Avaliação tecnológica de coprodutos siderúrgicos visando o melhoramento de propriedades de engenharia de solos tropicais

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Lopes, Emerson Cordeiro
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Solos - Estabilidade; Siderurgia - Eliminação de resíduos; Pavimentação; Geotecnia
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/28107

O aproveitamento de resíduos siderúrgicos em obras de engenharia, em especial a escória de aciaria elétrica, apresenta várias vantagens sob o ponto de vista da sustentabilidade ambiental. A preservação dos recursos naturais, a redução do consumo de energia, a falta de espaço para disposição de resíduos e a degradação ambiental tornam o aproveitamento destes materiais uma alternativa atraente. Diante do exposto, o objetivo desse trabalho de pesquisa foi realizar a caracterização tecnológica de finos de escórias de aciaria elétrica oxidante Eletric Arc Furnace (F EAF ) e redutora Ladle Furnace (F LF ) em misturas com solos tropicais visando a utilização em camadas estruturais de pavimentos e obras geotécnicas. No estudo, foram coletadas amostras deformadas de dois solos do município de Viçosa-MG, e realizou-se um programa experimental de ensaios de laboratório, conforme segue: (i) ensaios de caracterização geotécnica, ensaios de compactação na energia do Proctor normal, resistência à compressão simples, resistência à tração por compressão diametral, índice de suporte Califórnia (ISC ou CBR), e módulo de resiliência; (ii) ensaios de caracterização química, física, morfológica e microestrutural (iii) ensaios de compactação na energia do Proctor Normal nas misturas solo-finos (F EAF e F LF ) com 2,5, 5, 10 e 15% de teor de coprodutos siderúrgicos em relação à massa de solo seco; (iv) ensaios de resistência à compressão simples, tração por compressão diametral, CBR e módulo de resiliência com cura em câmara úmida variando entre 7, 28 e 56 dias, nas misturas solo-finos com teores de 15% em relação a massa de solo seco. Os resultados obtidos mostraram que a adição dos finos F EAF e F LF as amostras de solos proporcionaram:(i) aumento no peso especifico aparente seco máximo e redução na umidade ótima; (ii) ganhos de resistência mecânica evidenciados nos ensaios de resistência à compressão simples, resistência a tração por compressão diametral e CBR, os quais estão diretamente relacionados com os períodos de cura adotados; (iii) redução na expansibilidade no ensaio CBR; e (iv) aumento no valor do módulo resiliente das misturas solo-escória de aciaria elétrica em relação as amostras de solo no estado natural para um dado par de tensões. Os principais destaques foram o aumento nos valores deCBR de 8% para 44% no solo 1 e de 7 % para 140 % no solo 2, quando em mistura com os F LF. Para as misturas usando os F EAF o destaque foi o aumento no modulo de resiliência, de 247 MPa para 320 MPa, no solo 1, de 242 MPa para 352 MPa, no solo 2. O ganho de resistência mecânica e as mudanças nas propriedades de engenharia dos solos após o tratamento com os finos de escória de aciaria elétrica podem ser explicados pelas reações de hidratação, onde os produtos de hidratação das amostras de solos estabilizados com os F LF e F EAF incluem o hidróxido de cálcio (CH), silicato de cálcio hidratado (CSH), aluminato de cálcio hidratado (CAH) e a etringita; trocas catiônicas e pela ação do efeito filler. Além disso, o desenvolvimento de reações pozolânicas promovidas pela presença de hidróxido de cálcio nos finos de escória de aciaria elétrica estudados, foi responsável pelo ganho de resistência dos solos em idades mais avançadas. Sendo assim, os resultados possibilitaram inferir que, a adição de finos de escórias de aciaria elétrica F EAF e F LF é eficaz e viável tecnicamente para a melhoria das propriedades de engenharia das amostras de solos tropicais analisadas, apontando para a possibilidade de redução dos desperdícios na siderurgia mediante a utilização desse subproduto. Palavras-Chave: Estabilização de solos. Resíduos siderúrgicos. Pavimentação. Obras geotécnicas.