Análise das propriedades físicas e mecânicas de dois resíduos finos de pedreira para utilização em pavimentos rodoviários

Abstract

O entorno da cidade de Goiânia apresenta grande quantidade de pedreiras produtoras de agregados graúdos e miúdos destinados ao mercado da construção civil nos estados do Goiás e Distrito Federal. A maioria destas pedreiras, inerente a produção dos agregados, gera como subproduto do processo de beneficiamento os resíduos finos. Esses resíduos são depositados na forma de pilhas ou barragens com baixo controle geotécnico, comprometendo a qualidade técnica destas estruturas devido ao grande volume de resíduos gerados. Uma possibilidade de minimizar estes problemas de estocagem estaria relacionada ao reaproveitamento destes resíduos associado aos solos naturais em aplicações rodoviárias. Neste sentido, esta pesquisa apresenta um estudo sobre a caracterização e a avaliação das potencialidades de dois resíduos finos provenientes do beneficiamento das rochas Micaxisto e Granito em camadas de pavimento. Para o desenvolvimento deste trabalho foi utilizado, juntamente com os resíduos, um solo tropical típico da região de Goiânia/GO (Brasil). As misturas analisadas foram preparadas com adições de 10, 15 e 20% em massa de cada resíduo, resultando em seis misturas distintas. O programa experimental envolveu estudos de caracterização física, mecânica, química e mineralógica dos dois resíduos, do solo natural e das misturas solo e resíduos Adicionalmente, foram realizadas investigações baseadas na metodologia MCT por meio dos ensaios de Mini-MCV, Mini-CBR, expansão e perda de massa por imersão. Além destes ensaios, também foram realizados ensaios de resistência a compressão simples, sucção utilizando a técnica do papel filtro e ensaios triaxial cíclico para avaliação do módulo de resiliência. A partir dos resultados obtidos foi possível verificar a aplicabilidade dos resíduos em pavimentos rodoviários bem como estabelecer uma metodologia de ensaio para avaliar o comportamento destes materiais. O estudo revelou ainda que, em função das características específicas de cada resíduo, é possível determinar uma porcentagem ótima de resíduo associada ao solo natural capaz de promover o melhor desempenho mecânico da referida associação. Finalmente, a pesquisa comprovou a importância da reciclagem e reutilização de materiais como eficiente mecanismo para a minimização dos problemas gerados pelo acúmulo destes resíduos nas pedreiras. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT

The outskirts of the city of Goiânia presents a great quantity of stone quarry companies, producers of coarse and fine aggregates destined to civil engineering applications in the state of Goiás and in the Federal District. Most of these companies, inherent to the production of aggregates, generates as a sub product, fine grained residues. These residues are deposited in piles or dams with poor geotechnical control, affecting the technical quality of these structures due to the large volume of residues. In order to minimize these problems, it is possible to reuse these residues associated to the natural soils in pavement applications. In this regard, this research presents a technical study about the characterization and the assessment of the potentialities of two fine grained residues from the processing of the Micaxist and Granite rocks for their uses in pavement layers. For the development of this work, beside these residues, a typical tropical soil of the region of Goiânia/GO (Brazil) was used. The mixtures were prepared with additions of 10, 15 and 20% in mass of each residue, resulting in six different materials. The experimental program involved the study of physical, mechanical, chemical and mineralogical characterization of the residues, natural soil and mixtures of soil and residues. Additionally, investigations based on MCT methodology were carried out through Mini-MCV, Mini-CBR tests, expansion and loss of mass due to immersion. In addition, the following tests were also carried out: unconfined compression tests, filter paper technique for measuring soil suction and cyclic triaxial tests in order to evaluate the resilient modulus. From these studies, it was possible to verify the applicability of the residues to pavement structures as well as to establish a testing methodology to assess the behavior of such materials. The study also revealed that, due to the specific characteristics of each residue, it is possible to determine an optimal percentage of residue associated to the natural soil capable to promoting a better mechanical behavior. Finally, the research proved the importance of recycling and reusing of materials as an efficient mechanism to minimize the problems generated by the buildup of these residues inside the quarries.