Análise da resistência, rigidez e durabilidade de misturas de vidro moído e cal de carbureto

Abstract

Ao longo dos anos, a preocupação com os problemas de caráter ambiental tem aumentado e a busca por soluções sustentáveis se faz cada vez mais necessária. Nesse sentido, a demanda por materiais virgens, em especial na construção civil, origina alguns problemas como o esgotamento de jazidas e erosão do solo em rios. A atividade de caráter essencialmente extrativo, a qual acarreta na modificação da área de forma irreversível. A reciclagem surge como uma forma de minimizar esses problemas. Nesse contexto, a presente pesquisa tem como proposta a utilização de dois resíduos, o vidro de garrafas proveniente do lixo doméstico e o rejeito da produção de gás acetileno, a cal de carbureto. Com o objetivo de compor um material que pode ser utilizado como substituto da areia nas mais diversas aplicações geotécnicas como melhoramento da camada superficial em estacas e sub-base de pavimentos. Para a realização do estudo, foram definidas três granulometrias – contínua, uniforme e descontínua – de uma areia siltosa (10, 20 e 30% de finos passante na peneira de abertura 0,075 mm) composta apenas por vidro moído e, posteriormente, estabilizada com três diferentes teores de cal de carbureto (5, 8 e 11%). A cal de carbureto juntamente com a fração fina de vidro moído, em um ambiente suficientemente hidratado, resulta em reações pozolânicas devido à grande quantidade de sílica presente na composição do vidro que reage com o hidróxido de cálcio da cal de carbureto. Tais reações, permitem que haja cimentação entre os grãos pela produção de géis de silicatos de cálcio hidratado (C-S-H) e aluminatos de cálcio hidratado (C-A-H), proporcionando melhoras nas propriedades mecânicas do material. A fim de se verificar o comportamento desse material, ensaios de compressão simples, rigidez e de durabilidade foram executados para realizar as análises. Os resultados mostram que o efeito das variáveis controladas estudadas é satisfatório para obtenção de melhoras significativas. Sendo o teor de finos passante na peneira nº200 bastante influente em todos os ensaios, podendo-se observar que ao adicionar maiores teores de pó de vidro, maior é a influência deste nos resultados. O índice ajustado η/(Biv)0,28 mostrou-se adequado para a previsão do comportamento da mistura nos ensaios aqui estudados. Palavras-chave: vidro moído; cal de carbureto; estabilização química; granulometria.

Over the years, concern about environmental problems has increased and the search for sustainable solutions is increasingly necessary. In this sense, the demand for virgin materials, especially in civil construction, causes some problems such as depletion of deposits and soil erosion in rivers. The activity of an essentially extractive nature, which causes the irreversible modification of the area. Recycling appears as a way to minimize these problems. In this context, the present research proposes the use of two residues, the bottle glass from domestic waste and the rejection of the production of acetylene gas, carbide lime. In order to compose a material that can be used as a substitute for sand in the most diverse geotechnical applications, such as, improving the surface layer in piles and pavement subbase. For carrying out the study, three granulometries were defined - continuous, uniform and discontinuous - of silty sand (10, 20 and 30% of fine through the 0.075 mm opening sieve) composed only of ground glass and, later, stabilized with three different levels of carbide lime (5, 8 and 11%). Carbide lime together with the fine fraction of ground glass, in a sufficiently hydrated environment, results in pozzolanic reactions due to the large amount of silica present in the glass composition that reacts with the calcium hydroxide in the carbide lime. Such reactions allow cementation between the grains by the production of hydrated calcium silicate gels (C-S-H) and hydrated calcium aluminates (C-A-H), providing improvements in the mechanical properties of the material. In order to verify the behavior of this material, unconfined compressive strength, stiffness and durability tests were performed to perform the analyzes.The results show that the effect of the controlled variables studied is satisfactory to obtain significant improvements. Since the content of fines passing through the No. 200 sieve is very influential in all tests, it can be seen that when adding higher levels of glass powder, the greater the influence of this in the results. The adjusted porosity/binder index η/(Biv)0.28 proved to be adequate to predict the behavior of the mixture in the tests studied here.