Os microrrevestimentos são feitos com emulsão asfáltica modificada por polímero com propriedades específicas para mistura a frio e ruptura rápida controlada.
A presente pesquisa descrita neste artigo trata da incorporação de resíduo proveniente do beneficiamento do minério de ferro para ser utilizado como agregado em microrrevestimento asfáltico a frio (MRAF). Por meio de análises dos resultados obtidos em ensaios laboratoriais e avaliações do comportamento deste material, buscou-se a dosagem ideal para utilização em microrrevestimento.
1 • INTRODUÇÃO
O resíduo do beneficiamento do minério de ferro, analisado neste estudo, tem em sua composição, minerais como o quartzo e hematita (88,68 % e 46 %, respectivamente) e, segundo a norma brasileira NBR 10.004/2004, é classificado como não inerte de classe IIA (não perigoso). Como a execução de projetos rodoviários em pavimentação asfáltica demanda grandes quantidades de materiais, é importante do ponto de vista ambiental a busca por materiais alternativos para o uso em misturas asfálticas, agregando ao pavimento qualidades mecânicas e ambientais.
Os ensaios laboratoriais realizados para caracterização deste projeto de MRAF estão de acordo com métodos especificados pelas normas da ABNT e da ISSA para misturas de microrrevestimento. Para analisar o comportamento da adição do resíduo de minério de ferro em misturas de microrrevestimento, foram feitos os ensaios de WTAT (Wet Track Abrasion Test) e o LWT (Loaded Whee Test). Os resultados desta pesquisa indicaram que o resíduo tem grande influência nos resultados de WTAT e LWT, quando são comparados às misturas com adição de resíduo de minério de ferro com agregados convencionais.
Atualmente, vive-se em uma sociedade que estimula o consumo em grande escala e, para suprir suas necessidades, é necessário cada vez mais explorar novas jazidas de matéria-prima. O Brasil possui uma das maiores reservas mundiais de minério de ferro e a sua exploração implica em impactos ambientais dada a geração de grande volume de rejeitos. O aproveitamento destes resíduos na construção civil pode agregar valor a este subproduto e minimizar as consequências ambientais.
O microrrevestimento foi desenvolvido como uma delgada capa para ser usada sobre a superfície do pavimento, com intuito de evitar fissuras em vias de baixo, médio e alto tráfego. As misturas de microrrevestimento são feitas com agregados naturais e emulsões asfálticas de ruptura controlada. O processo de lavra e beneficiamento de minério de ferro gera a razão média de 2/1 entre o produto final e a geração de resíduos (ABRAO, 1987), gerando grandes volumes dispostos em barragem e pátios de bota-fora.
Segundo Coelho (2008), os descartes finais dos resíduos de minério de ferro ou de subprodutos da mineração deixaram de ser uma opção para redução de custos, mas uma necessidade, de forma a eliminar ou minimizar problemas ambientais. Com a redução da exploração de novas jazidas naturais, devido às novas exigências e limitações impostas pelos órgãos governamentais na execução de obras de engenharia, ganha importância o estudo da utilização destes materiais.
Resíduos de minério de ferro constituem agregados potencialmente interessantes como materiais de construção, desde que atendidas as premissas de melhoria de suas propriedades geotécnicas. Conforme Aparecida (2014), os rejeitos de minério de ferro apresentam granulometrias muito finas, o que dificulta sua caracterização pelos métodos convencionais. Uma alternativa viável para a caracterização e reutilização destes resíduos seria o desenvolvimento de técnicas específicas para o reprocessamento, onde se permita a captura das partículas finas ou ultrafinas.
Estudos realizados em países como Alemanha e Canadá sobre o uso destes resíduos em misturas asfálticas do tipo microrrevestimento a frio deram bons resultados, sendo cada vez mais utilizados na manutenção de vias pavimentadas. Ocorre que no Brasil ainda não se tem o uso deste tipo de resíduo aplicado como agregado alternativo em misturas de microrrevestimento a frio.
Assim, este trabalho tem como objetivo a análise do resíduo de minério de ferro como agregado para pavimentação asfáltica, testando e comparando sua aplicação em diferentes teores de adições em conjunto com agregado convencional de granito, em misturas de microrrevestimento a frio.
