INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA Seção de Engenharia de Fortificação e Construção – SE/2 Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Transportes Relatório

INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIASeção de Engenharia de Fortificação e Construção – SE/2

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de TransportesRelatório 1

Aluno: Freddy Richard Apaza ApazaOrientador: Antônio Carlos Rodrigues Guimarães, D.Sc.Área de concentração: Infraestrutura de TransportesLinha de Pesquisa: Engenharia de TransportesProjeto de Pesquisa: Propriedades e aplicações de Agregado Alternativo

REJUVENECIMENTO DE PAVIMENTO

UTILIZANDO MISTURAS ASFALTICAS

CONTENDO RESIDUO DO

BENEFICIAMENTO DO MINÉRIO DE

FERRO

Rio de Janeiro Maio de 2015.

1. Introdução

1.1 Considerações gerais

1.2 Produção minério de ferro

1.3 Geração do Resíduo de mineração

2. Justificativa

3. Objetivos

Objetivo Geral

4. Metodologia

5. Trabalhos Realizados e resultados

6. Cronograma

7. Dificuldades encontradas

8. Próximos passos

9. Referencias Bibliográficas

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO

1.1 Considerações Gerais

1. Introdução2. Justificativa

3. Objetivos

4. Metodologia

5. Trabalhos realizados

6. Cronograma

7. Dificuldades

8. Trabalhos futuros


As reservas mundiais de minério de ferro totalizam 170 bilhões de toneladas. As reservas lavráveis brasileiras, com um teor médio de 49,0% de ferro, representam 13,1% das reservas mundiais.

1. INTRODUÇÃO

1.2 produção

Fonte:IBRAM Divulgação: Março/2015

A produção mundial de minério de ferro em 2014 foi de 40 bilhões de Dólares. O Brasil foi o terceiro maior produtor mundial.


3. Objetivos

4. Metodologia


6. Cronograma

7. Dificuldades



1. INTRODUÇÃO

1.3 Geração de rejeito

Fonte: Diagnóstico dos Resíduos Sólidosda Atividade de Mineração deSubstâncias Não Energéticas 2012

Segundo IPEA com relação ao cenário futuro da geração de rejeitos, estima-se que a quantidade anual irá praticamente dobrar, passando de 348 milhões de toneladas em 2010 para 684 milhões de toneladas em 2030.

Conforme FEAM :


3. Objetivos

4. Metodologia


6. Cronograma

7. Dificuldades



2. JUSTIFICATIVA

FONTE : TESE GRACIELA P

Preocupação com os resíduos gerados pelas indústrias;

Uso de resíduo do beneficiamento do mineiro de ferro em misturas Micro Revestimento e Lama Asfáltica;

Aumento da sustentabilidade contribuindo ao meio ambiente;

Economia de espaços utilizados para sua disposição em aterros industriais e

Preservação dos recursos naturais.


3. Objetivos

4. Metodologia


6. Cronograma

7. Dificuldades



3. OBJETIVO

Objetivo Geral

Verificar a viabilidade técnica da utilização do rejeito do beneficiamento do minério de ferro como agregado alternativo em misturas asfálticas a frio do tipo micro revestimento e lama asfáltica.

1. Introdução

2. Justificativa

3. Objetivos4. Metodologia


6. Cronograma

7. Dificuldades



pedrisco Pó de pedra Filler Emulsão Água

Resíduo de Ferro

MICRO REVESTIMENTO A FRIO

Tratamento de superfície: e = 25 mm• Impermeabilizante• Rejuvenescedora• Antiderrapante

• O diâmetro de agregado ≤4 mm

• Agregados • Filer• Emulsão Modificada por polímero (cura controlada) RC-1C-E• Agua• Aditivo

pedrisco Pó de pedraAreia

FillerEmulsão

ÁguaAditivo

1. Introdução

2. Justificativa



6. Cronograma

7. Dificuldades



3. OBJETIVO

LAMA ASFALTICA

Tratamento de superfície:

• Conservação viária estrutura do pavimento• Melhoria da aderência Pneu/pavimento• Rejuvenescedora

ligante asfáltico e agregado

menos severas em relação ao micro• O diâmetro de agregado ≥6 mm• Camada de e= 8mm• Redução da rugosidade • Revestimento selante

Areia FillerEmulsão ÁguaAditivo

1. Introdução

2. Justificativa



6. Cronograma

7. Dificuldades



3. OBJETIVO

Revisão de Literatura

Coletar Material• Agregados• Resíduo de ferro• Emulsão Asfáltica• Filer

Agregado• Análise granulométrica• Densidade Real e aparente• Adesividade• L.A.Abrasão• Equivalente de areia

