UTILIZAÇÃO DO AGREGADO SIDERÚRGICO (ESCÓRIA DE ACIARIA) EM
PAVIMENTAÇÃO ASFÁLTICA
Diogo Santos Tavares
COPPE – Universidade Federal do Rio de Janeiro
Programa de Engenharia Civil – COPPE - UFRJ
Sandra Oda
COPPE – Universidade Federal do Rio de Janeiro
Programa de Engenharia Civil – COPPE - UFRJ
Laura Maria Goretti da Motta
COPPE – Universidade Federal do Rio de Janeiro
Programa de Engenharia Civil – COPPE - UFRJ
RESUMO
O presente trabalho mostra a viabilidade do uso de agregado siderúrgico em mistura asfáltica tipo SMA. Devido
à grande demanda por aço e a conseqüente geração deste resíduo, é necessário aumentar a reutilização deste por
questões ambientais e econômicas. Por outro lado, o uso de SMA vem crescendo no país pelas vantagens que
apresenta. Mas seu uso às vezes esbarra na dificuldade de agregados adequados. Do ponto de vista econômico, o
uso de escória de aciaria em obras rodoviárias é vantajoso pelo seu baixo custo de aquisição, próximo a 12% do
custo do agregado natural nesta pesquisa. Do ponto de vista técnico, com os processamentos hoje realizados
pelas empresas beneficiadoras a questão da expansão fica mais bem equacionada, e é sabido que o agregado
siderúrgico tem grãos duros e formato cúbico, características que favorecem seu uso em misturas asfálticas
descontínuas. Os resultados preliminares de SMA com um agregado siderúrgico em laboratório mostram que
esse coproduto pode ser uma alternativa para mistura descontínua, combinada com pó de pedra de pedreira, visto
que a parte fina da escória apresenta alta absorção do ligante.
Palavras-chave: Resíduos, Agregados, Escória de Aciaria, Pavimentação.
1. INTRODUÇÃO
Os pavimentos flexíveis são estruturas constituídas de várias camadas de espessuras variáveis
e diversos materiais. Geralmente, as camadas que constituem o pavimento flexível são
compostas de materiais granulares (solo, pedregulho, cascalho, pedra britada etc.) podendo ser
acrescidos de um material estabilizante (cal, cimento, betumes etc.) para melhorar suas
propriedades físicas. Os pavimentos mais simples são constituídos de base e revestimento.
Mas podem ainda constituir-se de outras como a regularização e reforço do subleito e a subbase, conforme necessidade. A definição da composição e da espessura de cada camada que
irá constituir o pavimento é estabelecida no dimensionamento do mesmo.
O revestimento consiste na combinação de um ligante asfáltico com agregados pétreos. As
propriedades desta mistura, sua resistência e durabilidade, estão ligadas diretamente às
propriedades de seus componentes e sua interação, além do processo construtivo empregado.
A granulometria dos agregados é uma das propriedades mais importantes tendo em vista que
afeta a rigidez, a estabilidade, a durabilidade, a permeabilidade, a trabalhabilidade e a
resistência à fadiga, entre outros aspectos da mistura.
De maneira geral a estabilidade de uma mistura é diretamente proporcional ao tamanho
máximo do agregado (Senço, 1997).
Os agregados de diversas fontes são constituintes dos pavimentos em várias camadas, e tem
função de contribuir na estabilidade mecânica, suportando as tensões impostas na superfície e
no interior do pavimento (Bernucci et al, 2008).
A pavimentação consome um volume elevado de materiais, sendo a maior parte composta por
agregados. Alguns resíduos podem ser reutilizados, reprocessados ou reciclados para
constituírem material para a construção civil e, particularmente, para a construção de
pavimentos. Segundo Castelo Branco (2004), a construção de estradas representa um terço da
demanda por agregados. Por esse motivo, o emprego de resíduos na pavimentação se mostra
uma aplicação interessante e racional.
