Incorporação de Resíduo de Caulim em Concreto Asfáltico

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE 
CENTRO DE TECNOLOGIA 
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA SANITÁRIA 
 
 
 
 
 
 
 
Cibele Gouveia Costa 
 
 
 
 
 
INCORPORAÇÃO DO RESÍDUO ORIUNDO DO BENEFICIAMENTO 
DE CAULIM EM CONCRETO ASFÁLTICO 
 
 
 
 
 
 
 
 
Natal 
2006 
 
 
 
 
Cibele Gouveia Costa 
 
 
 
 
 
 
 
INCORPORAÇÃO DO RESÍDUO ORIUNDO DO BENEFICIAMENTO 
DE CAULIM EM CONCRETO ASFÁLTICO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dissertação apresentada ao Programa de 
Pós-graduação em Engenharia Sanitária, da 
Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 
como requisito parcial à obtenção do título de 
Mestre em Engenharia Sanitária. 
 
 
 
 
 
 
 
Orientador: Prof. Dr. Olavo Francisco dos Santos Jr 
Co-orientador: Prof. Dr. Maria del Pilar Durante Ingunza 
 
 
 
 
 
 
 
 
Natal 
2006 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Divisão de Serviços Técnicos 
 
Catalogação da Publicação na Fonte. UFRN / Biblioteca Central Zila Mamede 
 
 
Costa, Cibele Gouveia. 
 Incorporação do resíduo oriundo do beneficiamento de caulim em 
concreto asfáltico / Cibele Gouveia Costa. - Natal, RN, 2006. 
 106 f. 
 
 Orientador: Olavo Francisco dos Santos 
 Co-orientador: Maria del Pilar Durante Ingunza 
 
 Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal do Rio Grande do 
Norte. Centro de Tecnologia. Programa de Pós-graduação em Engenharia 
sanitária. 
 
 1. Caulim – beneficiamento - Dissertação. 2. Resíduo – Dissertação 3. 
Concreto asfáltico - Dissertação. I. Santos, Olavo Francisco dos. II. 
Ingunza, Maria del Pilar Durante. III. Título. 
 
RN/UF/BCZM CDU 679.861 
 
 
 
CIBELE GOUVEIA COSTA 
 
 
 
 
 
 
INCORPORAÇÃO DO RESÍDUO ORIUNDO DO BENEFICIAMENTO 
DE CAULIM EM CONCRETO ASFÁLTICO 
 
 
 
 
 
 
Dissertação apresentada ao Programa de 
Pós-graduação, em Engenharia Sanitária, da 
Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 
como requisito parcial à obtenção do título de 
Mestre em Engenharia Sanitária. 
 
 
 
 
 
 
BANCA EXAMINADORA 
 
 
___________________________________________________________________ 
Prof. Dr. Olavo Francisco dos Santos Júnior – Orientador 
 
 
___________________________________________________________________ 
Profa. Dra. Maria del Pilar Durante Ingunza – Co-orientadora 
 
 
___________________________________________________________________ 
Prof. Dr. Raimundo Leidimar Bezerra – Examinador Externo (UFCG) 
 
 
____________________________________________________________ 
Prof. Dr. John Kennedy Guedes Rodrigues – Examinador Externo (UFCG) 
 
 
 
 
Natal, 10 de novembro de 2006 
 
INCORPORAÇÃO DO RESÍDUO ORIUNDO DO BENEFICIAMENTO 
DE CAULIM EM CONCRETO ASFÁLTICO 
 
 
Cibele Gouveia Costa 
 
 
Orientador: Prof. Dr. Olavo Francisco dos Santos Jr 
Co-orientador: Prof. Dr. Maria del Pilar Durante Ingunza 
 
 
RESUMO 
O município de Equador-RN está localizado numa região de grandes quantidades de 
minérios, sendo sua principal atividade econômica a extração e o beneficiamento de 
caulim. O principal problema ambiental proveniente dessa atividade é a quantidade 
de resíduo gerado, cerca de 70% do caulim extraído. Os resíduos são simplesmente 
amontoados em terrenos das empresas de beneficiamento, ocupando assim uma 
grande área e causando impacto na flora existente. Quando secos, os resíduos 
transformam-se em pó e pela ação do vento, se espalham, poluindo o ar. Sendo 
assim, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a incorporação do resíduo 
grosso, oriundo do beneficiamento de caulim, em substituição parcial de todos os 
agregados empregados em uma mistura convencional de concreto asfáltico, a qual 
foi utilizada na pavimentação da BR101/RN061 – trecho entre Ponta Negra e Ares. 
Essa avaliação foi realizada em três etapas. A primeira refere-se à avaliação das 
características físicas, térmicas e mineralógicas do resíduo com o intuito de 
classificá-lo e definir sua aplicação como agregado (miúdo e graúdo). A segunda 
refere-se à caracterização física dos agregados e do material asfáltico utilizados na 
mistura convencional. E a terceira à avaliação das misturas contendo resíduo, as 
quais foram elaboradas a partir da mistura convencional com a incorporação 
gradativa do resíduo, de 5 a 40%, em substituição à parte dos agregados 
convencionais, de forma a obter curvas granulométricas similares a da mistura 
convencional. Essa avaliação foi realizada através da comparação entre a 
composição volumétrica, o comportamento mecânico e a suscetibilidade à umidade 
das misturas contendo resíduo com os da mistura convencional, e com os das 
especificações exigidas pelo DNIT. Os resultados mostram que o resíduo grosso 
oriundo do beneficiamento de caulim possui grãos dos mais variados diâmetros, 
sendo assim, pode substituir parte de todos os agregados convencionais e do filler 
em uma mistura asfáltica. Além disso, a sua composição mineralógica apresentou os 
mesmos minerais presentes na composição de agregados convencionais utilizados 
em pavimentação. Os resultados da avaliação da composição volumétrica das 
misturas contendo resíduo indicam que se pode empregar até 30% de resíduo em 
substituição aos agregados convencionais. A avaliação do comportamento mecânico 
dessas misturas indicam que o incremento de resíduo nas misturas estudadas 
ocasionou um aumento da estabilidade e uma redução da resistência à tração. Os 
valores obtidos na resistência à tração se encontram abaixo do valor mínimo 
especificado pelo DNIT, mas próximos ao valor obtido na mistura convencional. Ao 
levar em consideração a suscetibilidade das mesmas à umidade, os resultados 
indicam que se pode empregar até 25% de resíduo. 
Palavras-chave: Beneficiamento de caulim; resíduo; concreto asfáltico. 
INCORPORATION OF THE RESIDUE ORIGINATING FROM THE 
IMPROVEMENT OF KAOLIN IN ASPHALT CONCRETE 
 
