Utilização da escória na pavimentação asfáltica, Notas de estudo de Engenharia de Materiais
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Utilização da escória na pavimentação asfáltica, Notas de estudo de Engenharia de Materiais

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Descrição
O crescente desenvolvimento da sociedade e a decrescente oferta de matérias 2013 primas são problemas visíveis em nosso presente. Os diferentes processos industriais visam cada vez mais reduzir o nível de resíduos e, conseqüentemente, de impactos ambientais. O que antes era considerado rejeito, hoje é tido como fonte de material para reciclagem e aproveitamento em diversas áreas. Com isso, consegue 2013 se desenvolver sustentavelmente. A escória é hoje um dos resíduos gerados em maior quantidade no mundo inteiro. Como o desenvolvimento exige uma infra 2013 estrutura adequada, a pavimentação asfáltica com agregado escórico, surge como uma boa e viável alternativa. O presente trabalho visou analisar e estudar esta viabilidade Executou-se uma ampla pesquisa bibliográfica, através da leitura de obras, textos e artigos científicos e técnicos, além de conteúdo via web. Também foi feita uma visita técnica a fim de conciliar os conhecimentos teóricos com a prática. Procurou 2013 se apresentar as características e os processos de obtenção dos mais variados tipos de escória, além de se apresentar uma análise das vantagens e desvantagens do pavimento com escória, ressaltando 2013 se a viabilidade do mesmo e os ganhos ambientais. Percebeu 2013 se que as pesquisas nesta área são recentes e. embora haja um certo custo 2013 benefício, os investimentos podem ser considerados escassos. Porém, ainda há muito que ser pesquisado e trabalhado. Palavras 2013 chave: Escória, pavimentação, meio 2013 ambiente, resíduos/rejeitos
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CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO

TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS

CURSO DE ENGENHARIA DE MATERIAIS

METODOLOGIA DA PESQUISA

ETIENE PEREIRA DE ANDRADE

THALES EMANUEL JARDIM ALVARENGA

VINÍCIUS MEIRELLES MENDONÇA

WANER DE PAULA FERREIRA

UTILIZAÇÃO DA ESCÓRIA NA

PAVIMENTAÇÃO ASFÁLTICA

BELO HORIZONTE

2010

ETIENE PEREIRA DE ANDRADE

THALES EMANUEL JARDIM ALVARENGA

VINÍCIUS MEIRELLES MENDONÇA

WANER DE PAULA FERREIRA

UTILIZAÇÃO DA ESCÓRIA NA

PAVIMENTAÇÃO ASFÁLTICA

Pesquisa bibliográfica apresentada à disciplina

Metodologia da Pesquisa, do Curso de

Engenharia de Materiais do Centro Federal de

Educação Tecnológica de Minas Gerais, como

requisito parcial para aprovação na Disciplina.

ANTÔNIO FONTANA FILHO

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BELO HORIZONTE

2010

DEDICATÓRIA

Aos nossos familiares, pessoas mais importantes que temos nessa vida.

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AGRADECIMENTOS

A Deus, pela concretização deste trabalho, fruto de muita dedicação.

Ao nosso orientador, Prof. Antônio Fontana, pelo acompanhamento e direção durante todo o

trabalho.

As nossas colaboradoras, Profª Elaine Carballo Correa e Profª Ivete Peixoto Pinheiro, pela

paciência e informações preciosas.

Ao Departamento de Engenharia de Materiais do CEFET por toda ajuda a apoio na realização

do projeto.

A Vallourec Mannesmann Tubes, em especial a Gleicy Fernanda Queiros, pelo apoio e magnífica recepção e os valiosos ensinamentos durante a realização da visita técnica.

A todos aqueles que nos apoiaram: família, amigos colegas do Curso de Engenharia de

Materiais.

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EPÍGRAFE

“A mente que se abre a uma nova idéia jamais

voltará ao seu tamanho original.”

(Albert Einstein, cientista. 1879-1955)

RESUMO

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O crescente desenvolvimento da sociedade e a decrescente oferta de matérias – primas são

problemas visíveis em nosso presente. Os diferentes processos industriais visam cada vez

mais reduzir o nível de resíduos e, conseqüentemente, de impactos ambientais. O que antes

era considerado rejeito, hoje é tido como fonte de material para reciclagem e aproveitamento

em diversas áreas. Com isso, consegue – se desenvolver sustentavelmente. A escória é hoje

um dos resíduos gerados em maior quantidade no mundo inteiro. Como o desenvolvimento

exige uma infra – estrutura adequada, a pavimentação asfáltica com agregado escórico, surge

como uma boa e viável alternativa. O presente trabalho visou analisar e estudar esta

viabilidade Executou-se uma ampla pesquisa bibliográfica, através da leitura de obras, textos

e artigos científicos e técnicos, além de conteúdo via web. Também foi feita uma visita

técnica a fim de conciliar os conhecimentos teóricos com a prática. Procurou – se apresentar

as características e os processos de obtenção dos mais variados tipos de escória, além de se

apresentar uma análise das vantagens e desvantagens do pavimento com escória, ressaltando

– se a viabilidade do mesmo e os ganhos ambientais. Percebeu – se que as pesquisas nesta

área são recentes e. embora haja um certo custo – benefício, os investimentos podem ser

considerados escassos. Porém, ainda há muito que ser pesquisado e trabalhado.

Palavras – chave: Escória, pavimentação, meio – ambiente, resíduos/rejeitos

ABSTRACT

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The increasing development of society and the decreasing supply of raw - materials are

visible problems in our present life. The various industrial processes aims reduce the level of

waste and, consequently, reduce environmental impacts. What was once considered waste, is

now considered as a source of material for recycling and posterior use in several areas. This

way, it is possible to ally develop and sustainability. The slag is today one of the most

generated residues worldwide. As development requires an appropriate infrastructure, the

asphalt pavement with slag aggregate, appears as a good and viable alternative. This work

aimed to analyze and study this feasibility. It was performed an extensive research of

literature through the reading of scientific and technical books, papers and articles, in addition

to web content. We also went in a technical visit with the intention of ally theoretical

knowledge with practice. It was pretended to show the characteristics and processes related to

the obtaining of all kinds of slag, focusing in the analysis of the advantages and disadvantages

of the utilization of slags in highway construction and also emphasizing the feasibility of it

and environmental gains. It was realized that the research in this area is recent and, although

there is a cost-benefit, the investments can be considered scarce. However, much remains to

be researched and worked.

Key -words: slag, highway construction, environment, waste / residues.

