POSGEO - Mestrado (Dissertações)
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Resultados da Pesquisa
Item Avaliação da estabilização química de um rejeito de minério de ferro para aplicação em infraestrutura de pavimentos.(2020) Gentil, Gustavo Aurélio; Pereira, Eleonardo Lucas; Pitanga, Heraldo Nunes; Pereira, Eleonardo Lucas; Silva, Guilherme Jorge Brigolini; Oliveira, Tales Moreira deAs atividades de beneficiamento de minério de ferro estão associadas aos impactos ambientais, especialmente devido aos significativos volumes de rejeito gerados. Por outro lado, a pavimentação de vias demanda grandes volumes de materiais de construção que podem onerar os serviços, caso não estejam em regiões próximas à implantação das vias. Buscando uma forma de reduzir o impacto ambiental das atividades mineradoras e o custo dos serviços de pavimentação de vias, propôs-se, neste trabalho, a avaliação do uso de rejeitos de minério de ferro, produzidos na região do Quadrilátero Ferrífero, em Minas Gerais (MG), em camadas de suporte de pavimentos. Como o rejeito, aplicado de forma isolada, não apresenta capacidade de suporte necessária para esse fim, buscou-se o melhoramento de suas propriedades, através da aplicação de um estabilizante químico, o cimento tipo Portland. O rejeito foi coletado em pilhas de armazenagem de uma mineradora em Ouro Preto – MG e utilizou-se cimento Portland tipo CPII E 40 RS adicionado em teores de 2, 4, 5 e 6% em massa. O rejeito foi caracterizado quanto às suas propriedades químicas (por análises de difratometria e fluorescência por raios-X), ambientais (por ensaios de lixiviação e solubilização), físicas e mecânicas (através de ensaios de granulometria, LL, LP, massa específica, compactação, CBR, expansão e resistência à compressão simples). No material estabilizado, foram realizados os ensaios de compactação, resistência à compressão simples e durabilidade por molhagem e secagem. Os resultados obtidos foram comparados com a bibliografia encontrada sobre estabilização química de rejeitos e com normas técnicas referentes a solo-cimento. Em seguida, foi realizada a avaliação da viabilidade econômica do uso deste material. Pôde-se concluir, de forma geral, que o rejeito é classificado ambientalmente como inerte e não perigoso, é composto por óxidos de ferro e quartzo e que sua estabilização química, para fins de aplicação em camadas estruturais de pavimento, é técnica e economicamente viável, pois apresentou propriedades favoráveis do ponto de vista da engenharia a um custo menor, se comparado a materiais comumente utilizados em obras de pavimentação.Item Análise laboratorial de lodos desidratados de estações de tratamento de água da região metropolitana de Belo Horizonte – MG para uso em pavimentação.(2019) Alves, Hebert da Consolação; Marques, Geraldo Luciano de Oliveira; Marques, Geraldo Luciano de Oliveira; Fernandes, Gilberto; Marangon, MárcioCom o avanço e desenvolvimento dos grandes centros urbanos, os serviços de tratamento de água e esgoto tem sido de enorme importância para a qualidade de vida da população. Porém, são geradas grandes quantidades de resíduos nos processos de potabilização e a disposição final destes tem sido um grande problema para as empresas geradoras dos mesmos. A pesquisa teve como objetivo precípuo realizar uma análise laboratorial dos resíduos desidratados de estações de tratamento de água, também chamados de lodo de ETA, da Região Metropolitana de Belo Horizonte – RMBH, visando sua utilização em camadas de pavimentos como reforço de subleito e sub-base. O estudo realizou uma caracterização física, química, ambiental e biológica em lodos provenientes das ETAs de Bela Fama, no Rio das Velhas, município de Nova Lima-MG e da ETA Rio Manso/Paraopeba localizada no município de Brumadinho-MG, responsáveis por mais de 90% do abastecimento de água da RMBH. Além da caracterização dos lodos puros, estudou-se o comportamento mecânico dos mesmos e também quando estabilizados quimicamente com teores específicos de cal hidratada e cimento Portland. Os resultados mostraram que os lodos apresentam potencial para sua utilização na forma pura ou estabilizados quimicamente em camadas de pavimentos como reforço de subleito e subbase e também apresentam indicativos para outras aplicações da engenharia como composição cimentícia e de materiais geopoliméricos devido suas composições químicas e mineralógicas.Item Análise da aplicabilidade da classificação MCT na execução de bases rodoviárias com utilização de solos lateríticos estabilizados.