A aplicação de cinzas volantes na base de pavimentos concentra-se principalmente em dois aspectos: materiais estabilizados com cinzas volantes (cal e cinzas volantes) e materiais estabilizados com cimento e cinzas volantes. Esses dois materiais já foram incorporados a normas nacionais, a tecnologia é relativamente madura e existem muitas aplicações práticas. A aplicação de cinzas volantes em pavimentos se dá principalmente em superfícies de misturas asfálticas e concreto de cimento. A pesquisa de Jiao Hua, da Universidade de Chang'an, em sua dissertação de mestrado, mostra que, quando as cinzas volantes substituem todo o pó de minério na mistura asfáltica AC-16, esta apresenta menor resistência à fissuração em baixas temperaturas e melhor estabilidade em altas temperaturas do que a mistura com pó de minério. A estabilidade à água foi melhorada, mas o efeito não é excepcional. Xie Jun, Wu Shaopeng e outros estudaram o efeito do tratamento superficial com cinzas volantes e agente de acoplamento nos danos causados pela umidade em misturas asfálticas. A combinação de material de enchimento com um agente de acoplamento e cinzas volantes é denominada modificador composto de cinzas volantes. As propriedades do modificador composto de cinzas volantes foram caracterizadas principalmente por microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier. Como material de enchimento, seu efeito na sensibilidade à umidade de misturas asfálticas foi avaliado por meio de ensaios de módulo de rigidez à tração indireta, fluência estática e fadiga à tração indireta. Os resultados mostram que a mistura asfáltica com o modificador de cinzas volantes composto apresenta alta resistência à tração indireta e alta relação de resistência à tração durante o congelamento e descongelamento, além de excelente sensibilidade à umidade. Ademais, a mistura asfáltica modificada com o modificador de cinzas volantes composto apresentou melhor módulo de rigidez, resistência à deformação permanente e vida útil à fadiga após tratamento específico de danos por umidade. Conclusão: O modificador de cinzas volantes composto pode melhorar efetivamente a sensibilidade à umidade da mistura asfáltica.
Aterros de cinzas volantes também são amplamente utilizados em obras rodoviárias, especialmente em trechos com fundações em solo mole. A leveza das cinzas volantes permite reduzir o peso próprio do aterro e a tensão adicional no solo mole, diminuindo o recalque total e melhorando a estabilidade do aterro. Da mesma forma, o preenchimento com cinzas volantes em cabeceiras de pontes com solo de alta densidade pode mitigar o problema de desnivelamento da cabeceira causado pelo recalque devido ao peso próprio do solo de alta densidade. Liu Tiejun estudou as propriedades mecânicas das cinzas volantes utilizadas como material de enchimento em aterros e chegou às seguintes conclusões: a densidade seca das cinzas volantes apresentou uma tendência de aumento inicial seguida de diminuição com o aumento do teor de umidade, sendo a densidade seca máxima atingida com um teor de umidade de 19%; o coeficiente de permeabilidade das cinzas volantes diminui exponencialmente com o aumento da densidade seca. Quando a densidade seca das cinzas volantes é inferior a 1,35 g/cm³, ela praticamente não afeta seu coeficiente de permeabilidade. A coesão da cinza volante aumenta com o teor de água. Quando o teor de umidade da cinza volante aumenta e diminui, a diminuição é lenta quando o teor de umidade é inferior a 26%, e mais rápida em outros casos. Quando o teor de umidade da cinza volante aumenta em 1%, o ângulo de atrito interno diminui em cerca de 0,25°. A coesão da cinza de carvão aumenta linearmente com o aumento do grau de compactação, enquanto o ângulo de atrito interno da cinza volante aumenta exponencialmente com o aumento do grau de compactação. Quanto mais próximo do teor de umidade ideal ou de 100% de compactação, menor a diminuição da coesão e do ângulo de atrito interno com o aumento do número de vibrações, e mais fácil é atingir um estado estável no estágio inicial da vibração. Chen Yunyong e Gao Liang também realizaram testes em modelo reduzido em laboratório com aterros reforçados com cinza volante. Com base no princípio da similaridade, os dois pesquisadores reduziram a escala do aterro real em uma proporção de 1:8 e utilizaram geogrelha bidirecional como material de reforço, realizando em seguida uma pesquisa experimental sobre a tensão e a deformação do aterro reforçado com cinzas volantes. Os resultados demonstraram que o recalque irregular do aterro de cinzas volantes pode ser significativamente reduzido pelo reforço com geogrelha, e a capacidade de carga do aterro pode ser consideravelmente melhorada.
Fonte do conteúdo: Aliança da Indústria de Cinzas Volantes
Data da publicação: 10 de julho de 2023