Avaliação da adesividade ligante-escória sob aspectos físicos, químicos e termodinâmicos e correlação com desempenho mecânico de misturas asfálticas contendo diferentes fíleres melhoradores de adesividade
| dc.contributor.advisor1 | Teixeira, Jamilla Emi Sudo Lutif | |
| dc.contributor.advisor1ID | https://orcid.org/0000000178054218 | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/8494517346511042 | |
| dc.contributor.author | Moura, Bárbara Luiza Riz de | |
| dc.contributor.authorID | https://orcid.org/0000-0001-5045-6434 | |
| dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/8023950473059432 | |
| dc.contributor.referee1 | Macedo, Thaísa Ferreira | |
| dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/6667893587609145 | |
| dc.contributor.referee2 | Pilar, Ronaldo | |
| dc.contributor.referee2ID | https://orcid.org/0000000219062071 | |
| dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/6669573444640365 | |
| dc.date.accessioned | 2024-05-30T00:48:55Z | |
| dc.date.available | 2024-05-30T00:48:55Z | |
| dc.date.issued | 2020-02-14 | |
| dc.description.abstract | The implementation of road pavements is a practice that requires great exploitation of natural resources. Any possibility of replacing material required in this process deserves attention, especially if this is also a solution for another issue: destination of intermediate industrial products. In this line, a steel industry presents itself as a great option in the supply of aggregates from different stages of the steelmaking process. Among them, the air-cooled blast furnace slag (ACBFS or EFRA) and steel slag (LD) are highlights for use in the asphalt pavement due to its favorable characteristics such as resistance, abrasion resistance and shape. LD has a limiting factor to its implementation, which is a tendency for the volumetric expansion of this co-product when in contact with humidity and heat. However, it shows excellent recovery by asphalt binder. On the other hand, blast furnace slag does not have good adhesion to the bituminous material when subjected to a usual adhesion test. In order to verify the adhesion mechanisms and understand which characteristics of the aggregates collaborate for a better adhesion to asphalt binders, in this study a characterization of form, thermodynamics and chemistry was carried out in EFRA and LD tests. It was found that LD has favorable characteristics to good adhesion to the binder in relation to EFRA, such as highersurface free energy, low silica content and high iron content, more basic pH, in addition to better resistance to abrasion, hardness and greater modulus of elasticity. In order to verify the performance of the two steel aggregates in asphalt mixtures, Marshall stability and creep test, diametral compression tensile strength and damage by inhaled moisture carried out in asphalt mixtures with partial replacement of 25% at natural aggregate by co-products (EFRA or LD). Furthermore, the mixture with EFRA was dosed by adding 1.5% additive to improve adhesion, being hydrated lime, Flue Gas Desulfurization powder and Eletrostatic Precipitator powder (both also intermediate products of the steelmaking process, whose chemical compositions are rich in calcium and iron, respectively) and natural aggregate powder. Even with the improvement that the additives provided in relation to the mixture of EFRA without additive, the LD performance was more satisfactory than that of mixtures containing EFRA. Considering only the mixtures with EFRA, it was possible to notice an improvement relationship in the group with the addition of lime and EP powder, mainly. Despite this, EFRA should not be discarded, as it is better than the natural aggregate in many ways. | |
| dc.description.resumo | A implementação de pavimentos rodoviários é uma prática que requer grande exploração de recursos naturais. Qualquer possibilidade de substituir material requerido nesse processo merece atenção, sobretudo, se isso também for solução para outra questão: destino de produtos industriais intermediários. Nessa linha, a indústria siderúrgica se apresenta como uma ótima opção no fornecimento de agregados oriundos de diversas etapas do processo de fabricação do aço. Dentre elas, escória de alto forno resfriada ao ar (EFRA) e de aciaria (LD) são destaques para uso em pavimento asfáltico devido às suas características favoráveis como estabilidade, resistência à abrasão e de forma. A LD tem um fator limitante à sua implementação, que é a tendência à expansão volumétrica desse coproduto quando em contato com umidade e calor. Contudo, ela apresenta excelente recobrimento pelo ligante asfáltico. Contrariamente, a escória de alto forno não possui boa adesividade ao material betuminoso quando submetida a um teste usual de adesividade. A fim de verificar os mecanismos de adesividade ligante-escória e compreender quais características dos agregados colaboram para uma melhor adesão a ligantes asfálticos, neste estudo foi realizada a caracterização de forma, termodinâmica e química em amostras de EFRA e LD. Verificou-se que a LD possui características favoráveis à boa adesividade ao ligante em relação à EFRA, tais como energia livre de superfície superior, baixo teor de sílica e alto teor de ferro, pH mais básico, além de melhor resistência à abrasão, dureza e maior módulo de elasticidade. A fim de verificar o desempenho dos dois agregados siderúrgicos em misturas asfálticas, procedeu-se com testes mecânicos de estabilidade e fluência Marshall, de resistência à tração por compressão diametral e de dano devido à umidade induzida realizado em misturas asfálticas com substituição parcial de 25% ao agregado natural por coprodutos (EFRA ou LD). Mais ainda, a mistura com EFRA foi dosada adicionando 1,5% de aditivo para melhoria da adesividade, sendo eles cal hidratada, pó Flue Gas Desulfurization e pó Eletrostatic Precipitator (ambos também produtos intermediários do processo siderúrgico, cujas composições químicas são ricas em cálcio e ferro, respectivamente) e pó de agregado natural. Mesmo com a melhoria que os aditivos proporcionaram em relação à mistura de EFRA sem aditivo, o desempenho da LD foi mais satisfatório que o das misturas contendo EFRA. Tendo em visto apenas as misturas com EFRA, foi possível notar relação de melhoria no grupo com adição de cal e de pó EP, principalmente. Apesar disso, a EFRA não deve ser descartada, pois se apresenta melhor que o agregado natural em muitos aspectos. | |
| dc.description.sponsorship | Fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | |
| dc.description.sponsorship | Arcelormittal Brasil S.A. | |
| dc.format | Text | |
| dc.identifier.uri | https://dspace5.ufes.br/handle/10/14078 | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal do Espírito Santo | |
| dc.publisher.country | BR | |
| dc.publisher.course | Mestrado em Engenharia Civil | |
| dc.publisher.department | Centro Tecnológico | |
| dc.publisher.initials | UFES | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil | |
| dc.rights | open access | |
| dc.subject | Escória de alto forno | |
| dc.subject | escória de aciaria | |
| dc.subject | adesividade | |
| dc.subject | dano à umidade | |
| dc.subject | misturas asfálticas | |
| dc.subject.br-rjbn | subject.br-rjbn | |
| dc.subject.cnpq | Engenharia Civil | |
| dc.title | Avaliação da adesividade ligante-escória sob aspectos físicos, químicos e termodinâmicos e correlação com desempenho mecânico de misturas asfálticas contendo diferentes fíleres melhoradores de adesividade | |
| dc.title.alternative | title.alternative | |
| dc.type | masterThesis |
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