PAINEL MATERIAIS ALTERNATIVOS PARA PAVIMENTAÇÃO URBANA

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1 PAINEL MATERIAIS ALTERNATIVOS PARA PAVIMENTAÇÃO URBANA Uma Alternativa Viável para Utilização de Resíduos de Produção e Beneficiamento de Ardósia em Misturas Asfálticas Tipo Pré-Misturado a Frio Autor: Antonio Carlos Rodrigues Guimarães, Prof. D.Sc Instituto Militar de Engenharia (IME) Rio de Janeiro/RJ

2 Considerações Resíduos de Ardósia => Problema ambiental local Curso IME/ABPv => Contatos iniciais Projeto IME/Petrobras Rede Temática de Asfalto => Misturas Asfálticas Contendo Agregados Alternativos Dissertação de Mestrado de Wallace Rodrigues (FGV) Instituições Envolvidas: IME, Cenpes/Petrobras, Prefeitura de Fortuna de Minas/MG, Coppe/UFRJ

3 Introdução Resíduos como fonte de matéria-prima alternativa. Possibilidade de agregar valor aos resíduos industriais. Sustentabilidade. Obras de pavimentação asfáltica.

4 Caracterização do Problema Com o crescimento do Brasil espera-se um aumento da produção de resíduos industriais gerando um significativo PASSIVO AMBIENTAL que precisa ser resolvido. Por outro lado, a demanda por agregados na construção civil gerado pelo crescimento econômico é muito expressiva, a construção de estradas é responsável por 1/3 desta demanda. Assim, torna-se especialmente interessante o desenvolvimento de pesquisas que atendam aos aspectos supracitados.

5 Ardósia São rochas provenientes do metamorfismo de grau incipiente de rocha sedimentar argilosa (IBGE, 1999), que desenvolvem planos preferenciais de partição, denominada clivagem ardosiana.

6 Província da Ardósia em Minas Gerais Mapa de província da ardósia Fonte: Google Earth

7 Produção da Ardósia Brasileira 35,6% Mercado Interno 64,4% Mercado Externo Total: 500 mil Toneladas/ano Fonte: FEINAR 2008 Lavra de Ardósia em Papagaios/MG

8 O Problema Ambiental

9 O Problema Ambiental Aterro Municipal Aterro Legalizado

10 Responsabilidade pelos Resíduos Lei 3.007: Compete ao gerador responsabilidade pelos resíduos Lei Federal nº Lei de Crimes Ambientais : Estabelecendo penalidades contra as pessoas físicas e jurídicas que cometerem violações ambientais. TIPOS Domiciliar Comercial Público Indústria Serviços de Saúde Portos, Aeroporto e Terminais Ferroviários Agrícola Entulho RESPONSÁVEL Prefeitura Prefeitura Prefeitura Gerador do resíduo Gerador do resíduo Gerador do resíduo Gerador do resíduo Gerador do resíduo Fonte:

11 Referências Para SHERWOOD (2001), os resíduos de ardósia, quando beneficiados, podem ser utilizados como brita. Pode ser utilizado como material granular e de nivelamento. Não tem restrição à descamação. No Reino Unido é utilizado 5% da produção de resíduo, toneladas com material de sub-base

12 Materiais Utilizados Caracterização do Ligante RL-1C Brita 0 de Resíduo de Ardósia, mineradora MICAPEL SLATE,Papagaios/MG. Ensaio Valor Unidade Norma Viscosidade Saybolt-Furol 23,4 segundos NBR Resíduo por Evaporação 78 % NBR 14376

13 Traços Elaborados Trabalho de Laboratório: Laboratório de asfalto do IME Traços de PMF (Pré misturado a frio) Ardósia: 1º Traço (95% de Brita 0 / 2,5% de Pó / 2,5 % de Areia) Ardósia: 2º Traço (80% de Brita 0 / 20% de Pó / 0 % de Areia) Calcário: 3º Traço (70% de Brita 0 / 25% de Pó / 5 % de Areia) Calcário: 4º Traço (70% de Brita 0 / 30% de Pó/ 0 % de Areia) Usual de Calcário da região: 5º Traço (50% de Brita 0 / 25% de Pó / 25 % de Areia)

14 Resultados Obtidos Caracterização do Agregado Resultados de laboratório Ensaio Ardósia Calcário Norma Abrasão Los Angeles 22% 26% DNER-ME035/98 Absorção 1,41% 2,08% DNER 081/98 Não Adesividade Satísfatório satisfatório DNER-ME 078/94 Índice de Forma 0,28 0,47 DNER-ME 086/94 Menor que Menor que Sanidade 1% 1% DNER-ME 089/94

15 Passante (%) Granulometria Enquadramento Granulométrico do resíduo de ardósia na faixa C DNER-ES 317/97. COMPARATIVO ENTRE OS LIMITES ADOTADOS E A CURVA DO AGREGADO DE RESÍDUO DE ARDÓSIA - FAIXA C DNER 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 Curva do Agregado de resíduo de Ardósia Limite Inferior Limite Superior FAIXA C (MÉDIA) 0,0 0,010 0,100 1,000 10, ,000 Peneiras (mm)

