Determinação dos Parâmetros Tecnológicos de Amostras de Solo Coletadas no Aterro Sanitário de Marabá-PA.

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Iniciação Científica

Autores

Santos, M.F.O. (UEPA-CAMPUS MARABÁ) ; Silva, T. (UNIFESSPA) ; Alexandre, J.D. (UEPA-CAMPUS MARABÁ) ; Souza, A.M.V. (UEPA) ; Vieira, J.C.D. (UEPA) ; dos Reis Santos, E. (UEPA-CAMPUS MARABÁ)

Resumo

Umas das matérias primas cerâmicas mais largamente empregadas na impermeabilização de aterros sanitários é a argila, que é um material natural constituído por argilominerais que, umidecidas adquirem plasticidade, mas quando aquecidos, adquirem extrema rigidez. Assim, amostras de solo coletados no aterro sanitário de Marabá foram objeto do presente estudo, para o determinação de suas propriedades tecnológicas (porosidade aparente, absorção de água, densidade aparente, retração linear de queima, resistência a flexão e perda ao fogo). Corpos de prova foram confeccionados e queimados nas temperaturas de 800°, 900° e 1000°C. As amostras foram analisadas e seus resultados comparados aos padrões estabelecidos pelas normas da ABNT.

Palavras chaves

Aterro Sanitario; Argila; Propriedades cerâmicas

Introdução

O aterro sanitário é uma forma de disposição segura para os resíduos sólidos urbanos, desde que siga todos os critérios de engenharia e as normas operacionais adequadamente. Um dos procedimentos operacionais mais importantes em aterros sanitários, a fim de evitar que os líquidos gerados permeiem o solo e produzam qualquer tipo de contaminação é a impermeabilização da área. Em obras civis, é prática usual a utilização de argila compactada como impermeabilizante. Umas das matérias primas cerâmicas mais largamente empregadas é a argila. Este ingrediente barato, encontrado na natureza em grande abundância, às vezes é usado na forma como foi encontrado, sem nenhuma melhoria de qualidade. Quando misturados nas apropriadas proporções, argila e água formam uma massa plástica que é muito suscetível à conformação. A peça formada é seca para remover alguma umidade, depois é queimada numa temperatura elevada para melhorar sua resistência mecânica (Sousa Santos, 1975). As argilas são materiais terrosos naturais que quando misturados com água apresentam alta plasticidade. São constituídas de partículas extremamente pequenas formadas por um número restrito de substâncias denominadas argilominerais (Sousa santos, 1989). De acordo com a ABNT NBR 7181 as argilas são compostas de partículas coloidais de diâmetro inferior a 0,002 mm, com alta plasticidade quando úmidas e que, quando secas formam torrões dificilmente desagregáveis pela pressão dos dedos. o presente trabalho tem por objetivo avaliar experimentalmente as propriedades físicas (porosidade aparente, absorção de água, densidade aparente, retração linear de queima e perda ao fogo) de amostra de solo coletadas em aterro sanitário coletado no município de Marabá-PA, comparando os resultados com as normas.