(2018) Oliveira, Felício Geraldo de; Pereira, Eleonardo Lucas; Pereira, Eleonardo Lucas; Fernandes, Gilberto; Marques, Geraldo Luciano de OliveiraNo Brasil, as rodovias desempenham um importante papel para o desenvolvimento econômico e social da população. A rede rodoviária federal e as estaduais, juntas, alcançam uma extensão de 381.628,80 km e a redes municipais aproximadamente 1.339.126,9 km, segundo o Sistema Nacional de Viação, versão 2015. Desse total, grande parte ainda não está pavimentada e outras são consideradas apenas como planejadas. A grande extensão de rodovias que necessitam ser implantadas, pavimentadas ou restauradas, revela a importância de se estudar soluções que permitam a redução do custo das obras rodoviárias. Para isso é fundamental o conhecimento das propriedades dos solos lateríticos, típicos das regiões tropicais, como o Brasil e a adoção de novas técnicas mais adequadas às suas características. Normalmente a comprovação do caráter laterítico ou não laterítico dos solos é realizada através de um ensaio de análise química, a determinação da relação sílica-sesquióxidos, que consiste numa relação entre o teor de sílica e a soma dos teores dos óxidos de ferro e de alumínio, entretanto esta pesquisa visou avaliar a possibilidade de utilização da classificação MCT, para esse fim. Nesse sentido, este trabalho analisa a aplicabilidade da classificação MCT, para comprovação do caráter laterítico ou não laterítico, de dezesseis misturas de solos. As dezesseis misturas foram montadas através de combinações entre os materiais de duas jazidas de cascalho laterítico, uma jazida de latossolo vermelho amarelo, de textura média e uma jazida de latossolo vermelho, de textura argilosa, coletadas nas proximidades da rodovia BR-251/MG, na região noroeste de Minas Gerais. Posteriormente as misturas foram separadas em três grupos, de acordo com o seu enquadramento nas faixas granulométricas prescritas nas normas do DNIT,para execução de base estabilizada granulometricamente, com ou sem utilização de solos lateríticos. Os resultados da classificação MCT foram comparados com os resultados obtidos através da relação sílica-sesquióxidos e algumas amostras foram submetidas aos ensaios de difratometria de raios-X e microscopia eletrônica de varredura, para auxiliar a análise. Todas as misturas foram submetidas aos ensaios de Compactação e Índice Suporte Califórnia, para avaliação da expansão e da resistência mecânica. Os resultados mostraram que as misturas que se enquadram nas faixas A ou B, concebidas para execução de base com solos lateríticos, embora constituídas por uma fração argilosa com mais de 25% passando na peneira nº 200, apresentam valores de ISC suficientes para sua utilização em bases de pavimentos rodoviários, para Número N ≤ 5 x 106, ou para Número N > 5 x 106. As misturas que não se enquadram em nenhuma faixa granulométrica apresentam baixos valores de ISC, abaixo dos exigidos pelas normas para execução de base, e as que se enquadram na faixa D, tradicional, apresentam valores de ISC superiores a 80, suficientes para a construção de bases com Número N > 5 x 106. Finalmente, os resultados da Classificação MCT coincidem com os resultados inferidos através da determinação da relação sílica-sesquióxidos, para quinze das dezesseis misturas estudadas, mostrando a possibilidade da tecnologia MCT vir a ser utilizada como pratica rotineira.Item Análise da infraestrutura de pavimento rígido com reforço diferenciado de fibras de aço.