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – Representação esquemática de um alto-forno 22

Figura 2 – Granulação da escória. 24

Figura 3 - Resultado dos ensaios de resistência à compressão, com até 28 dias de cura

Figura 4 – Convertedor LD

Figura 5 – Determinação da expansão da escória

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Figura 6 - Relação expansão vertical X Tempo de cura, para escória LD

Figura 7 – Diferentes granulometrias da escória

Figura 8 – Comparativo do percentual de expansão ACERITA® X Escória LD

Figura 9 – Fluxograma dos ensaios para caracterização da escória de aciaria

Figura 10 – Fórmula para cálculo da resistência mecânica com agregado escórico

Figura 11 – Diferentes dosagens de escória utilizadas na construção de uma ciclovia

Figura 12 - Resistência à compressão para três dosagens de concretos

Figura 13 – Comparação entre pavimentos com e sem agregado escórico

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LISTA DE QUADROS

Quadro 1 – Composição de escórias de alto-forno a coque e a carvão vegetal. 27

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Composição química das escórias de alto-forno. 25

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Tabela 2 – Resultado dos ensaios de resistência à compressão

Tabela 3 – Resultado dos ensaios de resistência à compressão, com 7 dias de cura

Tabela 4 – Umidade ótima e peso específico aparente seco máximo das misturas

Tabela 5 – Tipo/Composição das diferentes escórias de aciaria

Tabela 6 - Características das escórias de aciaria

Tabela 7 – Propriedades / Aplicações da escória de aciaria LD

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LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ABNT = Associação Brasileira de Normas Técnicas

ABPv = Associação Brasileira de Pavimentação

ADP = Asfaltos Diluídos de Petróleo

ASTM = American Society for Testing and Materials

BGS = Brita Granulada Simples

BGTC = Brita Granulada tratada com cimento

CAF = Cimento de alto-forno

CCP = Concretos de Cimento Portland

CONAMA = Conselho Nacional do Meio – Ambiente

COSIPA= Companhia Siderúrgica Paulista

CST = Companhia Siderúrgica Tubarão

DNER = Departamento Nacional de Estradas de Rodagem

Esc. = Escória

IBS = Instituto Brasileiro de Siderurgia

PTM = Pensilvânia Testing Method

V&M = Vallourec Mannesman

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LISTA DE SÍMBOLOS

hot = Umidade ótima

FeO = Óxido de ferro

MnO = Óxido de manganês

TiO2 = Dióxido de titânio

CaO = Óxido de Cálcio

MgO = Óxido de Magnésio

Al2O3 = Óxido de Alumínio (Alumina)

SiO2 = Dióxido de Silício (Sílica)

kJ/kg = Quilo joule por quilograma

ºC = Graus Celsius

P2O5 = Pentóxido de Fósforo

γdmax = Peso específico aparente seco máximo

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SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO 13 2. JUSTIFICATIVA 14

3. OBJETIVOS 15

4. PAVIMENTAÇÃO ASFÁLTICA 16 4.1. Pavimentação 16

4.1.1 Introdução a pavimentação 16

4.1.2 O Asfalto 17

4.2. O asfalto na pavimentação 17

4.2.1 Agregados 18

5. ESCÓRIA 19

5.1. Definição e histórico 19

5.2. Escória de alto-forno 21

5.2.1. Produção da escória de alto-forno 21

5.2.2. Cura e propriedades da escória de alto-forno 22

5.2.3. Escória de alto-forno na pavimentação asfáltica 26

5.3. Escória de Aciaria 31

5.3.1. Produção 31

5.3.2. Cura e propriedades da escória de aciaria 33

5.3.3. Escória de aciaria na pavimentação asfáltica 38

6. CONCLUSÃO 43

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 45

1. INTRODUÇÃO

A escória é considerada como “resíduo silicoso que se forma juntamente com a fusão dos

metais” (FERREIRA, 2004, p.364). Segundo o Instituto Brasileiro de Siderurgia (IBS) a

produção mundial desse rejeito já supera 945 x 106 t (2004). Até os anos 70, era tudo

descartado, sem qualquer tratamento ou cuidado, na natureza. “No Brasil, cada tonelada de

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aço produz entre 70 e 170 kg de escória de aciaria e por ano são produzidas mais de 4 milhões

de toneladas deste material”.( BRANCO, 2004, p. 1).

Percebeu – se então que era necessário dar – se uma destinação correta a todo este “lixo”. As

pesquisas são recentes, datadas da década de 70, no Japão e buscam a utilização da escória,

seja de aciaria, de alto – forno ou não – ferrosa, na pavimentação asfáltica e em outros setores

da construção civil, que se expande diariamente, mediante a necessidade humana de se

desenvolver de maneira cômoda e dinâmica.

O presente trabalho busca comprovar a viabilidade do uso da escória em pavimentos rígidos,

apresentando desde a história deste resíduo até suas aplicações finais. Fez – se um estudo

sobre vantagens, desvantagens, aplicações intermediárias, impasses, custos e benefícios,

impactos ambientais, entre outros. São apresentados dados sobre características gerais e

específicas, tabelas e figuras para melhor caracterização. Trata – se também sobre o panorama

histórico e o contexto atual dos estudos.

A metodologia utilizada foi a pesquisa bibliográfica, realizada através da leitura de textos

técnicos e artigos científicos, provenientes tanto de teses e obras impressas quanto da internet.

Também foi realizada uma visita técnica à V&M Tubes do Brasil. Procurou – se fazer uma

breve descrição e mostrar que os trabalhos ainda podem ser mais desenvolvidos e os

investimentos no ramo podem ser maiores.

2. JUSTIFICATIVA

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O presente trabalho se firma na necessidade de reaproveitamento de resíduos. Hoje eles ainda são um problema e muitas vezes não recebem a correta destinação. Decidiu-se focar a área siderúrgica, pois ela é uma das responsáveis por mover grande parte da economia mundial e os seus produtos finais, ao longo da cadeia produtiva, geram uma grande e diversificada quantidade de rejeitos. Quanto a estes, estudou-se a escória.

Não se pode esquecer que, além da reciclagem, é nos exigido progresso e lucro. Na tentativa de conciliar estes aspectos, pesquisou-se sobre a utilização da escória na pavimentação asfáltica. Tal uso pode ser vantajoso e gerar um lucro considerável. Esta pesquisa também foi conduzida pois a busca de conhecimento é sempre contínua e necessária. Por fim, queria – se demonstrar que muitos estudos ainda estão caminhando a passos curtos e faltam investimentos e divulgação.

3. OBJETIVOS

* Provar a viabilidade da reciclagem de escória;

* Atentar para a questão de que resíduos podem e devem ser reaproveitados;

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* Avaliar as características físico – químicas das escórias de alto – forno e de aciaria,

isoladamente e em seus mais diversos usos;

* Conhecer e avaliar os processos de produção que levam à obtenção da escória;

* Pretende-se levantar a questão do aproveitamento da escória, abordando seus benefícios

na pavimentação asfáltica;

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4. PAVIMENTAÇÃO ASFÁLTICA

Antes de iniciar nosso estudo sobre o uso da escória na produção do asfalto, iremos estudar

um pouco sobre pavimentação e sobre alguns aspectos do asfalto.