Caracterização do Material

Emulsões Asfálticas• Estabilidade de armazenamento• Ponto de amolecimento• Penetração• Viscosidade Cinemática• Resíduos depois da destilação• Partícula de carga

FASE I

4. METODOLOGIA

1. Introdução

2. Justificativa

3. Objetivos

4. Metodologia5. Trabalhos realizados

6. Cronograma

7. Dificuldades



PREPARAÇÃO DA MISTURA EM DIFERENTES TEORES DE AGUA E EMULSÃO ASFALTICA

Aditivos• Cal

Resultados e analise de dadosPasse requerimentos

• WCT Teste de coesão úmido• WTAT perda abrasão• LWT absorção da areia

FASE IILama Asfáltica• Resíduo de ferro• Agregados

Micro revestimento• Resíduo de ferro• Agregados

DESEMPENHO DA MISTURA

FASE III

FASE IVnão

sim

4. METODOLOGIA

1. Introdução

2. Justificativa

3. Objetivos

4. Metodologia5. Trabalhos realizados

6. Cronograma

7. Dificuldades



Pó- pedrisco : Holcim S.A. RJ

FASE I

5. TRABALHOS REALIZADOS

Coletar Material• Agregados• Filer• Resíduo de ferro• Emulsão Asfáltica

Ensaios realizados:Agregado• Análise granulométrica• Densidade Real e aparente• L.A. Abrasão• Equivalente de areia• Durabilidade

Ensaios de Laboratório IME

Resíduo de ferro : Mariana MG

Emulsão Asfáltica: BR Distribuidora PETROBRAS

Filer: Cimento Portland CP e Cal

Emulsões Asfálticas• RC-1C-E fornecida BR Distr.PETROBRAS

Pó de pedrisco

1. Introdução

2. Justificativa

3. Objetivos

4. Metodologia

5. Trabalhos realizados 6. Cronograma

7. Dificuldades



Pó- pedrisco : Holcim S.A. RJ FASE I


Agregado• Análise granulométrica DNIT 035 /2005 –ES. • L.A.Abrasão ABNT-NBR–14948

5. TRABALHOS REALIZADOS Ensaios de Laboratório IME

1. Introdução

2. Justificativa

3. Objetivos

4. Metodologia


7. Dificuldades




FASE I


• Densidade Real e aparente • Equivalente de areia DNER 054-97

5. TRABALHOS REALIZADOS Ensaios de Laboratório IME

1. Introdução

2. Justificativa

3. Objetivos

4. Metodologia


7. Dificuldades




FASE I


• Forma : Ensaio AIMS • Durabilidade DNER-ME -089-94

5. TRABALHOS REALIZADOS E RESULTADOS

Ensaios de Laboratório COPPE e IME

• Feito : UFRJ - COOPE

1. Introdução

2. Justificativa

3. Objetivos

4. Metodologia


7. Dificuldades



Resultados e especificações

Ensaios Pó pedrisco

Resíduo de ferro Mistura

Especificações

NBR 14948 /03Equivalente de Areia (%) 72 47 69 Min .65%Resistencia da Abrasão Los Angeles (%) - - 15,32 Max 40%

Avaliação da durabilidade pelo emprego de soluções sulfato de magnésio

5,2 - - Max 15 %

Caracterização da fração fina por médio de absorção de azul metileno (mg/g)

2,5 0,4 - Max 10

Determinação da massa unitária 1,54 1,508 - -

1. Introdução

2. Justificativa

3. Objetivos

4. Metodologia


7. Dificuldades




Resultados: Micro Revestimento


0.010 0.100 1.000 10.000 100.000

-

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100.00

COMPARATIVO ENTRE OS LIMITES ADOTADOS E A CURVA DO AGREGADO - TIPO II ISSA A- 143 e DNIT 035/2005 -ES

Curva Agregado

Limite Inferior

Limite Superior

FAIXA II (ISSA)

Peneiras (mm)

Pas

san

te (

%)

3"2½"2"11½"1"¾"½"