O principal aspecto deste estudo é a reutilização de subprodutos das indústrias siderúrgicas na
pavimentação, pois o uso destes como matéria-prima possibilita a redução do uso de recursos
naturais, de demanda de energia para sua extração, de transporte dos mesmos e do volume
disposto nos aterros sanitários e industriais. O crescimento do volume gerado de resíduos e
dos custos para a correta disposição, assim como a conscientização ecológica da sociedade
torna imprescindível a pesquisa por reciclagem ou reuso destes materiais. Enfoca-se mais
especificamente o agregado siderúrgico, nome que tem sido dado à escória de aciaria que
recebe tratamento adequado para uso em obras civis, desde o controle da expansão até a
britagem em tamanhos diversos e adequados ao uso que se pretende.
Do ponto de vista econômico, o uso do agregado siderúrgico em obras rodoviárias é vantajoso
pelo baixo custo de aquisição da escória, como será mostrado neste artigo, para o caso
presente. Naturalmente o custo aumenta quanto mais distante for dos centros geradores, em
função do custo do transporte. Do ponto de vista técnico, o uso de escória de aciaria é
vantajoso pela alta resistência à abrasão da escória, principal dificuldade encontrada na
utilização dos agregados naturais do Rio de Janeiro em misturas do tipo SMA.
2. METODOLOGIA
Foi realizada a caracterização física de um agregado siderúrgico preparado sob certas
condições, com objetivo de analisar suas propriedades para utilização como agregado para
pavimentação. Foi utilizado o método Bailey para avaliação do esqueleto pétreo dos
agregados escolhidos para o experimento, composto de agregado siderúrgico e agregados
naturais. O agregado siderúrgico foi testado para aplicação em misturas do tipo SMA (Stone
Matrix Asphalt) com a realização da caracterização da mistura através de ensaios mecânicos
de módulo de resiliência, resistência à tração e dano por umidade induzida. A avaliação da
fadiga está sendo feita, mas não será objeto deste trabalho.
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1. Escória de Aciaria
As escórias de aciaria são resíduos provenientes da indústria siderúrgica gerados na fusão de
metais ou da redução de minérios com o objetivo de obter o ferro gusa líquido, e
posteriormente o aço.
No processo de produção do aço são eliminados CaO (óxido de cálcio), carbono e íons de
alumínio, fósforo e silício que tornam o aço frágil, quebradiço e difícil de ser transformado
em barras. A composição típica de algumas escórias de aciaria produzidas no Brasil está
mostrada na Tabela 1. Observa-se elevada variação na composição química e mineralógica,
em função da matéria-prima e do processo de produção empregado. As espécies químicas,
identificadas na escória de aciaria, são conseqüência das variações ocorridas nos processos de
refino do aço, na forma de resfriamento da escória e na sua armazenagem após o resfriamento
(MACHADO, 2000). Tem como característica marcante ser expansiva assim que produzida,
devido às reações químicas desses óxidos.
Tabela 1: Composição típica da escória pelo processo LD no Brasil (IBS, 1998)
Os efeitos provocados durante a expansão da escória geram tensões internas que podem
provocar trincas e fracionamento do material. Para a escória ser utilizada como agregrado na
construção civil é necessário o tratamento em relação à expansão (RODRIGUES, 2007) e
também a britagem em tamanhos adequados. Hoje várias empresas associadas aos produtores
de aço tem desenvolvido técnicas de acelerar a inertização da expansão, pelo menos de forma
parcial permintindo seu uso mais seguro em camadas superficiais de pavimento. No caso de
uso como camada de base, a Norma 115 DNIT 2009 sugere o uso combinado com solos
naturais como forma de minimizar os efeitos adversos.
No Brasil são utilizados para a produção e refino do aço os seguintes processos: OH (Open
Heart) com o forno Siemens-Martin, elétrico ou EAF (Eletric Arc Furnace) que utiliza o forno
de arco elétrico e o LD (Linz-Donawitiz) ou BOF (Blast Oxygen Furnace) com o conversor a
oxigênio, responsáveis na década de 1990 por cerca de: 1,9%, 20,2% e 77,9% da produção de
aço no país, respectivamente (MACHADO, 2000). A tabela 2 apresenta a produção recente de
aço bruto por processo no Brasil segundo o Instituto Brasileiro de Siderurgia (IBS, 2010).
Tabela 2: Produção brasileira de aço por processo (IBS, 2010).
PRODUTOS
Unid.: 10 3 t
JAN/DEZ
2010(*)
2009
OXIGÊNIO
25.007,9
20.157,6
ELÉTRICO
7.811,8
6.348,8
- ACIARIA
Na Figura 1, mostram-se amostras de escórias provenientes de forno elétrico e oxigênio, que
resultam em partículas bem diferentes.
