ESTUDO DA INFLUÊNCIA DO TEOR DE FINOS NO
ESTUDO DA INFLUÊNCIA DO TEOR DE FINOS NO COMPORTAMENTO DE UMREJEITO DE MINÉRIO DE FERRO A PARTIR DE ENSAIOS EDOMÉTRICOSCamilla Guberman Cordeiro SilvaProjeto de Graduação apresentado ao Curso deEngenharia Civil da Escola Politécnica, UniversidadeFederal do Rio de Janeiro, como parte dos requisitosnecessários à obtenção do título de Engenheiro.Orientadores: Leonardo De Bona BeckerAna Cláudia de Mattos TellesRio de JaneiroSetembro de 2017
Silva, Camilla Guberman CordeiroEstudo da influência do teor de finos no comportamentode um rejeito de minério de ferro a partir de ensaiosedométricos / Camilla Guberman Cordeiro Silva. - Rio deJaneiro: UFRJ/ Escola Politécnica, 2017.XII, 69 p.: il.; 29,7 cm.Orientadores: Leonardo De Bona BeckerAna Cláudia de Mattos TellesProjeto de Graduação – UFRJ/ Escola Politécnica/ Cursode Engenharia Civil, 2017.Referências Bibliográficas: p. 54-56.1. Rejeito de minério de ferro. 2. Ensaio edométrico. 3.Compressibilidade. 4. Permeabilidade. 5. Tailings. I. Becker,Leonardo De Bona et al. II. Universidade Federal do Rio deJaneiro, Escola Politécnica, Curso de Engenharia Civil. III.Título.iii
DEDICATÓRIAAo meu avô Alberto Guberman (in memoriam) peloexemplo de pessoa, caráter e engenheiro civil.iv
AGRADECIMENTOSA Deus, que me abençoou ao longo desses anos com provisão, proteção e amor.A Ele que foi meu guia quando eu não sabia que direção tomar, que foi meu escudo meprotegendo onde quer que eu pisava e que foi meu consolo nos momentos difíceis.À minha família, sem os quais eu não conseguia chegar onde cheguei. Queriaagradecer à minha avó Laurice por tudo. Pelo seu simples gesto de preparar minhacomida para semana, pelas palavras de sabedoria quando me via estudar e por meesperar ansiosamente nos finais semana. À minha tia Lienne, que sempre me amousem esperar nada em troca. Que deu tudo de si para que eu estivesse realizando essesonho. Que chorou comigo, me abraçou e me deu carinho sempre que precisei.Palavras nunca serão suficientes para te agradecer. À minha mãe Lucienne, que sempreconfiou mais em mim do que eu mesma. Que me amou ainda que a quilômetros dedistância e que sempre torceu pelo meu sucesso. Ao meu irmão Davi, que sempre foimeu maior fã e que, com seu humor e carinho, tornou essa jornada mais tranquila paramim. À minha prima Juliana que foi minha melhor amiga, companheira de apartamento,minha irmã e minha fonte de risos diária. Eu te amo tanto que não sei nem explicar.Vocês são a minha base. Eu os amo demais.Ao meu amor Philipe, que me deu mais do que eu precisava. Obrigada por tercolhido minhas lágrimas ao longo desses anos e por ser sempre o primeiro a querercomemorar minhas vitórias. Sem você eu não conseguiria chegar aqui. Te amo.Aos meus tios Sérgio e Adriana e aos meus sogros Pedro e Graça, por terem mefornecido abrigo e carinho ao longo desses anos. Aos meus primos Yasmine, Diogo,Gabriel e ao meu cunhado Hugo, que foram meus irmãos ao dividirem comigo suastelevisões, computadores e por me emprestarem seus pais por um tempo. Vocês fazemparte dessa vitória.Ao meu tio Jorge Alberto que me aconselhou, direcionou e me deu dicas que vãoalém da engenharia civil. Obrigada por tudo.Ao meu orientador Leonardo Becker, que despertou em mim paixão pelageotecnia e a vontade de aprender mais. Obrigada pela confiança, paciência, apoio epor todo o conhecimento passado não só com esse trabalho, mas ao longo de toda afaculdade.À minha amiga, orientadora de projeto final, companheira, psicóloga eprofessora, Aninha. Obrigada por ter me ajudado tanto ao longo da faculdade. Obrigadapelas aulas particulares, pelos chocolates, pelos risos, por me acolher em sua casa nav