Material e métodos

As amostras foram coletadas no aterro sanitário de Marabá em janeiro de 2019. Foram coletadas 11 amostras superficiais de solo (0-20 cm de profundidade). As amostras foram secas em estufa a 100oC por 24 horas, passou pelo processo de homogeneização e moagem em cápsula de porcelana depois, passou-se pelo processo de peneiramento em peneira de 100 mesh. Pesou-se 15g de amostra de solo transferiu-se para matriz de aço (para um corpo de prova retângula aproximadamente, 60x20x2,5) para prensagem em uma prensa Marcon-H15, sob pressão de 5MPa para a compactação dos aglomerados, conferindo-lhes além da resistência mecânica a verde, a forma geométrica desejada. Após esta etapa pôde-se constatar que as amostras apresentaram resistência a verde satisfatória, não apresentando nenhuma quebra ou fissura. Pesou-se e mediu-se os corpos de prova e foram levadas a estufa a 100 oC por 24 horas, após a secagem as amostras são pesadas e medidas novamente, a mesma foram submetidas a calcinação a 300 oC pelo período de 1 hora. A sinterização foi feita em forno elétrico INTI-FE 1500 com taxa de aquecimento de 10ºC/min em temperaturas de 800°C, 900°C e 1000°C. O tempo de permanência foi de 1 hora. Foram sinterizados 165 corpos de prova, sendo 5 para cada temperatura. Após sinterização as amostras foram pesadas e medidas novamente para posterior determinação da retração linear, absorção de água, peso imerso, determinação do módulo de ruptura a flexão e perda ao fogo. Para obtenção do módulo de ruptura à flexão, as peças de cada queima foram submetidas ao ensaio de flexão em 3 pontos, utilizando o equipamento EMIC DL-100, numa velocidade de 0,5 mm/mim e distância entre os apoios de 50 mm, e usando o software de aquisição Tesc v.3.04. Assim, foi possível obter os gráficos.

Resultado e discussão

A NBR ISO 10545-3 e NBR 10545-4 de 11/2017 especificam as análises. Após sinterização,os corpos de prova foram pesados em balança analítica e medidos com paquímetro digital com resolução de 0,1mm. Como observado no gráfico 1, o percentual de absorção de água, para uma mesma amostra, foi decrescendo com o aumento da temperatura de sinterização. Quanto maior a quantidade de poros, maior será a quantidade de água por ela absorvida. Assim, quanto ao parâmetro absorção de água as amostras são classificadas no grupo BIII, porosas e de alta absorção. Como resultado, observa-se que a porosidade aparente (gráfico 2) diminuiu em todas as formulações com a elevação da temperatura de queima. Isto pode ser explicado pela maior densificação das amostras de solo argilosas, que é causado pelo aumento da temperatura de queima. A presença de fundentes também pode contribuir para a diminuição da porosidade com o aumento da temperatura, pois durante a queima ocorrem alterações na formação de fase líquida e em sua quantidade. Observou-se uma variação de 3,5 a 8% de perda ao fogo, sendo que a temperaturas maiores ocorreram as maiores perdas (gráfico 3). Os resultados de variação de densidade aparente das amostras estão representados no gráfico 4. Nota-se pouca variação nesta propriedade em todas as amostras analisadas e em todas as temperaturas de sinterização, variando de 1,89 a 2,04 g/cm3 na maioria das amostras. O gráfico 5 ilustra a variação do módulo de ruptura à flexão dos corpos de prova em função da temperatura de sinterização. Observa-se que essa propriedade é fortemente influenciada pelo aumento da temperatura de de queima, como resultado da diminuição da porosidade nas peças cerâmicas. Não foi observado retração em nenhum dos corpos de prova.

Análises dos parâmetros absorção de água, porosidade aparente, perda ao fogo e densidade aparente das amostras de solos. Dados em percentual.


Análise do módulo de ruptura a flexão. Dados em MPa

Conclusões

As propriedade cerâmicas dos corpos de prova das amostras de solo coletadas no aterro sanitário de Marabá apresentaram resultados satisfatórios de acordo com as normas regulamentadoras. As amostras de acordo com os parâmetros analisados e temperaturas de sinterização, podem ser classificadas no grupo BIII, sendo porosas e de alta absorção de água. A resistência mecânica do produto é tanto maior, quanto mais baixa for a sua absorção de água. Retração linear, perda ao fogo e a porosidade aparente também estão de acordo com os valores estabelecidos pelas normas da ABNT.

Agradecimentos

À UEPA Campus Marabá; À Unifesspa.

Referências

SOUSA SANTOS, P. Tecnologia de argilas, aplicada às argilas brasileiras. 2a ed. vol. 1. São Paulo: Edgard Blücher, Universidade de São Paulo. 1975, 340p.

SOUSA SANTOS P., Ciência e Tecnologia das argilas. 2 ad., Vol. 01. Edgar Blucher, São Paulo, 1989.