4.1. Pavimentação

4.1.1 Introdução a pavimentação

Pavimento (também conhecido pelo termo menos técnico e menos exacto “chão”) do latim

pavimentu designa em arquitectura a base horizontal de uma determinada construção, ou seja,

é a camada constituída por um ou mais materiais que se coloca sobre o terreno natural ou

terraplenado, que tem como objetivo principal da pavimentação é garantir a trafegabilidade

em qualquer época do ano e condições climáticas, e proporcionar aos usuários conforto ao

rolamento e segurança. Uma vez que o solo natural não é suficientemente resistente para

suportar a repetição de cargas de roda sem sofrer deformações significativas, torna-se

necessária a construção de uma estrutura, denominada pavimento, que é construída sobre o

subleito para suportar as cargas dos veículos de forma a distribuir as solicitações às suas

diversas camadas e ao subleito (Croney, 1977). Os pavimentos podem ser divididos

basicamente em dois grupos: flexível e rígido.

Os pavimentos flexíveis são aqueles que são revestidos com materiais betuminosos ou

asfálticos estes são chamados "flexíveis", uma vez que a estrutura do pavimento "flete”

devido às cargas do tráfego. Uma estrutura de pavimento flexível é composta geralmente de

diversas camadas de materiais que podem acomodar esta flexão da estrutura.

Por outro lado, há os pavimentos rígidos que são compostos de um revestimento constituído

por placas de Concreto de Cimento Portland (CCP). Tais pavimentos são substancialmente

"mais rígidos" do que os pavimentos flexíveis, devido ao elevado Módulo de Elasticidade do

CCP. Eventualmente estes pavimentos podem ser reforçados por telas ou barras de aço, que

são utilizadas para aumentar o espaçamento entre as juntas usadas ou promover reforço estrutural.

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A escolha e emprego de cada um dos tipos de pavimento depende de uma série de fatores. Os

pavimentos rígidos são mais freqüentes em áreas de tráfego urbanas e de maior intensidade.

Porém, na maior parte das aplicações o pavimento flexível tem menor custo inicial e são

executados mais rapidamente.

4.1.2 O Asfalto

Define-se asfalto como sendo um produto orgânico composto por hidrocarbonetos pesados,

fuel oil, graxas, carvão e petrolato, oriundos de resíduos da destilação fracionada do petróleo.

Genericamente, podemos dizer tratar-se de um material composto de hidrocarbonetos não

voláteis, possuidor de uma elevada massa molecular com propriedades que variam

dependendo da origem do petróleo e do processo de sua obtenção. Asfaltos são materiais

aglutinantes, de cor escura, sólidos, semi-sólidos ou líquidos obtidos por um processo de

destilação. Existem alguns tipos de asfalto, dos quais podemos listar:

1. Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP): uso direto na construção de revestimentos asfálticos.

2. Asfaltos Diluídos de Petróleo (ADP): também conhecido como asfaltos recortados ou cut-

backs.

3. Agente Rejuvenecedor: regenera o asfalto envelhecido e oxidado.

4. Emulsão Recicladora: permite reciclar até 100% das misturas envelhecidas fresadas..

5. Tapa Buracos: ideal para reparo de pavimentos asfálticos no caso de pequenas obras

urbanas de água, gás, esgoto e eletricidade.

4.2. O asfalto na pavimentação

As funções exercidas pelo asfalto na pavimentação são: aglutinadora e impermeabilizadora.

Como aglutinanteproporciona uma íntima ligação entre agregados, capaz de resistir à ação

mecânica das cargas dos veículos. Como impermeabilizanteproporciona vedação eficaz

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contra a penetração da água de chuva às camadas estruturais do pavimento. Também

proporciona ao asfalto característica de flexibilidade.

4.2.1 Agregados

Os agregados, formalmente denominados de materiais pétreos, podem ser naturais ou

artificiais, os naturais são constituídos de grãos oriundos da alteração das rochas pelos

processos de intemperismo ou produzidos por processos de britagem: pedregulhos, seixos,

britas, areias, etc. Já os agregados artificiais são aqueles em que os grãos são provenientes de sub produtos de processo industrial por transformação física e química do material natural:

escória de alto forno, argila calcinada, argila expandida, etc.

5. ESCÓRIA

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5.1. Definição e histórico

Os rejeitos siderúrgicos são oriundos do processo industrial para beneficiamento do aço.

Dentre outros, é possível citar como rejeito da indústria do aço: escória de alto-forno, pó de

alto forno, lama de alto-forno, escória de dessulfuração, escória de aciaria LD, lama grossa de

aciaria, lama fina de aciaria e carepa, Geyer (2001). As escórias são os resíduos de maior

geração, mais de 60,0% da geração de resíduos, neste tipo de processo. Existem dois tipos de

escórias siderúrgicas produzidos em larga escala:

• Alto-forno: resultante da fusão redutora dos minérios para obtenção do ferro gusa, obtido

diretamente do alto forno, em geral com elevado teor de carbono e várias impurezas, obtidas

em altos-fornos;

• Aciaria: resultante da produção do aço. São obtidas em fornos elétricos e conversores a

oxigênio, durante a conversão de sucata em aço. Estas escórias podem ser tanto oxidantes,

produzida pela injeção de oxigênio no aço fundido para oxidar carbono, silício e enxofre,

quanto redutoras, essas por sua vez geradas após o vazamento da escória oxidada através da

adição de óxido de cálcio (CaO) e de fluorita (CaF2). Estes dois compostos são injetados no

processo para dessulfurar o aço líquido e adicionar elementos de liga. (MACHADO apud

BRANCO, 2004).

Segundo Branco (2004), durante o processo de produção do aço são eliminados carbono, CaO

e os íons de alumínio, silício e fósforo que tornam o aço frágil, quebradiço e difícil de ser

transformado em barras. Todos estes elementos e compostos eliminados entram na

composição da escória. Dentre as impurezas do processo que formarão a escória estão

silicatos de cálcio (CaSiO3), óxido de silício (SiO2), ferrita cálcica (CaFe2O4), óxido de

magnésio (MgO) e outros. Os altos teores de CaO e MgO livres, presentes nas escórias, são

devidos ao fato de que, depois que o fósforo e o silício se oxidam, estes elementos precipitam

porque ultrapassam os limites de solubilidade da escória fundida. As escórias, tanto de alto

forno quanto elétrica, depois de beneficiadas tornam-se agregados siderúrgicos.

Os agregados são definidos como material não metálico e podem ser classificados como

agregado bruto; graduado de alto forno, oriundo da escória de alto forno; ou como agregado

graduado de aciaria, oriundo da escória de aciaria elétrica. Em 2000, cerca de 85×106

toneladas de escória foram geradas no mundo. No Brasil, em 1998, foram produzidas mais de

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4×106 toneladas deste rejeito, Branco (2004). Segundo a mesma autora, em média, cada

tonelada de aço gera 150 kg de escória. A parte metálica da escória de aciaria, 20,0%, é

removida com um imã e recirculada no processo, enquanto que 80,0% ficam sem utilidade e

são armazenados em grandes áreas e vendidos como rejeito.

