EM - Escola de Minas
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A Escola de Minas de Ouro Preto foi fundada pelo cientista Claude Henri Gorceix e inaugurada em 12 de outubro de 1876.
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Item Utilização do pó de escória de desulfuração do reator Kambara como agente estabilizador de solo argiloso para camadas de pavimentação.(2023) Causado Mendoza, Luis Eduardo; Gomes, Guilherme José Cunha; Pires, Patrício José Moreira; Gomes, Guilherme José Cunha; Porto, Lia de Mendonça; Marques, Geraldo Luciano de Oliveira; Hilário, Ronderson QueirozO uso da escória de dessulfuração do reator Kambara (escória KR) tem atraído atenção na indústria de material rodoviário para melhorar o desempenho do projeto de estradas. No entanto, o potencial de reutilização da escória KR em pó (KRSP), coletada por coletores de poeira, como filtros de manga, ainda não foi suficientemente estudado. Este trabalho investiga a composição química, propriedades físicas e características mecânicas de solo argiloso misturado com KRSP. Para avaliar a capacidade do coproduto de estabilizar dito solo, foram realizados experimentos de laboratório com materiais brutos e solo misturado com 3% e 5% de KRSP. Os resultados revelam que a densidade específica do KRSP (2,23 g/cm3 ) é menor do que a da escória KR granulada. A análise de Fluorescência de raios-X não detectou ferro (Fe) na sua composição, e a porcentagem de óxido de cálcio (CaO) foi inferior a 40%. O Portlandita (Ca(OH)2) foi identificado como o principal mineral presente através da análise de difratometria de raios-X, e Brucita (Mg(OH)2) como o mineral menor. A adição de 3% e 5% de KRSP ao solo argiloso resultou em um aumento nos valores do Índice de Suporte Califórnia (CBR de 13% para 42% e 41%, respectivamente, em apenas 4 dias de cura. E em resistência à compressão não confinada de 1,25 MPa e 0,95 MPa os 7 dias. Limites de Atterberg, distribuição granulométrica e testes de expansão reforçaram nossos resultados, mostrando conformidade com os requisitos para materiais de sub-base de primeira classe. A descoberta demonstra que o pó de despoeiramento de dessulfuração KR tem potencial para ser utilizado como agente estabilizador ambientalmente amigável, contribuindo para a melhoria da gestão de resíduos no setor siderúrgico.Item Desempenho do resíduo de quartzito como agregado em camadas de base e revestimento de pavimentos.(2023) Mendonça, Whilison Marques; Marques, Geraldo Luciano de Oliveira; Marques, Geraldo Luciano de Oliveira; Gomes, Guilherme José Cunha; Borges, Paulo RobertoAs rodovias são responsáveis por 65% do transporte de cargas no Brasil, mas apenas 12,4% da extensão rodoviária é pavimentada. A utilização de agregados alternativos na pavimentação busca alcançar a sustentabilidade ambiental e reduzir os custos de construção e manutenção das rodovias. A extração e o beneficiamento do quartzito como rocha ornamental produz grande volume de resíduos, cuja utilização como material de pavimentação ainda é pouco explorada. Essa pesquisa investigou as propriedades geotécnicas dos resíduos dos quartzitos maciço e foliado, por meio de ensaios de laboratório e simulações numéricas, visando avaliar o seu desempenho em camadas de rodovias. Os agregados gerados dos resíduos foram avaliados por meio de ensaios tradicionais da engenharia rodoviária. As misturas granulares foram submetidas aos ensaios de compactação, índice de suporte Califórnia (CBR), módulo de resiliência e deformação permanente. As misturas asfálticas com ligante asfáltico CAP 50/70 foram dosadas pelo método Marshall, sendo avaliado a resistência à tração, módulo de resiliência, vida de fadiga e dano por umidade induzida. Simulações numéricas foram realizadas no programa MeDiNa para avaliar a performance mecanística das misturas compostas de resíduos. Os resultados mostraram que a fração fina do resíduo não é prejudicial ao pavimento e as partículas graúdas não apresentaram problemas de forma, durabilidade ou adesividade. As misturas granulares para base apresentaram valores de CBR acima de 130%, expansão máxima de 0,02%, módulo de resiliência médio de 130 MPa para a mistura granular com quartzito foliado (MGQF) e 224 MPa para a mistura granular com quartzito maciço (MGQM), e deformação permanente máxima de 1,2%. A mistura asfáltica com quartzito maciço (MAQM) apresentou teor de ligante de projeto de 5,0% e a com quartzito foliado (MAQF), 6,0%. Ambas as misturas asfálticas atenderam à especificação de resistência à tração e se enquadram na Classe 0 de Fadiga no programa MeDiNa. As simulações numéricas no programa MeDiNa mostraram que as misturas estudadas podem ser aplicadas como materiais de base e revestimento de rodovias com tráfego de até 5x106 repetições (tráfego médio pesado). Dessa forma, os resíduos de quartzito podem ser transformados em subprodutos a serem utilizados como agregados na pavimentação de rodovias.Item Utilização da escória de aciaria pura e com adição de argila como camada de base em pavimentação rodoviária.