reta final desse projeto. Obrigada por ter esse enorme coração. Sem você, esse trabalhonão existiria.A todos os meus amigos que cultivei ao longo dessa faculdade. Anita, Giulia,Sophia, Luiza, Letícia, Lais, Madrid, Thallys e Matheus. Obrigada por tornarem os diasde prova menos estressantes, por dividirem comigo materiais e sempre me ajudaremquando tive dificuldade. Eu amo vocês.À minha amiga Luma especialmente, que me acolheu primeiramente em seucoração e depois em seu apartamento. Obrigada por ter feito da Gávea minha segundacasa, por ter estudado comigo até altas horas da madrugada, por ter dividido comigo aspizzas e barras de chocolate nas vésperas de prova. Te amo, amiga.Aos meus amigos do George March. Obrigada por terem me permitido entrarnessa família. Agradeço a compreensão de todos ao longo desses anos quando eu diziaque precisava estudar e me fazia ausente nos churrascos. Vocês moram no meucoração.Aos meus amigos mais chegados que irmãos da Igreja Um Encontro Diferente.Agradeço por terem estado ao meu lado quando precisei de um ombro amigo e porcompartilharem comigo a fé quando me faltou. Sou grata por tudo que vocês fizerampor mim.Aos alunos de iniciação científica Isabelle Quirino, Matias Rodrigues, Alex Ishida,Marcos de Carvalho e Thainá Pölzl por me ajudarem na realização dos ensaios e porterem alegrado meus dias nesses últimos meses.Aos técnicos de laboratório Serginho e Luizão que, tanto me ajudaram narealização dos ensaios de adensamento e caracterização.Aos meus amigos da Expansão General Osório, que me ajudaram a crescerprofissionalmente. Agradeço toda a paciência e por me permitirem fazer parte dessaobra. Tenho muito orgulho do nosso trabalho e da estação que ajudamos a construir.Agradeço especialmente à minha chefe Olímpia, pela confiança e amizade durante esseperíodo. Você se tornou um exemplo para mim.Ao grupo de caronas de Niterói. Sem vocês eu, literalmente, não conseguiriachegar até aqui. Obrigada pelas companhias nos trânsitos da Ponte e por fazerem umesforço maior para me buscar ou me deixar mais perto de casa.vi
Resumo do Projeto de Graduação apresentado à Escola Politécnica/UFRJ como partedos requisitos necessários para obtenção do grau de Engenheiro Civil.ESTUDO DA INFLUÊNCIA DO TEOR DE FINOS NO COMPORTAMENTO DE UMREJEITO DE MINÉRIO DE FERRO A PARTIR DE ENSAIOS EDOMÉTRICOSCamilla Guberman Cordeiro SilvaSetembro/2017Orientadores: Leonardo De Bona BeckerAna Cláudia de Mattos TellesCurso: Engenharia CivilEste trabalho apresenta um estudo em que foi realizada uma série de ensaiosde laboratório com o objetivo de entender melhor o comportamento de um rejeito deminério de ferro. Através da caracterização granulométrica, o material foi classificadocomo um rejeito areno-siltoso.Através de ensaios realizados por outros autores, foi observado que um dosfatores que possui influência sobre o fenômeno da liquefação estática é a composiçãogranulométrica do material, em especial seu teor de finos (FC).Sendo assim, foram realizados ensaios de adensamento unidimensionalvariando a porcentagem de finos, ensaios para determinação do índice de vaziosmáximo e mínimo e uma estimativa do coeficiente de permeabilidade do material atravésdos ensaios edométricos. Os resultados foram comparados com diversos materiais naliteratura e também com outros rejeitos provenientes da mesma área estudada.Palavras-chave: Rejeito de minério de ferro, Ensaio edométrico, Compressibilidade,Permeabilidade, Tailingsvii
