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Mémoire de Maîtrise
DOI
10.11606/D.18.2017.tde-10072017-163652
Document
Auteur
Nom complet
Omar de Barros Silvestre Júnior
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Carlos, 2002
Directeur
Jury
Parreira, Alexandre Benetti (Président)
Carvalho, Carlos Alexandre Braz de
Consoli, Nilo Cesar
Titre en portugais
Fosfogesso estabilizado com cimento para aplicação na construção rodoviária: a influência do tipo de cimento na resistência e deformabilidade da mistura
Mots-clés en portugais
Cimento
Deformabilidade
Fosfogesso
Pavimento
Reciclagem
Resistência
Resumé en portugais
Fosfogesso é um resíduo sólido poluente resultante da produção de ácido fosfórico, principal componente de fertilizantes fosfatados. Esse resíduo é gerado no mundo a uma taxa de 180 milhões de toneladas por ano, originando problemas sérios de armazenagem em vários países. As restrições de leis ambientais e o aumento do custo de espaço para a armazenagem do fosfogesso têm estimulado pesquisadores a encontrarem aplicações para este resíduo. Uma delas é a sua utilização como material de construção de bases rodoviárias. O objetivo principal deste trabalho é avaliar a influência do tipo de cimento Portland na resistência e deformabilidade das misturas de fosfogesso e cimento, com vistas à sua utilização em construção rodoviária. O comportamento mecânico foi analisado através de ensaios de compressão simples de corpos de prova compostos de fosfogesso e cimento, variando-se o tipo de cimento (CP III 40, CP V ARI e CP II-E 32), o teor de cimento (5%, 10% e 15%), a energia de compactação (normal e modificada), a condição de ensaio dos corpos de prova (sem imersão e após imersão em água por 4 horas) e o período de cura (1, 3, 7, 28, 84 e 210 dias). Realizou-se também uma comparação entre os desempenhos das misturas de fosfogesso e cimento e de solo-cimento. Os resultados mostram que o tipo de cimento não tem efeito predominante no comportamento da mistura, se comparado com os efeitos das outras variáveis. Entretanto, observou-se que, a longo prazo, os cimentos CP II-E 32 e CP V ARI, com teores elevados de aluminato tricálcico (C3A) em sua composição, 5% e 7,5%, respectivamente, conduzem à diminuição de resistência e rigidez da mistura; ao contrário do cimento CP III 40, com baixo teor de C3A, 2,4%, que forneceu, até os 210 dias, o aumento das mesmas. Além disto, o aumento do teor de cimento, da energia de compactação e do tempo de cura conduz ao crescimento, e a imersão dos corpos de prova em água a uma queda, da resistência e rigidez das misturas. No estudo comparativo, as misturas de fosfogesso e cimento apresentam resistência e rigidez, respectivamente, da ordem de ¼ e ½ da resistência e rigidez das misturas de solo-cimento. Finalmente, conclui-se que as misturas de fosfogesso e cimento têm potencial para serem usadas em construção rodoviária.
Titre en anglais
Cement-stabilized phosphogypsum for application in road construction: the influence of cement type on strength and deformability of the mixture
Mots-clés en anglais
Cement
Deformability
Pavement
Phosphogypsum
Recycling
Strength
Resumé en anglais
Phosphogypsum is a pollutant solid by-product resulting from the production of phosphoric acid, a major constituent of phosphate fertilizers. The annual worldwide production of this by-product is approximately 180 millions tons a year, causing serious problems in several countries due to its disposal. Environmental pressures as well as increased land costs associated with stockpiling phosphogypsum have stimulated researchers to find applications for this material. One of them is its use as road base material. The main objective of this research is to evaluate the influence of Portland cement type on the strength and deformability of cement-stabilized phosphogypsum mixtures for use in road construction. Thus the mechanical behavior of the mixtures was analyzed through unconfined compression testing of specimens composed by phosphogypsum and cement, varying the cement type (CP III 40, CP V ARI and CP II-E 32), the cement content (5%, 10% and 15%), the compaction energy (standard and modified Proctor), the testing conditions (without immersion and after immersion in water) and the curing time (1, 3, 7, 28, 84 and 210 days). A comparative study of performance between cement-stabilized phosphogypsum and cement-soil mixtures was also carried out. The laboratory results indicated the cement type has no significant effect in the mechanical behavior of the mixtures, if compared with the effects of the other parameters. However, it was observed in long-term periods that thecement types CP II-E 32 and CP V ARI, with 5% and 7,5% tricalcium aluminate (C3A) contents in their chemical composition, respectively, lead to decreasing strength and stiffness of the mixture; unlike the cement type CP III 40, with lower C3A content, 2,4%, that leads to increasing strength and stiffness of the mixture up to 210 day. In addition, the strength and stiffness of the mixtures increase with increasing cement content, compaction energy and curing period before testing, but decrease with immersion test condition. In the comparative study, the cement-stabilized phosphogypsum mixtures has strength and stiffness of about ¼ e ½ of the strength and stiffness of the cement-soil mixtures, respectively. Finally, it was concluded that the cement-stabilized phosphogypsum mixtures have potential application for road construction.
 
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Date de Publication
2017-07-12
 
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