(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2010) Resende, Antonio Donizetti de; Fernandes, GilbertoUm dos principais problemas defrontados pela engenharia rodoviária atualmente, consiste na escassez de materiais naturais em condições adequadas para utilização nas obras de implantação e pavimentação. Entretanto, paradoxalmente, as siderúrgicas geram diversos resíduos, constituindo passivos ambientais que necessitam urgentemente serem mitigados. Desta forma, pode-se equacionar ambos os problemas, utilizando-se, por exemplo, à escória de aciaria na confecção da camada de base rodoviária, onde a mesma, passa de um resíduo indesejável, a um valioso coproduto. Desta maneira, através deste estudo, visando comprovar a eficácia da citada utilização da escória de aciaria, analisou-se o comportamento geotécnico do pavimento da rodovia MG-232 -trecho: Mesquita a Santana do Paraíso, integrante da malha rodoviária do Estado de Minas Gerais, com vinte quilômetros de extensão. Este trecho rodoviário é constituído por seis segmentos homogêneos, onde o pavimento é composto por revestimento em pré-misturado a frio e tratamento superficial duplo e camadas de base estabilizadas granulometricamente, em cascalho, escória de aciaria pura e com adição de argila. Desta forma, para subsidiar os estudos, foram coletadas algumas amostras da escória de aciaria diretamente da pilha de depósito na siderúrgica USIMINAS, na cidade de Ipatinga – MG. Sequencialmente, amostragens representativas dos materiais que compõem todos os referidos seis segmentos, foram extraídas de todas as camadas do pavimento e também do subleito, que analisado pelo método Miniatura Compactado Tropical, mostrou-se, laterítico argiloso – LG'. Implementou-se ainda, estudos e caracterização físico-química e mineralógica dos diversificados materiais, componentes da estrutura deste pavimento rodoviário. Por intermédio da viga Benkelman, efetivou-se em todo o trecho, levantamentos das bacias de deflexão e dos raios de curvatura. O módulo de resiliência foi definido por retroanálise e ratificado pelo laboratório, concluindo os estudos promoveu-se um dimensionamento para vida útil de dez anos. A base em escória de aciaria analisada apresentou um bom comportamento, principalmente quando comparada aos resultados exibidos pela base confeccionada em cascalho. Demonstrando assim, a eficácia da utilização da escória de aciaria LinzDonawitz nesta referida camada dos pavimentos rodoviários, tanto pura, quanto com adição de argila.Item Estudo alternativo entre energias de compactação do subleito para subsidiar projetos de pavimentação.(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2010) Zica, Elizeu da Silva; Padula, Flávio Renato de GóesAs possíveis soluções através do acréscimo de suporte do solo de fundação (subleito) auxiliam no dimensionamento das camadas do pavimento e, conseqüentemente, minimizam a utilização de materiais paraconstrução.Para contribuir de forma econômica e, especialmente, evitar intervenções ambientais em obras de pavimentação, propõe-se nessa dissertação, a adoção de uma energia de compactação denominada energia do Proctor Internormal (PIN). Esta energia equivale a 1,5 vezes a energia do Proctor Normal (PN). Não é uma energia de compactação utilizada oficialmente nos meios rodoviários brasileiros, porém apresentou bons resultados quepodem contribuir para sua utilização. O Estado de Minas Gerais é bastante extenso e possui uma diversidade grande de tipos de solos. Paraa realização deste trabalho foram estudados três trechos rodoviários em três regiões distintas, objetivando coletar amostras de solos para utilização em subleito de rodovias. Essas amostras foram submetidas a ensaios de caracterização física, compactação, CBR