Cibele Gouveia Costa 
 
 
Adviser: Prof. Dr. Olavo Francisco dos Santos Jr 
Co-adviser: Prof. Dr. Maria del Pilar Durante Ingunza 
 
 
ABSTRACT 
The municipal district of Equador-RN is located in an area of great amounts of ores, 
being your main economical activity the extraction and the kaolin improvement. The 
main originating from environmental problem that activity is the amount of generated 
residue, about 70% of the extracted kaolin. The residues are simply piled up in lands 
of the improvement companies, occupying like this a large area and causing impact 
in the existent flora. When dry, the residues transform powdered and for the action of 
the wind, they disperse, polluting the air. Being like this, the present work has as 
objective evaluates the incorporation of the great residue, originating from of the 
kaolin improvement, in partial substitution of all the employed aggregates in a 
conventional mixture of asphalt concrete, which was used in the paving of 
BR101/RN061 - passage between Ponta Negra and Ares. That evaluation was 
accomplished in three stages. The first refers to the evaluation of the physical, 
thermal and mineralogical characteristics of the residue with the intention of to 
classify it and to define your application as aggregate (small and great). The second 
refers to the physical characterization of the aggregates and of the asphalt material 
used in the conventional mixture. And the third, to the evaluation of the mixtures 
containing residue, which were elaborated starting from the conventional mixture with 
the gradual incorporation of the residue, from 5 to 40%, in substitution to the part of 
the conventional aggregates, in way to obtain similar particle size curves the one of 
the conventional mixture. That evaluation was accomplished through the comparison 
between the volumetric composition, the mechanical behavior and the susceptibility 
to the humidity of the mixtures containing residue with the one of the conventional 
mixture, and with the one of the DNITspecifications. The results show that the great 
residue originating from of the kaolin improvement has grains of the most varied size, 
being like this, it can substitute part of all the conventional aggregates and of the filler 
in an asphalt mixture. Besides, your mineralogical composition presented the same 
present minerals in the composition of conventional aggregates used in paving. The 
results evaluation of the volumetric composition of the mixtures containing residue 
indicates that it can use up to 30% of residue in substitution to the conventional 
aggregates. The evaluation of the mechanical behavior of those mixtures indicates 
that the residue increment in the studied mixtures caused an increase of the stability 
and a reduction of the resistance to the traction. The values obtained in the 
resistance to the traction meet below the minimum value specified by DNIT, but close 
to the value obtained in the conventional mixture. When taking in consideration the 
susceptibility of the same ones to the humidity, the results indicate that she can use 
up to 25% of residue. 
Key-words: Kaolin improvement; residue; asphalt concrete. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dedico este trabalho a minha mãe, amiga, 
companheira de todos os instantes, Claudia. 
Sou grata pela paciência incondicional e pelo 
apoio que me tem dado nos momentos 
decisivos da minha vida, encorajando-me e 
reforçando minha capacidade de ir além. 
À minha irmã, Cíntia, por sempre me mostrar 
que devo seguir meus sonhos. 
À minha avó, Enilza, por estar sempre presente 
em minha vida. 
AGRADECIMENTOS 
 
A Deus por estar sempre presente, mostrando-me o caminho a seguir. 
A minha mãe e irmã pela enorme paciência, dedicação e incentivo. 
Ao meu pai biológico, Geraldo, que mesmo não estando nesse plano, tenho certeza 
que está sempre por perto, me mostrando o caminho a seguir. Ao meu pai do 
coração, Marcelo, por ser eterno incentivador da busca pelo conhecimento. 
Aos meus avós maternos, Enilza e Inácio (in memorian), com os quais tive a 
oportunidade de conviver no mesmo lar e receber seu carinho e atenção. 
Aos meus orientadores, Olavo Santos Júnior e Pilar Inguza, pelo apoio, atenção, 
compreensão, incentivo e por confiarem em mim para realização deste trabalho. 
A todos os meus amigos, pelo incentivo, cumplicidade e por proporcionarem 
momentos de descontração. Em especial a Sayonara Medeiros, com quem convivi a 
maior parte do mestrado, pelo apoio e cooperação. 
Aos amigos de Campina Grande pela acolhida e apoio. 
Ao DNIT pelo fornecimento dos dados, materiais pétreos e Cimento Asfáltico de 
Petróleo à pesquisa. Em especial, agradeço ao Engenheiro Berilo pela atenção 
destinada. 
A Empresa Mineradora Caulim do Seridó LTDA – CAULISE pelo fornecimento do 
resíduo estudado. 
Aos técnicos e bolsistas dos Laboratórios de Materiais de Construção e Solos da 
UFRN, pelo apoio na realização dos ensaios. 
A Associação Técnico-Científica Ernesto Luiz de Oliveira Junior – ATECEL e toda a 
sua equipe pelo espaço, orientação e tempo que foram dedicados durante a 
realização deste trabalho. 
Aos funcionários do laboratório do DER/RN, pelo conhecimento transmitido. 
Ao professor Edgard Dantas, grande incentivador deste trabalho, pelo apoio e 
atenção destinada. 
Ao professor John Kennedy Rodrigues pela acolhida e orientações dadas. 
Ao professor Rubens Nascimento, pela ajuda no entendimento dos resultados de 
caracterização do resíduo. 
Aos professores do PPgES pelo conhecimento e apoio transmitidos. 
A Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – CAPES, pelo 
apoio financeiro concedido através da bolsa de estudo. 
Enfim, a todos que de forma direta ou indireta tornaram possível o cumprimento de 
um sonho. 
SUMÁRIO 
 
