Rejeitos de quartzitos do Sul de Minas Gerais: estudo da fração fina para a produção de concretos de pós reativos e diagnóstico da reação álcali-agregado

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Francklin Junior, Ivan
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: alkali-aggregate reaction; alkali-silica reaction; concreto de pós reativos; concreto de ultra-alto desempenho; mining tailings; quartzite; quartzito; reação álcali-agregado; reação álcali-sílica; reactive powder concrete; rejeito de mineração; ultra-high performance concrete
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18132/tde-15022023-145023/

O estado de Minas Gerais é reconhecido no Brasil pela produção de quartzitos utilizados como rocha de revestimento na construção civil. Na explotação da chamada \"pedra mineira\", o percentual de aproveitamento para a comercialização como placas de revestimento é baixíssimo, de aproximadamente 8%. Assim, o volume expressivo de rejeitos de quartzitos é um grande problema, pois resulta em impactos ambientais negativos. Uma das possibilidades de aproveitamento deste rejeito é como componente na fabricação de concretos de pós reativos (CPRs), pois estes concretos utilizam frações ultrafinas de rochas em sua composição. Neste caso, o uso do pó de quartzitos é uma possibilidade interessante, dado o percentual de sílica predominante em sua composição. Para verificar tal hipótese, é necessário realizar estudos da Reação Álcali-Agregado (RAA), em virtude de indícios da possibilidade deletéria do quartzito com os álcalis do cimento. Com base nestas premissas, o objetivo desta pesquisa foi realizar estudos sobre a produção de CPRs com a fração fina e o pó de quartzitos explotados em duas regiões principais produtoras de Minas Gerais, Alpinópolis e São Thomé das Letras, e verificar a potencialidade reativa álcali-agregado das amostras selecionadas. Esta pesquisa foi dividida em nove etapas: coleta das amostras; apreciação petrográfica; produção e classificação das frações finas e pós de quartzitos; caracterização física dos materiais; empacotamento de partículas e produção dos CPRs; ensaios físicos e mecânicos dos CPRs; análise estatística dos resultados com os CPRs; ensaios de RAA utilizando três métodos de expansibilidade; investigação da microestrutura das amostras. As petrografias dos quartzitos resultaram elevados percentuais de quartzo deformado (95%), portanto considerados como potencialmente reativos. Das amostras analisadas pelo método acelerado em argamassas apenas três amostras indicaram comportamento potencialmente reativo. Já os métodos acelerado e de longa duração em concretos se mostraram eficazes e foram condizentes com a potencialidade deletéria das amostras. Todas as amostras de quartzitos analisadas por microscopia foram diagnosticadas com o gel da RAA, portanto, diante deste diagnóstico, foram propostos métodos mitigadores desta patologia. Nos CPRs, os resultados mostraram a eficácia do uso de partículas fracionadas de quartzito que permitiram obter um melhor empacotamento e consequentemente aumento da resistência com menor consumo de cimento. Os melhores resultados atingiram resistência à compressão de 141,9 MPa com um consumo de cimento de 755,0 kg/m3. A análise discriminante demonstrou que não existem diferenças significativas entre as amostras analisadas. De maneira geral, os estudos tecnológicos realizados nas amostras de quartzitos do Sul de Minas culminaram em resultados satisfatórios para uso da rocha como agregado para a produção de CPRs, o que, consequentemente, contribuiria para a minimização dos impactos ambientais negativos da mineração de quartzitos.