e expansão. Foi realizado, também, uma ampla pesquisa nos arquivos do DER-MG, buscando materiais com a mesma classificação dos solos ensaiados,de forma a confrontar possíveis estudos existentes com esta energia alternativa. Os resultados, obtidos em laboratório, mostraram que nos solos de subleito, ensaiados com a utilização do Proctor Internormal (PIN), houve acréscimo da densidade máxima, aumento nos valores de CBR e diminuição da permeabilidade do solo. Para os solos de classificação TRB A-2-4, houve acréscimo de CBR de mais de 100%, indicando que esta energia, do Proctor Internormal, é adequada para utilização. Este acréscimo na capacidadede suporte, resultou em economia no dimensionamento de todos os pavimentos projetados.Item Caracterização geotécnica de solo da região norte de Minas Gerais para aplicação em obras rodoviárias.(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2009) Medrado, Wallen Alexandre; Motta, Laura Maria Goretti daNeste trabalho serão aplicadas metodologias de classificação geotécnica tradicional e MCT e ensaios da mecânica dos pavimentos, com o objetivo de avaliar a possibilidade de utilização de um solo superficial fino da região norte de Minas Gerais em camada de base de pavimentos de rodovias de baixo volume de tráfego. A utilização de solos finos em camadas de pavimentos, em substituição aos solos granulares, justifica-se pelo aspecto econômico (redução do volume de transporte de materiais) e ambiental (redução de áreas degradadas). O trecho escolhido, para estabelecer o estudo de caso, liga a sede do município de Campo Azul à rodovia estadual MG-202 e soma 43,0 km de extensão. O projeto de engenharia para melhoramento e pavimentação do referido trecho foi contratado pelo DER/MG no âmbito do Programa de Acessibilidade aos Municípios de Baixo Índice de Desenvolvimento Humano – PROACESSO. Amostras de solo fino foram coletadas pelo autor, ao longo do traçado do referido trecho, simultaneamente à coleta realizada pela empresa contratada para os estudos de subleito do projeto. Os ensaios de Compactação Mini-MCV e Perda de Massa por Imersão foram realizados para classificar o solo e os ensaios triaxiais dinâmicos para avaliar as deformações elásticas e plásticas do material em laboratório. O solo foi enquadrado pelo sistema MCT nas classes areia não laterítica (NA) e areia não laterítica argilosa (NA’). Os ensaios de carga repetida indicam bom comportamento quanto à deformação elástica e médio quanto à deformação permanente. Um ligante hidráulico foi usado para estabilizar o solo visando estudar uma alternativa para o seu emprego. Um trecho experimental com extensão de 1,0 km foi projetado e incluído no projeto de engenharia da referida rodovia municipal. O seu acompanhamento permitirá aferir critérios e parâmetros, tal como o fator campo laboratório, adotados na metodologia de dimensionamento mecanístico-empírico aplicada nesse estudo.Item Análise de dois solos modificados com cimento para dimensionamento de pavimentos.(2011) Oliveira, Rodrigo Fidelis Viana de; Padula, Flávio Renato de GóesA execução de pavimentos necessita, cada vez mais, do aproveitamento dos materiais existentes ao longo da rodovia. Como nem sempre estes materiais disponíveis na natureza possuem propriedades técnicas que atendam às necessidades do pavimento, faz-se necessária busca de produtos ou mecanismos que melhorem essas características e que tornem a utilização do solo ou material tratado viável técnica, ambiental e economicamente, em relação a outros materiais de locais distantes, considerando também seu transporte. A utilização do cimento como aditivo para melhorar propriedades de solos vem, de longa data, sendo boa opção para a construção de pavimentos. O método de dimensionamento tradicional do CBR, utilizado no Brasil, tem grande dose de empirismo e nem sempre seleciona materiais adequados considerando o país tropical, pois se apóia em especificações em geral importadas de países temperados. Este estudo apresenta alternativas de ensaios e método de dimensionamento que avaliam melhor as características mecânicas e físicas do solo modificado por cimento a ser empregado em camadas de base ou sub-base. A escolha adequada dos materiais através de ensaios capazes de determinar aspectos mecânicos e físicos torna-se cada vez mais necessária, dada à escassez dos recursos naturais. Para o emprego do solo modificado