O agregado siderúrgico tem sido utilizado em: pavimentação rodoviária, lastro ferroviário,
artefatos de concreto (blocos, tubos, blocos intertravados, etc.), contenção de encostas (riprap), gabiões, drenagens, fertilizantes e corretivos de solos. Todas as aplicações citadas
possibilitam a substituição total ou parcial do agregado natural (brita de material pétreo). Os
impactos que possam resultar do processamento da escória são menos significativos que as
operações de extração da brita e consomem menos energia. A Figura 2 mostra uma estatística
das principais aplicações da escória no Brasil e nos demais países.
Figura 1: Exemplo de agregados britados de dois tipos de escória de aciaria.
Figura 2: Estatísticas de aplicação de escória (IBS, 2010).
A utilização ou o reaproveitamento da escória de aciaria tem tido como principal obstáculo
apresentar elevado potencial de expansibilidade quando aplicada em determinadas condições
de confinamento. A expansibilidade da escória de aciaria pode ser reduzida, tornado-a um
agregado igual ou melhor que os agregados oriundos da mineração de algumas rochas, porém
alguns insucessos ocorridos com a utilização dessa escória provocam temor nos técnicos que
ainda não a conhecem suficientemente. Também a normalização brasileira para este uso é
relativamente antiga e deixa a desejar em alguns aspectos de avaliação prévia do material.
3.2. Stone Matrix Asphalt (SMA)
A sigla SMA significa Stone Matrix Asphalt que em português é Matriz Pétrea Asfáltica. O
SMA foi desenvolvido na Alemanha no final da década de 1960. Devido a sua maior
resistência á deformação permanente, se comparado a misturas convencionais, é muito
utilizada para revestimento de aeroportos e rodovias de grande volume de tráfego.
O SMA é um revestimento asfáltico, usinado a quente, concebido para maximizar o contato
entre os agregados graúdos, aumentando a interação grão/grão e a resistência à ação do
tráfego (Reis et al, 2002).
A mistura SMA (Figura 3) se caracteriza por conter uma elevada porcentagem de agregados
graúdos, entre 70 a 80% em peso e, devido a essa particular graduação, forma-se um grande
volume de vazios entre os agregados graúdos. Esses vazios são preenchidos por um mástique
asfáltico, constituído pela mistura da fração areia, fíler, ligante asfáltico e fibras. O SMA é
uma mistura rica em ligante asfáltico, com consumo de ligante entre 6,0% e 7,5%. São
misturas com volume de vazios que variam de 4 a 6% em pista (NAPA, 1999).
Figura 3: Esquema ilustrativo de uma composição SMA (NAPA, 1999).
A granulometria é determinada pelo diâmetro máximo nominal e, às vezes, também pela
peneira de ponto de quebra, definida como o diâmetro da peneira que separa as proporções
relativas dos agregados graúdos e finos. Na Europa, os tipos mais utilizados são as faixas 0/5
(agregados com diâmetro inferior a 5mm), 0/6, 0/8 e 0/11, este último o mais comumente
usado para vias de tráfego pesado. Nos EUA, as faixas granulométricas são classificadas de
acordo com o tamanho máximo nominal do agregado (NMAS – nominal maximum aggregate
size) em: 25,0 mm, 19,0 mm, 12,5 mm, 9,5 mm e 4,75 mm (Neves Filho, 2004).
O SMA, comparado a outros revestimentos asfálticos apresenta inúmeras vantagens, dentre as
quais podemos citar:
• Maior resistência à deformação permanente e conforto ao rolamento;
• Maior resistência ao trincamento e desagregações;
• Boa microrrugosidade e macrorrugosidade (atrito e aderência pneu pavimento);
• Elevada drenabilidade da água, redução da aquaplanagem, borrifo de água (spray)
(Figuras 4 e 5) e reflexão da luz em período chuvoso;
• Resistência à derrapagem;
• Redução de ruído.
Na Figura 4 apresenta-se uma foto que ilustra o borrifo de água que se forma num
revestimento comum de concreto asfáltico enquanto na Figura 5 mostra-se a elevada
capacidade de escoamento superficial de um constituído por SMA, o que evita o spray e
melhora a visibilidade e a segurança.
