Caracterização laboratorial de misturas betuminosas com incorporação de agregado siderúrgico inerte para construção (ASIC)

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Vias de Comunicação e Transportes

O Agregado Siderúrgico Inerte para Construção (ASIC) é um subproduto resultante da produção de aço sendo maioritariamente encaminhado para aterros ou armazenado sem utilização prevista, criando assim graves problemas ambientais e a urgente necessidade de gestão destes resíduos. O presente trabalho tem como objetivo avaliar a aplicabilidade do ASIC em misturasbetuminosas do tipo Macadame Betuminoso AC 20 (MB), para camadas de base, regularização e de ligação de infra-estruturas rodoviárias. Este estudo consiste na caracterização laboratorial do ASIC, em termos geométricos, físicos, mecânicos eambientais, na formulação de misturas betuminosas com a incorporação de ASIC e na avaliação do seu desempenho, para posterior enquadramento com as misturas tradicionaisvisando a substituição dos agregados naturais. Dos resultados obtidos no presente trabalho é possível concluir que o ASIC respeita os requisitos geométricos, físicos e mecânicos estabelecidos para os agregados naturais a incorporar misturas betuminosas. Refere-se ainda que a sua composição química não deve ser negligenciada, visto que uma maturação adequada é essencial. Quanto à formulação das misturas e à avaliação do seu desempenho, é possível concluir que apesar de não existirem normas, especificações ou processos tecnológicos especializados, os valores obtidos são genericamente promissores quando comparados com os valores de referência aplicados aos agregados naturais. Tendo em conta a abordagem inovadora do tema e as naturais limitações de uma dissertação, foi possível concluir um adequado desempenho em todos os ensaios à mistura betuminosa com incorporação de ASIC, sendo apenas de referir oresultado aceitável na deformação permanente, para camadas que são subjacentes à camada de desgaste. Desta forma, a incorporação de ASIC em misturas betuminosas permitirá compatibilizar a sua aplicação com os princípios do desenvolvimento sustentável,reduzindo os aterros deste material e preservando o ambiente com a redução da exploração de materiais naturais, criando por outro lado um mercado potencialmente mais económico e tecnicamente vantajoso.

Abstract: The Steel Slag Aggregate for Construction (ASIC) is a by-product of steel production that is mainly sent to landfills or stored, creating serious environmental problems and waste management issues. This study aims to evaluate the applicability of ASIC in bituminous mixtures type AC 20 (bituminous macadam) for base and binder coarse in road infrastructures. This study consists in the ASIC laboratory characterization for assessing the geometric, physical, mechanical and environmental properties for bituminous mixtures formulation with ASIC incorporation and finally, evaluating the mixtures performance for subsequent comparison with the traditional mixtures, as an alternative for natural aggregates. The results obtained in this study showed that the ASIC regards the geometric, physical and mechanical requirements established for natural aggregates to bituminousmixtures. The ASIC chemical composition should not be neglected, since a proper maturation is essential. As for the mixture’s formulation and performance assessment, we conclude that although there are no standards specifications or technological processesspecialized for ASIC applications, the results obtained are generally promising when compared with the reference values applied to natural aggregates. Given the innovative approach of the theme and the natural limitation of an academic dissertation, it was concluded that there is an appropriate performance in all tests performed to bituminous mixture incorporating ASIC, being only worth mentioning the acceptable result in permanent deformation, for layers under surface coarse. Thus, the incorporation of ASIC in bituminous mixtures will allow matching it’s application with sustainable principles, preserving the environment by reducing the use of natural materials and reducing ASIC landfill field, creating on the other hand a potentiallymore economic and technically beneficial market.