Metodologia de dosagem racional do concreto compactado com rolo (CCR) usando cinza volante de carvão e cal hidratada em substituição ao cimento portland

Abstract

No Brasil, a malha rodoviária pavimentada, em sua grande maioria, é de revestimentos de misturas asfálticas. Com o crescimento do carregamento imposto pelo tráfego às rodovias, a vida útil destes revestimentos tendem a reduzir com o aparecimento excessivo de trincas e afundamento da estrutura. Uma das formas de combater o aparecimento destas patologias, causadas por fatores externos, seria a execução de camadas cimentadas subjacentes aos revestimentos asfálticos. Paralelamente, é observada uma crescente preocupação com o meio ambiente, na questão dos rejeitos originários de processos industriais, seja no seu descarte e seu uso e as explorações de materiais naturais para aplicação na construção civil. Atualmente, há um esforço, cada vez maior, das universidades e intituições de pesquisa para que novas tecnologias e materiais utilizados se aproveitem dos rejeitos gerados pelos processos industriais.A região sul, mais particularmente, no Estado do Rio Grande do Sul, estão localizados, aproximadamente, 92% das jazidas de carvão mineral conhecidas no Brasil, de baixo poder calorífico, como consequência, foram implantadas termelétricas à carvão para geração de energia e neste processo, são gerados resíduos da queima do carvão: cinzas volante (fly ash) e de fundo (bottom ash). Neste trabalho foram estudados os resíduos gerados da Termelétrica Presidente Médici, Fase B, pertencente a Companhia de Geração Térmica de Energia Elétrica (CGTEE), localizada no município de Candiota-RS para aplicação em pavimento, mais particularmente no Concreto Compactado com Rolo (CCR). A principal finalidade foi substituir o cimento Portland por cinza volante adicionada de cal hidratada e através de uma metodologia racional, que é a relação da porosidade (n) e o teor volumétrica da cal, verificar sua influência nas propriedades mecânicas do CCR (compressões simples e diametral, resistência à tração na flexão, bem como os módulo de elasticidade estático e dinâmico), variando a energia de compactação e os teores de cal(5%, 10%, 15% e 20%). Os resultados mostram que para todas as propriedades mecânicas esta metodologia racional obteve os mesmos valores de expoentes internos e externos dentro de seu modelo matemático de previsão destas propriedade mecânicas e uma boa relação entre os modelos matemáticos da compressão simples e compressão diametral e resistência à tração na flexão, bem como uma boa relação entre os modelos matemáticos do módulos de elasticidade estático e dinâmico.

In Brazil the paved road network, for the most part, is made of asphalt mixtures. With the growth of the load imposed by the traffic to the highways, the useful life of these asphaltic coating tend to reduce with the excessive appearance of cracks and sinking of the structure. One of the ways to combat the appearance of these pathologies, caused by external factors, would be the execution of cemented layers underlying the asphaltic coatings. At the same time, there is a growing concern with the environment in the issue of waste originating from industrial processes, either in their disposal and their use and the exploration of natural materials for application in civil construction. Currently, there is a growing effort by universities and research institutions to make use of the new technologies and use inorganic wastes from industrial processes that contributing to the sustainability, which includes: the economic, social and environmental aspects. The southern region, more particularly, in the state of Rio Grande do Sul, is located approximately 92% of the coal deposits known in Brazil, of low calorific value, as a consequence, coal-fired thermoelectric plants have been implemented for power generation and in this process, wastes are generated, such as coal fly ash and coal bottom ash. This aim of this thesis is to study the use of this waste generated by the Presidente Médici Thermoelectric Plant, Phase B, which is part of the Thermal Power Generation Company (CGTEE), located in the city of Candiota-RS for application in pavement, more particularly in Roller-Compacted Concrete (RCC). The main purpose was to replace the Portland cement with fly ash added with hydrated lime and through a rational methodology, which is the relation of the porosity (n) and the volumetric content of the lime (Lv), to verify its influence on the mechanical properties of the CCR (compressive strength, splitting tensile strength, flexural strength and static and dynamic modulus of elasticity), varying the compaction energy and lime contents (5%, 10%, 15% and 20%). The results show that for all the mechanical properties this rational methodology obtained the same values of internal and external exponents within its mathematical model of prediction of these mechanical properties and a good relation between the mathematical models of the simple compression and splitting tensile strength, flexural strength in the as well as a good relation between the mathematical models of static and dynamic elastic moduli.