Tanto a produção quanto a composição da escória dependem de alguns fatores, dentre eles: o

processo ou tipo de forno utilizado no beneficiamento do aço, o tipo de matéria-prima

utilizada, a especificação do aço produzido, o resfriamento do rejeito, etc. Este material sai do

forno com uma temperatura, aproximada, de 1500ºC. O tipo de resfriamento deste rejeito

afeta também a granulometria deste material, porque é neste momento que ocorre a maior

parte das reações químicas. Escórias que são resfriadas ao ar são, geralmente, inertes devido

à cristalização de seus óxidos. Escórias resfriadas rapidamente, ar ou vapor, possuem natureza

expandida e tornam-se leves. Escórias resfriadas bruscamente, jato d’água, são vítreas, com

granulometria semelhante a areia de rio, estrutura porosa e textura áspera. As escórias ácidas

costumam ser mais densas, enquanto que as básicas são mais porosas, com estrutura vesicular,

Geyer (2001). A composição química de uma determinada escória pode variar, para um

mesmo dia de produção, de 30,0% a 60,0% para o CaO, de 0,0% a 35,0% para o óxido de

ferro (Fe2O3) e de 15,0% a 30,0% para o SiO2 (MACHADO apud BRANCO, 2004). Segundo

o Departamento Nacional de Estradas de Rodagem (DNER) (1994), a escória para uso em

pavimentação deve obedecer aos seguintes limites:

• Máximo de 3,0% de expansão;

• Isentas de impurezas orgânicas, contaminação com escórias de alto forno, solos e outros

materiais;

• Granulometria: 40,0% até 12,7 mm e 60,0% entre 12,7 e 50,8 mm de abertura nominal e

atender a granulometria de projeto;

• Absorção de água: 1,0% a 2,0% em peso;

• Massa específica: 3,0 a 3,5 g/cm3;

• Massa unitária: 1,5 a 1,7 kg/dm3;

• Desgaste por abrasão Los Angeles: no máximo igual a 25,0% para sub-base, base e

revestimento;

• Durabilidade ao sulfato de sódio: 0,0% a 5,0%, em 5 ciclos.

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Vale salientar que, as normas do DNER para uso de escória de aciaria e escória de alto-forno

em pavimentos rodoviários não especifica o tipo de processo de refino utilizado na fabricação

do fundido que será responsável pela geração da escória.

Outros países já especificaram o uso da escória para construção rodoviária. A França, por

exemplo, especificou o que chamam de grave-laitier que consiste na mistura deste rejeito

com agregados comuns ou com cal hidratada, Ca(OH)2, que também é chamada de hidróxido

de cálcio, para ser utilizada em construções de base ou sub-base de pavimentos. Cerca de

65,0% das rodovias francesas utilizam este material.

5.2. Escória de alto-forno

5.2.1. Produção da escória de alto-forno

As escórias de alto-forno são geradas mediante a produção do ferro-gusa. A fabricação do

gusa é realizada nas siderúrgicas em unidades industriais chamadas altos-fornos. A principal

função do alto-forno consiste na remoção do oxigênio do minério de ferro através da redução

dos óxidos contidos nos minerais de ferro, transformando estes em ferro metálico (Fe0) e

separando-o das partes não metálicas, a escória. A separação do ferro é obtida a partir da

reação do óxido de ferro, a canga do minério, com o monóxido de carbono (CO). O CO

resulta da combustão do carvão mineral, o coque, ou do carvão vegetal. A parte metálica, por

sua vez, é separada da não metálica pela fusão a aproximadamente 1500ºC, quando é formada

a escória, menos densa, que incorpora todas as impurezas indesejáveis, e corresponde ao

líquido menos denso e insolúvel, sobrenadante que se separa do gusa, também líquido, e

posteriormente se solidifica, cristalizando-se ou não, ao ser resfriada. As escórias se formam

não apenas pela fusão das impurezas do minério de ferro, mas também pela incorporação dos

fundentes, como o calcário e a dolomita, e das cinzas do coque.

Segundo Fusinato (2004), a proporção, em alto-fornos a coque, é de 0,3 a 0,4 tonelada de

escória gerada por tonelada de ferro produzido, dependendo da constituição do minério

utilizado. Acredita-se que a geração mundial de escórias de alto-forno gire em torno de 120

milhões de toneladas de escória para 700 milhões de toneladas de aço. A produção brasileira

é de cerca de 5,7 milhões de toneladas de escória de alto-forno por ano. A figura 1 apresenta

o esquema representativo de um alto-forno e da produção da escória.

PAGE 46

Figura 1 – Representação esquemática de um alto-forno

(Fonte:MASSUCATO,2005.)

5.2.2. Cura e propriedades da escória de alto-forno

A cura da escória de alto-forno é de extrema relevância para a sua posterior utilização. Ela

consiste no tratamento ao qual a escória é submetida com o intuito de solidificá-la e promover

a liberação dos gases retidos nela. Esse processo influencia consideravelmente na

determinação das propriedades da escória, no que diz respeito principalmente à estrutura do

material e à sua hidraulicidade. Deste modo, existem certas técnicas de resfriamento, as quais

geram escórias com características diferentes.

De acordo com John (1995), a escória sai do alto-forno na forma de um líquido viscoso com

temperatura entre 1350ºC a 1500ºC e com aproximadamente 1700 kJ/kg de energia térmica.

O resfriamento lento consiste em armazenar a escória em enormes pilhas ao ar livre. Desse

modo, ela é resfriada naturalmente a temperaturas inferiores a 800ºC ou 900ºC, quando começa a cristalizar-se, formando uma solução sólida de cristais, como a merwinita e a

melilita. A escória é então britada em granulometrias variadas para sua posterior utilização.

Outra técnica é o resfriamento rápido, na presença de água, no qual a temperatura do resíduo

diminui em velocidade elevada, não havendo tempo para que os íons se organizem em forma

cristalina, formando então uma estrutura vítrea. Estrutura essa, que não tem a periodicidade e

simetria que caracterizam os sólidos cristalinos. Este fato ocorre porque a redução da

temperatura de um líquido provoca uma diminuição da mobilidade dos seus íons, impedindo

desta forma que eles atinjam uma organização cristalina. Esse processo é conhecido como

granulação porque também reduz a escória a grãos similares aos da areia natural.

Uma técnica similar à granulação de escória, no que diz respeito à velocidade do

resfriamento, é a do resfriamento por jatos de água sob alta pressão, que obtém um produto

também de estrutura vítrea, porém expandido. A figura 2 ilustra a granulação da escória de

alto forno.

Figura 2 – Granulação da escória.

(Fonte: MASSUCATO, 2005.)

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Por último, o resfriamento rápido por ar sobre pressão, que é utilizado quando se pretende

obter a “lã de vidro”, uma escória com propriedades isolantes, térmicas e acústicas. Tal tipo

não é de significativa relevância para este trabalho.