LISTA DE FIGURAS 
LISTA DE TABELAS 
LISTA DE EQUAÇÕES 
LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS 
CAPÍTULO 1 ...............................................................................................................1 
1.1 OBJETIVOS DA PESQUISA ............................................................................2 
1.1.1 Objetivo Geral............................................................................................2 
1.1.2 Objetivos Específicos ................................................................................3 
CAPÍTULO 2 ...............................................................................................................4 
2.1 O CAULIM ........................................................................................................4 
2.1.1 Tipos de Caulim.........................................................................................4 
2.1.2 Aplicações .................................................................................................5 
2.1.3 Reservas e Produção ................................................................................5 
2.2 O CAULIM DO MUNICÍPIO DE EQUADOR-RN...............................................5 
2.2.1 O Município de Equador-RN .....................................................................5 
2.2.2 Extração e Beneficiamento do Caulim.......................................................6 
2.2.3 Resíduo Gerado no Beneficiamento de Caulim ......................................10 
2.3 UTILIZAÇÃO DO RESÍDUO ORIUNDO DO BENEFICIAMENTO DE CAULIM 
NA CONSTRUÇÃO CIVIL.........................................................................................11 
CAPÍTULO 3 .............................................................................................................14 
3.1 PAVIMENTAÇÃO ...........................................................................................14 
3.1.1 Classificação dos Pavimentos.................................................................15 
3.1.2 Revestimento Asfáltico ............................................................................16 
3.2 CONCRETO ASFÁTICO ................................................................................18 
3.2.1 Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP).......................................................18 
3.2.2 Materiais Granulares ...............................................................................20 
3.2.2.1 Agregados Graúdos.............................................................................22 
3.2.2.2 Agregados Miúdos ...............................................................................23 
3.2.2.3 Material de Enchimento (filler) .............................................................24 
3.2.3 Composição Volumétrica.........................................................................26 
3.2.3.1 Volume de Vazios (Vv) ........................................................................28 
3.2.3.2 Vazios do Agregado Mineral (VAM).....................................................29 
3.2.3.3 Relação Betume Vazios (RBV) ............................................................29 
3.2.4 Comportamento Mecânico ......................................................................30 
3.2.4.1 Estabilidade Marshall ...........................................................................31 
3.2.4.2 Resistência à Tração por Compressão Diametral Estática..................31 
3.3 SUSCETIBILIDADE DAS MISTURAS ASFÁLTICAS À UMIDADE ................31 
3.4 UTILIZAÇÃO DE RESÍDUOS COMO AGREGADOS ALTERNATIVOS PARA 
O CONCRETO ASFÁLTICO .....................................................................................33 
3.5 UTILIZAÇÃO DE RESÍDUOS ORIUNDOS DO BENEFICIAMENTO DE 
CAULIM EM PAVIMENTAÇÃO.................................................................................34 
CAPÍTULO 4 .............................................................................................................36 
4.1 CARACTERIZAÇÃO DO RESÍDUO...............................................................36 
4.1.1 Caracterização Física..............................................................................374.1.1.1 Análise Granulométrica........................................................................37 
4.1.1.2 Densidade Real ...................................................................................39 
4.1.1.3 Limites de Atterberg.............................................................................39 
4.1.2 Caracterização Mineralógica ...................................................................39 
4.1.2.1 Difração de Raios-X.............................................................................40 
4.1.2.2 Fluorescência de Raios-X....................................................................40 
4.1.3 Caracterização Térmica ..........................................................................40 
4.1.3.1 Análise Térmica Diferencial .................................................................40 
4.1.3.2 Análise Térmica Gravimétrica ..............................................................41 
4.1.4 Ensaios Específicos para Utilização do Resíduo em Pavimentação .......41 
4.1.4.1 Adesividade .........................................................................................41 
4.1.4.2 Índice de Forma...................................................................................42 
4.1.4.3 Abrasão Los Angeles ...........................................................................42 
4.1.4.4 Equivalente de Areia............................................................................43 
4.2 CARACTERIZAÇÃO DOS AGREGADOS CONVENCIONAIS E MATERIAL 
ASFÁLTICO ..............................................................................................................43 
4.2.1 Caracterização dos Agregados Graúdos e Miúdos .................................44 
4.2.2 Caracterização do Filler...........................................................................45 
4.2.3 Caracterização do Material Asfáltico .......................................................45 
4.3 INCORPORAÇÃO DO RESÍDUO NO CONCRETO ASFÁLTICO..................45 
4.3.1 Mistura Convencional ..............................................................................46 
4.3.2 Preparação das Misturas com a Incorporação do Resíduo Grosso de 
Caulim ..................................................................................................................47 
4.3.3 Avaliação de Desempenho das Misturas ................................................48 
As misturas foram avaliadas com base na sua composição volumétrica, no seu 
comportamento mecânico e na sua suscetibilidade à umidade.............................48 
4.3.3.1 Preparação dos Corpos de Prova........................................................48 
4.3.3.2 Composição Volumétrica .....................................................................49 
4.3.3.3 Comportamento Mecânico...................................................................49 
4.3.3.4 Suscetibilidade das Misturas à Umidade .............................................51 
CAPÍTULO 5 .............................................................................................................53 
5.1 RESULTADOS DA CARACTERIZAÇÃO DO RESÍDUO................................53 
5.1.1 Resultados da Caracterização Física ......................................................53 
5.1.2 Resultados da Caracterização Mineralógica ...........................................55 
5.1.3 Resultados da Caracterização Térmica...................................................55 
5.1.4 Resultados dos Ensaios Específicos para Utilização do Resíduo em 
Pavimentação ........................................................................................................57 
5.1.4.1 Resultados da Adesividade da Fração Graúda e Miúda do Resíduo...57 
5.1.4.2 Resultado do Índice de Forma da Fração Graúda do Resíduo............58 
5.1.4.3 Resultado do Ensaio de Abrasão Los Angeles no Resíduo.................58 
5.1.4.4 Resultado do Equivalente de Areia do Resíduo ..................................58 
5.2 RESULTADOS DA CARACTERIZAÇÃO DOS AGREGADOS 
CONVENCIONAIS ....................................................................................................59 
5.2.1 Agregado Graúdo....................................................................................59 
5.2.2 Agregado Miúdo ......................................................................................61 
5.2.3 Filler.........................................................................................................62 
5.3 RESULTADOS DA CARACTERIZAÇÃO DO CIMENTO ASFÁLTICO DE 
PETRÓLEO...............................................................................................................62 
5.4 RESULTADOS DA CARACTERIZAÇÃO DA MISTURA CONVENCIONAL...63 
5.5 RESULTADOS DA CARATERIZAÇÃO DAS MISTURAS CONTENDO 
RESÍDUO GROSSO ORIUNDO DO BENEFICIAMENTO DE CAULIM....................64 
5.5.1 Resultados da Composição Volumétrica.................................................66 
5.5.1.1 Resultado da Densidade Real da Mistura............................................66 
5.5.1.2 Resultado da Densidade Aparente da Mistura.....................................66 
5.5.1.3 Resultado do Volume de Vazios ..........................................................67 
5.5.1.4 Resultado dos Vazios do Agregado Mineral ........................................69 
5.5.1.5 Resultado da Relação Betume Vazios.................................................70 
5.5.2 Resultados do Comportamento Mecânico...............................................72 
5.5.2.1 Resultados da Estabilidade .................................................................72 
5.5.2.2 Resultados da Resistência à Tração por Compressão Diametral........73 
5.5.3 Resultados da Susceptibilidade das Misturas à Umidade .......................75 
CAPÍTULO 6 .............................................................................................................77 
6.1 CONCLUSÕES ..............................................................................................77 
6.1.1 Resíduo ...................................................................................................77 
6.1.2 Misturas Contendo Resíduo ....................................................................77 
6.2 RECOMENDAÇÕES ......................................................................................78 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..........................................................................79 
ANEXO 1...................................................................................................................84 
LISTA DE FIGURAS 
 
