AVALIAÇÃO DOS PARÂMETROS MARSHALL EM MISTURAS ASFÁLTICAS TIPO C.A.U.Q COM 5, 15 E 25% DE RESÍDUO DE MANGANÊS

Rodrigo de Oliveira Souza

Altair Tortola Burlamaqui

Benedito Coutinho Neto

Quando depositado incorretamente no meio ambiente, o resíduo da produção de manganês pode causar sérios danos, não só à saúde dos moradores da área do entorno, como também ao meio ambiente em geral, contaminando dentre outros, os rios, os lagos e o lençol freático, principalmente, por arsênio.

Este elemento químico, comum na natureza, quando proveniente de minerais (inorgânico), se ingerido, é de difícil metabolização, por isso pode causar doenças sérias, principalmente, o câncer.

Passivo Ambiental

No caso do manganês da Serra do Navio, situada no Estado do Amapá, foi considerado como passivo ambiental a contaminação de lençóis freáticos na área do porto da ICOMI em Santana, e, também, dos cursos d’água nas proximidades dessa área, conseqüência do processo de pelotização do manganês que deixou uma quantidade de rejeitos, composto de resíduos finos e algumas pelotas mal formadas, mal compactadas ou pequenas. Esses rejeitos foram depositados em uma barragem artificial, situada ao lado da usina de pelotização.

Calcula-se que a ICOMI, em 41 anos de operação, beneficiou mais de 61 milhões de toneladas de minério e gerou mais de 26 milhões de toneladas de rejeitos.

Fig. 1 - Barragem de rejeitos não impermeabilizada (OBSERVATÓRIO SOCIAL, 2003).

Os estudos da Jaakko Pöyry Engenharia Ltda (JPE) comprovaram que os teores de arsênio decaíam com o aumento da distância em relação às bacias de disposição e que esta contaminação estava relacionada aos efluentes da sinterização, desativada em 1996, como também à barragem de rejeitos

Os dados coletados pela JPE ,concluíram que, mesmo com a paralisação da usina de sinterização e conseqüente paralisação da emissão de efluentes, os teores de manganês assim como os de arsênio estavam acima dos limites, e, ainda, a existência de indícios de bioacumulação de ferro e manganês em algumas espécies de peixes.

O objetivo deste trabalho é apresentar um estudo de alternativa para utilização desse resíduo com a finalidade de contribuir para a minimização deste problema, reutilizando-o na combinação de agregados utilizados na fabricação de concreto asfáltico usinado a quente (C.A.U.Q).

Vale salientar, que o estudo de interesse a pavimentação realizado, foi somente Dosagem Marshall.

Não foi avaliado o potencial de poluição ambiental deste resíduo quando incorporado à massa asfáltica solta e compactada, isso será realizado, futuramente.

Composição granulométrica de agregados nas misturas

• Faixa “C” (DNIT) (DNIT ES-031/2006)

• CAP 50/70

• Seixo rolado, pó-de-pedra, areia e resíduo de manganês;

• 32% de pó-de-pedra e 5% de areia.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,074 0,177 0,42 2 4,76 9,52 12,7 19,1 22

Peneiras (mm)

Por

centa

gem

que p

assa

Seixo Resíduo de Manganês

Fig. 2 - Curvas granulométricas do seixo e do Resíduo de Manganês.

Peneiras (mm)

5% de RM(%)

15% de RM(%)

25% de RM(%)

Faixa “C”DNIT (%)

19,1 100 100 100 100

12,7 86,28 87,34 88,40 80-100

9,52 74,36 75,29 76,22 70 -90

4,76 52,38 52,23 52,08 44 - 72

2,0 35,90 34,82 33,75 22 - 50

0,42 17,95 17,43 16,91 8 - 26

0,177 10,37 10,13 9,89 4 - 16

0,074 7,48 7,33 7,18 2 - 10

Composição granulométrica dos agregados com 5, 15 e 25% de Resíduo de Manganês (RM)

