Misturas de bentonita com um solo tropical e com rejeito de mineração para barreiras impermeabilizantes de aterros sanitários

Abstract

O intuito da presente pesquisa foi avaliar o potencial de aplicação de misturas de bentonita com um solo tropical e com um rejeito de mineração, para uso como barreiras impermeabilizantes de aterros sanitários. Para tal, desenvolveu-se um programa experimental de forma a analisar o comportamento mecânico e hidráulico dos materiais em seu estado puro (sem aditivo) e em misturas com 2%, 4%, 6% e 8% de bentonita, em termos de massa seca do material. Nos materiais no estado puro e suas misturas foram realizados ensaios de compactação na energia Proctor Normal, de condutividade hidráulica em permeâmetro de parede flexível, triaxiais adensados e não drenados (CIU) e de adensamento com deformação controlada (CRS). As curvas de compactação mostraram que, tanto para as misturas de solo tropical-bentonita como de rejeito-bentonita, houve um aumento no teor de umidade ótimo e uma redução no peso específico seco máximo, conforme o aumento no teor de bentonita. Os valores de condutividade hidráulica indicaram uma diminuição com o acréscimo de bentonita, tanto para o solo quanto para o rejeito. Observou-se que, com o aumento da tensão de adensamento dos corpos de prova, houve redução na condutividade hidráulica, tanto para as misturas solo-bentonita como rejeito- bentonita. Com relação ao solo, o teor de 8% de bentonita reduziu sua permeabilidade para valores aceitáveis para revestimento de fundo de aterros sanitários. Já para as misturas de rejeito-bentonita, os resultados indicaram uma redução da permeabilidade com a adição de bentonita. Contudo, mesmo o maior teor de bentonita utilizado (8%) não resultou em redução da permeabilidade para os valores recomendados. Em relação à resistência ao cisalhamento, constatou-se que, tanto para as misturas solo-bentonita como rejeito-bentonita, houve, no geral, uma redução desta com o aumento no teor de bentonita. A compressibilidade do solo tropical aumentou com o acréscimo de bentonita. Já para o rejeito, somente foram constatados aumentos na compressibilidade para as misturas com 4% e 6% de bentonita, sendo observada uma ligeira redução na mistura com 8% de bentonita. Palavras-chave: Solo-bentonita. Rejeito-bentonita. Impermeabilização. Aterros sanitários.

The intent of this research was to evaluate the potential of application of bentonite mixtures with a tropical soil and with a mining tailings, for use as sanitary landfill liners. For this, an experimental program was developed in order to analyze the mechanical and hydraulic behavior of the materials in pure state (no additive) and in mixtures of 2%, 4%, 6% and 8% of bentonite, in terms of the dry mass of the material. In the pure state materials and their mixtures, compaction tests were performed using Proctor Normal energy, hydraulic conductivity in a flexible wall permeameter, consolidated undrained triaxial tests (CIU) and constant rate-of- strain tests (CRS). The compaction curves showed that, for both tropical soil-bentonite and tailings-bentonite mixtures, there was an increase in the optimum moisture content and a reduction in the maximum dry specific weight, according to the increase in bentonite content. The hydraulic conductivity values indicated a decrease with the addition of bentonite, both for the soil and for the tailings. With the increase in the values of consolidation stresses, it was observed that there was a reduction in hydraulic conductivity for both soil-bentonite and tailings-bentonite mixtures. Regarding the soil, the 8% content of bentonite reduced its permeability to acceptable values for sanitary landfill liner. For the tailings-bentonite mixtures, the results indicated a reduction in permeability with the addition of bentonite. However, these results indicated that even the highest content of bentonite used (8%) did not reduce the permeability to recommended values. Regarding shear strength, it was found that, for both soil- bentonite and tailings-bentonite mixtures, there was, in general, a reduction as the bentonite content increased. The compressibility of the tropical soil increased with the addition of bentonite. As for the tailings, there were only increases in compressibility for the mixtures with 4% and 6% of bentonite, with a slight reduction being observed in the mixture with 8% of bentonite. Keywords: Soil-bentonite. Tailings-bentonite. Impermeabilization. Sanitary landfills.