FIGURA 2.1 Mapa de localização do município de Equador................................. 6 
FIGURA 2.2 Extração do caulim: (a) Equipamento utilizado para a descida de 
trabalhadores para as galerias; (b) Vista da galeria. (Sakamoto, 2003) ............... 7 
FIGURA 2.3 Esquema dos processos realizados na indústria de beneficiamento 
de caulim em Equador .......................................................................................... 7 
FIGURA 2.4 Beneficiamento do caulim: (a) Misturador utilizado na 
desagregação do caulim bruto; (b) Remoção do resíduo grosso ......................... 8 
FIGURA 2.5 Peneiramento do Caulim: (a) Peneiramento; (b) Resíduo fino ......... 8 
FIGURA 2.6 Tanques de decantação.................................................................... 9 
FIGURA 2.7 Filtro Prensa...................................................................................... 9 
FIGURA 2.8 Secagem das tortas: (a) Exposição das tortas ao sol; (b) 
Prateleiras utilizadas na exposição das tortas as correntes de ar e ao sol; (c) 
Forno à lenha......................................................................................................... 10 
FIGURA 2.9 Aterro de resíduo grosso oriundo do beneficiamento de caulim: (a) 
Vista superior; (b) Vista frontal............................................................................... 10 
FIGURA 3.1Tipos de pavimento: (a) Rígido; (b) Semi-rígido; (c) Flexível ........... 16 
FIGURA 3.2 Classificação dos revestimentos asfálticos. (DNIT,2006a)................ 16 
FIGURA 3.3 Classificação dos agregados de acordo com sua composição 
mineralógica e afinidade ao CAP........................................................................... 20 
FIGURA 3.4 Distribuição granulométrica dos limites da faixa C, especificada 
pelo DNIT, para concretos asfálticos e curva central de distribuição 
granulométrica obtida a partir das curvas limites................................................... 22 
FIGURA 4.1 Amostra do resíduo grosso oriundo do beneficiamento de caulim.... 36 
FIGURA 4.2 Ensaios de caracterização do resíduo oriundo do beneficiamento 
de caulim................................................................................................................ 37 
FIGURA 4.3 Agitador de peneiras utilizado no ensaio de granulometria por 
peneiramento......................................................................................................... 38 
FIGURA 4.4 Ensaio de densidade real: (a) Amostra no picnômetro; (b) Retirada 
de vazios da amostra; (c) Pesagem do picnômetro .............................................. 39 
FIGURA 4.5 Etapas da mistura do agregado miúdo com o ligante para ensaio 
de adesividade: (a) Amostra de agregado; (b) Amostra de agregado e ligante; 
(c) Mistura final....................................................................................................... 41 
FIGURA 4.6 Ensaio de adesividade: (a) Preparação da amostra; (b) Fervura da 
amostra.................................................................................................................. 42 
FIGURA 4.7 Amostra dos agregados graúdos: (a) Brita 5/8”; (b) Brita ½”............. 44 
FIGURA 4.8 Amostra dos agregados miúdos: (a) Areia; (b) Pó de pedra............. 44 
FIGURA 4.9 Ensaios utilizados na caracterização dos agregados da mistura...... 45 
FIGURA 4.10 Esquema de atividades realizadas na etapa de incorporação do 
resíduo no CA........................................................................................................ 46 
FIGURA 4.11 Curva granulométrica da mistura convencional............................... 47 
FIGURA 4.12 Porcentagem dos materiais utilizados nas misturas realizadas ..... 48 
 
 
 
FIGURA 4.13 Preparação do Corpo de Prova: (a) Aquecimento dos agregados; 
(b) Aquecimento do CAP; (c) Mistura de CAP e Agregados; (d) Colocação da 
mistura no molde; (e) Acomodação da mistura no molde para posterior 
compactação.......................................................................................................... 
 
 
49 
FIGURA 4.14 Ensaio Marshall: (a) Prensa Marshall; (b) Molde de Compressão 
Marshall.................................................................................................................. 
 
50 
FIGURA 4.15 Molde de tração por compressão diametral.................................... 51 
FIGURA 5.1 Curva granulométrica do resíduo grosso por peneiramento............. 53 
FIGURA 5.2 Curva granulométrica do resíduo grosso por difração a laser........... 54 
FIGURA 5.3 Composição mineralógica do resíduo grosso.................................... 55 
FIGURA 5.4 Análise térmica diferencial do resíduo grosso................................... 56 
FIGURA 5.5 Análise termogravimétrica do resíduo grosso................................... 56 
FIGURA 5.6 Amostra do resíduo após o ensaio de adesividade........................... 57 
FIGURA 5.7 Curva granulométrica dos agregados graúdos por 
peneiramento......................................................................................................... 59 
FIGURA 5.8 Amostra dos agregados graúdos após o ensaio de adesividade: (a) 
Brita ½”; (b) Brita 5/8.............................................................................................. 61 
FIGURA 5.9 Curva granulométrica dos agregados miúdos por 
peneiramento......................................................................................................... 61 
FIGURA 5.10 Curva granulométrica da mistura convencional............................... 63 
FIGURA 5.11 Composição granulométrica das misturas....................................... 65 
FIGURA 5.12 Variação da densidade aparente dos corpos de prova em função 
da porcentagem de resíduo da mistura.................................................................. 67 
FIGURA 5.13 Variação do volume de vazios dos corpos de prova em função da 
porcentagem de resíduo da mistura....................................................................... 68 
FIGURA 5.14 Variação dos vazios do agregado mineral dos corpos de prova 
em função da porcentagem de resíduo da mistura................................................ 70 
FIGURA 5.15 Variação da relação betume vazios dos corpos de prova em 
função da porcentagem de resíduo da mistura...................................................... 71 
FIGURA 5.16 Variação das estabilidades sem e com imersão em função da 
porcentagem de resíduo da mistura....................................................................... 73 
FIGURA 5.17 Variação da resistência à tração por compressão diametral em 
função da porcentagem de resíduo da mistura...................................................... 74 
FIGURA 5.18 Variação da relação de resistência à tração (RRT) em função da 
porcentagem de resíduo da mistura....................................................................... 75 
 