16 Resultados Obtidos Traço 1 Volumetria e Comportamento Mecânico C.P Traço 95%/2,5%/2,5% 1200 g Emulsão 4,50% 5,50% 6,50% Densidade 2,33 2,41 2,43 Vv% 12,73% 10,74% 8,88% VcB% 9,90% 10,34% 12,32% VAM% 22,63% 21,08% 21,20% RBV% 43,75% 49,05% 58,11% Corpo de prova com agregado de ardósia no Laboratório do IME. Os ensaios de MR e RT foram realizados no IME e na Coppe Est.corrigida 578 Kgf 578 Kgf 578 Kgf Fluência (0,01) MR 1363,5 MPa 750 MPa 865 MPa RT 0,18 MPa 0,12 MPa 0,19 MPa MR/RT ,63

17 Resultados Obtidos Traço 2 Volumetria e Comportamento Mecânico Traço 2: Corpo de prova de dosagem de PMF com agregado de Ardósia. C.P Ardósia Traço 80%/20%/ 1200 g Emulsão 4,50% 5,50% 6,50% 7,50% 8,50% Corpo de prova com agregado de ardósia. Densidade / 2,36 2,38 2,29 2,30 Vv% / 12,59% 10,99% 11,58% 9,58% VcB% / 12,98% 15,45% 13,26% 15,07% VAM% / 25,57% 26,44% 24,84% 24,65% RBV% / 50,76% 58,44% 53,4% 61,14% Est. encontrada / 592 Kgf 590 Kgf 607 Kgf 616,4 Kgf Fluência (0,01 ) / MR / 1434,5 MPa 1534 MPa 1252 MPa 1343 MPa RT / 0,26 0,27 0,29 0,39 MR/RT / 5517, , , ,59

18 Resultados Obtidos Traço 3 Volumetria e Comportamento Mecânico Calcário Traço 70%/25%/5% C.P 1200 g Emulsão 8,30% 9,30% 10,30% Densidade 2,20 2,24 2,23 Corpos-de-prova de Calcário Vv% 9,67% 7,45% 6,12% VcB% 14,20% 16,21% 17,87% VAM% 23,87% 23,65% 23,99% RBV% 59,49% 68,54% 74,5% Est.corrigida 620 Kgf 623 Kgf 619 Kgf Fluência (0,01) MR RT 742,5MPa 1168 MPa 1752 MPa 0,27 MPa 0,39 MPa 0,45 MPa MR/RT , ,33

19 Comparativo Entre os Traços Volumetria e Comportamento Mecânico Análise dos traços COMPARAÇÃO ENTRE OS TRAÇOS Calcário C.P 1200g usual* Calcário** Ardósia*** Emulsão 13,00% 9,30% 8,50% Densidade 2,23 2,24 2,30 Vv% 3,62% 7,45% 9,58% VcB% 28,82% 16,21% 15,07% VAM% 32,44% 23,65% 24,65% RBV% 88,8% 68,54% 61,14% Est.corrigida 628 Kgf 623 Kgf 616,4 Kgf Fluência(0,01 ) MR 1263,5 MPa 1168 MPa 1343MPa RT 0,33 MPa 0,39 MPa 0,39 MPa MR/RT 3828,8 2994,9 3443,6 Norma DER/PR ES-P 23/ 05 Características PMFD Porcentagem de vazios < 10 Estabilidade, mínima, com 75 golpes, em Kgf 350 Fluência (0,01") 8-18 * Traço 50%/25%/25% ** Traço 70%/25%/5% *** Traço 80%/20%

20 Número de aplicações, N Ensaio de vida de fadiga Vida de Fadiga , Diferença de tensões, Ds (MPa) Pré-misturado com Ardósia Cap 50/60 Fx C 7,2% Pinto (1991) AM SBS 4% Morilha (2004) AM SBS 5,5% Morilha (2004) Corpos-de-prova do traço 2 de ardósia com 8,5% de emulsão

21 Análise de custo Análise de Custo Tabela de Custo Materiais R$ Medidas Brita 0 de calcário 16,00 M 3 Pó de Calcário 4,00 M 3 Brita 0 de Ardósia 8,00 M 3 Pó de Ardósia 8,00 M 3 Areia 160,00 M 3 Emulsão 160, L Fonte: Prefeitura de Fortuna de Minas / MG ANÁLISE EM RELAÇÃO AO TRAÇO USUAL PARA 1M 3 Análise de custo R$ Economia Custo do traço usual de 50%/25%/25% 204,25 Custo do traço de ardósia 80%/20% 137,90 32,48%

22 Trabalhos de Campo

23 Trabalhos de Campo

24 Trabalhos de Campo

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26 Conclusões/Pesquisas Futuras Caracterização física e mecânica do agregado de ardósia é satisfatória, exceto pela forma; Misturas asfáltica tipo PMF contendo ardósia com volumetria e comportamento mecânico similar à usualmente empregada; Após cerca de dois anos os trechos executados estão em boas condições (análise visual); Pesquisas futuras com bases e concreto asfáltico contendo ardósia.