A composição química das Escórias de alto-forno produzidas varia dentro de limites

relativamente estreitos. Os elementos que participam são os óxidos de: cálcio (Ca), silício

(Si), alumínio (Al) e magnésio (Mg). Tem-se ainda, em quantidades menores, FeO, MnO,

TiO2, enxofre, entre outros. É importante relembrar que essa composição vai depender das

matérias primas, do tipo de gusa fabricado e do tipo de alto-forno utilizada, a coque ou a

carvão vegetal. A composição química é de extrema importância e influencia

consideravelmente na determinação das características físico-químicas das escórias de alto-

forno. Segue, abaixo, uma tabela da composição química das escórias de alto-forno,

mostrando os teores citados na literatura e os comparando com os das escórias brasileiras. E,

depois, um quadro comparativo com a composição das escórias de alto-forno a coque e a

carvão vegetal.

Tabela 1 – Composição química das escórias de alto-forno. (Fonte: FUSINATO, 2004.)

Quadro 1 – Composição de escórias de alto-forno a coque e a carvão vegetal.

(Fonte: MASSUCATO, 2005.)

Moreira (2006) afirma que as propriedades fundamentais das escórias dependem da

hidraulicidade, capacidade de alguns de seus óxidos reagirem em meio saturado, formando

sais insolúveis e estáveis, que por sua vez depende de sua composição química e

principalmente da sua forma de obtenção, seja no estado sólido vítreo resfriado ou no estado

sólido cristalino resfriado. As escórias cristalinas, ou seja, aquelas resfriadas lentamente

carecem de propriedades hidráulicas e são em sua maioria, termodinamicamente estáveis,

comparativamente às escórias vitrificadas, comportando-se relativamente como agregados

inertes, e são classificados na classe três da NBR-1004, como materiais inertes. Do ponto de

vista mineralógico, pode-se dizer que as escórias são menos inertes geoquimicamente que os

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agregados naturais. As escórias de Alto-Forno podem ser vistas geologicamente como sendo

rochas metamórficas basálticas e silicíticas.

5.2.3. Escória de alto-forno na pavimentação asfáltica

As escórias de alto-forno possuem atualmente diversas aplicações, entre elas, destacam-se:

Bases de estrada; asfalto; aterro / terraplanagem; agregado para concreto; cimento, grande

utilização da Escória de alto-forno granulada devido a sua hidraulicidade, e aplicações

especiais, como lã mineral, lastro ferroviário, material para cobertura, isolamento, vidro,

filtros, condicionamento de solo e produtos de concreto.

Neste trabalho, quanto às aplicações das escórias de alto-forno, nos interessará

prioritariamente o seu emprego na pavimentação asfáltica. Para esse fim, destaca-se a

utilização da escória de aciaria, porém, há registros do sucesso na utilização das de alto-forno.

A utilização da escória em pavimentação, embora não possa ser considerada rotineira, já é

freqüente em países em que a produção do aço atingiu níveis elevados, como os Estados

Unidos, a Alemanha, o Japão, a França e o Reino Unido. A produção de escória nesses países

gira em torno de cem milhões de toneladas anuais. Fusinato (2004) cita o emprego das

escórias de alto-forno nesses países.

Na Inglaterra, as normas sobre o uso da escória de alto-forno, tornam possível o uso de

escórias com uma resistência mecânica inferior à exigida para os agregados britados de rocha.

O mesmo autor dá destaque para um projeto realizado na Hungria, onde a escória de alto-

forno granulada foi utilizada como base de pavimento na forma de cascalho rolado, tratado

com 20% de escória granulada e 2% de cal hidratada, compondo uma camada de espessura

final de 26 centímetros. O trecho pavimentado foi submetido ao tráfego durante os meses de

inverno para depois ser superposto por uma camada de binder de 11 centímetros e camada de

rolamento de concreto asfáltico de 4,5 centímetros de espessura. Exames posteriores

evidenciaram o bom desempenho do pavimento, o que levou as autoridades a elaborar normas

para a execução desse tipo de serviço.

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Entretanto, a França é o país do qual maior parte dos registros sobre esse emprego das

escórias de alto-forno se referem. Além disso, a maior parte da bibliografia encontrada sobre

o assunto é proveniente desse país. O fornecimento de escória granulada para algumas regiões

da França é controlada pelo laboratório Ponts et Chaussés, que inclusive, importa e distribui

escória da Bélgica.

Fusinato (2004) também descreve a utilização da escória de alto-forno para pavimentação no

Brasil. A qual é caracterizada por ainda estar em seu início, principalmente no Estado de São Paulo, onde a escória é vendida à indústria de cimento, para que se proceda a fabricação de

Cimento de Alto-Forno (CAF). A própria Companhia Siderúrgica Paulista (COSIPA), limita a

utilização da escória à pavimentação de ruas internas da fábrica. No caso brasileiro, ainda não

é possível a apresentação de exemplos marcantes da utilização da escória de alto-forno em

pavimentação, o que não impede de se encarar com algum otimismo esse emprego, tendo em

vista a larga produção nacional de aço e a tendência de se utilizar ao máximo os materiais

abundantes nas proximidades dos serviços, além das preocupações ambientais. A alternativa

pode vir a ser uma solução mais econômica para a pavimentação de vias, principalmente nas

proximidades das grandes indústrias siderúrgicas. Seguindo o exemplo da reconstrução da

rodovia Duarte na República Dominicana, citada por Wang (2004).

Para o uso na pavimentação, elas são classificadas em granulada e bruta. A escória granulada,

que tem alto poder aglomerante devido à sua reatividade pode ser utilizada como base ou sub-

base de pavimentos, desde que misturada com brita e cal. Enquanto a escória bruta, que é

composta de grãos com as dimensões habituais das britas utilizadas em pavimentação, pode

ser empregada na construção de bases e sub-bases de pavimentos, apenas com adição de cal.

Segundo Velten (2005), para o emprego da escória como aglomerante, é necessário que a

escória seja solúvel, isto é, passível de ataque pela água, para que os elementos formadores

dos compostos hidráulicos sejam liberados. Tal solubilidade é favorecida pelo teor de óxido

de cálcio presente na escória. Dessa forma, a reação é lenta, mas, em meio fortemente

alcalino e/ou através da ação de sulfatos, torna-se acelerada, sendo a velocidade de reação

favorecida pela finura da escória.

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Segundo o mesmo autor, constata-se que a adição de uma mistura de escória de alto-forno

granulada moída, amostra de solo residual jovem de gnaisse e cal hidratada a camada de

pavimento de estradas, aumenta consideravelmente a resistência mecânica do pavimento.

Esse fator comprova a ação positiva da escória como agente estabilizante do solo utilizado.

Neste contexto, a cal atua como agente de ativação de reações de hidratação da escória.

Velten (2005) constatou também que o tempo de cura da escória tem efeito positivo na

resistência mecânica da mistura, devido à ocorrência de reações de cimentação, o que é

comprovado nas tabelas 2 e 3, que mostram o comportamento mecânico de três corpos-de-

prova em ensaios de compressão não-confinada após a adição da escória de alto-forno e da

cal. A tabela 2 mostra os resultados dos testes realizados com um dia de cura e a tabela 3 com

7 dias de cura. Os dados das tabelas comprovam que o aumento do tempo de cura da escória

aumenta a resistência mecânica dos corpos-de-prova. A figura 3 reforça os dados das tabelas,

sintetizando-os em um gráfico e complementando-os, ao mostrar os valores de tensão à

ruptura para amostras que receberam até 28 dias de cura. Confirma-se que o aumento da

resistência mecânica persiste para tempos de cura elevados.

