Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/15655
Files in This Item:
File Description SizeFormat 
vivianbignotodarochacandido.pdf5.84 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open
Type: Dissertação
Title: Avaliação do comportamento mecânico de solo residual em misturas com rejeito de minério de ferro
Author: Cândido, Vivian Bignoto da Rocha
First Advisor: Riccio Filho, Mário Vicente
Co-Advisor: Martins, Cátia de Paula
Referee Member: Nascentes, Rejane
Referee Member: Marques, Geraldo Luciano de Oliveira
Resumo: Com o avanço da atividade mineradora no Brasil, surgiu a necessidade de propor métodos ambientalmente adequados para a disposição dos resíduos gerados. O aproveitamento de rejeito de minério de ferro (RMF) em obras geotécnicas se mostra como uma potencial opção para preservar o solo natural, através da substituição total ou parcial do volume de solo por rejeito. Além disso, essa prática reduz a quantidade de rejeito disposto em barragens ou pilhas, o que reduz as grandes áreas de disposição e a necessidade de controle de estabilidade. Mais ainda, este reaproveitamento contribui para o Objetivo 12, dos “Objetivos para o Desenvolvimento Sustentável” previstos na Agenda 2030. Dessa forma, a presente pesquisa busca estudar o comportamento mecânica de um RMF e de sua mistura com um solo residual maduro, com o intuito de avaliar o potencial de aproveitamento na Geotecnia, como em camadas de pavimentação e aterro rodoviário, filtros de barragem de terra, camadas de cobertura de aterro sanitário, tijolos e similares formados pela mistura de solo-cimento. Para isto, foram realizados ensaios de caracterização mineralógica, física, e os ensaios mecânicos, além da modelagem numérica. Foram estudados, então, o solo residual, o RMF e as misturas de 25%, 50% e 75% de massa de rejeito em relação a massa total seca da mistura. Junto a esses, foram também obtidos os parâmetros de interesse para uma mistura de solo e rejeito acrescidas de porcentagens de cimento e areia. Esta mistura foi modelada como um corpo de prova cilíndrico, no software PLAXIS 2D, para verificar se os parâmetros obtidos experimentalmente são compatíveis com os resultados do programa. Os resultados correspondentes aos materiais puros e às misturas de solo-rejeito demonstraram ganhos nos parâmetros mecânicos e aumento de maior rigidez para as misturas. O rejeito não prejudicou nenhuma característica do solo. A possível aplicação encontrada foi em corpo de aterro rodoviário, reforço de subleito e em camadas de cobertura de aterro sanitário. Quanto à mistura com cimento e areia, os valores obtidos apresentam um potencial uso para tijolos de solo-cimento. A modelagem demonstrou que os resultados laboratoriais são confiáveis e representativos em termos de módulo de elasticidade, coeficiente de Poisson, coesão e ângulo de atrito. Com base nos resultados obtidos e na revisão da Literatura, pode-se concluir que o rejeito é uma potencial matéria prima para as obras geotécnicas e elementos como tijolos e similares, cuja aplicação pode representar uma redução nos impactos ambientais da mineração, redução do uso de material natural e uma nova forma de disposição.
Abstract: With the advancement of mining activities in Brazil, the need arose to propose environmentally suitable methods for waste disposal. The utilization of iron ore tailings (IOT) in geotechnical projects emerges as a potential option to preserve natural soil by partially or entirely replacing the volume of soil with tailings. Moreover, this practice reduces the amount of waste disposed in dams or piles, thereby minimizing extensive disposal areas and the need for stability control. Furthermore, this reuse aligns with Goal 12 of the "Sustainable Development Goals" outlined in the Agenda 2030. Thus, this research aims to study the mechanical behavior of IOT and its mixture with mature residual soil to assess its potential in Geotechnical applications, such as pavement layers, road embankments, earth dam filters, landfill cover layers, and bricks or similar products formed by soil-cement mixtures. The study involves mineralogical and physical characterization tests, as well as mechanical tests and numerical modeling. The soil, IOT, and mixtures containing 25%, 50%, and 75% of tailings by dry mass of the mixture were investigated. Additionally, parameters of interest for a mixture of soil, tailings, cement, and sand were also obtained. This mixture was modeled as a cylindrical specimen using the PLAXIS 2D software to verify the compatibility of experimental results with the program's output. The results for pure materials and soil-tailings mixtures demonstrated improvements in mechanical parameters and increased stiffness for the mixtures. The tailings did not compromise any soil characteristics. The potential applications found were in road embankments, subgrade reinforcement, and landfill cover layers. Regarding the mixture with cement and sand, the obtained values indicate a potential use for soil-cement bricks. The modeling showed that the laboratory results are reliable and representative in terms of elastic modulus, Poisson's ratio, cohesion, and friction angle. Based on the obtained results and the literature review, it can be concluded that tailings are a potential raw material for geotechnical works and elements like bricks or similar products, which could reduce environmental impacts of mining, decrease the use of natural materials, and offer a new disposal method.
Keywords: Rejeito de minério de ferro
Aproveitamento
Solo residual
Geotecnia
Iron ore tailings
Use
Residual soil
Geotechnics
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: Faculdade de Engenharia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil (PEC)
Access Type: Acesso Aberto
Attribution 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/15655
Issue Date: 30-Jun-2023
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Civil (Dissertações)



This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons