Quality improvement of ceramic bricks by incorporation of sludge from water treatment units

Abstract

Sludge from water treatment units was incorporated into clay in order to produce bricks with enhanced performance on mechanical properties. The residue can be potentially reused due to mineral similarity with clay. Powder X-ray diffraction and FT-IR spectroscopy revealed that the main constituents of sludge and clay are mainly related to quartz, kaolinite, gibbsite and muscovite. Thermogravimetry assays showed good similarity on decomposition profiles, although the ash content after calcination at 1000oC was for the sludge samples. Uppon addition of 10 to 15 % of sludge, values of compressive strength and water absorption index values reached acceptable limits, whilst the performance of pureclay bricks performance was off-graded. These results demonstrate a potential recyclability of sludge in structural ceramic bricks, not only to comply with minimization of environmental impact but also to increase quality and market price of these products

Neste trabalho, lodo de estações de tratamento de água foi incorporado a argila para a produção de tijolos cerâmicos com elevado desempenho quanto a propriedades mecânicas. O resíduo possui potencial reúso devido à semelhança mineralógica com a argila. As técnicas de difração de raios-X no pó e espectroscopia vibracional na região do infravermelho com transformada de Fourier revelaram que os principais constituintes do lodo e da argila são principalmente relacionados aos minerais quartzo, caulinita, gibsita e muscovita. A análise termogravimétrica mostrou diferenças consideráveis nos perfis de decomposição, embora o teor de cinzas após calcinação a 1000ºC apresentou valores mais elevados na amostra de lodo. Após a adição de 10 a 15 % de lodo, os valores de resistência à compressão e do índice de absorção de água alcançaram valores aceitáveis, enquanto os tijolos a partir de argila pura foram desclassificados pelo desempenho nestas propriedades. Estes resultados mostraram um potencial reúso de lodo como matéria-prima para tijolos cerâmicos, não somente para minimizar o impacto ambiental do resíduo, mas também para melhorar a qualidade e o valor agregado daqueles produtos