RESUMO As características dos agregados podem interferir intensamente no comportamento do concreto, especialmente quando sulfetos, como pirita e pirrotita, estão presentes nos agregados. A falta de consenso para o valor limite do teor desses compostos de enxofre em estruturas de concreto de barragens tem motivado várias investigações em todo o mundo. Dentro desse cenário, este trabalho apresenta uma metodologia para a avaliação da presença desses compostos de enxofre em concretos fabricados com agregados contendo sulfetos. Para o estudo, foram utilizadas amostras de rochas da área de usina hidrelétrica do Irapé, em Minas Gerais (Brasil). Esta usina foi construída em um sítio geológico onde a rocha apresentava níveis de sulfeto de pelo menos 3%. Essas amostras de rochas foram moídas e depois utilizadas como agregados em argamassas submetidas durante aproximadamente um ano a três diferentes condições de exposição: temperatura de 23° ± 2ºC e umidade relativa de 95 a 100%; solução de hidróxido de cálcio diluída em água mantida em duas temperaturas diferentes: temperatura ambiente e 50°C ± 2ºC. A presença e quantidade de pirrotita foram obtidas a partir de um processo de lixiviação do material (agregado ou argamassa) numa solução de ácido clorídrico para dissolução desta, o que permitiu a avaliação do teor de pirita, sulfeto esse não dissolvido pelo ácido clorídrico. A quantidade de pirrotita foi obtida pela diferença entre o valor inicial de enxofre total da amostra e o valor após essa lixiviação. Como resultado desse estudo, observou-se que a quantidade de pirita se manteve praticamente constante ao longo do tempo nas três situações de exposição. Este resultado indica que limites de enxofre em agregados devem ser estipulados de acordo com o tipo de sulfeto de ferro presente e não unicamente pela quantidade total de enxofre.

ABSTRACT It is well known that aggregate characteristics can intensively interfere in concrete behavior especially when sulfides are presented in the aggregates. The lack of consensus to content limit value of these deleterious sulfur compounds in concrete structures for dams has motivated several investigations worldwide. Within this scenario, this work presents a methodology to evaluate the presence of pyrite and pyrrhotite in concretes produced with aggregates containing sulfides. For the study, rock samples from the Irapé hydroelectric power plant area in Minas Gerais (Brazil) were used. This plant was built in a geological site where the rock presented sulfide levels of at least 3%. These rock samples were first ground and then used as aggregates in mortars, which were, during almost one year, subjected to three different exposed conditions: temperature of 23° ± 2°C and relative humidity of 95 to 100%; calcium hydroxide solution diluted in water kept at two different temperatures: room temperature and 50° C. The presence and amount of pyrrhotite were obtained from a leaching process of the material (aggregate or mortar) in a solution of hydrochloric acid. This procedure allowed also the evaluation of the pyrite content. The results showed that the amount of pyrite has remained virtually constant over time in the three exposure situations. This finding indicates that sulfur limits in aggregates should be set according to the type of iron sulfide presented and not solely by the total amount of sulfur.

O presente trabalho apresenta a viabilidade técnica do aproveitamento e da conveniência ecológica do emprego do rejeito de sinter feed,oriundo de atividades mineradoras de ferro, como agregado na produção do concreto, inicialmente para a fabricação de elementos pré-fabrica dos destinados à pavimentação, com possibilidade de expansão para outras finalidades. Inicialmente, foram realizados os seguintes ensaios de caracterização dos materiais: caracterização física, química e ambiental do rejeito, caracterização física dos demais agregados utilizadose ensaio de qualidade do rejeito quando empregado como agregado miúdo na produção de argamassas, por comparativo de resistência àcompressão das mesmas. Posteriormente, após a produção de peças para piso intertravado, em uma indústria de pré-fabricados, os mesmosforam amostrados e submetidos aos ensaios resistência à compressão, absorção e desgaste por abrasão, segundo as normas NBR 9780[33], NBR 12118 [34] e NBR 12042 [35]. Quanto aos resultados, as resistências à compressão aos 28 dias, sofreram variações entre -2,5% e -11%; quanto às absorções de água, as variações ficaram entre -14% e +3,8%; quanto à abrasão, observaram-se variações entre -80% e -62%, percentuais estes referidos sempre aos valores de referência. A grande relevância do uso do rejeito de sinter feed como agregado naprodução de concreto se refere ao desenvolvimento sustentável da indústria da construção civil. Para as indústrias mineradoras, o descarte desse rejeito de maneira produtiva significa grande vantagem na relação custo-benefício que se caracterizará pela ausência tanto das pilhas de estocagem em suas áreas quanto pela ausência de despesas com sua operacionalização.

