição dos percentuais granulares, dispensando o uso de faixas granulométricas, a partir das equações de Füller-Talbot. O método controlado trata-se de uma adaptação realizada nesta pesquisa, em que foi procedido o fracionamento individual das partículas granulares previstas na formulação por tentativa, porém, respeitando a mesma série de peneiras e os percentuais de distribuição originalmente adotados. Para tanto, foram caracterizados e utilizados granulares de origem gnáissica provenientes de jazida localizada na região metropolitana de Joinville/SC, bem como o ligante asfáltico de classificação por penetração 50/70 (0,1mm) fornecido por refinaria localizada em Paulínia/SP. Foram testadas as propriedades mecânicas de habilidade de compactação com a prensa de compactação por cisalhamento giratório (PCG), resistência à ação deletéria da água no ensaio de Duriez a 18ºC, e resistência à deformação permanente, enquanto as propriedades funcionais como macrotextura e tempo de escoamento superficial da água foram avaliadas pelos ensaios de altura de mancha de areia e drenabilidade. Os resultados obtidos indicam que o método de formulação teórico é mais eficiente que os demais estudados, em razão de apresentar os melhores indicadores mecânicos e funcionais em todos os parâmetros avaliados, e que o método por tentativa demonstrou ser o mais precário tecnicamente, devendo ser substituído por uma metodologia mais científica e acurada no Brasil.

ABSTRACT The main aim of this manuscript is to evaluate the impact of the formulation of aggregate gradations on the mechanical and functional properties of dense asphalt mixes, comprising methodologies so-called by trial, theoretical and controlled. The first is standardized by Brazilian official road departments for producing asphalt mixes, in which the goal is to fit formulated gradation curves into the thresholds of gradation bands. With regards to the theoretical method, also named rational, it comprises a discrete selection of particle diameters in sieving plants, allowing to control precisely the percent distribution of the grains, without the need to consider gradation bands, by using Füller-Talbot equations. The controlled method means an adjustment performed in that research, in which was proceeded the individual fractioning of the granular particles predicted to by trial formulation, however, maintaining the same sieve sequence and the percent distribution originally adopted. They were characterized and used granular particles provided by gneissic crushed massive rock located in the metropolitan region of Joinville/SC and bituminous binder 50/70 (0.1mm) penetration supplied by a refinery placed in Paulínia/SP. They were tested mechanical properties such as compacting ability with Compacting Shear Press, resistance to deleterious action of water in Duriez test at 18ºC and to rutting, while functional properties as macrotexture and surface run-off time were evaluated by sand path height and drainability tests. The results obtained indicate the theoretical method is more efficient than the others studied, due to have presented the best mechanical and functional indicators in all evaluated parameters, while the method by trial proved to be the worst technically, and should be replaced by a more scientific and accurate methodology in Brazil.

RESUMO O objetivo deste trabalho foi de comparar dois métodos (Agulha de Vicat e Calorimetria Semi-Adiabática) para determinar o tempo de início e fim de pega do cimento Portland. Foram coletadas 10 amostras de 2 tipos de cimento com maior emprego na região sul do país de uma mesma unidade de fabricação, durante o mesmo mês. Verificou-se que o método de calorimetria semi-adiabática é uma técnica eficaz, prática e simples para monitorar o comportamento do processo de hidratação do cimento e fornecer resultados com variações de 1,5% (4 minutos) para o cimento CP II F-40 e de 6,3% (14 minutos) para o CP V. Esta diferença de resultados pode ser explicada por alguma imprecisão durante a realização do ensaio de Vicat, ou a necessidade de uma maior quantidade de repetições de ambos os ensaios para se trabalhar com valores médios, mais aproximados. O tamanho das amostras testadas, também, impossibilita a aplicação das curvas apresentadas neste trabalho como padrão de comportamento para os cimentos estudados, visto que existe variabilidade de composição entre cada lote e cada fabricante.

ABSTRACT The objective of this work was to compare two methods (Vicat needle and semi-adiabatic calorimeter) to determine the cement set times. Ten samples of the 2 largest used types of cement were collected in the brazil’s southern region of the same manufacturing unit during the same month. It was verified that the semiadiabatic calorimetry method is an efficient, practical and simple technique to monitor the behavior of the cement hydration process and to provide results with times varying 1.50% (4 minutes) for the CP II F-40 and 6.28% (14 minutes) for CP V ARI-RS. This difference in results may be explained by some inaccuracy during the Vicat needle methods, or the need for a greater number of replicates of both methods to work with approximate mean values. The size of the samples tested also makes it impossible to apply the curves presented in this work as behavioral pattern for the studied cements, since there is variability of composition between each batch and each manufacturer.