Estabilização de solos tropicais com resíduos da construção civil e escória de aciaria para uso em pavimentação
Authors:   , Galindo José Roberto Fernandes 
Published: June 2023

Globalmente, o crescente consumo de matérias-primas naturais e o gradual aumento na geração de resíduos sólidos demandam a criação de alternativas de reciclagem. Entre os muitos estudos de reuso de materiais para a construção de pavimentos, o reaproveitamento de agregados reciclados de resíduos sólidos da construção civil (RCCr) e de finos de escória oxidante de aciaria elétrica (FEAE) tem ganho especial destaque, tendo em vista suas vantagens econômicas, sociais, ambientais ou tecnológicas. Com o propósito de contribuir no reaproveitamento destes resíduos, nesta pesquisa, investigou-se a metodologia de Planejamento de Experimentos (DOE) na determinação dos teores ideais de RCCr e FEAE para estabilização de dois distintos solos tropicais, visando à utilização em camadas estruturais de pavimentos. O efeito das variáveis independentes (teor de solo, teor de RCCr e teor de FEAE) nas propriedades de resistência à compressão simples (RCS) e CBR (California Bearing Ratio) foi investigado por análise de equações de regressão e Metodologia de Superfícies de Resposta. Além disso, os materiais e produtos gerados foram investigados por técnicas de fluorescência de raios-X (FRX), difração de raios-X (DRX), microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os solos e misturas otimizadas foram avaliados quanto a RCS, CBR, módulo de resiliência (MR) e deformação permanente (DP) nas energias do Proctor normal e intermediária nos tempos de cura 0, 7 e 28 dias. Os resultados obtidos mostraram que: (i) a utilização do DOE associado com Metodologia de Superfícies de Resposta e função Desejabilidade permitiu a obtenção de proporções satisfatórias entre os componentes solo e resíduos. Para os modelos de regressão ajustados, as melhores composições, em massa seca dos materiais, foram: 80% de solo, 0% de RCCr e 20% de FEAE, para o solo arenoso, e 18% de solo, 62% RCCr e 20% de FEAE, para o solo argiloso; (ii) a adição dos resíduos aos solos proporcionaram aumento no peso específico aparente seco máximo, redução na umidade ótima, redução da expansibilidade e maior trabalhabilidade; (iii) os RCCr e FEAE proporcionaram ganhos de resistência mecânica aos solos, com incrementos significativos nos valores de RCS e índice CBR. Essas melhorias das características mecânicas observadas estão correlacionadas com o aumento da rigidez das misturas otimizadas após o processo de cura selada. Como destaque, temos as melhorias no índice CBR do solo arenoso de 17% para 101%, na energia Proctor normal, e de 17% para 202%, na energia Proctor intermediária, e do solo argiloso de 7% para 120%, na energia Proctor normal, e de 10% para 212%, na energia Proctor intermediária; (iv) as misturas solo-resíduos apresentaram aumentos expressivos nos valores de MR comparativamente aos solos na condição natural. A incorporação dos resíduos aos solos arenoso e argiloso proporcionaram incrementos nos valores de MR da ordem de 85% e 120%, para compactação na energia Proctor normal, e 87% e 111%, para compactação na energia Proctor intermediária, respectivamente; (v) a adição dos resíduos aos solos conferiu às misturas bom desempenho em relação à DP, apresentando baixas deformações aos 7 dias de cura e atingindo o shakedown em todos os estados de tensões analisados; (vi) os ensaios de DRX e MEV permitiram identificar a formação de produtos cimentícios típicos de reações pozolânicas, como hidróxido de cálcio (CH), silicato de cálcio hidratado (CSH), aluminato de cálcio hidratado (CAH) e sílico- aluminato de cálcio hidratado (CASH). Esses compostos foram formados devido às reações de hidratação do óxido de cálcio presente no FEAE e à sílica e à alumina presentes nos solos e RCCr. Os resultados do estudo permitiram determinar misturas solo-resíduos que atendem aos critérios do DNIT concernentes a parâmetros CBR exigíveis para execução de camadas de base, sub-base e reforço de subleito de pavimentos rodoviários. Palavras-chave: Aproveitamento de resíduos. Resíduos sólidos da construção civil. Escória de aciaria. Estabilização de solos. Pavimentação.