Figura 4: Exemplo do efeito do borrifo de água (Spray) sob chuva num revestimento comum.
Revestimento
asfáltico
comum - CA
Revestimento
asfáltico do
tipo SMA
Figura 5: Exemplo de escoamento superficial de revestimento de SMA versus revestimento
comum (McDaniel et al, 2004).
O uso do SMA ainda é pouco difundido no Brasil. Dentre as obras realizadas citam-se:
• Autódromo de Interlagos / José Carlos Pace (2000);
• Via Anchieta – Trecho experimental na “curva da onça” (2001);
• Rodovia Presidente Dutra (2002);
• BR 277 (PR) (2006);
• Estrada Grajaú – Jacarepaguá – Rio de Janeiro (2010).
3.3. Uso de Escória de Aciaria em Obras Rodoviárias
O agregado siderúrgico tem sido regularmente empregado no Brasil em pavimentação há
décadas. As Normas que regulamentam sua utilização são a DNER-EM 262/94 e DNER-PRO
263/94.
Resultados dos ensaios (Tabela 3) comumente utilizados na caracterização dos agregados
naturais britados mostram que a escória de aciaria é um produto tecnicamente competitivo no
mercado de agregados para construção civil, em especial para pavimentação rodoviária
(Baltazar, 2001).
A tabela 4 apresenta algumas características de uma escória de aciaria LD, onde se nota baixa
porosidade e dureza considerável (Castelo Branco, 2004). O principal fator que afeta as
propriedades finais deste produto é a granulometria: quanto menor, menor a resistência à
compressão. Outras propriedades importantes são a capacidade de carga elevada e a alta
resistência ao desgaste.
Tabela 3: Comparação entre escória de aciaria e agregados naturais (Geiseler, 1996).
Características
Massa específica dos sólidos (Bulk density ) (g/cm³)
Determinação da resistência ao impacto em agregados
britados (Resistance to impact determined on crushed
aggregates ) (8-12 mm) (% massa)
Absorção de água (Absortion of water ) (% massa)
Resistência ao congelamento e degelo (Freeze/thaw
resistance spalling < 5mm) ( % massa)
Abrasão Los Angeles (Los Angeles Test aggregate
particle size 8/12 mm ) (% massa)
Valor de polimento de rocha (Polished Stone Value )
(PSV)
Resistência à britagem (Crushing Strength ) (N/mm²)
*Valores médios de um local específico na Alemanha.
Tipo de Agregado
Escória LD Basalto
Granito
3,1 – 3,7
2,8 – 3,1
2,6 –2,8
10 – 26
9 - 20
12 – 27
0,2 – 1,0
<0,5
0,3 – 1,2*
≤1,0
≤1,0
0,8 – 2,0*
9 – 18
__
15 – 20
54 – 57
45 – 55
45 – 55
>100
>250
>120*
Tabela 4: Características da escória de aciaria (Castelo Branco, 2004)
As principais vantagens da utilização da escória de aciaria aplicada em obras rodoviárias são
(Rodríguez e Parejo, 2010):
• Permite a substituição dos agregados pétreos tradicionais;
• Devido à maior resistência mecânica requer menor utilização de finos durante a
compactação da obra;
• Melhor comportamento para o efeito da água devido à inexistência de fração fina
plástica, conseqüentemente melhor drenabilidade;
• Permite a redução de espessuras de camadas asfálticas sobre base de escória.
O uso mais significativo das escórias de aciaria no Brasil é como base e sub-base, porém,
ainda limitada em relação ao volume disponível deste agregado siderúrgico, devido ao
potencial expansivo, quando em contato com a água.
As características das escórias de aciaria variam muito e dependem do modo como foi obtida
e do tratamento posterior a que foi submetida (Rodrigues, 2007).
A utilização da escória sem o devido tratamento acarreta em danos ao pavimento, como o “pé
de galinha” (Figura 6), e até fissurações no pavimento (Figura 7). Portanto, para viabilizar a
aplicação da escória de aciaria em pavimentos rodoviários, é necessário um tratamento para
estabilizar a expansão a níveis aceitáveis, transformando os óxidos de magnésio e cálcio livres
em compostos estáveis.
Figura 6: Exemplo de danos ao pavimento (“pé de galinha”) com escória no revestimento
(RODRIGUES, 2007).