 
LISTA DE TABELAS 
TABELA 3.1 Especificações do DNIT para composição granulométrica do 
concreto asfáltico.................................................................................................... 21
TABELA 3.2 Especificações do DNIT para o filler contido nas misturas 
asfálticas................................................................................................................. 24
TABELA 3.3 Composição volumétrica especificadas pelo DNIT para o Concreto 
Asfáltico.................................................................................................................. 27
TABELA 3.4 Mínimo de vazios do agregado mineral especificados pelo DNIT..... 27
TABELA 3.5 Comportamento mecânico especificado pelo DNIT para o 
Concreto Asfáltico.................................................................................................. 31
TABELA 5.1 Parâmetros característicos da curva granulométrica do resíduo 
grosso.................................................................................................................... 54
TABELA 5.2 Porcentagem dos óxidos presentes no resíduo grosso.................... 55
TABELA 5.3 Resultados do ensaio de Abrasão Los Angeles................................ 58
TABELA 5.4 Resultados do ensaio de equivalente de areia.................................. 58
TABELA 5.5 Parâmetros característicos da curva granulométrica do resíduo 
grosso.................................................................................................................... 60
TABELA 5.6 Resultados dos ensaios nos agregados graúdos.............................. 60
TABELA 5.7 Resultados dos ensaios nos agregados miúdos............................... 62
TABELA 5.8 Composição granulométrica do cimento Portland............................. 62
TABELA 5.9 Caracterização do CAP 50/70. (LUBNOR)........................................ 63
TABELA 5.10 Composição volumétrica e comportamento mecânico da mistura 
convencional........................................................................................................... 64
TABELA 5.11 Variação do filler da mistura, em função da porcentagem de 
resíduo adicionada................................................................................................. 65
TABELA 5.12 Densidade real das misturas avaliadas........................................... 66
TABELA 5.13 Valores médios, máximos, mínimos e os desvios padrões da 
densidade aparente das misturasavaliadas.......................................................... 66
TABELA 5.14 Valores médios, máximos, mínimos e os desvios padrões do 
volume de vazios das misturas avaliadas.............................................................. 68
TABELA 5.15 Valores médios, máximos, mínimos e os desvios padrões dos 
vazios do agregado mineral das misturas avaliadas.............................................. 69
TABELA 5.16 Valores médios, máximos, mínimos e os desvios padrões da 
relação betume vazios das misturas avaliadas...................................................... 70
TABELA 5.17 Valores médios, máximos, mínimos e os desvios padrões da 
estabilidade sem imersão das misturas avaliadas................................................. 72
TABELA 5.18 Valores médios, máximos, mínimos e os desvios padrões da 
estabilidade com imersão das misturas avaliadas................................................. 72
TABELA 5.19 Valores médios, máximos, mínimos e os desvios padrões da 
resistência a tração por compressão diametral das misturas avaliadas................ 74
LISTA DE EQUAÇÕES 
 
Equação 3.1........................................................................................................... 26
Equação 3.2........................................................................................................... 27
Equação 3.3........................................................................................................... 28
Equação 3.4........................................................................................................... 28
Equação 3.5........................................................................................................... 29
Equação 3.6........................................................................................................... 29
Equação 3.7........................................................................................................... 29
Equação 4.1........................................................................................................... 38
Equação 4.2........................................................................................................... 38
Equação 4.3........................................................................................................... 51
Equação 4.4........................................................................................................... 52
 
LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS 
 
%b – Percentagem de Betume na Amostra Total 
%f – Percentagem de Filler na Amostra Total 
% Mi – Porcentagem de cada Material Empregado na Mistura 
σR – Resistência à Tração 
AA – Absorção de Água 
AASHTO – American Association of State Highway and Transportation Officials 
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas 
ADP – Asfalto Diluído de Petróleo 
ASTM – American Standardization for Testing and Materials 
C – Concentração Volumétrica 
CAP – Cimento Asfáltico de Petróleo 
CAULISE – Empresa Mineradora Caulim do Seridó LTDA 
CBUQ – Concreto Betuminoso Usinado a Quente 
CBR – Califórnia Bearing Ratio 
Cc – Coeficiente de Curvatura 
CPRM – Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais 
Cs – Concentração Crítica 
CTGÁS – Centro de Tecnologias do Gás 
Cu – Coeficiente de não Uniformidade 
D – Diâmetro do Corpo de Prova 
D10 – Diâmetro Efetivo 
D30 – Diâmetro Equivalente à Porcentagem de 30% de Solo que Passa, 
D60 – Diâmetro Equivalente à Porcentagem de 60% de Solo que Passa 
Da – Densidade Aparente 
Db – Massa Específica Real do Asfalto 
De – Diâmetro Efetivo 
DER – Departamento Estadual de Estradas 
Df – Massa Específica Real do Filler 
DMT – Densidade Máxima Teórica 
DNIT – Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transportes 
DNPM – Departamento Nacional de Produção Mineral 
DrTGA – Derivada da Análise Termogravimétrica 
DRX – Difração de Raios-X 
DTA – Análise Térmica Diferencial 
ES – Especificação de Serviço 
F – Carga de Ruptura 
FRX – Fluorescência de Raios-X 
Gb – Densidade Real do Asfalto 
Gi – Densidade Real da Massa dos Grãos 
H – Altura do Corpo de Prova 
hot – Umidade Ótima 
IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística 
ICDD – Internacional Centre for Difraction Data 
IF – Índice de Forma 
ISC – Índice de Suporte Califórnia 
LABEMAT – Laboratório de Ensaios de Materiais 
LL – Limite de Liquidez 
LP – Limite de Plasticidade 
LUBNOR – Unidade de Refino de Lubrificantes e Derivados de Petróleo do Nordeste 
ME – Método de Ensaio 
NBR – Norma Brasileira 
Pa – Peso do Corpo de Prova no Ar 
Pe – Peso do Corpo de Prova Imerso em Água 
RBV – Relação Betume Vazios 
RN – Rio Grande do Norte 
RRT – Relação de Resistência à Tração 
SUDENE – Superintendência do Desenvolvimento do Nordeste 
TGA – Análise Termogravimétrica 
UFCG – Universidade Federal de Campina Grande 
UFRN – Universidade Federal do Rio Grande do Norte 
VAM – Vazios do Agregado Mineral 
Vb – Volume de Vazios Preenchido com Asfalto 
Vv – Volume de Vazios Total 
Ys máx – Massa Específica Seca Máxima 
 1
CAPÍTULO 1 
 