por cimento, o método de dimensionamento tradicional tem como referência o ensaio de resistência à compressão simples para obter o coeficiente estrutural, um dos parâmetros necessários para definir espessuras. Nesta pesquisa, além deste ensaio, foram realizados os ensaios de dosagem de solo-cimento denominado método físico-químico e o método de ensaio para determinação do módulo de resiliência, utilizando equipamento triaxial de cargas repetidas. Com avaliações mecanísticas e ensaio de dosagem de cimento prático e amplo, fica mais fácil avaliar o comportamento do material para uso em camada de pavimento com teores diferenciados de cimento. Para demonstrar a versatilidade e viabilidade de um método mecanístico - empírico (ME) de dimensionamento e avaliação das características de materiais de pavimentação, foi feito um estudo de caso. Foram selecionados dois solos, laterita e saibro, ambos de jazidas localizadas próximas à cidade de Jaguaraçu no estado de Minas Gerais, próximo à rodovia BR-381. Mostrou-se que é possível grande economia, reduzindo em alguns centímetros a espessura do pavimento, quando se usam ensaios apropriados e o método ME.Item Estudo laboratorial do desempenho mecânico de misturas asfálticas com resíduos industriais de minério de ferro.(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2010) Silva, Rodolfo Gonçalves Oliveira da; Fernandes, GilbertoA geração de grandes volumes de resíduos sólidos provenientes das mineradoras e das usinas siderúrgicas tem sido fonte de preocupação em todo o Brasil, principalmente na região do chamado Quadrilátero Ferrífero, em função de questões ambientais, econômicas e até sociais. O presente trabalho teve como finalidade contribuir para uma melhor compreensão do comportamento mecânico de misturas betuminosas convencionais e modificadas e verificar a viabilidade técnica do uso de rejeito de minério de ferro e escória de aciaria em pavimentos rodoviários. O projeto de pesquisa analisou laboratorialmente aspectos físicos e de comportamento mecânico de agregados convencionais e alternativos para uso em revestimento asfáltico. As misturas betuminosas do tipo CBUQ foram dosadas segundo a metodologia Marshall, sendo adotada a mesma granulometria, Faixa C do DNIT, com a utilização de brita graduada e escória de aciaria, em diferentes proporções, como agregados graúdos e miúdos e o rejeito de minério de ferro como material de enchimento alternativo (filer). A caracterização mecânica das misturas asfálticas foi realizada por meio dos ensaios de resistência à tração estática por compressão diametral (RT), módulo de resiliência (MR), fadiga por compressão diametral a tensão controlada e deformação permanente por compressão axial (creep estático). Todas as misturas alternativas analisadas apresentaram desempenho mecânico satisfatório, comprovando a qualidade destes resíduos para uso em camadas de rolamento. Neste trabalho se constatou grande potencial de uso do rejeito de minério de ferro e da escória de aciaria como agregados alternativos para revestimentos asfálticos com ganhos de natureza ambiental quando comparados aos agregados pétreos.Item Utilização do agregado siderúrgico (escória de aciaria) em revestimento asfáltico tipo tratamento superficial.(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2011) Rocha, Fabiano Lucindo Lima da; Motta, Laura Maria Goretti daA sustentabilidade ambiental necessita de medidas preventivas ou mitigadoras dos impactos causados ao ambiente pelas atividades industriais produtivas, para preservação dos recursos minerais não renováveis. Neste sentido, esta dissertação tem por objetivo avaliar através de estudos predominantemente experimentais por ensaios de laboratório e aplicação em campo o uso da escória de aciaria produzida pela empresa Arcelor Mittal Tubarão na execução do revestimento asfáltico tipo tratamento superficial, em substituição aos agregados naturais. Com a pesquisa realizada foi possível executar trecho experimental na Estrada Municipal de Ligação entre o Bairro Cascata (Serra Sede) até Queimados, entre o km 2,1 e km 2,2, no município de Serra, Estado do Espírito Santo. A aplicação do tratamento superficial duplo foi realizada em fevereiro, a primeira avaliação ocorreu em março e atendendo solicitação da Banca Examinadora da Dissertação, a segunda avaliação ocorreu junho de 2011. Após a aplicação do tratamento superficial duplo