Figura 7: Rupturas catastróficas em pavimento com escória não curada (RODRIGUES, 2007).
4. MATERIAL UTILIZADO
Os materiais utilizados inicialmente neste estudo como agregados (graúdo e miúdo) foi o
agregado siderúrgico (escória de aciaria LD), proveniente da Harsco Metals, localizada no
município de Volta Redondo distante cerca de 120 km da capital Rio de Janeiro. Como a
absorção do material fino foi alta, o que inviabilizou seu uso, utilizou-se também o fino de um
agregado natural da pedreira Pedra Sul de Juiz de Fora, Minas Gerais. Com o objetivo de
garantir a homogeneização da mistura os agregados foram separados por peneiras.
A escória em estudo é comercializada como Neobrita, e sofre tratamento prévio para redução
da expansão no pátio da empresa. O material, que se encontrava empilhado no pátio há cerca
de 8 meses, foi coletado pela Harsco Metals nas plantas de estocagem e enviado à
COPPE/UFRJ em caminhão contendo 1500 kg de material graúdo e 400 kg de material fino
em tonéis, conforme mostra a foto da Figura 8.
Figura 8: Agregado siderúrgico utilizado neste estudo enviado pela Harsco Metals em março
de 2011.
As amostras foram coletadas em partes diferentes da pilha, resultando em boa
representatividade do material. O agregado siderúrgico em questão é comercializado pelo
diâmetro máximo de 12,5 mm. Os grãos da escória em estudo são de cor cinza escuro, com
formas varáveis (arredondadas e angulares), textura superficial lisa e aspecto não poroso.
A utilização de agregado siderúrgico se explica pelo valor de aquisição do produto e da
qualidade que ele oferece se comparado a agregados naturais. Somente do ponto de vista
econômico, pode-se analisar na Figura 9, a comparação do valor de aquisição do m³ da
escória de aciaria e do agregado natural (brita). Os preços foram cotados na região da capital
do Rio de Janeiro, com retirada dos agregados no local e foi feita a comparação para até qual
distância seria viável o uso do agregado siderúrgico no lugar do agregado natural. O preço
referente ao m³ da brita foi de R$76,00 com retirada na pedreira e o preço da escória é de R$
8,00 com retirada na empresa. O agregado siderúrgico é mais vantajoso até uma distância de
97 km da área de produção. O valor da brita é para retirada na pedreira, ou seja, não está
incluso o frete. Foi considerado nos cálculos, o valor do frete como R$ 0,70 por m³ de
agregado por km.
Custo Escória x Brita
Preço por m³ (R$)
100,00
80,00
60,00
40,00
Escória
Brita
20,00
0,00
0
20
40
60
80
100
120
Distância (km)
Figura 9: Comparação do preço do m³ da escória e da brita pela distância neste estudo.
A Figura 10 mostra a curva granulométrica da escória deste estudo.
Figura 10: Curva Granulométrica do agregado siderúrgico graúdo deste estudo.
O material miúdo (fíler e pó de pedra) utilizados em parte do estudo, assim que se detectou
que o teor de ligante era muito influenciado pelo fino da escória, foi de material mineral de
origem gnaisse - granítica. O fíler foi obtido por peneiramento e separação em laboratório.
O cimento asfáltico utilizado neste estudo é o CAP 30/45 proveniente da Refinaria de Duque
de Caxias (REDUC), situada no município de Duque de Caxias – RJ. Os certificados de
qualidade e enquadramento nas especificações foram fornecidos pela própria REDUC. A
tabela 5 mostra as características do ligante asfáltico usado neste estudo.
Tabela 5: Características do ligante asfáltico utilizado neste estudo.
5. ENSAIOS
A dosagem das misturas asfálticas foi feita empregando-se o método Superpave, atendendo as
especificações AASHTO R 35-09 e AASHTO M 323-07. A faixa utilizada foi a de 19 mm
para o SMA (AASHTO MP 325-08). A Tabela 6 mostra os dados da caracterização da
escória, a tabela 7 mostra os ensaios realizados na mistura asfáltica com utilização da escória
como agregado em sua totalidade e a tabela 8 mostra os ensaios realizados na mistura com
escória e com fíler natural.
