AREIA DE FUNDIÇÃO DE DESCARTE COMO ADITIVO NO SOLO PARA PAVIMENTOS FLEXÍVEIS

AREIA DE FUNDIÇÃO DE DESCARTE COMO ADITIVO NO SOLO PARA PAVIMENTOS FLEXÍVEIS

Resumo: Com o objetivo de preservar os recursos naturais e diminuir a degradação do meio ambiente, procuram-se alternativas para reutilizar a areia de fundição em grandes quantidades e a utilização na construção de rodovias fornece oportunidades. Assim, este trabalho avaliou a possibilidade de reutilizar a areia de fundição, misturada a solos argilosos, como material de base e sub-base para rodovias. Os ensaios realizados foram de Proctor Normal para a obtenção da umidade ótima a fim de ser usada no ensaio do CBR que fornece o Índice de Suporte Califórnia. Os resultados dos ensaios mostraram que solos argilosos com 5% de areia de fundição de descarte como aditivo obtiveram aumento no CBR. Além desta vantagem, ainda daria uma funcionalidade a este material que seria descartado.

INTRODUÇÃO

Um dos maiores desafios da atualidade, em um contexto ambiental, é a redução dos resíduos oriundos da construção civil e das atividades industriais. Além de ocupar um grande espaço, em algumas situações, eles não são descartados adequadamente. Motivados por esta situação que pesquisadores estão sempre buscando encontrar outro destino a estas sobras, onde possam contribuir em outro processo construtivo ou produtivo.

Um grande exemplo a ser citado é a área de fundição de descarte (AFD), que é utilizada pelas indústrias de fundição como moldes para peças fundidas. Possui importantíssimo papel no processo produtivo, entretanto, após sua utilização, parte dela não possui mais funcionalidade e acaba sendo descartada. No Brasil, para cada tonelada de metal fundido é gerada outra tonelada de areia de fundição que necessita um destino final adequado.

Aliando estes fatos à necessidade de utilizar um aditivo para aumentar a resistência dos materiais granulares utilizados nos serviços de pavimentação, este artigo apresentará os dados obtidos nos ensaios de Índice de Suporte Califórnia - CBR e ensaio de Compactação – Proctor Normal, utilizando areia de fundição adicionada a um solo argiloso.

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Fundição é o processo de fabricação de peças metálicas que consiste essencialmente em encher com metal líquido a cavidade de um molde com formato e medidas correspondentes aos da peça a ser fabricada. A fundição é um dos processos mais antigos e também um dos mais versáteis, principalmente quando se considera os diferentes formatos e tamanhos das peças que se pode produzir por esse processo.

O processo em areia, particularmente, a moldagem em areia verde é o mais simples e mais usado nas empresas do ramo. Os moldes de areia são os que suportam melhor as altas temperaturas de fusão. A preparação do molde, neste caso, consiste em compactar mecânica ou manualmente uma mistura refratária plástica, sobre um modelo montado em uma caixa de moldar.

Segundo dados da ABIFA (Associação Brasileira de Fundição), no ano de 2016 foram produzidas 138.947 peças de fundidos, sendo a região sul a maior produtora dentre as demais, contabilizando 54.001 peças no último ano. A quantidade consumida de areia depende do tipo da peça produzida e varia entre 0,8 e 1 tonelada para cada tonelada de fundido. A legislação referente ao descarte deste material é a Resolução Conama nº 313, de 29 de outubro de 2002.

Uma polêmica ambiental em relação a esse processo produtivo envolve a areia descartada de fundição. Após a etapa de desmoldagem, cerca de 90% da areia pode ser facilmente reinserida no processo de produção, mas cerca de 10%, contaminada ao longo do processo, tem de ser descartada. Os órgãos de controle ambiental estão aumentando a fiscalização em relação à destinação final dessa areia. Atualmente, grande parte desse resíduo é destinada a aterros industriais, sendo um pequeno percentual comprado por empresas fabricantes de cimento.

MÉTODOS

ENSAIO DE COMPACTAÇÃO – PROCTOR NORMAL

A compactação do solo é o procedimento que visa melhorar as suas propriedades através da redução dos seus vazios pela aplicação de pressão, impacto ou vibração. Este processo torna o maciço mais homogêneo e aumenta o seu peso específico aparente. Com a diminuição dos vazios do solo, espera-se uma redução da variação dos teores de umidade, da compressibilidade e da permeabilidade e ainda aumenta a resistência ao cisalhamento e à erosão.

O ensaio foi desenvolvido por Ralph Proctor, em 1933, que divulgou seu método de controle de compactação e concluiu que a densidade com que um solo é compactado, sob uma determinada energia de compactação, depende do teor de umidade do mesmo.

O ensaio foi executado no laboratório utilizando como roteiro o Manual de Ensaios do DAER/RS - Volume I, e com os resultados obtidos foi encontrada a humidade ótima do solo para ser utilizada no Ensaio CBR.

No primeiro momento foi utilizado 3 kg de solo, 5% de areia de fundição (150 g), e 450 ml de água. A mistura foi feita e inserida no cilindro pequeno, que recebeu os golpes com um soquete pequeno pesando 2,495 g e uma altura de queda de 304,8 mm. Foram feitas 3 camadas com 25 golpes cada, distribuídas uniformemente em toda área. Este procedimento foi repetido por mais 4 vezes, e em cada uma delas foi acrescentado 90 ml de água.

Após finalizada a compactação, o solo foi retirado e pesado, e posteriormente colocado em 5 cápsulas que foram deixadas na estufa por aproximadamente 30 horas. Após a secagem as capsulas foram pesadas novamente.

Com a relação entre o peso do solo úmido e o volume do cilindro foi obtida a densidade do solo úmido, e a densidade do solo seco foi obtida através da seguinte relação:

Ds=Dh x 100/((100+h))

Sendo:

Ds = Densidade do solo seco

Dh = Densidade do solo úmido

h = Umidade

Com as densidades do solo seco e a variação de umidade, pôde ser obtida a curva de compactação, e consequentemente a umidade ótima, sendo esta, 28,6 %.

Tabela 1. Valores utilizados para obtenção da densidade do solo úmido.