A Norma Técnica NBR 12253 destaca que a resistência mecânica dessa mistura para emprego

em camadas de base e sub-base de pavimentos deve ser igual ou superior a 2,1 MPa para um

período de cura de 7 dias. Portanto, as tabelas 2 e 3 mostram que este índice é alcançado

quando a mistura é constituída por 10% de escória e 10% de cal.

Tabela 2 – Resultado dos ensaios de resistência à compressão.

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(Fonte: VELTEN, 2005.)

Tabela 3 – Resultado dos ensaios de resistência à compressão, com 7 dias de cura. (Fonte: VELTEN, 2005.)

Figura 3 – Resultado dos ensaios de resistência à compressão, com até 28 dias de cura.

(Fonte: VELTEN, 2005.)

Na tabela 4, mostram-se os resultados dos ensaios de compactação, englobando os parâmetros

umidade ótima (hot) e peso específico aparente seco máximo (γdmax) das misturas, de acordo

com as diferentes proporções de escória de alto-forno granulada moída e cal hidratada. Para

fins práticos, observou-se que a adição de escória de alto-forno granulada moída e cal

hidratada aos solos não conduziu a variações significativas nos parâmetros ótimos de

compactação.

Tabela 4 – Umidade ótima (hot) e peso específico aparente seco máximo (γdmax) das misturas.

(Fonte: VELTEN, 2005.)

Portanto, segundo Velten (2005), a adição de escória de alto-forno a misturas empregadas em

camadas de pavimentos, aumenta a resistência mecânica do pavimento, porém não causou

variações significativas nos parâmetros ótimos de compactação.

5.3. Escória de Aciaria

SegundoFilev (2007)a escória de aciaria é um subproduto da produção do aço, resultado da

agregação de diversos elementos que não interessam estar presentes no produto final; é composta por óxidos como CaO e MgO, podendo apresentar elevado coeficiente de

expansibilidade.É heterogênea e sua composição, embora bem conhecida, pode variar de

acordo com a matéria – prima utilizada na produção do aço.

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5.3.1. Produção

Segundo Peixoto(2005), cerca de 12% a 16% em massa da produção mundial de aço

corresponde à escória. No Brasil, cada tonelada de aço produz entre 70 kg e 170 kg de escória

de aciaria. Ela pode ser gerada a partir do processamento do aço em dois tipos principais de

fornos. A tabela 05 mostra as diferentes composições para as escórias de aciaria LD e de

forno elétrico. Pode – se perceber que há grande variação, porém há muitas semelhanças entre

elas, principalmente no que diz respeito aos óxidos.

Tabela 5 – Tipo/Composição das diferentes escórias de aciaria

Tipo

Composição (%)

SiO2

CaO

Al2O3

FeT

MgO

S

MnO

TiO2

Escória de convertedor (LD)

13.8

44.3

1.5

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17.5

6.4

0.07

5.3

1.5

Escória de

Forno elétrico

Esc. Oxidada

19.0

38.0

7.0

15.2

6.0

0.38

6.0

0.7

Esc. Reduzida

27.0

51.0

9.0

1.5

7.0

0.50

1.0

0.7

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(Fonte: FILEV, 2007)

A mais indicada para pavimentação asfáltica, por se assemelhar ao clínquer de cimento

Portland®, é a LD.

Durante o processo da retirada de carbono do gusa e acréscimo de elementos de liga para a produção do aço, produzem – se muitos componentes com alto ponto de fusão e bem menos

densos, que ficam flutuando no banho de metal líquido. A fim de se obter a escória e torná –

la miscível são adicionados à carga metálica do conversor materiais chamados fundentes;

os principais são cal (CaO), e fluorita (Ca F2). A adição destes elementos visa atingir um

ponto ideal de fusão e fluidez, representado pelo diagrama ternário da escória. Abaixo é

mostrada a figura 4, que esquematiza um convertedor LD.

Figura 4 – Convertedor LD

(Fonte:ARCELOR MITTAL- CST-2010)

Assim como no alto – forno, o refino do aço se processa através de reações de oxidação dos

elementos “indesejados”, como Fósforo, Enxofre, Cálcio, etc... Depois dos adequados

processos, devido à diferença de densidade, a escória continua suspensa no banho. Daí, ela é

separada e basculada no local reservado para seu tratamento. No entanto, ela pode ainda

conter partes metálicas, que são separadas ao final, antes da destinação para pavimentação e outros fins.

5.3.2. Cura e propriedades da escória de aciaria

Além do tipo de forno utilizado para produção de aço, podem afetar as propriedades finais da

escória o tipo de matéria-prima utilizada, o resfriamento do rejeito, etc. A temperatura média

com que este resíduo sai do LD é de 1500ºC. Seu resfriamento afeta significativamente sua

granulometria, porque é neste momento que ocorre a maior parte das reações químicas (LIMA

et al., 2000).

“Escórias que são resfriadas ao ar são, geralmente, inertes devido à cristalização de

seus óxidos. Escórias resfriadas rapidamente (ar ou vapor) possuem natureza

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expandida e tornam-se leves. Escórias resfriadas bruscamente (jato d’água) são vítreas, com granulometria semelhante à areia de rio, estrutura porosa e textura áspera.

As escórias ácidas costumam ser mais densas, enquanto que as básicas são mais

porosas (com estrutura vesicular)” (GEYER, 2001).

A tabela 6, abaixo, trata, resumidamente, as principais características das escórias de aciaria

LD. Percebe – se que ela é alcalina apresenta baixa porosidade e dureza considerável.

Segundo a Companhia Siderúrgica Tubarão (CST) (2010), o fator que mais afeta nas

propriedades finais deste produto é a granulometria: quanto menor, menor a resistência à

compressão; quanto maior, maior resistência e maior expansão. Outras propriedades

importantes são a capacidade de carga elevada e a alta resistência ao desgaste. Porém, não se

pode esquecer de citar o que hoje é o maior impasse para pavimentação asfáltica: expansibilidade elevada, devido à presença de óxidos livres reativos.

Tabela 6 - Características das escórias de aciaria

Fonte: (BRANCO, 2004)

Ressalta – se a hidraulicidade. Em contato com a água a escória desenvolve características

cimentares (cimentação ou concrecionamento), fenômeno este que melhora as propriedades

mecânicas da camada compactada, propicia um comportamento estrutural semelhante ao das

estruturas rígidas ou semi-rígidas. Para esse caso, os mesmos óxidos (CaO, SiO2... ) que antes

eram prejudiciais e causavam a alta expansibilidade, são os que geram uma camada

responsável por essas melhoras significativas.