Abstract of Undergraduate Project presented to POLI/UFRJ as a partial fulfillment of therequeriments for the degree of Engineer.STUDY OF THE INFLUENCE OF FINE CONTENT IN THE BEHAVIOR OF AN IRONTAILING FROM OEDOMETER TESTSCamilla Guberman Cordeiro SilvaSeptember/2017Advisors: Leonardo De Bona BeckerAna Cláudia de Mattos TellesCourse: Civil EngineeringThis work presents a study which were done many laboratory tests to understandbetter the behaviour of an iron tailing. Through the granulometric characterization, thematerial was rated as a sand-silt tailing.Through the tests done by others it was observed that one of the reasons whichaffects that phenomenon of the static liquefaction in the granulometric composition of thematerial, especially its fine contents (FC).Therefore, one dimensional tests were made changing the fine content, test forthe determination of maximum and minimum index density, and an estimation of thepermeability coefficient of the material through the oedometer tests. The results werecompared with a plenty of other studies of different works and also with other tailingscoming from the same area studied.Key words: Iron tailings, Oedometer test, Compressibility, Permeabilityviii
SUMÁRIO1.2.INTRODUÇÃO ------------------------------------ 11.1.Motivação ------------------------------------ 21.2.Objetivos ------------------------------------- 31.3.Organização do Trabalho ---------------- 3BARRAGENS DE REJEITO ------------------- 52.1.3.4.5.INFLUÊNCIA DO TEOR DE FINOS EM MATERIAIS GRANULARES ---------------- 83.1.Índices de Vazios Máximo e Mínimo -------------------------------------------------- 113.2.Adensamento ----------------------- 123.3.Compressão Unidimensional das Areias --------------------------------------------- 133.4.Parâmetros de Compressibilidade de rejeitos --------------------------------------- 143.5.Parâmetros de Condutividade Hidráulica de Rejeitos ----------------------------- 16APRESENTAÇÃO DA ÁREA E MATERIAL DE ESTUDO ----------------------------- 184.1.Área de Estudo --------------------------- 184.2.Amostragem e material estudado ---- 20METODOLOGIA UTILIZADA ---------------- 235.1.Preparo das Misturas -------------------- 235.2.Ensaios de Caracterização ------------ 245.3.Ensaios para Determinação dos Índices de Vazios Máximos e Mínimos: ---- 255.3.1.Índice de Vazios Mínimo ---------- 275.3.2.Índice de Vazios Máximo --------- 295.4.Ensaio de Adensamento --------- 315.4.1.Moldagem dos Corpos de Prova ------------------------------------------------- 335.4.2.Execução do Ensaio --------------- 375.4.3.Estimativa do Coeficiente de Permeabilidade --------------------------------- 385.5.6.Método Construtivo de Montante ------- 5Quebra de Grãos ------------------------- 38RESULTADOS E ANÁLISES ---------------- 416.1.Ensaios de Caracterização ------------ 41ix