3/8n° 4

n° 8n° 16

n° 200

n° 100

n° 50 n° 30

0,075

0,15 0,33 0,60 1.18 2.36 4.8 9,5 12,5

silte Areia Fina Areia MediaArgila Areia Grossa Pedregulho

% Passantetraço %

ISSA# TIPO II

(pol.) (mm) mínimo máximo

1/2" 19 100,00 100 100

3/8" 9,5 100,00 100 100

n.º 4 4,8 99,54 90 100

n.º 8 2,36 82,31 65 90

n.º 16 1,18 63,36 45 70

n.º 30 0,6 46,40 30 50

n.º 50 0,33 30,47 18 30

n.º 100 0,15 18,19 10 21

n.º 200 0,075 5,77 5 15

85 % 15 %


1. Introdução

2. Justificativa

3. Objetivos

4. Metodologia


7. Dificuldades




Resultados: Lama Asfáltica


90 % 10 %

0.010 0.100 1.000 10.000 100.000

-

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100.00

COMPARATIVO ENTRE OS LIMITES ADOTADOS E A CURVA DO AGREGADO - FAIXA III DNIT

Curva Agregado

Lim. inf.

Lim. sup.

FAIXA III (DNIT)

Peneiras (mm)

Pas

san

te (

%)

3"2½"2"11½"1"¾"½"

3/8n° 4n° 8n° 16n° 200 n° 100 n° 50 n° 30

0,075 0,15 0,33 0,60 1.18 2.36 4.8 9,5 12,5

silte Areia Fina Areia MediaArgila Areia Grossa Pedregulho

DNIT Curva

Faixa III

mínimo máximo Tentativa

100 100 100,00

100 100 100,00

85 100 100,00

60 87 99,51

40 60 81,27

28 45 61,20

19 34 43,25

14 25 26,63

8 17 15,40

4 8 4,67


1. Introdução

2. Justificativa

3. Objetivos

4. Metodologia


7. Dificuldades



Planificação dos projetos

1. Introdução

2. Justificativa

3. Objetivos

4. Metodologia


7. Dificuldades



Composição do Traço da mistura dos projetos de MRA PROJETOS

MATERIAIS 1 2 3 4

sem 10 20 30resíduo resíduo resíduo resíduo

Po de pedra % 99 98,9 98,8 98,7Residuo % 0 0,1 0,2 0,3cimento % 1,0 1,0 1,0 1,0

Agua %Emulsao %Ensaio WTAT : 10% 12% 14% e 16%Ensaio LWT: 12% , 14% , 16% , e 18%Ensaio de coesao % otimo de emulsao

Tempo mínimo de misturação

Ensaio de Tempo de misturanormas ISSA TB -113

MATERIAL sem residuo 100 % po pedrisco

DESCRIÇÃO QUANTIDADE UNIDADE

200 gr

24 gr

2 gr

29

tempo > 3mint

EMULSAO14,5 %

0k

AGREGADO

AGUA12,0 %

CIMENTO1,0 %

1. Introdução

2. Justificativa

3. Objetivos

4. Metodologia


7. Dificuldades



Consistência método coneNORMA NBR 14746Emulsao. RC-1C E Emulsao proporcinada por BR distribuidora AGREGADO 1

AGREGADO 2

DESCRICAO QUANTIDADE UNIDADE DESCRICAO QUANTIDADE UNIDADE DESCRICAO QUANTIDADE UNIDADE

400 gr 400 gr 400 gr

44 gr 48 gr 52 gr

4 gr 4 gr 4 gr

58 gr 58 gr 58 gr

1 lectura cm 2 lectura 3 lectura15 23,8 31,5

EMULSAO14,5 %

EMULSAO14,5

EMULSAO14,5 %

1,0 %

AGUA11,0 %

AGUA12,0 %

AGUA13,0 %

CIMENTO1,0 %

CIMENTO1,0 %

CIMENTO

AGREGADO AGREGADO AGREGADO

100%0%

10 12.5 15 17.5 20 22.5 25 27.5 30 32.5 3510.0 %

11.0 %

12.0 %

13.0 %

14.0 %

Ensaio de teor de agua NBR 14746 ISSA TB 106

Series1

Lecitrua (cm)

% a

gua

1. Introdução

2. Justificativa

3. Objetivos

4. Metodologia


7. Dificuldades



Ensaios de avalição e compatibilidade WTATWTAT Wel Track Abrasion TestNORMA NBR 14746

Emulsao. RC-1C E Emulsao proporcinada por BR distribuidora PO PEDRSICO

RESIDUODESCRIÇÃO QUANTIDADE UNIDADE DESCRIÇÃO QUANTIDADE UNIDADE DESCRIÇÃO QUANTIDADE UNIDADE DESCRIÇÃO QUANTIDADE UNIDADE

