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Tipo: TCC
Título: Aplicação de cinzas provenientes da queima de resíduos têxteis na geotecnia: uma abordagem experimental com foco na resistência ao cisalhamento
Autor(es): Oliveira, Michael Jackson Alves de
Orientador: Silva, Daniela Lima Machado da
Palavras-chave em português: sustentabilidade;reaproveitamento;cinzas têxteis;mistura;resistência ao cisalhamento
Palavras-chave em inglês: sustainability;reuse;textile ashes;mixture;sher strength
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Data do documento: 2025
Citação: OLIVEIRA, Michael Jackson Alves de. Aplicação de cinzas provenientes da queima de resíduos têxteis na geotecnia: uma abordagem experimental com foco na resistência ao cisalhamento. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil) - Campus de Russas, Universidade Federal do Ceará, Russas, 2025.
Resumo: A produção de resíduos sólidos industriais não renováveis e sem finalidades de manejo ou reutilização, torna-se um grande problema para o meio ambiente quando são descartados ou tratados sem o devido cuidado. Um exemplo disso é o uso de resíduos de tecidos como combustível em fornos de fábricas de cerâmica, que resulta na geração de cinzas. Embora as cinzas sejam subprodutos desse processo, frequentemente carecem de manejo adequado ou reaproveitamento eficaz, agravando os impactos ambientais. Assim sendo, o presente estudo tem como objetivo avaliar o aproveitamento de resíduos obtidos a partir da queima de resíduos têxteis na geotecnia, com foco na resistência ao cisalhamento. Contudo, os materiais investigados neste estudo consistem em solo arenoso, cinza têxtil e a mistura solo-cinza. O solo foi coletado em uma estrada vicinal, enquanto a cinza têxtil foi obtida de uma fábrica de cerâmica vermelha localizada no município de Russas-CE. As amostras foram encaminhadas ao Campus Russas da UFC, onde passaram por caracterização geotécnica, mecânica e química. Além disso, o comportamento mecânico da cinza têxtil foi avaliado por meio de ensaios de compactação com energia intermediária e resistência ao cisalhamento. Para a preparação da mistura solo-cinza, buscou-se otimizar o arranjo das partículas, visando a minimização do volume de vazios, utilizando-se para isso o modelo de Andreasen. Dessa forma, os resultados para os índices físicos do solo analisado, apresenta uma predominância de partículas na faixa da areia fina e média, com uma pequena fração de silte e praticamente ausência de argila, enquanto a cinza têxtil apresentou predominância de partículas finas e porosas, com elevado índice de retenção de umidade e volume de vazios. A análise química para a cinza identificou a presença de óxidos metálicos e outros compostos que podem influenciar na reatividade do material. Referente ao empacotamento de partículas, verificou-se que para um material com menor índice de vazios e com maiores índices de compacidade, as porcentagens de solo e cinza têxtil devem compor respectivamente 74% e 26% na composição da mistura. Os ensaios de resistência ao cisalhamento mostraram que a adição das cinzas têxteis ao solo, resultou em um conjunto com maior resistência a tensões de cisalhamento, maior ângulo de atrito interno e menor volume de vazios quando comparada ao solo. As deformações da mistura sob tensões normais apresentaram redução em cerca de 60% quando comparadas as deformações da cinza e do solo, pois a conjunto apresentou melhor compacidade no rearranjo estrutural das partículas. Por fim, além de melhorar a resistência ao cisalhamento em combinação com solo, os ensaios realizados demonstraram o potencial da aplicação da cinza têxtil em misturas, destacando a sua capacidade de reaproveitamento como material alternativo, além de reduzir os impactos ambientais causados pelas indústrias têxteis e cerâmicas.
Abstract: The production of non-renewable industrial solid waste without proper management or reuse strategies poses a significant environmental problem, especially when such waste is disposed of or treated without due care. One example of this issue is the use of textile waste as fuel in ceramic factory kilns, which results in the generation of ashes. Although these ashes are byproducts of the process, they often lack appropriate disposal or effective reuse, exacerbating environmental impacts. Therefore, this study aims to evaluate the potential reuse of waste derived from the combustion of textile residues in geotechnical applications, focusing on shear strength. The materials investigated in this study consist of sandy soil, textile ash, and a soilash mixture. The soil was collected from a rural road, while the textile ash was obtained from a red ceramic factory located in the municipality of Russas-CE, Brazil. The samples were sent to the Russas Campus of the Federal University of Ceará (UFC), where they underwent geotechnical, mechanical, and chemical characterization. Additionally, the mechanical behavior of the textile ash was evaluated through compaction and shear strength tests. For the preparation of the soil-ash mixture, an effort was made to optimize the particle arrangement to minimize void volume, employing the Andreasen model. The physical characterization results of the analyzed soil indicated a predominance of fine and medium sand particles, with a small fraction of silt and an almost complete absence of clay. In contrast, the textile ash was composed mainly of fine and porous particles, exhibiting a high moisture retention capacity and a significant void ratio. The chemical analysis of the ash identified the presence of metal oxides and other compounds that may influence the material’s reactivity. Regarding particle packing, it was found that an optimal composition with a lower void ratio and higher compactness was achieved when the mixture consisted of 74% soil and 26% textile ash. The shear strength tests demonstrated that the addition of textile ash to the soil resulted in a material with higher resistance to shear stresses, an increased internal friction angle, and a lower void ratio compared to the soil alone. Deformations in the mixture under normal stresses were reduced by approximately 60% when compared to those of the individual soil and ash samples, as the mixture exhibited better compactness due to improved structural particle rearrangement. Finally, in addition to enhancing shear strength when combined with soil, the conducted tests demonstrated the potential of textile ash for use in mixtures, highlighting its viability as an alternative material and its contribution to mitigating the environmental impacts caused by the textile and ceramic industries.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/80120
ORCID do(s) Autor(es): https://orcid.org/0009-0007-5475-1685
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/4441687441742549
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:ENGENHARIA CIVIL - RUSSAS - Monografias

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