Fig. 3 - Curvas Granulométricas da composição de Agregados com 5, 15 e 25% de RM

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,074 0,177 0,42 2 4,76 9,52 12,7 19,1

Peneira (mm)

Por

ceta

gem

qu

e p

assa

Limite Superior - Faixa C Limite Inferior - Faixa C 5% de RM 15% de RM 25% de RM

Abrasão Los Angeles (%) DNER ME-035/98 56 (<40) - - 39 (<40)

Absorção DNER-ME 081/98 1,42 - - 7,73

Adesividade DNER-ME079-94 Satisfatória Satisfatória

2,632 2,658 2,718 3,443

Agregado Mineral

Seixo Areia Pó de pedraResíduo de Manganês

Ensaios Métodos

Densidade DNER-ME 081/98 e DNER-ME 084/95

Caracteristicas físicas dos agregados minerais

Dosagem Marshall

Para a dosagem Marshall (DNER-ME 043/95), foram moldados corpos-de-prova com composição granulométrica de agregados com 5, 15 e 25% de RM, sendo os teores de ligantes estimados (método da superfície específica), respectivamente, em 5,89, 5,73 e 5,58%.

Fig. 4 - Dosagem Marshall: Compactação e obtenção da Estabilidade e Fluência.

Apresentação e análise dos resultados

Resultados referentes ao ensaio Marshall, considerando os parâmetros tradicionais: densidade específica aparente (Dap), volume de vazios (Vv), Estabilidade (E), Fluência (F), vazios do agregado mineral (VAM) e relação betume/vazios (RBV), bem como o teor de ligante de projeto, determinado por meio do volume de vazios, correspondente a 4%, e a partir dos parâmetros de dosagem Vv e RBV.

Características Requisitos

Misturas

5% RM 15% RM 25% RM

Vv=4% RBV e VV

Vv=4% RBV e VV

Vv=4% RBV e VV

Ligante (%) 5,11 5,64 6,71 5,86 - -

Vv (%) 3 a 5 4,00 3,20 4,00 4,30 - -

RBV (%) 75 a 82 75,00 79,00 79,00 77,00 - -

VAM (%) >15 15,75 15,60 19,10 18,00 - -

Estabilidade (kgf)

>500 1097 1100 1250 1325 - -

Fluência (mm) 2 a 4,5 3,80 3,76 3,18 3,15 - -

Resultados das características das misturas no teor de ligante asfáltico de projeto:

Resultados da dosagem Marshall para as misturas com 25% de RM.

Teor(%)

DapE

(kgf)Flu.

(mm)Vv(%)

RBV(%)

VAM(%)

4,58 2,418 1221 2,4 7,69 58,3 18,50

5,08 2,429 1229 2,6 6,52 64,8 18,60

5,58 2,430 1301 2,9 5,74 69,7 19,00

6,08 2,410 1125 3,1 5,75 71,2 20,00

6,58 2,395 1082 3,5 5,62 73,1 21,00

7,50 2,368 944 5,1 5,93 73,3 22,50

Conclusão

Da dosagem Marshall, pôde-se concluir que as misturas com 5 e 15% de RM apresentaram parâmetros Marshall que satisfazem os requisitos para uso na camada de rolamento, de acordo com as especificações da ES-031/06 do DNIT, contudo, a mistura com 25% de resíduo de manganês, o Vv e o RBV não foram satisfatórios, indicando que misturas com teores de RM igual ou acima de 25% não apresentam todos os parâmetros Marshall dentro da especificação.

Da mesma forma, verificou-se, também, que as misturas com resíduo de manganês possuem um maior consumo de ligante em relação às misturas convencionais utilizadas na região, devido ao seu alto coeficiente de absorção (7,73%) em relação ao seixo rolado (1,42%), sendo este agregado muito utilizado no Estado do Pará.

MisturasSuperfície Específica

PcaMédia dos

Teores ótimos de Ligante

5% de RM 11,89 5,89 5,40

15% de RM 11,66 5,73 6,30

25% de RM 11,44 5,58 -