Tabela 6: Caracterização do agregado siderúrgico deste estudo.
DNER-ME 081/98
Densidade
Real Graúdo
3,399
Absorção
graúdo (%)
4,706
ENSAIOS AGREGADOS (ESCÓRIA)
NORMAS
ASTM C128 - 1997
ASTM C 131-06
Densidade Real
Miúdo
3,01
Absorção
miúdo (%)
9,21
RT 01.70 /09 (PTM130)
Abrasão (%)
Expansão (PTM) (%)
22
0,31
A abrasão Los Angeles atende ao critério previsto para SMA (AASHTO MP 325-08) e a
expansão está abaixo dos limites brasileiros (DNER EM-262/94) e americanos. Mesmo
apresentando alta absorção no agregado graúdo e no miúdo foi analisada a utilização em
misturas do tipo SMA com o objetivo de verificar o comportamento mecânico da mistura. A
absorção em água não necessariamente neste caso representa falta de dureza e também pode
não ser de poros grandes capazes de absorver o ligante asfáltico mais viscoso.
Tabela 7: Ensaios da Mistura SMA composta de escória graúda e miúda deste estudo.
ESCÓRIA COM FÍLER DE ESCÓRIA (média de 3 cps)
Teor de
Volume de
Resistência
Módulo Resiliência
Ligante (%) Vazios (Vv) (%) Tração (MPa)
(MR) (MPa)
7,00
9,73
1,38
11276
7,50
7,16
1,55
17750
8,00
3,90
1,68
10494
Como previsto a utilização do agregado siderúrgico em sua totalidade fica onerosa, devido ao
maior teor de ligante consumido tendo em vista a alta absorção do fino da escória.
Assim, foi realizada a substituição do fíler de escória por um de agregado natural (mineral)
com o objetivo de diminuir o consumo de ligante. O material utilizado foi da pedreira Pedra
Sul, totalmente passante na peneira #100 (0,150 mm).
Tabela 8: Ensaios da Mistura SMA com agregado graúdo de escória e fíler natural.
ESCÓRIA COM FÍLER NATURAL – DOSAGEM (média de 3 cps)
Teor de Ligante Volume de Vazios
Resistência a Tração
Módulo de Resiliência
(%)
(Vv) (%)
(MPa)
(MR) (MPa)
6,00
5,00
0,95
16595
6,50
3,90
1,06
10679
7,00
2,90
0,86
10792
O teor adotado como “ótimo” para mistura com agregado siderúrgico e pó de pedra como
fíler, foi o de 6,5% pois resultou bem próximo ao volume de vazios preconizado pela norma
de SMA (AASHTO MP 325-08).
Os valore elevados de MR obtidos (tabelas 7 e 8) podem ser justificados pela presença da
escória, pelo tipo de ligante utilizado, pelas duas horas de envelhecimento antes da moldagem
e talvez ainda pela baixa película de ligante recobrindo os agregados. Era nítida a
concentração do ligante nas partes finas da mistura (mástique). Assim, pode estar acontecendo
alto atrito entre grãos maiores. O ensaio de abrasão tem objetivo de verificar o desgaste do
agregado e não propriamente a dureza do grão, sendo necessário ensaio específico de dureza
do grão. Mas, sabe-se que os agregados graúdos da escória tem em sua composição elementos
que os tornam duros e densos. Isto pode estar influenciando a rigidez. Veja que a substituição
parcial dos finos por agregado natural já baixou o MR em parte. Eventualmente, deve-se
também investigar se a presença de grande quantidade do CaO (óxido de cálcio) está
contribuindo de alguma forma na rigidez da mistura. Também deve ser levado em conta que o
material passou por envelhecimento de duas horas com o objetivo de reproduzir as
características de campo e com isto a película de ligante que já era mínima pode ter ficado
menos disponível para promover a flexibilidade da mistura.
Para analisar a adesividade do ligante ao agregado siderúrgico foi realizado ensaio de
Resistência do Dano por Umidade Induzida, cujo resultado se encontra na Tabela 9.
Tabela 9: Resultado de ensaio de Dano por Umidade Induzida.
Resistência à Tração Condicionado (MPa)
Resistência à Tração como Moldado (MPa)
Resistência à Tração Retida (RRT ou TRS) %
1,06
1,33
80
O resultado do ensaio de resistência ao dano por umidade induzida apresenta valor satisfatório
e dentro das especificações da norma para SMA mostrando que não houve influência da
expansão na adesividade.