INTRODUÇÃO 
 
Segundo o Departamento Nacional de Produção Mineral – DNPM (2005), o 
setor mineral tem grande importância para o Brasil, pois representa 4,2% do Produto 
Interno Bruto do País. Além disso, é grande empregador de mão de obra, 
consumidor de bens de capital, construtor de infra-estrutura, fornecedor de matéria-
prima ao parque industrial e gerador de divisas ao exportar sua produção. 
Apesar de possuir impactos positivos relevantes, a mineração no Brasil gera 
diversos problemas ambientais, como: poluição da água, ar e solo, devido aos 
lançamentos de rejeitos em ambientes impróprios; poluição visual, devido a grande 
quantidade de volume de rochas e solos movimentados, com conseqüente 
modificação da paisagem; poluição sonora, causada pelos ruídos das máquinas de 
beneficiamento e pelos caminhões no transporte dos minerais; redução da flora e 
fauna; impactos sobre a saúde dos trabalhadores e população residente na área; 
conflitos de uso do solo; depreciação de imóveis circunvizinhos; e por fim, quando 
próximas de centros urbanos, transtornos ao tráfego. 
Com a legislação vigente e a conscientização da população e empresas, tem 
se buscado reduzir os impactos negativos gerados por essa atividade. Isso tem sido 
feito através de um desenvolvimento sustentável, ou seja, através de uma 
exploração planejada do solo, de modo a garantir as necessidades da população 
presente, sem comprometer as da geração futura. 
Para alcançar esse objetivo as empresas têm investido em pesquisas, 
buscando: desenvolver técnicas mais eficientes de extração e beneficiamento, de 
forma a reduzir o consumo de materiais e energia na etapa de beneficiamento; 
intensificar a reciclagem de materiais; minimizar a geração de resíduos; proporcionar 
 2
um tratamento e disposição adequados para o resíduo; e por fim, agregar valor ao 
resíduo, reutilizando-o. 
A principal atividade econômica do município de Equador-RN é a extração e o 
beneficiamento do caulim. Porém essa atividade acarreta uma série de impactos 
ambientais, sendo a principal delas a quantidade de resíduos gerados. 
Cerca de 70% do caulim extraído é desperdiçado, por não ser aproveitado 
pela indústria ou qualquer outro segmento. Os resíduos são simplesmente 
amontoados em terrenos das empresas de beneficiamento, ocupando assim uma 
grande área e causando impacto na flora existente. Quando secos, os resíduos 
transformam-se em pó e pela ação do vento, se espalham, poluindo o ar. 
Com o intuito de agregar valor a esses resíduos e reduzir os impactos 
ambientais gerados, várias pesquisas estão sendo desenvolvidas. Os resíduos 
gerados no beneficiamento de caulim têm mostrado desempenho satisfatório 
quando utilizados na composição de argamassas de alvenaria, em tijolos e blocos 
de cimento e concreto de cimento portland, e em pavimentação. 
A incorporação dos resíduos oriundos do beneficiamentode caulim em 
pavimentação possibilitará: uma redução dos recursos naturais utilizados nessa 
atividade; uma nova alternativa de disposição final desses resíduos, antes não 
removidos; uma agregação de valor ao mesmo, uma vez que substituirá parte dos 
agregados convencionais utilizados na pavimentação; e uma redução dos problemas 
ambientais. 
1.1 OBJETIVOS DA PESQUISA 
1.1.1 Objetivo Geral 
Avaliar o comportamento volumétrico e mecânico, em laboratório, de misturas 
asfálticas do tipo Concreto Asfáltico, empregando o resíduo grosso oriundo do 
beneficiamento de caulim em substituição parcial de todos os agregados 
empregados numa mistura convencional, a qual foi utilizada na pavimentação da 
BR101/RN061 – trecho entre Ponta Negra e Arês. 
 
 3
1.1.2 Objetivos Específicos 
 Caracterizar física, térmica e mineralogicamente o resíduo grosso gerado no 
beneficiamento do caulim; 
 Caracterizar fisicamente os materiais convencionais empregados na mistura 
asfáltica em estudo; 
 Estimar e avaliar o comportamento volumétrico e mecânico das misturas que 
incorporaram o resíduo, tomando como parâmetro balizador o comportamento 
obtido na mistura convencional; 
 Avaliar a suscetibilidade da mistura em presença de umidade. 
 4
CAPÍTULO 2 
 
RESÍDUO ORIUNDO DO BENEFICIAMENTO DE CAULIM 
 
2.1 O CAULIM 
O caulim é um material argiloso de cor branca, quando puro. É formado por 
silicatos de alumínio hidratado, cuja composição química aproxima-se de 
Al2O3.2SiO2.2H2O, sendo a caulinita e a haloisita seus minerais predominantes. 
Também podem ocorrer os minerais do grupo caulinita: diquita, nacrita, folerita, 
anauxita, colirita e tuesita. 
Segundo Silva (2001), o caulim pode conter outros elementos na forma de 
impurezas, os quais podem atingir de 40 a 50% em volume do material extraído. 
Esses são constituídos, de modo geral, por areia, quartzo, palhetas de mica, grãos 
de feldspato, óxidos de ferro, titânio e manganês. 
2.1.1 Tipos de Caulim 
Segundo Bristow (1987a, 1987b) apud Luz e Chaves (2000) os caulins são 
produtos de alteração de silicatos de alumínio, principalmente dos feldspatos, e 
podem ocorrer em dois tipos de depósito: primário ou residual (eluvial) e secundário. 
O caulim primário é resultado da alteração de rochas in situ pela ação de 
intemperismo, hidrotermal ou solfatara. Já o caulim secundário resulta da deposição 
de materiais transportados por corrente de água doce. 
O autor ainda ressalta que os caulins secundários apresentam teores mais 
baixos de quartzo e mica, no entanto, ocorrem contaminados com óxidos de ferro e 
minerais de titânio, que podem alterar a sua cor branca original. Além disso, seus 
argilo-minerais possuem uma granulometria mais fina. 
 
