Caracterização hidro-mecânica do fosfogesso e das misturas solo-fosfogesso

Abstract

Atualmente, devido à escassez de recursos naturais para o emprego em obras de engenharia civil, seja por indisponibilidade ou por restrições ambientais, torna-se necessário a utilização de materiais alternativos que possam substituir estes recursos de forma satisfatória. Neste contexto, tem-se o resíduo fosfogesso, que é um material com potencial para utilização em obras geotécnicas. O fosfogesso é um resíduo resultante da produção do ácido fosfórico, o qual é utilizado na produção de fertilizantes fosfatados. Esse resíduo é gerado em larga escala, necessitando cada vez mais da utilização de grandes áreas para sua estocagem, fato que produz sérias degradações no meio ambiente. Visando minimizar os impactos ambientais causados pelo armazenamento do fosfogesso, esta pesquisa tem o objetivo de realizar uma caracterização hidro-mecânica deste resíduo bem como de suas misturas formadas com solo tropical para fins de utilização em obras geotécnicas. Para isso foram estudados o solo, o fosfogesso e as misturas solo-fosfogesso com teores de 10% (Mistura A), 20% (Mistura B) e 50% (Mistura C) de fosfogesso. As amostras de solo e fosfogesso di-hidratado foram coletadas nas cidades de Aparecida de Goiânia e Catalão, respectivamente, ambas situadas no Estado de Goiás. Nestas amostras foram realizados ensaios de caracterização geotécnica e ensaios de compactação na energia Proctor Intermediária e, a partir das amostras compactadas, foram retirados corpos de prova para realização de ensaios de adensamento, cisalhamento direto, permeabilidade, papel filtro, inundação dos corpos de prova, microfotografias e análises químicas das amostras e da água percolada pelos corpos de prova. Os resultados mostram como o percentual de fosfogesso utilizado nas misturas interfere nos comportamentos mecânicos e hidráulicos do solo. Com base nos resultados obtidos pôde-se concluir que a mistura com 10% de fosfogesso em sua composição é a que menos interfere nas qualidades apresentadas pelo solo, possuindo inclusive melhor distribuição granulométrica e menor coeficiente de permeabilidade quando comparada ao solo. Desta forma, tem-se que a utilização da mistura com 10% de fosfogesso pode ser considerada uma alternativa viável para a inserção do fosfogesso em obras geotécnicas. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

Nowadays, due to the scarcity of natural resources for utilization in civil engineering works, either because of unavailability or because of environmental restrictions, it becomes essential to use alternative materials that can replace those resources in a satisfactory way. In this context, there is the phosphogypsum waste, which is a material with potential for use in geotechnical works. The phosphogypsum is a kind of waste resulting from the production of phosphoric acid, which one is used in the production of phosphate fertilizers. This waste is generated on a large scale, requiring more and more the use of large areas for its storage; as a result, it may produce serious degradation in the environment. In order to minimize the environmental impacts caused by phosphogypsum storage, this research aims to carry out a hidromechanical characterization of this waste as well as their mixtures formed with tropical soil in order that we can observe how they be used in geotechnical works. For this, we studied the soil, the phosphogypsum, and the mixtures soil-phosphogypsum at levels of 10% (Mixture A), 20% (Mixture B), and 50% (Mixture C) phosphogypsum. Soil and phosphogypsum dihydrate samples were collected in towns Aparecida de Goiânia and Catalão, both located in the State of Goiás. In these samples were carried out characterization tests and geotechnical tests in Intermediate Proctor compaction energy, and from the compacted samples were removed specimens for compaction test, direct shear test, permeability test, filter paper test, flooding of the specimens test, and microphotographs and chemical analyses from samples and from the water percolated through the specimens. The results show how the phosphogypsum percentage used in the mixtures interferes on the mechanical and hydraulic behavior of the soil. The results point out that the mixture with 10% phosphogypsum in its composition is the one which least interferes in the qualities shown by the soil, and it has even a better particle size distribution and a lower coefficient of permeability when compared to the soil. Thus, it follows that the use of the mixture with 10% phosphogypsum can be considered a viable alternative to the insertion of phosphogypsum in geotechnical works.