Cinzas de alto cálcio e carbono para reforço de corpo de barragem.

Abstract

Os rejeitos da mineração de ferro são dispostos em estruturas de pilhas ou em reservatórios formados por barragens, as quais têm sido construídas com elevações cada vez maiores, por meio de métodos empíricos e analíticos. Normalmente, apresentam deficiências nos aspectos construtivos e de segurança. A ruptura das barragens pode gerar prejuízos: ambientais reputacionais; financeiros; sociais e até ferir os direitos humanos, podendo inclusive causar fatalidade de pessoas. Para contornar estes problemas, vários grupos de pesquisas têm se dedicado ao estudo de novas formulações em que são empregados resíduos que minimizam as anomalias que levam a falha da estrutura. Esta tese tem como premissa, empregar a Cinza de Alto Teor de Cálcio (CAC) no solo, a fim de reduzir a ocorrências patológicas e elevar a resistência mecânica. Para tanto, foram dosadas substituições de CAC por solo nos percentuais de 0; 2,5; 5 e 10 % (m/m). Os compósitos produzidos foram caracterizados por MEV, DRX, compactação, CBR, permeabilidade dos solos (carga variável) e outras técnicas. Os resultados de caracterização físico-química da CAC demostraram que as reações de hidratação na presença cálcio, presentes na cinza, ativaram a produção de Portlandita. Por meio da fluorescência de raio X, notou-se que os elementos químicos presentes no solo (coletado no QF) e na CAC, com maiores percentis, compõem a mesma formulação do cimento tradicional. Devido as reações entre os argilominerais presente no solo e o elevado teor de cálcio da CAC, comumente encontrado na forma de óxido e hidróxido de cálcio, foram gerados os ferroaluminatos, silicatos e aluminatos de cálcio hidratados que são componentes semelhas ao encontrados no cimento. Além do mais, o cálcio reagiu com CO2 da atmosfera, formando carbonato de cálcio, evidenciado pela técnica da Termogravimetria da Derivada. Por meio do ensaio de compactação observou-se um ganho de massa específica seca com o aumento da proporção de CAC no solo. Por sua vez, o CBR proporcionou um ganho de aproximadamente 10% de resistência em relação ao solo sem CAC. Ressalta-se que a permeabilidade não foi alterada, revelando uma boa organização das partículas sólidas nos compósitos compactados. Desta forma, pode-se concluir que a substituição de 10% (m/m) de solo por CAC, aumentou a resistência do compósito devido a atividades de endurecimento similares à cal e ao cimento Portland. Desta forma a utilização de cinza com solo indica ser uma técnica promissora para ganho de resistência de solos com finalidade de uso geotécnico.