verificou-se na primeira e segunda avaliação o bom desempenho funcional, com ausência de fissuras, trincas, desagregações, exsudação, falha de bico, do revestimento em tratamento superficial executado com agregado siderúrgico (escória de aciaria). Durante a pesquisa foi possível verificar as limitações atuais da norma técnica DNER – EM 262/94, a qual fixa condições relativas a escórias de aciaria a serem utilizadas na construção de pavimentos rodoviários. As condições gerais e específicas contidas nesta norma técnica não especificam a camada do pavimento, sugerindo tais condições para todas as camadas (regularização de subleito, sub-base, base e revestimento). Analisando os resultados foi possível concluir que o Agregado Siderúrgico (escória de aciaria) produzido pela Arcelor Mittal Tubarão pode ser a princípio utilizado para compor revestimento de tratamento superficial com boas características e economia na região da produção da escória.Item Desempenho de dois trechos de solo emulsão em vias de baixo volume de tráfego.(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2011) Moreira, Evandro Dias; Motta, Laura Maria Goretti daPara a pavimentação de ruas e vias de pequena intensidade de tráfego, como em conjuntos habitacionais, pequenas comunidades, distritos e bairros periféricos, a pavimentação tradicional pode, em muitos casos, ter um custo que a torna inviável. Em contraposição, uma pavimentação alternativa como, por exemplo, com estabilização betuminosa, permite executar pavimento de baixo custo com uma estrutura que admita ser reforçada no futuro e representa uma proposta muito interessante. O avançado estágio atual dos estudos de solos ainda disponíveis para pavimentação só foi possível devido ao apoio institucional e permanente dos Departamentos de Estradas de Rodagens dos Estados brasileiros, de Fundações e Escolas de Engenharia. Foram fundamentais os estudos de muitos colegas e professores das referidas fundações e escolas de engenharia. Neste trabalho, são focados assuntos ligados ao desenvolvimento de aplicações práticas da estabilização betuminosa de solo. O objetivo principal deste estudo é fornecer um balanço da avaliação de desempenho de dois trechos de soloemulsão, realizados pelo autor da presente pesquisa em anos passados, e utilizar esta experiência para validar alguns ensaios mais recentes de dosagem e avaliação em laboratório da mistura de solo-emulsão. Esta dissertação apresenta e agrupa informações e considerações práticas de campo e realiza as análises da estabilização betuminosa do solo de um dos locais da aplicação, utilizando ensaios próprios da Mecânica dos Pavimentos não aplicados à época da implantação dos trechos. As observações de campo e os resultados de laboratório confirmam que a técnica de solo-emulsão aplicada em espessura pequena e revestida de tratamento superficial pode ser muito adequada para ruas e estradas vicinais de baixo volume de tráfego. Um solo NA’ pela classificação MCT, estabilizado com 3% de emulsão, numa espessura de 5cm, mostrouse adequado em termos de deflexão e de avaliação funcional após vários anos da implantação.Item Dimensionamento de pavimento asfáltico : comparação do método do DNER com um método mecanístico-empírico aplicada a um trecho.(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2011) Coutinho, João Camilo Penna; Motta, Laura Maria Goretti daEsta dissertação tem como objetivo desenvolver um estudo comparativo e analítico entre o método do Departamento Nacional de Estradas de Rodagem (DNER) com uma metodologia Mecanística-Empírica. Para a realização deste estudo foi necessária uma compreensão mais detalhada do processo de construção teórico e prático destas metodologias. Foi também desenvolvido um estudo de caso em uma rodovia do Estado de Minas Gerais, em que foram realizados ensaios usuais dos materiais constituintes do pavimento para ambas as metodologias. Para o dimensionamento do pavimento na metodologia DNER foram utilizados os ábacos que lhes são característicos. Já para o dimensionamento pela metodologia mecanística-empírica foi utilizado o programa SisPav (Franco, 2007) e o programa AEMC que é uma sub-rotina do programa anterior. Concluiu-se que, apesar da metodologia do DNER ser a mais utilizada no Brasil, a metodologia mecanística-empírica apresenta uma maior capacidade de descrever o desempenho funcional e estrutural de um pavimento.