Avaliação do potencial de aproveitamento geotécnico da lama de beneficiamento de rochas ornamentais em camadas estruturais de pavimentos

Abstract

Esta pesquisa teve como objetivo principal analisar o comportamento geotécnico da Lama de Beneficiamento de Rochas Ornamentais (LBRO) de origem granítica aplicada ao solo, avaliando-se o potencial de aproveitamento técnico desse resíduo na composição de camadas estruturais de pavimentos asfálticos, através da influência da percentagem, em massa, do resíduo nas amostras e o efeito do tempo de cura em determinadas propriedades de engenharia. Para isso, foram estudados solos com características consideravelmente opostas, sendo um arenoso e outro argiloso. Dessa forma, foram realizados ensaios de caracterização geotécnica dos materiais, ensaios químicos, mineralógicos, morfológicos, ensaios de compactação e ensaios mecânicos. O Solo BR-120, argiloso, apresentou a maior massa específica das amostras estudadas, enquanto o Solo VILA, arenoso, a menor. O resíduo apresentou massa específica intermediária e as massas específicas das misturas se aproximam de uma ponderação das massas específicas dos solos de origem e da LBRO. A incorporação da LBRO nos solos implicou em queda nos índices de plasticidade, além de fazer com que as misturas de solo arenoso apresentassem granulometrias mais finas e as misturas de solo argiloso, frações granulares, segundo as percentagens de resíduo. As análises químicas e mineralógicas apresentaram, para o Solo BR-120, quartzo, caulinita e ilita. No solo VILA, destacou-se a presença de quartzo, bementita, muscovita e portlandita, enquanto na LBRO, notou-se a presença de quartzo e calcita. Na mistura 25% Solo BR + 75% LBRO, observou-se o consumo de caulinita, e na mistura 25% Solo VILA+ 75% LBRO, o mineral etringita destacou-se. Nos ensaios de Resistência à Compressão Simples (RCS) e Resistência à Tração por Compressão Diametral (RTCD) não foram verificados incrementos de resistência em relação aos solos puros apenas na amostra de 75% Solo BR-120 + 25% LBRO. No ensaio CBR, a amostra 50% Solo BR-120 + 50% LBRO foi a única, dentre as compostas por Solo BR-120, a apresentar aumento do índice CBR, enquanto todas as amostras de mistura do Solo VILA apresentaram desempenhos superiores ao do solo puro. Todas as misturas e solos puros apresentaram Expansão inferior a 1%, sendo viáveis apenas em camadas de reforço de subleito, enquanto a amostra de LBRO alcançou uma expansão superior a 3%, inviável em quaisquer camadas. Os ensaios de Módulo de Resiliência apresentaram resultados ligeiramente inferiores para as misturas com 75% de LBRO, em relação aos solos, os quais podem ser considerados semelhantes, tendo em vista o benefício ambiental da substituição parcial do solo por um resíduo. Dessa forma, considera-se viável a substituição parcial do resíduo do beneficiamento de rochas ornamentais, aplicando-o à camada de reforço de subleito. Palavras-chave: Lama de Beneficiamento de Rochas Ornamentais (LBRO). Aproveitamento de resíduos. Pavimento asfáltico. Propriedades mecânicas. Construção Civil sustentável.The main objective of this research was to analyze the geotechnical behavior of Sludge from Ornamental Stones Processing (SOSP) of granite origin applied to pure soil, evaluating the potential for technical utilization of this waste in the composition of structural layers of asphaltic pavements, through the influence of the percentage, by mass, of the waste in the samples and the effect of curing time on certain engineering properties. For this, soils with considerably opposite characteristics were studied: a sandy and a clayey. Thus, geotechnical characterization tests of the materials, chemical, mineralogical, morphological, compaction and mechanical tests were performed. The BR-120 soil, clayey, had the highest specific weight of the samples studied, while the VILA soil, sandy, had the lowest. The waste presented intermediate specific weight and the specific weights of the mixtures approximate a weighting of the specific weights of the original soils and the SOSP. The incorporation of SOSP into the soils implied a decrease in plasticity indexes. In addition, increasing the percentage of residue caused the sandy soil mixtures to have finer particle sizes and the clay soil mixtures to have granular fractions. The mineralogical analyses showed, for the BR-120 soil, quartz, kaolinite and illite. In the VILA soil, the presence of quartz, bementite, muscovite and portlandite stood out, while in the SOSP, the presence of quartz and calcite was noted. In the mixture 25% BR Soil + 75% SOSP, the consumption of kaolinite was observed, and in the mixture 25% VILA Soil + 75% SOSP, the ettringite mineral stood out. The pure soils showed acidic pH, while all samples with the presence of SOSP showed alkaline pH. In the compaction tests, the BR-120 soil mixtures showed higher moisture content and lower maximum dry unit weight, according to the increasing percentage of waste, while in the VILA soil mixtures, increasing percentages of SOSP showed the opposite. In the RCS and RTCD tests, there were no strength increments compared to the pure soils only in the 75% BR-120 Soil + 25% SOSP sample. In the CBR test, the sample 50% BR-120 Soil + 50% SOSP was the only one, among those composed of BR- 120 Soil, to show an increase in the CBR index, while all the VILA Soil mixture samples showed better performances than the pure soil. All mixtures and pure soils showed an expansion lower than 1%, being viable only in subgrade layers reinforcement, while the SOSP sample reached an expansion higher than 3%, unfeasible in any layers. The Resilient Modulus tests showed slightly lower results for the mixtures with 75% SOSP, compared to the soils, which can be considered similar, in view of the environmental benefit of the partial replacement of soil by waste. Thus, the partial replacement of the sludge from ornamental stones processing, applying it to the subgrade layer reinforcement, is considered feasible. Keywords: Sludge from Ornamental Stones Processing (SOSP). Residue utilization. Asphalt Pavement. Mechanical properties. Sustainable Civil Construction.