This paper discusses the technical feasibility and ecological advantage of using sinter feed tailings from iron ore mining as an aggregate in the production of concrete, initially to manufacture precast concrete pavers, but with the possibility of extending its use to other applications. To achieve this goal, the physical, chemical and environmental characteristics of the tailings were analyzed. The other aggregates used here were also characterized, and the tailings were quality tested when used as fine aggregate in the production of mortars, based on a comparison of their compressive strength. The interlocking concrete pavers were manufactured by a precast concrete plant, after which they were sampled and subjected to compressive strength, water absorption and abrasive wear tests, according to Brazilian technical standards NBR 9780 [33], NBR 12118 [34] and NBR 12042 [35]. The results of these tests indicated that, compared to the reference values, the compressive strength at 28 days varied from -2.5% to -11%; water absorption ranged from -14% to +3.8%; and abrasive wear varied from -80% to -62%. The main purpose of using sinter feed tailings as aggregate in concrete production is to ensure the sustainable development of the construction industry. For the iron ore mining industry, the productive disposal of these tailings represents a major advantage in cost-effectiveness, due to the elimination of stockpiles and of the costs involved in their operationalization.

O concreto leve e bastante utilizado com a finalidade estrutural para redução do peso próprio de estruturas de concreto armado. Massa específica, resistência à compressão, relação resistência/peso, e módulo de elasticidade são fatores importantes quando se avalia o comportamento mecânico de estruturas. Este trabalho analisou estas propriedades no concreto leve (LWC) e comparou-as com as do concreto convencional (NWC). A massa específica dos concretos foi avaliada no estado fresco e no estado endurecido. Foram adotados quatro traços de dosagem para avaliar a resistência à compressão. Para cada traço de dosagem adotado e cada tipo de concreto, foram moldados corpos-de-prova cilíndricos que foram rompidos aos 3, 7 e 28 dias de idade. O módulo de elasticidade do concreto leve e do concreto convencional foram avaliados pelos métodos estático, dinâmico, e empírico. Os resultado mostraram uma melhor relação resistência/peso para o concreto leve, apesar deste tipo de concreto ter apresentado menor resistência à compressão.

Nowadays lightweight concrete is used on a large scale for structural purposes and to reduce the self-weight of structures. Specific grav- ity, compressive strength, strength/weight ratio and modulus of elasticity are important factors in the mechanical behavior of structures. This work studies these properties in lightweight aggregate concrete (LWAC) and normal-weight concrete (NWC), comparing them. Spe- cific gravity was evaluated in the fresh and hardened states. Four mixture proportions were adopted to evaluate compressive strength. For each proposed mixture proportion of the two concretes, cylindrical specimens were molded and tested at ages of 3, 7 and 28 days. The modulus of elasticity of the NWC and LWAC was analyzed by static, dynamic and empirical methods. The results show a larger strength/ weight ratio for LWAC, although this concrete presented lower compressive strength.

A utilização da argila expandida como agregado graúdo é economicamente viável na fabricação de concretos devido à redução da massa especifica que estes agregados proporcionam, minimizando os carregamentos atuantes nas estruturas. O objetivo deste trabalho é caracterizar a microestrutura do agregado leve de argila expandida visando sua utilização na fabricação de concretos. Na caracterização física da argila expandida foram avaliadas a massa unitária, a granulometria e a absorção de água por imersão total do agregado. Na caracterização microestrutural, foram realizadas análise química, microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X e porosimetria por intrusão de mercúrio. A argila expandida apresentou granulometria entre as britas com graduação 0 e 1, e apresentou alta absorção de água devido à elevada porosidade deste agregado. Na análise de difração de raios X evidenciou-se a presença de sílica na forma mineral de alfa-quartzo, silicato de magnésio e óxido de alumínio e magnésio.

The use of expanded clay as aggregate is economically feasible in the manufacturing of concrete due to the decrease in bulk density, provided by these aggregates, minimizing the total weight of the structures. The objective of this work is to characterize the microstructure of expanded clay aggregates which are used in the manufacturing of lightweight concretes. The expanded clay was evaluated concerning of the density, the granulometry and water absorption after total immersion of the aggregate. The chemical analysis, scanning electron microscopy, X-ray diffraction and mercury intrusion porosimetry were used as well. The expanded clay presented granulometry between the aggregates grades 0 and 1 and high water absorption due to the high porosity of the aggregate. The X-ray diffraction data showed the presence of alpha-quartz, magnesium silicate and magnesium aluminum oxide.