Há várias maneiras, por meio de ensaios e de observações, de se mensurar a expansibilidade

deste resíduo, a figura 5, abaixo, exibe a mais usual:

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Figura 5 – Determinação da expansão da escória(BRANCO,2004)

Tem – se:

Leitura tempo desejado = Leitura realizada após o tempo determinado para ensaio;

Leitura inicial = Leitura inicial das dimensões do corpo de prova;

H amostra = Altura inicial do corpo de prova da amostra;

Relacionando – se os dados obtidos através dos ensaios pode–se montar o seguinte gráfico,

descrito na figura 6, que relaciona a taxa de expansão com o tempo de cura. Conforme

demonstrado, vê – se que, quanto maior o tempo de cura, maior será o teor de expansão. Tal

valor, embora em constante ascensão, tem um ponto limite, determinado de acordo com a

aplicação final, em que a expansão se regulariza.

Figura 6 – Relação expansão vertical X Tempo de cura, para escória LD(BRANCO,2004)

A densidade mostra – se importante na construção civil, pois um mesmo volume de escória

apresenta massa cerca de 70% maior do que um agregado de cimento e brita. Assim, ela

proporciona economia. Além disso, não prejudica a resistência, devido ao fenômeno citado

acima. A tabela 7 apresenta uma breve relação das propriedades da escória com sua

aplicações finais. Como foi dito, não há, portanto, um material melhor ou pior, mas um

diferente e adequado para cada fim.

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Tabela 7 – Propriedades / Aplicações da escória de aciaria LD

(Fonte: ARCELORMITTAL-CST.2008)

Para que o fenômeno de expansão seja, de certa forma, contido, a escória deve ser previamente curada. “Faz-se uma pré-hidratação do material denominada cura, que pode ser

realizada a céu aberto submetendo-se o material ao contato com a água. Este processo tem

duração média de três meses a um ano, a depender da composição química da escória

(MACHADO,2000).

Segundo DNER(1994) e também ARCELORMITTAL-CST(2010), a cura da escória LD

consiste basicamente em se estender o material, num pátio onde o mesmo possa entrar em

contato direto com as intempéries ambientais, em pilhas que não ultrapassem os dois – três

metros de altura e, de pilhas em pilhas, deve – se fazer sulcos para que haja drenagem da água

utilizada ao longo do processo e facilitação da expansão. O material fica assim cerca de seis

meses e fazem – se análises periódicas semanais, quinzenais e mensais, para determinar as variações de volume, massa e propriedades físico – químicas finais.

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O processo de cura é recomendado apenas quando o material final será destinado para obras

rodoviárias, de maneira geral. O mesmo gera um volume de passivo ambiental muito grande,

o que acarreta sanções do Conselho Nacional de Meio – Ambiente (CONAMA) e de outros

órgãos do ramo. Após ser curado, o material final é reprocessado, fazem – se as devidas

adições e, de acordo com a granulometria, mostrada abaixo na figura 7, é separado e

classificado, conforme NORMA EM 262/DNER(1994).

Figura 7 – Diferentes granulometrias da escória

(Fonte: ARCELORMITTAL-CST.2010,)

5.3.3. Escória de aciaria na pavimentação asfáltica

Conforme especificações do DNER, NORMA EM 262(1994), a escória de aciaria utilizada na

construção de pavimentos rígidos deve obedecer aos seguintes padrões:

- Máximo de 3% de expansão;

- Isenção de impurezas orgânicas e de resíduos provenientes do solo e escórias de alto – forno;

- Até 40% deve estar na faixa granulométrica de 12,70mm de abertura nominal;

- Os outros 60% não devem ultrapassar a faixa de 50,8mm;

- Absorção de água de 1 a 2%, em peso;

- A densidade deve estar entre 3,00 e 3,50 g/cm3;

“Desde 1979 a escória de aciaria vem sendo utilizada na infraestrutura de estradas em países

como Estados Unidos, Inglaterra, Japão e Canadá. No Brasil, baseado nas informações

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disponíveis, este uso teve início em 1986 com a execução de 100 km de base e sub-base no

estado do Espírito Santo (BRANCO apud SILVA, 1994; SILVA e MENDONÇA, 2001b).

Países como Grã-Bretanha, Alemanha, Polônia, França, Japão, Estados Unidos e Rússia

utilizam escória de aciaria, sozinha ou combinada, como agregado em revestimentos

asfálticos. Pavimentos construídos com este material suportaram tráfego pesado, como, por

exemplo, o transporte de placas de aço, por 16 anos.” (BRANCO, 2004).

Algumas obras, como a BR-393 (Volta Redonda-Três Rios), RJ-157 (Barra Mansa- Divisa RJ/ SP), RJ-141 (BR-393-Vargem Alegre), BR-116 (Volta Redonda-Divisa RJ/SP), várias ruas dos

municípios de Volta Redonda, Resende, Barra do Piraí, Itaguaí, Barra Mansa e Magé (RJ) e

no município de Mogi das Cruzes (SP), vias no interior da CST receberam agregado escórico

na sua construção.( ALVARENGA,2001).

Como já mencionado, não se pode utilizar a escória sem antes realizar um tratamento para

minimizar seu potencial expansivo. A fim de padronizar este comportamento e os tratamentos,

além das normas, hoje encontra – se no mercado o que se chama de ACERITA®, definida

como escória de aciaria com redução de expansão.

A figura 8 mostra alguns dados comparativos entre a ACERITA® e as demais escórias LD.

Conforme demonstrado e relatado, a escória apresenta um ponto de estabilidade de expansão.

Através de pesquisas e da busca por este ponto (Determinado para aplicações em pavimentos

rígidos), é que se obteve o material relacionado abaixo. Mesmo assim, nota – se ainda uma

pequena instabilidade, mas que já é bem menor se comparada ao material sem tratamento.

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Figura 8 – Comparativo do percentual acumulado de expansão ACERITA® X Escória LD

(Fonte: ARCELORMITTAL-CST.2008)

Apesar de a expansão ser o maior entrava para utilização da escória na pavimentação

asfáltica, ela por si só nada define. Em geral, os pesquisadores buscam obedecer às normas da

American Society for Testing and Materials(ASTM) e também aos padrões do Departamento

de Transportes da Pensilvânia, onde os estudos no setor encontram – se desenvolvidos e em

pleno progresso. A figura 9 mostra um fluxograma que trata resumidamente todo o processo

de análise para verificação da qualidade do agregado escórico. Através dela tem – se o panorama de todo o processo. O processo de tratamento até a utilização final preocupa – se

com questões ambientais, como a lixiviação até a questões econômicas, como resistência e

durabilidade, determinadas segundo os ensaios físico – químicos.

Figura 9 – Fluxograma dos ensaios para caracterização da escória de aciaria

Fonte: BRANCO, 2004

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Como os pavimentos estarão sobre a ação de fadiga, um dado relevante é a relação entre o

percentual de escória utilizado e a resistência mecânica final. Uma maneira simples de se

realizar este cálculo é apresentada na figura 10.