(2017) Maciel, Priscila de Souza; Bezerra, Augusto Cesar da Silva; Bezerra, Augusto Cesar da Silva; Gouveia, Antônio Maria Claret de; Martins, Cláudio JoséAtualmente, os concretos reforçados com fibras curtas de aço são amplamente utilizados no Brasil e no mundo, em especial nas obras de pavimentos e túneis. O uso das fibras de aço em pavimentos de concreto se dá pela necessidade de melhoria da eficiência do concreto em função da sua reduzida capacidade de resistência à tração, consequência da dificuldade em interromper a propagação de fissuras. A fibra atua como ponte de transferência de tensão nos pontos de fissura do pavimento, restringindo a propagação da mesma devido à redução do efeito de concentração de tensões. Neste estudo adotou-se uma faixa com maior volume de fibras na área ínfera da estrutura. Os corpos de prova foram moldados em três modelos: (i) sem fibras, (ii) com fibras distribuídas uniformemente e (iii) com fibras concentradas na área inferior, utilizando concreto com aproximadamente 30MPa de resistência à compressão. Os agregados foram caracterizados quanto à granulometria e massa específica, e as fibras quanto à geometria, resistência à tração e microestrutura. Realizou-se a moldagem de oito corpos de prova cilíndricos (100x200mm) e dois prismáticos (150x150x500mm) para cada modelo. Os compósitos produzidos foram avaliados quanto à resistência à compressão, ao módulo de elasticidade, resistência à tração na flexão, à tenacidade e à absorção de água. A análise da infraestrutura se deu pelo coeficiente de recalque em função da resistência à tração na flexão. Os resultados demonstraram que a configuração de fibras concentradas na parte inferior das peças contribui para o desempenho do concreto.Item Caracterização da escória de ferro silício-manganês para a aplicação como agregado em pavimentação ferroviária.(2013) Oliveira, Ralph Werner Heringer; Fernandes, Gilberto; Fernandes, Gilberto; Gomes, Romero César; Palmeira, Ennio MarquesA dissertação trata de um trabalho experimental que foi conduzido em duas etapas paralelas, sendo uma de campo e uma de laboratório. No presente trabalho objetivou-se estudar a escória de ferro silício-manganês de forma simples. Em campo foi montado um simulador de resistividade elétrica para lastro ferroviário, onde foi feito a avaliação da resistividade da escória em todas as condições climáticas, alcançando uma resistividade acima da mínima especificada pela AREMA. Em laboratório foram realizados ensaios de caracterização física, mecânica, química, mineralógica, ambiental e elétrica. Sendo que a caracterização física foi dividida em duas etapas. Na primeira fase foram realizados os ensaios prescritos pela norma NBR 5564 (2011). Na segunda fase foram executados ensaios complementares com a finalidade de obter fundamentos técnicos e científicos para provar que o limite máximo de absorção e porosidade estabelecido pela norma, em se tratando da escória de ferro silício-manganês, pode ser maior. Por este motivo foi identificado à morfologia, organização, distribuição dos poros da escória obtendo assim um conhecimento maior do material para correlacionar a sua resistência com a porosidade e absorção. Para a realização desta nova campanha de ensaios foram selecionadas aleatoriamente amostras da escória de ferro silíciomanganês, que foram submetidas a uma análise microscópica dos poros e aos ensaios massa específica aparente, porosidade aparente, absorção de água, carga pontual, com os valores de todos os ensaios realizados com a mesma amostra foi gerado uma análise computacional e modelagem matemática de regressão polinomial e exponencial, que demostrou que os valores dos ensaios de absorção de água e porosidade podem ser maiores que o limite máximo preconizados pela norma. Comprovando que os valores da norma NBR 5564 (2011), especificado para materiais rochosos não se aplicam à escória de ferro silício-manganês. A escória de ferro silício-manganês apresentou valores superiores aos limites mínimos prescritos pelas normas técnicas nacionais e internacionais, demostrando que a mesma é um ótimo substituto dos materiais rochosos utilizados para lastro ferroviário.