2 • RESÍDUO DE MINÉRIO DE FERRO
Para a presente pesquisa, foram utilizados dois tipos de agregados minerais: resíduo do beneficiamento do minério de ferro e agregado convencional (granito). O resíduo do minério de ferro é produto da redução do ferro na mina de exploração da Mineradora Samarco S.A. proveniente da mina Alegria localizada em Mariana/MG.
Após a mineração, o material passa por processos de beneficiamento que incluem etapas de britagem, peneiração e flotação. Nesta fase o resíduo de ferro, que passa a ser tratado como passivo ambiental em pilhas e barragens. O município de Mariana é a região mineradora mais importante do país, extraindo mais de 160 milhões de toneladas/ano de minério de ferro, sendo responsável por aproximadamente 53% da produção brasileira de minerais metálicos e 29% de minérios em geral.
A caracterização física, química e mecânica do agregado é importante do ponto de vista técnico por ser um material alternativo. Como em todos os materiais, a composição química determina o comportamento e a reação do material quando em contato com outros agregados e agentes do meio ambiente. Segundo a norma da ABNT NBR 10004 (2004), os resíduos podem ser classificados em três classes: Classe I (perigosos), Classe II (não inertes) e Classe III (inertes). De acordo com esta classificação, as análises de resíduo de ferro apresentam em sua composição teores relevantes de metais tóxico-perigosos, como Silício (Si), Alumínio (Al) e Carbonato de cálcio (CaCO3), o que levou à classificação tipo Classe II – não perigoso não inerte -, pois apresentaram valores menores estabelecidos em norma.
3 • OBJETIVOS
O principal objetivo deste estudo é determinar e examinar a viabilidade do uso do resíduo de minério de ferro, resultante do beneficiamento do minério, em misturas asfálticas do tipo microrrevestimento. Com intuito de adicionar em diferentes proporções, as propriedades mecânicas das misturas foram determinadas e comparadas com uma mistura piloto de agregados naturais.
Como outro objetivo deste estudo, buscou-se estabelecer os limites para as quantidades para uso do resíduo de minério de ferro em misturas de microrrevestimento, tendo como referência as normas brasileiras (DNIT 035/2005ES e ABNT NBR 14948) e a norma da International Slurry Surfacing Association (ISSA).
4 • PROGRAMA EXPERIMENTAL
Para a realização dos procedimentos, as recomendações e guias de dosagem seguiram as prescrições descritas pela International Slurry Surfacing Association (ISSA), pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) e pelo Departamento Nacional de Infraestrutura de Transporte (DNIT). As especificações (DNIT 035/2005, NBR 14948) são amplamente utilizadas para misturas de microrrevestimento.
Para a mistura, primeiramente verificou-se a graduação dos agregados através do enquadramento granulométrico levando-se em consideração o maior reaproveitamento do resíduo. Para tanto, determinou-se a percentagem em peso seco do agregado para o teor de emulsão asfáltica e o conteúdo de água.
Para os ensaios de compatibilidade das misturas verificadas em corpos de prova com adição do resíduo de ferro, realizaram-se várias tentativas a fim de verificar e estabelecer os valores padrão para efeitos de comparação da mistura piloto com as demais misturas com resíduo de minério de ferro. Foram realizados vários testes a fim de se obter uma mistura mais homogênea entre corpos de prova de misturas de microrrevestimento, sendo utilizadas duas amostras para obter o resultado médio.
As misturas foram preparadas no laboratório de materiais de Ligantes do Instituto Militar de Engenharia IME e realizaram- -se quatro traços, resultando em 16 corpos de prova para os ensaios de desgaste WTAT e em outros 16 para o ensaio de exsudação LWT, somando um total 32 corpos de prova para cada traço com diferente proporção de resíduo de ferro em substituição de agregado natural (0%, 10%, 15% e 20%).analise da viabilidade tecnica da utilizaçao do residuo do minerio de ferro em microrevestimento asfaltico
O passo seguinte consistiu na realização dos ensaios de desgaste de perda por abrasão úmida WTAT (NBR14746) e determinação da adesão de areia em microrrevestimentos a frio por meio da máquina LWT (NBR 14841) dos corpos de prova. A compatibilidade dos materiais foi realizada pelo ensaio de adesividade SWT e o ensaio de coesão úmida, pelo MCT, conforme
as normas citadas, que classificam o comportamento do resíduo em misturas de microrrevestimento.
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Este estudo faz parte da publicação da Revista Pavimentação nº 40
Autor: Freddy Richard Apaza
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