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Título: Avaliação de misturas de solo de resíduo de polimento de porcelanato para emprego em obras rodoviárias
Título(s) alternativo(s): Evaluation of blends of porcelain tile polishing residue and soil for using in road construction
Autor(es): Silva, Filipe Bruno dos Santos
Palavras-chave: Resíduo de polimento de porcelanato;Índice de Suporte Califórnia;Aterros rodoviários;Pavimentação;Capacidade de carga
Data do documento: 26-Ago-2016
Citação: SILVA, Filipe Bruno dos Santos. Avaliação de misturas de solo de resíduo de polimento de porcelanato para emprego em obras rodoviárias. 2016. 103f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2016.
Resumo: The solid waste management has become a constant challenge in the modern society as a result of the increase in industrial production. This scenario is also a fact in Brazilian industries, including those producing ceramic materials. The polishing step in the production of porcelain tiles in ceramic industries produces large amounts of a residue consisting of ceramics remains, water and traces of abrasive discs used in the polishing step. This residue corresponds to a white powder of fine grain and variable chemical composition, known as Porcelain Tile Polishing Residue (RPP), and it was collected in a company located in Conde / PB. In this study, blends of a sandy-clayey soil and RPP were evaluated for use in road construction. Different dosages of residue were studied, specifically, 0% (pure soil) 5%, 10%, 15%, 20% and 40%, added in relation to the dry mass of soil. The materials were evaluated conducting tests to determine Atterberg limits, grain size distribution and specific solid weight. In addition, compaction tests, tests to determine the CBR (California bearing ratio) and oedometer consolidation tests were also carried out. A plate load test was also conducted in the laboratory with the 10% blend. Because of the chemistry of the material, a preliminary study was conducted on the influence of pozzolanic activity on the results. Finally, an environmental analysis was performed based on the collection and chemical analysis of solubilized extract obtained from a sample of pure residue. The mechanical tests were conducted under inundated conditions, in order to reduce the influence of soil suction. The evaluation of the California Bearing Ratio was made using normal and modified proctor energy. The tests showed a reduction of the average resistance of the blends compared to that of the pure soil. For the consolidation tests, it was observed that the blend with 5% of RPP had a smaller deformation than the specimen of pure soil in the same stress values, unlike the others mixtures which were more deformable. The results of the plate load test showed that the 10% blend presented a lower bearing capacity than the pure soil and the 5% blend, with bigger settlements for the same stress values. Considering all the data obtained in this research, it can be said that the residue did not significantly change the mechanical behavior of soil to levels up to 10% of RPP. For higher values, there is a worse mechanical performance. However, depending on the intended use in road construction, this behavior does not preclude the application of mixtures with more than 10% of RPP. In fact, all studied mixtures can be considered as potential materials for road construction. The pure soil and 5% blend compacted using the modified energy can also be used as sub-base material for pavement layers. The other mixtures can be used as subgrade improvement layer, if their CBR value is higher than the subgrade in question. Regarding the chemical analysis of the solubilized extract of the residue, it was observed the concentrations of the studied parameters were below the limits suggested by Brazilian standard NBR 10004.
metadata.dc.description.resumo: Com o crescente avanço industrial, a gestão de resíduos sólidos se torna um desafio constante na sociedade. Esse cenário também é realidade nas indústrias brasileiras, incluindo as que produzem materiais cerâmicos. A etapa de polimento na produção do porcelanato em indústrias cerâmicas gera grandes quantidades de um resíduo composto por restos de peças cerâmicas, água e resquícios de discos abrasivos utilizados na etapa de polimento. Esse resíduo corresponde a um pó branco de granulometria fina e composição química variável, conhecido como Resíduo de Polimento de Porcelanato (RPP). Neste trabalho, foi estudada a utilização de misturas de solo e RPP para emprego em obras rodoviárias. O resíduo utilizado nesta pesquisa foi coletado em uma empresa localizada no município de Conde/PB e foi estudado em misturas com um solo areno-argiloso. No presente estudo, foram utilizadas diferentes dosagens de resíduo, especificamente, 0% (Solo Puro) 5%, 10%, 15%, 20% e 40% em relação à massa seca de solo. Além da caracterização dos materiais mediante a realização de ensaios para determinação de limite de liquidez e de plasticidade, granulometria conjunta e massa específica dos sólidos, foram realizados ensaios de compactação, ensaios para a determinação do ISC (Índice de Suporte Califórnia) e adensamento unidimensional. Realizou-se ainda uma prova de carga em placa no laboratório com a mistura de 10%, comparando-se com dados de prova de carga em placa do solo puro e da mistura de 5% obtidos na literatura técnica. Em virtude da química do material, foi realizado ainda um estudo preliminar sobre a influência de atividade pozolânica nos resultados. Por fim, realizou-se uma análise de caráter ambiental, baseado na coleta e análise química de extrato solubilizado obtido a partir de uma amostra de resíduo puro. Todos os ensaios de resistência mecânica foram desenvolvidos na condição inundada, a fim de minimizar possíveis influências de sucção matricial. A avaliação do índice de suporte Califórnia do solo e das misturas foi feita empregando-se energias de compactação normal e modificada. Os ensaios mostraram que houve uma redução da resistência média das misturas em comparação à resistência do solo puro. Para os ensaios de adensamento, foi observado que a mistura com 5% de adição de RPP apresentou uma menor deformação do que a amostra de solo puro para mesmos níveis de tensão, ao contrário das outras misturas que se mostraram mais deformáveis. A mistura de 10% apresentou na prova de carga em placa capacidade de carga inferior a apresentada pela mistura de 5% e pelo solo, com maiores valores de recalques para mesmos valores de tensão. O efeito de atividade pozolânica nos resultados foi estudado a partir de ensaios com secagem prévia de amostras após inundação, para que as reações ocorressem. Os resultados mostraram que os ensaios realizados com secagem apresentam, em geral, uma ligeira melhora em relação a características mecânicas. Com todos os dados obtidos nesta pesquisa, pode-se dizer que, de forma geral, o resíduo não alterou de forma significativa o comportamento mecânico do solo para teores até 10% de adição. Para valores acima disso, nota-se um pior desempenho mecânico, porém dependendo do uso, não impede sua aplicação, tornando todas as misturas estudadas potenciais materiais para execução de aterros compactados em obras rodoviárias. O solo puro e a mistura de 5% compactados na energia modificada podem ainda ser utilizados como material de sub-base em camadas de pavimento. As demais misturas podem ser utilizadas como reforço de subleito, caso o seu valor de ISC seja superior ao do subleito em questão. Em relação ao caráter ambiental da pesquisa, foi observado que para os parâmetros estudados, as concentrações obtidas estão abaixo dos limites sugeridos pela norma NBR 10004.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/22283
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