A mistura testada com o agregado siderúrgico e o fíler natural está adequada tecnicamente e
atrativa devido ao consumo de ligante estar dentro da faixa normalmente utilizada para
misturas SMA. No entanto, como o valor do módulo de resiliência ficou muito elevado, pode
não ser adequado aplicar esta mistura em espessuras muito pequenas. Uma alternativa será
testar esta mesma composição de agregado com outro ligante menos consistente ou asfaltoborracha, por exemplo, visando baixar o MR.
A título de comparação citam-se na tabela 10 valores de MR e RT de SMA com agregados
naturais, obtidos por Vasconcelos (2004) utilizando CAP 50/60 da Lubnor, que é um ligante
bastante diferente do CAP 30/45 da REDUC, não só pela consistência, mas também pelo
petróleo de origem.
Tabela 10: Valores MR e RT de mistura SMA com agregados britados
(VASCONCELOS, 2004)
AGREGADO MINERAL - FAIXA 12,5 mm
Teor de
Resist. Tração Mód. Resiliência
Ligante (%)
(MPa)
(MR) (MPa)
6,7
0,98
4747
As diferenças entre os resultados obtidos com o uso da escória se explicam pelos seguintes
fatores: a escória é mais resistente do que o agregado natural e o ligante usado na mistura com
escória ser mais duro (CAP 30/45) do que o utilizada com agregado natural (CAP 50/60).
Com objetivo de analisar o intertravamento dos agregados foi utilizado o método Bailey, que
também ajuda a prever o comportamento da mistura bem como a forma de preenchimento dos
vazios do agregado mineral na composição da escória com filer natural. A tabela 11 mostra a
curva granulométrica utilizada neste trabalho, comparada a faixa padronizada pela AASHTO.
A tabela 12 mostra os valore limites e os calculados das proporções de agregados para
misturas do tipo SMA pelo Método Bailey (Procedimento - Rede de Asfalto 05/2010). Podese verificar que todas as proporções estão dentro dos limites, garantindo o intertravamento dos
agregados. Originalmente desenvolvido por Robert Bailey do Departamento de Transportes
de Illinois (IDOT) nos Estados Unidos, o método define um esqueleto mineral resistente à
deformação permanente juntamente com adequados Vazios do Agregado Mineral (VAM),
especialmente em misturas tipo SMA (Vavrick et al, 2002).
Tabela 11: Granulometria utilizada nas misturas SMA deste estudo.
Curva
94,6
100,0
99,6
96,3
75,8
49,8
26,9
23,1
19,2
17,2
14,7
11,6
8,2
Faixa 19,0 mm
mínimo
máximo
100
100
100
100
90
100
50
88
25
60
20
28
16
24
8
11
Tabela 12: Valores limites e valores calculados da mistura do tipo SMA pelo Bailey.
Parâmetro
Proporção CA
Proporção FAc
Proporção FAf
Limites
0,35-0,50
0,60-0,85
0,65-0,90
Valores calculados
0,49
0,64
0,71
6. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Os resultados preliminares da utilização deste agregado siderúrgico testado em misturas do
tipo SMA mostram que pode ser utilizado como agregado para mistura asfáltica tipo SMA.
No entanto, o uso de ligante convencional CAP30/45 fez com que o Módulo de Resiliência
ficasse muito elevado. A pesquisa prossegue testando asfalto-borracha com a mesma
granulometria composta pelo agregado siderúrgico e finos de pedreira.
A expansão do agregado siderúrgico ensaiado ficou abaixo de 0,5% em 14 dias de ensaio o
que garante a aplicabilidade deste agregado em misturas SMA.
O agregado siderúrgico apresenta valores satisfatórios de abrasão Los Angeles, fator
fundamental em misturas do tipo SMA, tendo em vista que é necessária alta interação grãogrão e boa resistência para os grãos não quebrarem.
O módulo resiliência (MR) e a resistência à tração (RT) são superiores aos valores
encontrados para outras misturas SMA que utilizam agregados naturais.
AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem ao Engenheiro Fernando Ramos e a empresa Harsco Metals pelo apoio a esta pesquisa.
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