 5
2.1.2 Aplicações 
Atualmente as principais aplicações do caulim são como material de 
enchimento (filler) no preparo de papel; como agente de cobertura (coating) para 
papel couché e na composição das pastas cerâmicas. Em menor escala, é usado na 
fabricação de materiais refratários, plásticos, borrachas, tintas, adesivos, cimentos, 
inseticidas, pesticidas, produtos alimentares e farmacêuticos, catalisadores, 
absorventes, dentifrícios, clarificantes, fertilizantes, gesso, auxiliares de filtração, 
cosméticos, produtos químicos, detergentes e abrasivos, além de cargas e 
enchimentos para diversas finalidades. 
2.1.3 Reservas e Produção 
Segundo Silva (2001), as reservas mundiais de caulim são bastante 
abundantes e de ampla distribuição geográfica. Porém, apenas quatro países detêm 
cerca de 95,0% de um total estimado de aproximadamente 14,2 bilhões de 
toneladas: Estados Unidos (53,0%), Brasil (28,0%), Ucrânia (7,0%) e Índia (7,0%). 
No Brasil, os Estados do Amazonas, Pará e Amapá detêm a maior parte da 
reserva nacional de caulim, participando, respectivamente, com 63,4%, 18,9% e 
8,9%. O Nordeste possui uma pequena parcela desse total (0,51%). 
Segundo o mesmo autor, em 2000, foram beneficiadas cerca de 1.735.000 
toneladas de caulim no Brasil. A produção bruta, a qual foi destinada principalmente 
às usinas de beneficiamento, atingiu 3,7 milhões de toneladas. 
2.2 O CAULIM DO MUNICÍPIO DE EQUADOR-RN 
2.2.1 O Município de Equador-RN 
De acordo com a Superintendência do Desenvolvimento do Nordeste – 
SUDENE (2000), o município de Equador (Figura 2.1) está localizado no estado do 
Rio Grande do Norte (RN), na mesorregião Central Potiguar e na microrregião 
Seridó Oriental, abrangendo uma área de 312 km2. 
Segundo o censo de 2000 do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – 
IBGE (2005), a população total residente é de 5.664 habitantes, dos quais 4.324 
 6
vivem na área urbana (76,30%) e 1.340 na área rural (23,70%). A população atual 
estimada é de 5.772 habitantes. 
 
FIGURA 2.1 Mapa de localização do município de Equador. 
De acordo com a Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais – CPRM 
(2005), esta região apresenta condições desfavoráveis à agricultura por possuir 
baixa pluviometria, ter grande susceptibilidade à erosão e impedimentos de uso de 
máquinas agrícolas, em decorrência do relevo ondulado e montanhoso, 
pedregosidade, rochosidade e pequena profundidade do solo. Além desses fatores é 
uma região de elevada quantidade de minérios, favorecendo assim a implantação de 
atividades de extração e beneficiamento dos mesmos. 
2.2.2 Extração e Beneficiamento do Caulim 
O caulim encontrado na região de Equador-RN é primário do tipo 
intemperizado, resultante da alteração de pegmatitos. Sua lavra é subterrânea e 
realizada de forma artesanal (Figura 2.2). Em média as minas chegam a 20 m de 
profundidade, mas há pontos de exploração, segundo Sakamoto (2003), em que os 
mesmos atingem 70 m. 
 7
 
 (a) (b) 
FIGURA 2.2 Extração do caulim: (a) Equipamento utilizado para a descida de 
trabalhadores para as galerias; (b) Vista da galeria. (Sakamoto, 2003). 
O beneficiamento do caulim é realizado a úmido e é constituído pelas etapas 
apresentadas na Figura 2.3. 
 
FIGURA 2.3 Esquema dos processos realizados na indústria de beneficiamento de 
caulim em Equador-RN. 
O beneficiamento inicia-se com a adição de água ao caulim bruto e a 
desagregação do mesmo em um misturador (Figura 2.4 a). A seguir, a polpa é 
transportada por gravidade para a etapa de peneiramento. Nesse transporte ocorre 
o desareamento, no qual são sedimentados os materiais mais grosseiros, 
constituídos por mica, quartzo, feldspato, entre outros. Esse material é removido 
manualmente (figura 2.4 b), através de pás perfuradas, e depositados em terrenos 
da empresa. 
Trituração 
 
Ensacamento 
 
Comercialização 
Pilha de estocagem 
do caulim bruto 
Desagregação
através de misturadores
Desareamento 
Peneiramento 
através de peneiras no 200 e 325
Estocagem 
em tanques de 
decantação 
Filtragem 
em filtro 
prensa 
Resíduo fino
Secagem
 das tortas 
ao ar livre 
Calcinação
em fornos à 
lenha 
Água 
Resíduo grosso
 8
 
 (a) (b) 
FIGURA 2.4 Beneficiamento do caulim: (a) Misturador utilizado na desagregação do 
caulim bruto; (b) Remoção do resíduo grosso. 
Na etapa de peneiramento (Figura 2.5 a) ocorre a classificação das partículas 
da mistura. Essa etapa é formada por um conjunto de peneiras de malha número 
200 (0,074 mm) e 325 (0,044 mm), que estão empilhadas em ordem crescente da 
abertura da malha. Todo o material é passado na peneira No 200. Caso seja 
necessário um melhor refinamento do minério, a polpa também deve ser submetida 
à peneira de No 325. O material retido nas peneiras de Nº 200 (Figura 2.5 b) é 
rejeitado e consiste no resíduo fino da cadeia produtiva do caulim. 
 