6.1.1.Análise Granulométrica ----------- 416.1.2.Densidade Relativa dos Sólidos -------------------------------------------------- 426.1.3.Índices de Vazios Máximo e Mínimo --------------------------------------------- 436.2.Ensaios de Adensamento -------------- 446.2.1.Fase 1 --------------------------------- 466.2.2.Fase 2 --------------------------------- 47Moldagem ---------------------------------------- 47Compressibilidade ----------------------------- 47Estimativa do Coeficiente de Permeabilidade --------------------------------------------- 496.2.3.7.8.Quebra de Grãos ------------------- 50CONCLUSÕES E SUGESTÕES PARA PRÓXIMAS PESQUISAS ------------------ 527.1.Conclusões -------------------------------- 527.2.Sugestões para Próximas Pesquisas ------------------------------------------------- 53REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ------- 54x
LISTA DE FIGURASFigura 1.1 – Composição das exportações brasileiras de bens minerais primários em2014 (DNPM, 2015) . 1Figura 2.1 – Seção de alteamento para montante . 6Figura 2.2 – Método de descarga em linha (RIBEIRO, 2000) . 6Figura 3.1 – Exemplos de microestrutura de solos granulares com o mesmo índice devazios e com diferentes teores de finos. Contatos primários entre (a) grãos grossos e(b) grãos finos (adaptado de THEVANAYAGAM et al., 2002) . 9Figura 3.2 – (a) Partículas no estado flutuante (b) Partículas no estado não flutuante(FRAGASZY et al, 1992). . 10Figura 3.3 – Relação entre os índices de vazios máximos e mínimos com o teor de finosde misturas granulares (adaptado de YANG et al, 2006) . 11Figura 3.4 – (a) Compressão unidimensional de misturas de silte e areias; (b) variaçãodo índice de compressão CC com o teor de silte (CARRERA et al., 2011) . 12Figura 3.5 – Compressão unidimensional da areia nos estados fofo e denso (ATKINSONE BRANSBY, 1978). . 13Figura 3.6 – Resultados de ensaios de compressão unidimensional para diferentesmisturas, variando o índice de vazios inicial (CARRERA, A., 2011) . 14Figura 3.7 – Resultados de ensaio de adensamento unidimensional (Adaptado de HU etal., 2017). 15Figura 3.8 – (a) Condutividade hidráulica para diferentes teores de finos e (b) efeito doteor de finos no coeficiente de adensamento . 17Figura 3.9 – Condutividade hidráulica variando teor de finos para diferentes índices devazios . 17Figura 4.1 – Complexo de Mineração de Germano (GOOGLE EARTH, acesso em 23 deagosto de 2017) . 18Figura 4.2 – Barragem do Fundão e seus Diques em 2012 (REZENDE, 2013) . 19Figura 4.3 – Locais de retirada das amostras a barragem (FLÓREZ, 2015) . 20Figura 4.4 – Coleta de amostras de rejeito da praia da Barragem (FLÓREZ, 2015) . 21Figura 4.5 – Rejeito seco, separado e guardado em sacos plásticos (5kg) (FLÓREZ,2015) . 21Figura 4.6 – Fotografias do rejeito inalterado, obtidas pela MEV (FLÓREZ, 2015). . 22Figura 5.1 – Rejeito após separação na peneira nº 200: a) fração fina e b) fração grossa. 23Figura 5.2 – Quarteamento do material. 24xi
Figura 5.3 – As fases no solo separadas em volume (PINTO, 2006) . 26Figura 5.4 – Conjunto utilizado no ensaio para determinação do índice de vazios mínimo. 27Figura 5.5 – Molde rasado para obtenção do índice de vazios mínimo . 28Figura 5.6 – Ensaio para determinação do índice de vazios máximo . 29Figura 5.7 – Anéis utilizados na realização do ensaio para determinação do índice devazios . 30Figura 5.8 – Prensa de adensamento – Laboratório Fernando Emmanuel Barata . 32Figura 5.9 – Prensas de adensamento – Laboratório de Geotecnia Professor JacquesMedina . 32Figura 5.10 – Moldagem do corpo de prova por pluviação . 34Figura 5.11 – Nivelamento do rejeito no anel . 35Figura 5.12 – Retirada do material excedente sobre a pedra porosa . 35Figura 5.13 – Posicionamento da pedra porosa saturada que será utilizada na prensa. 36Figura 5.14 – Câmara de adensamento com o anel posicionado . 