AGREGADO AGREGADO AGREGADO AGREGADO

600 gr 600 gr 600 gr 600 gr

AGUA AGUA AGUA AGUA 6,0 %

72 gr 60 gr 48 gr 36 grCIMENTO CIMENTO CIMENTO CIMENTO 1,0 %

6 gr 6 gr 6 gr 6 grEMULSAO EMULSAO EMULSAO EMULSAO

60 gr 72 gr 84 gr 96 gr

ANTES DO ENSAIO Peso seco 656,29 gr Peso seco 656,68 gr Peso seco 654,15 gr Peso seco 642,29 gr

DEPOIS DO ENSAIO Peso seco 635,44 gr Peso seco 640,32 gr Peso seco 641,52 gr Peso seco 631,74 gr

DIFERENCA DE PESO 20,85 gr 16,36 gr 12,63 gr 10,55 grFACTOR DE CORREICAO N - 50 0,90,1 % % % %

VALOR 32,9 685,965 gr/m² 538,244 gr/m² 415,527 gr/m² 347,095 gr/m²

8,0 %

1,0 %

14,0 % 16,0 %

12,0 %

1,00%

10,0 %

10,0 %

1,0 %

12,0 %

90%

10%

9 10 11 12 13 14 15 16 17280

330

380

430

480

530

580

630

680

730 685.964999999997

538.243999999997

415.527

347.094999999999

583583 583

583

Ensaio de Abrasion Umida ISSA TB -100Po -pedrisco sem residuo de ferro

ISSA TB-100 MaximoTeor de Ligante Asfaltico (%)

WTA

T (g

/cm

2)

1. Introdução

2. Justificativa

3. Objetivos

4. Metodologia


7. Dificuldades



Elaboração corpos de prova

1. Introdução

2. Justificativa

3. Objetivos

4. Metodologia


7. Dificuldades



ENSAIO DA DETERMINAÇÃO DE EXCESSO DE ASFALTO E ADESÃO DE AREIA PELA MÁQUINA LWT NORMA – NBR 14841/2002

Emulsao. RC-1C E Emulsao proporcinada por BR distribuidora Agregado 1:

Agregado 2:DESCRIÇÃO QUANTIDADE UNIDADE DESCRIÇÃO QUANTIDADE UNIDADE DESCRIÇÃO QUANTIDADE UNIDADE DESCRIÇÃO QUANTIDADE UNIDADE

AGREGADO AGREGADO AGREGADO AGREGADO

300 gr 300 gr 300 gr 300 gr

AGUA AGUA AGUA AGUA

30 gr 24 gr 18 gr 12 gr

CIMENTO CIMENTO CIMENTO CIMENTO

3 gr 3 gr 3 gr 3 gr

EMULSAO EMULSAO EMULSAO EMULSAO

36 gr 42 gr 48 gr 54 gr

10

MOSTRA SEM AREIA 406,66 gr MOSTRA SEM AREIA 423,66 gr MOSTRA SEM AREIA 421,11 gr MOSTRA SEM AREIA 420,6 gr

MOSTRA COM AREIA 413,13 gr MOSTRA COM AREIA 430,63 gr MOSTRA COM AREIA 429,76 gr MOSTRA COM AREIA 431,1 gr

AREIA ADERIDA 6,47 gr AREIA ADERIDA 6,97 gr AREIA ADERIDA 8,65 gr AREIA ADERIDA 10,5 gr

528,41 gr/m² 569,24 gr/m² 706,45 gr/m² 857,54 gr/m²

100%

0%

18,0 %

1,0 % 1,0 %

4,0 %

1%

12,0 %

10,00 8,0 %

1,0 %

6,0 %

14,0 % 16,0 %

11 12 13 14 15 16 17 18 19 380

480

580

680

780

880

980

528.41 569.24

706.45

857.54

583583

583 583

Ensaio Excesso de asfalto e Adesao de areia ISSA TB -109

Po -pedrisco sem residuo de ferro

ISSA TB-100 MaximoTeor de Ligante Asfaltico (%)

LWT

(g/c

m2)

Determinação do teor ligante asfáltico

1. Introdução

2. Justificativa

3. Objetivos

4. Metodologia


7. Dificuldades



6 6.5 7 7.5 8 8.5 9450

470

490

510

530

550

570

590

450.00

470.00

490.00

510.00

530.00

550.00

570.00

590.00

538 538538 538

Teor de Ligante Asfaltico (%)

TRAÇONº

TEOR DE LIGANTE

ASFALTICO (%)

TEOR DE EMULSÃO (%)

TEOR DEÁGUA (%)

WTAT MÁX. 800

(g/m²)

