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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
BELO HORIZONTE
2010
1
DEDICATÓRIA
Aos nossos familiares, pessoas mais importantes que temos nessa vida.
2
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.
3
EPÍGRAFE
“A mente que se abre a uma nova idéia jamais
voltará ao seu tamanho original.”
(Albert Einstein, cientista. 1879-1955)
4
RESUMO
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
5
ABSTRACT
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.
6
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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41
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7
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 – Composição de escórias de alto-forno a coque e a carvão vegetal. 27
8
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Composição química das escórias de alto-forno. 25
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
12
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
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.
13
2. JUSTIFICATIVA
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.
14
3. OBJETIVOS
* Provar a viabilidade da reciclagem de escória;
* Atentar para a questão de que resíduos podem e devem ser reaproveitados;
* 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;
15
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.
16
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 aglutinante proporciona uma íntima ligação entre agregados, capaz de resistir à ação
mecânica das cargas dos veículos. Como impermeabilizante proporciona vedação eficaz
contra a penetração da água de chuva às camadas estruturais do pavimento. Também
proporciona ao asfalto característica de flexibilidade.
17
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.
18
5. ESCÓRIA
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
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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
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;
20
• 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.
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
21
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.
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
22
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.
23
(Fonte: MASSUCATO, 2005.)
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.)
24
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
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
25
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.
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
26
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.
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
27
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.
(Fonte: VELTEN, 2005.)
28
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.)
29
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
Segundo Filev (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.
5.3.1. Produção
30
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 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
(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.
31
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
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).
32
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.
33
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:
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)
34
Leituratempo desejado – Leiturainicial
H amostra
Expansão total =
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.
Tabela 7 – Propriedades / Aplicações da escória de aciaria LD
35
(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
36
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.
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
37
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
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.
38
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.
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.
39
Figura 9 – Fluxograma dos ensaios para caracterização da escória de aciaria
Fonte: BRANCO, 2004
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.
40
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
41
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.
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
42
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
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
43
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.
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.
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44
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