Avaliação da resistência à compressão simples de areias descartadas de fundição estabilizadas com cimento

Abstract

A geração de areia descartada de fundição (ADF) no Brasil é significativa, sendo produzido mais de 3 milhões de toneladas por ano. Apesar de a ADF possuir características interessantes para o emprego na construção civil e apresentar parâmetros que atendem os requisitos ambientais para a reutilização, a inexistência de normas específicas que instruam seu uso dificulta a aplicação. Dentre as possibilidades, está a utilização como substituto de outros agregados em grandes obras, sendo as de infraestrutura atraentes para o emprego das ADF, visto que, em sua maioria, demandam grandes volumes de material. Entretanto, as ADF nem sempre atendem os requisitos de resistência para aplicação em que as solicitações são mais significativas. Como forma de viabilizar seu uso mesmo em demandas que exigem elevado desempenho, o presente trabalho traz um estudo acerca da resistência à compressão simples de ADF tratadas com cimento. Para tal, foi realizada uma pesquisa experimental que compreendeu a moldagem de corpos de prova cilíndricos com a incorporação de cimento Portland de Alta Resistência Inicial em cinco diferentes proporções e a determinação da variação da resistência à compressão simples em corpos de prova com diferentes teores de cimento e com diferentes valores de razão porosidade-teor de cimento (η/Civ), em três diferentes tempos de cura. Os corpos de prova submetidos aos ensaios geomecânicos foram moldados por compactação estática sob umidade ótima e densidade seca máxima correspondentes ao esforço de compactação normal. Foi possível observar um aumento unívoco de resistência a compressão simples com o aumento do teor de cimento, aumento do tempo de cura e redução da razão η/Civ. Os ajustes matemáticos indicaram boas correlações para ambas as metodologias de dosagens propostas. Foram observados significativos aumentos de resistência com a incorporação de cimento à ADF, chegando a ganhos próximos à 400% se comparadas adições de 3 a 15%. Por outro lado, nenhum dos teores de cimento testados conduziu a resistências superiores a 2,1 MPa após 7 dias de cura, que corresponde ao requisito de resistência estabelecido pela norma brasileira para solo-cimento a ser aplicado em camadas estruturais de pavimentos.

The generation of waste foundry sand (WFS) in Brazil is significant, being produced more than 3 million tons per year. Although the WFS has interesting characteristics for use in civil construction and presents parameters that meet the environmental requirements for reuse, the lack of specific data that instruct its use makes its application difficult. Among the possibilities, there is the use as a substitute for other aggregates in large works. Infrastructure works are attractive for the use of WFS, since they demand large volumes of material. However, WFS do not always meet the strength requirements for applications where the stresses are most significant. To make its use feasible even in demands that require high performance, the present work presents a study on the simple compressive strength of WFS treated with cement. To this end, experimental research was carried out, comprising the moulding of cylindrical specimens with the incorporation of Portland cement of High Initial Strength in five different proportions and the determination of the variation of the unconfined compressive strength in specimens with different cement contents and with different values of porosity-cement content ratio (η/Civ), in three different curing times. The specimens submitted to the geomechanical tests were moulded by static compaction under optimal humidity and maximum dry density corresponding to the normal compaction effort. It was possible to observe a univocal increase in the unconfined compressive strength with the increase of the cement content, increase of the curing time and reduction of the η/Civ ratio. Mathematical adjustments indicated good correlations for both proposed dosing methodologies. Significant increases in strength were observed with the addition of cement to the WFS, reaching gains close to 400% when compared to additions of 3 to 15%. On the other hand, none of the tested cement contents led to strengths greater than 2.1 MPa after 7 days of curing, which corresponds to the strength requirement established by the Brazilian standard for soil-cement to be applied in structural layers of pavements.