AVALIAÇÃO DO COMPORTAMENTO DE CONCRETOS ASFÁLTICOS MODIFICADOS COM CINZA PESADA DO BAGAÇO DE CANA-DE-AÇÚCAR

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ

CENTRO DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA URBANA

VINICIUS MILHAN HIPÓLITO

AVALIAÇÃO DO COMPORTAMENTO DE CONCRETOS ASFÁLTICOS MODIFICADOS COM CINZA PESADA DO BAGAÇO DE CANA-DE-AÇÚCAR

Maringá

2019

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VINICIUS MILHAN HIPÓLITO

AVALIAÇÃO DO COMPORTAMENTO DE CONCRETOS ASFÁLTICOS MODIFICADOS COM CINZA PESADA DO BAGAÇO DE CANA-DE-AÇÚCAR

Projeto de pesquisa apresentado ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Urbana da Universidade Estadual de Maringá, Linha de Pesquisa 1: Infraestrutura e Tecnologia Urbana.

Orientador: Prof. Dr. Jesner Sereni Ildefonso

Maringá

2019

RESUMO

O desenvolvimento de tecnologias em revestimentos asfálticos que proporcionem pavimentos mais econômicos, sustentáveis e com melhor desempenho é essencial para a melhoria da qualidade da malha rodoviária brasileira. Neste sentido, este projeto de pesquisa visa agregar essas variáveis por meio da substituição do agregado miúdo do concreto asfáltico por cinza pesada proveniente da queima do bagaço da cana-de-açúcar. Para se avaliar o potencial de utilização da cinza no revestimento, serão caracterizados os materiais componentes e as misturas de referência e modificada, as quais serão aplicadas em um trecho experimental de rodovia com a finalidade de se avaliar o comportamento prático do revestimento asfáltico.

Palavras-chave: Concreto asfáltico. Cinza pesada da queima do bagaço da cana-de-açúcar. Avaliação funcional e estrutural.

1. INTRODUÇÃO

O desempenho das atividades econômicas e sociais no meio urbano está relacionado ao adequado dimensionamento e estado de conservação da infraestrutura de transportes. Dentro dos modais existentes, o rodoviário pode ser caracterizado pela sua flexibilidade, capilaridade e capacidade de integração com os demais sistemas de transporte.

De acordo com a Pesquisa CNT de Rodovias 2018, o modal destaca-se pela significativa participação na matriz de transportes brasileira, sendo responsável por mais da metade da movimentação de mercadorias e 95% da de passageiros. O Plano Nacional de Logística (PNL) e um estudo publicado pela Fundação Dom Cabral (FDC) evidenciam ainda que, pelo menos até 2035, não há previsão de mudança significativa na participação deste modal na matriz de transporte nacional.

Embora seja o principal sistema de transporte, metade dos trechos avaliados pela última Pesquisa CNT de Rodovias (2018) receberam classificação regular, ruim ou péssima em relação ao pavimento. De acordo com a mesma, somente os problemas no pavimento geram um aumento médio de 26,7% no custo operacional do transporte. A precária infraestrutura existente também é evidenciada pelo ranking de qualidade das rodovias apresentado no Fórum Econômico Mundial de 2017, que posicionou o Brasil apenas no 103º lugar.

A importância do transporte rodoviário e a necessidade de melhoria da malha existente são evidentes. Neste âmbito, a busca por novas tecnologias de construção é essencial para um melhor desempenho das rodovias, constituídas em sua maior parte por revestimentos asfálticos.

        O desempenho dos pavimentos asfálticos está diretamente vinculado à qualidade do revestimento, responsável pelas condições de conforto quanto ao rolamento e segurança, além de resistir aos esforços horizontais provenientes do tráfego.

No horizonte de se obter revestimentos com um melhor desempenho, alinhado aos princípios da economicidade e sustentabilidade, este projeto propõe a utilização da cinza oriunda da queima do bagaço da cana-de-açúcar em substituição dos agregados miúdos na produção de concreto betuminoso usinado a quente.

1. JUSTIFICATIVAS

De acordo com a UNICA, foram 641 milhões de toneladas de cana-de-açúcar processadas na safra 2017/2018, o que coloca o Brasil no posto de maior produtor mundial da gramínea.

Considerando uma geração de 6,2 kg de cinza para cada tonelada moída, (FIESP/CIESP, 2001, apud GARCIA, 2017), infere-se que o montante gerado deste subproduto foi de aproximadamente 4 milhões de toneladas.

Embora este resíduo eventualmente retorne ao solo como fertilizante, Garcia (2017) afirma que o mesmo traz poucos benefícios, além de poder causar a contaminação do solo e dos lençóis freáticos com metais pesados.

Assim, o reaproveitamento da cinza do bagaço de cana no pavimento não só pode contribuir para a redução de impactos ambientais causados pela disposição do resíduo, como também diminuir a necessidade de exploração de novas jazidas e consequentemente o custo da produção de misturas asfálticas.

Do outro lado, o revestimento pode ter seu desempenho melhorado por meio da substituição dos agregados miúdos pelas cinzas. Mendonça e Ildefonso (2018) verificaram que corpos de prova de concreto asfáltico com cinza em substituição parcial dos agregados possuem maior resistência ao dano causado pelo calor (dano de baixa severidade) do que a mistura sem resíduos, ao passo que não notaram divergências nos resultados dos ensaios de módulo de resiliência e resistência à tração. Assim, concluíram que a mistura modificada pela cinza pesada do bagaço da cana apresentou-se eficaz em relação aos parâmetros analisados.

Outro estudo realizado para as mesmas misturas supracitadas (SILVA E ILDEFONSO, 2018), identificou que a mistura modificada se mostrou com menor ou igual deformação permanente quando comparada com a mistura virgem, quando submetida ao ensaio de compressão uniaxial dinâmica sob confinamento.

Deste modo, este projeto justifica-se pela oportunidade de aproveitamento de resíduos produzidos em larga escala pelo setor sucroenergético em pavimentos asfálticos, que, por sua vez, consomem grandes volumes de agregados pétreos, possibilitando a redução da extração de recursos minerais não renováveis.

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