Caracterização de estéril de mineração e sua utilização em argamassas e em compósitos cimentícios reforçados com fibras de PVA

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Cezar, Bruna Figueiredo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia; Brasil; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
• Palavras-chave em Português: Engenharia civil; Minérios de ferro; Argamassa; Cimento; Resistência de materiais; Civil engineering; Iron ores; Mortar; Cement; Strength of materials; ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURAS
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/22718

O estéril oriundo da extração do minério de ferro é um resíduo gerado na mineração que é disposto em estruturas geotécnicas tais como pilhas, barragens ou cavas, as quais demandam monitoramento adequado para garantir a segurança destas estruturas. O setor da mineração produz elevadas quantidades deste material, garantido sua disponibilidade para aplicação em materiais cimentícios, todavia, na literatura, há poucos estudos sobre esta aplicação. A utilização do estéril como adição mineral em argamassas e compósitos cimentícios com elevada capacidade de deformação é um tema inovador, que ainda não foi relatado na bibliografia. O uso de estéril representa uma forma de tornar este tipo de compósito mais sustentável, mitigando o consumo de cimento e possibilitando a utilização de um resíduo da mineração. O presente estudo teve como objetivo o desenvolvimento de um programa experimental para a caracterização físico-química, morfológica, mineralógica e térmica do estéril e a sua aplicação em argamassas e no ECC. De acordo com os resultados deste trabalho, o estéril é um material sílico-aluminoso cristalino com grãos com formato lamelar e elevada área superficial. Os resultados de caracterização foram promissores para sua aplicação como fíler em argamassas e no ECC. Para a aplicação do estéril em argamassa, foram utilizados três teores de substituição de cimento por estéril (10%, 20% e 30%) e foram realizados ensaios no estado fresco e endurecido. No estado fresco, o estéril não afetou as misturas de argamassa, não havendo a necessidade do uso de superplastificante. Já no estado endurecido, o estéril influenciou as propriedades físicas de massa específica, absorção de água e índice de vazios e às propriedades mecânicas de resistência à compressão, tenacidade e energia de fratura. Quanto ao ECC, foram avaliados dois teores de estéril (20% e 30%) e dois teores de água/(cimento + estéril) de 0,40 e 0,32. O ECC apresentou comportamento de endurecimento quando submetido à esforços de tração e de flexão com a formação de múltiplas fissuras. A massa específica do ECC foi pouco afetada pelo uso do estéril, e a trabalhabilidade das misturas foi adequada. No estado endurecido, as propriedades físicas de massa específica, absorção de água e índice de vazios foram afetadas com o uso estéril, assim como as propriedades mecânicas de resistência à compressão, módulo de elasticidade, resistência à tração, resistência à flexão e capacidade de deformação. A redução de água na mistura, reduziu o índice de vazios, a absorção de água e a capacidade de deformação do ECC, assim como aumentou a resistência à compressão, o módulo de elasticidade, a resistência à tração e a resistência à flexão. Portanto, os resultados dos ensaios confirmaram a aplicação do estéril como adição mineral em materiais cimentícios, sendo promissores para os teores de estéril avaliados nesta pesquisa (até 30% de estéril).