Figura 10 – Fórmula para cálculo da resistência mecânica dos corpos de prova com agregado escórico

Fonte: BRANCO, 2004

Na equação acima:

RT=Resistência à Tração(Kgf/cm2);

F=Força aplicada resultante;

D=Diâmetro do corpo de prova(cm);

H=Altura do corpo de prova(cm);

Segundo os estudos e até mesmo o cotidiano, as dosagens dependem da utilização final

(Rodovias, vias urbanas, vias de trânsito local, ciclovias...). A figura 11 traz exemplos de três

dosagens experimentais utilizadas para construção de uma ciclovia. Observa – se também

que, como já mencionado, a granulometria é um fator determinante da resistência mecânica e

das propriedades do pavimento rígido final.

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Figura 11 – Diferentes dosagens de escória utilizadas na construção de uma ciclovia

Fonte: PEIXOTO;PADULA,2009

A figura 12 traz dados de resistência à compressão para diferentes dosagens de escória

mostradas na figura 10. Algumas análises tais como o aumento da resistência com o tempo de

cura e com uma melhor distribuição granulométrica, podem ser feitas a partir dela. Tem – se

também que estas informações, embora concatenadas, não variam de forma linear.

Figura 12 - Resistência à compressão (MPa) para as três dosagens de concretos curados com três, sete e 28 dias

Fonte:PEIXOTO; PADULA,2009

Conforme visto, tem – se um ligeiro aumento na resistência à compressão com a adição do

agregado escórico (PEIXOTO; PADULA, 2009). Percebe – se também que tempos de cura

maiores interferem no resultado final de maneira positiva. Embora os dados acima

comprovem tal afirmação, nem sempre os resultados obtidos apresentam uniformidade.

Segundo BRANCO(2004), as análises dependem da homogeneidade do rejeito e da maneira

como são realizados os exames. Uma variável que não deve ser desconsiderada é a temperatura, que altera os resultados e o volume dos corpos de prova devido à sensibilidade

da escória e de seus óxidos.

A figura 13 mostra como a utilização de agregados reduz o consumo de matérias-primas.O

uso da escória para base e sub-base é menor que o uso de brita e/ou brita com cimento, visto

que ela é mais resistente. Porém, mesmo com tal diferencial, há um problema: durabilidade..

Os pontos mais fortes desta utilização são a economia de material e os benefícios ambientais.

Mesmo com todo o controle, os óxidos instáveis não são totalmente eliminados, o que

provoca reações químicas que podem ocasionar uma redução na vida útil dos pavimentos.

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Esta redução, porém, compensa – se devido ao baixo custo do pavimento escórico em relação

ao feito com CPC.

Figura 13 – Comparação entre pavimentos com e sem agregado escórico

Fonte: NASCIMENTO, 2003.

6. CONCLUSÃO

Conclui – se que a escória, que antes era tida como rejeito, pode ser sim reaproveitada, seja na

pavimentação asfáltica, seja em outros processos, tais como correção de pH do solo e lastro

de ferrovias. Um dos principais entraves, sua expansão, pode ser controlada e

verificada(BRANCO,2004), porém o volume de passivo ambiental seria muito grande. Mas,

isto também não é um grande problema, visto que a escória é um material não – inerte e não

polui o ambiente ao seu redor (DNER, 2004).

Outro grande problema, a heterogeneidade do produto, uma vez que são fundidos diversos

gusas e aços, pode ser controlada, separando – se previamente lotes com composições

químicas diferentes(BRANCO,2004). Para se obter uma matéria final devidamente controlada e certificada, deve – se trabalhar segundo as normas estabelecidas tanto pela Associação

Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) e pelo Departamento Nacional de Estradas de

Rodagem (DNER) quanto por outras associações de âmbito internacional, como o

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Departamento de Trânsito da Pensilvânia. Não se pode definir onde será melhor utilizar a

escória, pois sua utilização é ampla e diversificada, e em todos os aspectos traz tanto

vantagens quanto desvantagens (ARCELORMITTAL – CST, 2008).

O uso da escória como agregado em pavimentos rígidos depende da utilização final

(PEIXOTO; PADULA, 2009) e não basta determinar apenas o potencial expansivo da mistura

– base, pois há uma série de ensaios que ainda precisam ser realizados (BRANCO, 2004). As

pesquisas realizadas demonstram que os resultados são satisfatórios e a economia é

relativamente boa (NASCIMENTO, 2003). Apesar de todos os benefícios há uma grande

questão a ser resolvida: A durabilidade da pavimentação feita com este rejeito. Enquanto a

relação custo – benefício se mostra boa, a durabilidade e estabilidade dos asfaltos de escória

se mostra razoavelmente baixa em relação ao CCP. Porém, ao analisar os dados, percebeu – se

que tal problema poderia ser resolvido combinando CCP, escória e outros materiais.

(PEIXOTO; PADULA, 2009).

Quanto à resistência mecânica, os resultados são positivos, seja para escória de alto – forno e

para de aciaria. (BRANCO,2004), (PEIXOTO; PADULA, 2009). Os ensaios realizados

demonstram ganhos significativos, sem perdas consideráveis das demais propriedades. Como

a produção de escória, seja brasileira, seja mundial, é volumosa, há ainda grande parte deste resíduo sem destinação correta. Vendo isso, pode – se concluir que realmente as pesquisas

estão em fase inicial. Outro fato que comprova tal afirmação é a ausência / escassez de dados

e estudos sobre a escória de alto – forno, que mostra – se tão boa quanto a de aciaria

(MASSUCATO,2005).

Percebeu – se grande disparidade entre o Brasil e os demais países que já usufruem desta

tecnologia de reaproveitamento; este iniciou as pesquisas por volta da década de 90, enquanto

Japão, França, Estados Unidos, entre outros, iniciaram os estudos em 70 e hoje possuem

extensas rodovias com agregado escórico. Além disso, caminha – se a curtos passos, pois não

há grandes investimentos tampouco incentivos.

Portanto, está mais do que comprovado que, mesmo mediante custos de análises periódicas e

processamentos (moagem, britagem, separação, armazenamento...), a pavimentação asfáltica

com escória, tanto de aciaria quanto de alto – forno é vantajosa e reduz custos. Como ela é

mais densa, consome – me uma menor quantidade de mistura para uma mesma área

pavimentada, evitando uso de outros agregados e reduzindo gastos com CCP.

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Sugere – se que haja mais pesquisas na área de altos – fornos, uma vez que a quantidade de

dados encontrada foi restrita se comparada aos demais resultados. Viu – se também que as

empresas não têm grandes preocupações em separar e processar este rejeito (BRANCO,

2004); portanto, seria bom que fosse feita uma correta separação e destinação, o que

proporcionaria um aumento da qualidade do produto final. Como hoje busca – se o

desenvolvimento sustentável seria bom também que esta tecnologia fosse mais difundida e os

incentivos fossem maiores, possibilitando o surgimento de novos produtos e a conciliação

progresso X sustentabilidade.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM, EM260: escórias de alto forno para pavimentos rodoviários. Brasília,1994.

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Otimo Artigo, me ajudou bastante a saber sobre a Escória na Pavimentação Asfáltica...
Excelente artigo sobre pavimentação asfáltica com uso da escória.
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