36Figura 5.15 – Prensa de adensamento com o rejeito inundado com água destilada . 37Figura 5.16 – Retirada do material do anel . 39Figura 5.17 – Definição de quebra relativa (adaptado de HARDIN, 1985 em COOP etal., 2004). 40Figura 6.1 – Curva granulométrica do rejeito natural homogeneizado . 41Figura 6.2 – Curvas granulométricas das frações fina e grossa do rejeito estudado . 42Figura 6.3 – Relações entre os índices de vazios máximo e mínimo e o teor de finos 44Figura 6.4 – Gráfico índice de vazios versus logaritmo do tempo: FC 20%, estágio de200kPa . 45Figura 6.5 – Gráfico de índice de vazios versus raiz do tempo: FC 20%, estágio de 200kPa . 45Figura 6.6 – Curvas de adensamento unidimensional do rejeito estudado para duasdiferentes compacidades . 46Figura 6.7 – Curvas de adensamento unidimensional das diferentes amostras . 48Figura 6.8 – Relação entre o índice de compressão e o teor de finos do rejeito estudado. 49Figura 6.9 – Relação entre o índice de vazios e o coeficiente de permeabilidadeestimado através dos ensaios edométricos para o rejeito original. 50Figura 6.10 – Curvas granulométricas obtidas por peneiramento antes e após oadensamento . 51xii
LISTA DE TABELASTabela 1.1 – Produção mineral brasileira e mundial em 2013 (IBRAM – 2014) ---------- 1Tabela 4.1 – Caracterização física, química e mineralógica do rejeito inalterado e apóso envelhecimento (adaptado FLÓREZ, 2015). -------------------------------------------------- 21Tabela 5.1 – Classificação das areias segundo a compacidade (PINTO, 2006) ------- 27Tabela 5.2 – Dimensões do anel utilizado no ensaio para determinação do índice devazios máximo ---------------------------------------- 29Tabela 5.3 – Dimensões do segundo anel utilizado para determinação do índice devazios máximo ---------------------------------------- 30Tabela 5.4 – Resultados obtidos p
granulométrica do material, em especial seu teor de finos (FC). Sendo assim, foram realizados ensaios de adensamento unidimensional variando a porcentagem de finos, ensaios para determinação do índice de vazios máximo e mínimo e uma estimativa do coeficiente de permeabilidade
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Matem tica e Matem tica Financeira Assunto Quant. De Quest es Percentual Juros e Descontos compostos 23 17,3% Sistemas de Amortiza o 15 11,3% An lise de Investimentos 12 9% Juros e Descontos Simples 10 7,5% Proporcionalidade 10 7,5% Equival ncia de Capitais 9 6,8% An lise Combinat ria 7 5,3%
literatura em formato de esquemas, resumos, sinopses, não contribui para a formação do jurista, daquele que sabe ler o Direito nas novas leis. Tais métodos de estudo são válidos apenas quando o estudante possui uma sólida base, que se constrói a partir dos primeiros anos de estudo, notadamente na dedicação às disciplinas .
UM ESTUDO COMPARATIVO ENTRE AS VANTAGENS CONSTRUTIVAS DAS PAREDES DE CONCRETO E ALVENARIA CONVENCIONAL MACEIÓ-ALAGOAS 2017/02. . execução de uma residência popular. O estudo provou então, que há vantagens e desvantagens em ambos os modelos construtivos, provando que ainda há espaço .
163 Estudo comparativo da integração ao contexto universitário entre estudantes de diferentes instituições1,2 1 Este estudo contou com o apoio fi nanceiro da Fundação de Apoio à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul-FAPERGS. 2 Os autores agradecem a colaboração da Dra. Maria Célia Pacheco Lassance (UFRGS) e do Dr. Mauro Magalhães (UFBa) na
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