LWTMÁX. 538

(g/m²)

1 6,23 10 12,0 685,965 0,002 7,476 12 10,0 538,244 528,413 8,722 14 8,0 415,527 569,244 9,968 16 6,0 347,095 706,455 11,214 18 4,0 0 857,54

7,6

WTA

T (

g/c

m)

LWT

(g

/cm

)

6. CRONOGRAMA

1. Introdução

2. Justificativa

3. Objetivos

4. Metodologia


6. Cronograma7. Dificuldades



Projeto

Inicio

1 Etapa

2 Etapa Ensaios mec. de caracterização

3 Etapa Ensaios programa experimental

4 Etapa Ensaios desempenho das mistura

5 Etapa Analise dos resultados

6 Etapa Conclusões e recomendações

7 Etapa Relatorio

Entrega

1-fev 3-mar 2-abr 2-mai 1-jun 1-jul 31-jul 30-ago 29-set 29-out 28-nov 28-dez 27-jan

1-fev

1-fev

10-fev

25-fev

20-abr

10-jun

10-ago

20-out

10-fev

1-fev

CRONOGRAMA DE DESENVOLVIMENTO DE PROJETO

INICIO AVANCE EM DIAS DURAÇÃO

• DNIT (2005) .Pavimentos flexíveis Micro revestimento Asfáltico a frio com emulsão modificada por polímero. Ministério dos Transportes, Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes, Publicação IPR – DNER ES 389/99 Rio de Janeiro,

• Masood Roberti M Evaluation Of Test Methods And Selection Of Aggregate Grading For Type Iii Application Of Micro-surfacing, Peat ,Canada Montreal (2013).

• NOURELDIN.A A., McDANIEL R.ES Evaluation of surface mixtures of Steel Slag and Asphalt Transportation Research Record, n. 1269 . (1990)

• C.R. JONES TAN FAH MEE AND HASNUR RABIAIN BINISMAIL Early Performance of Slurry Seales used for Paved road Maintenance in Malaysia Proceeding of the Sixth Conference of REAAA, Kuala Lumpur , -10 March 1990

• THOMAS J.k ALISON L.B. Performance of ultra thin freeway surfaceing in canada pavements and Foundations Section Ministry of transportation of Ontario Canada 1997

• ISSA The international Slurry Surfacing Association .Desing Tecnical Bulletines Washington, D.C. 1990

• Karine Krummenauer,Estudo Da Incorporação da Serragem De Couro Curtido Ao Cromo No Micro revestimento Asfáltico. Artigo PUCRS 208 Rio grande do Sul

9. REFERENCIA BIBLIOGRAFICA

1. Introdução

2. Justificativa

3. Objetivos

4. Metodologia


6. Cronograma

7. Dificuldades



• MANSOUR SOLAIMANIAN AND THOMAS W.KENNEDY Evaluation of The Seal Process as Pavement Rehabilitation Alternative Project Summary Report. 1778 –S. Center For Trasnportation Research Bureau of Engineering Research The University of Texas at Austin- october 1998.

• OFFICE OF ENGINEERING OFFICE OF TECNOLOGY APLICATIONS Surface Rehabilitation Tecniques Design, Construction, and Performance Of Micro-Surfacing Instructor’s Guide Washington D.C. Federal Highway Administration Office of Engineering ,Pavement Division. 1994.

• SILVA, R. G. O. Estudo laboratorial do desempenho mecânico de misturas asfálticas com resíduos industriais de minério de ferro. Dissertação apresentada ao Programa de Geotécnica da Escola de Minas da Universidade Federal de Ouro Preto, UFOP, Ouro Preto/MG, 2010..

• CASTELO BRANCO V.T.F Caracterização De Misturas Asfálticas Como O Uso De Escoria De Aciaria Como Agregado. Dissertação de Mestrado Universidade Federal do Rio de Janeiro RJ. 2004

• ANGELA CAMPANHA Caracterização De Rejeitos De Mineiro De Ferro Para Uso Em

Pavimentação. Dissertação de Mestrado Universidade Federal da Viçosa Minas Gerais MG. 2011

• Sindicato Nacional Da Industria Da Extração Do Ferro E Metais Básicos http://www.sinferbase.com.br/relatorios.php. acessado accesado10 de março.

7. REFERENCIA BIBLIOGRAFICA

http://www.sinferbase.com.br/relatorios.php.acessado

http://www.sinferbase.com.br/relatorios.php.acessado

MUITO OBRIGADO!

Freddy Richard apaza apazafone: (21)97942-2133.email:[email protected]

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