 (a) (b) 
FIGURA 2.5 Peneiramento do caulim: (a) Peneiramento; (b) Resíduo fino. 
O material que passanas peneiras é transportado, por gravidade, através de 
calhas para um sistema de tanques (Figura 2.6) onde se inicia a fase de decantação 
e sedimentação. O primeiro tanque recebe a mistura e é preenchido completamente 
com água destilada. Nele ocorre à separação da fração de maior granulometria 
através da sedimentação. A fração mais fina, que se posiciona na região superficial, 
passa por transbordamento para um segundo tanque, que apresenta um desnível de 
 9
altura em relação ao primeiro. O processo se repete, ocorrendo o transbordamento 
para outros tanques, onde ficam depositadas as partículas de caulim. 
 
FIGURA 2.6 Tanques de decantação. 
A água superficial que não transborda é vazada para um outro tanque. Essa 
água é reutilizada na fase inicial de dispersão do minério bruto. 
O material sedimentado em cada tanque é escolhido, de acordo com a sua 
utilização final, de onde segue, por bombeamento, para etapa de filtração. 
Na etapa de filtração (Figura 2.7) retira-se a água do material proveniente dos 
tanques. Este processo é realizado através do método da prensagem, em que a 
mistura é recalcada para dentro de filtros prensa, obtendo-se assim uma torta com 
cerca de 65% de sólidos. 
 
FIGURA 2.7 Filtro prensa. 
Para a perda da umidade (Figura 2.8), as tortas são expostas ao sol e às 
correntes de ar, onde ficam parcialmente secas. Para completa secagem do 
material, elas são dispostas em fornos à lenha. 
 10
 
 (a) (b) (c) 
FIGURA 2.8 Secagem das tortas: (a) Exposição das tortas ao sol; (b) Prateleiras 
utilizadas na exposição das tortas às correntes de ar e ao sol; (c) Forno à lenha. 
Depois da calcinação são trituradas, ensacadas e destinadas à 
comercialização. 
2.2.3 Resíduo Gerado no Beneficiamento de Caulim 
No beneficiamento do caulim são gerados dois tipos de resíduo: um grosso, 
denominado localmente de “sarrabulho” e outro fino, denominado localmente de 
“siri”. 
Cerca de 70% do caulim extraído, no município de Equador, é desperdiçado, 
por não ser aproveitado pela indústria ou qualquer outro segmento. Os resíduos são 
depositados a céu aberto em terrenos das empresas de beneficiamento (Figura 2.9), 
ocupando assim uma grande área. Quando secos, suas partículas finas são 
espalhadas pela ação do vento, ocasionando poluição do ar. 
 
 (a) (b) 
FIGURA 2.9 Aterro de resíduo grosso oriundo do beneficiamento de caulim: (a) Vista 
superior; (b) Vista frontal. 
 11
2.3 UTILIZAÇÃO DO RESÍDUO ORIUNDO DO BENEFICIAMENTO DE CAULIM 
NA CONSTRUÇÃO CIVIL 
Visando mitigar os impactos produzidos no beneficiamento de caulim, no que 
se refere à quantidade de resíduo, as empresas responsáveis por essa atividade têm 
investido em pesquisas que visam proporcionar a valorização e a redução dos 
impactos ambientais provocados pelos mesmos. 
Segundo Lima (2005), o resíduo de mineração de caulim na região da 
Paraíba e Rio Grande do Norte não é tóxico, pois durante o beneficiamento não 
ocorre adição química ao processo, restando um material formado por pedaços de 
rocha decomposta e britada durante a extração do caulim. Sendo assim esses 
rejeitos podem ser aplicados largamente na construção civil sem restrições 
ambientais. 
Várias pesquisas vêm sendo desenvolvidas nas regiões de mineração de 
caulim da Paraíba e do Rio Grande do Norte, com vista ao emprego do resíduo em 
argamassas, tijolos e blocos de concreto de cimento portland, tijolos cerâmicos e 
pavimentação. A seguir, são apresentados alguns resultados referentes às três 
primeiras aplicações. O uso em pavimentação é apresentado no item 3.5 do capítulo 
3. 
 Adição do resíduo em argamassas 
Pereira e Dantas (2005) utilizaram o resíduo fino na composição de 
argamassa de assentamento interno. Realizou-se a caracterização do material, 
conforme as normas da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), e 
ensaios de compressão axial, para avaliar o comportamento mecânico dos traços 
com a incorporação do resíduo. Os resultados permitiram classificar o resíduo como 
pouco plástico. O melhor traço obtido na pesquisa foi 1:2:8, de cimento, cal e 
resíduo, o qual apresentou uma resistência de 2,5 MPa. 
Rocha (2005) estudou a incorporação do resíduo fino do caulim nos traços de 
argamassa a serem empregadas em atividades de construção civil. O resíduo foi 
submetido a uma caracterização física e mineralógica. Foram realizados dois 
estudos. No primeiro foram incorporados 5%, 10%, 15% e 20% do resíduo nas 
 12
argamassas (chapisco, assentamento, emboço e reboco), em substituição a uma 
parte da cal, mantendo as mesmas proporções de cimento e areia. E no segundo, a 
areia foi completamente substituída pelo resíduo, mantendo a mesma proporção de 
cal nos traços de argamassas de assentamento, emboço e reboco. Seu 
comportamento mecânico foi determinado através da medida da resistência à 
compressão simples e resistência à tração indireta. Os resultados obtidos mostraram 
que os traços de argamassa contendo resíduo de caulim se encontram dentro das 
normas da ABNT, efetivando assim a viabilidade da utilização desse resíduo. O 
trabalho sugere inclusive que a proporção de resíduo, nos traços de argamassa 
estudados no primeiro estudo, poderá ser aumentada. 
 Fabricação de tijolos e blocos de concreto de cimento portland 
Lima e Dantas (2005) utilizaram os dois rejeitos (grosso e fino) na produção 
de tijolos a serem utilizados na construção civil. Foram realizados ensaios de 
caracterização do material, conforme as normas da ABNT, e de resistência à 
compressão dos tijolos. O corpo de prova que alcançou o melhor resultado de 
resistência aliado à economia, foi confeccionado com o traço composto por cimento, 
cal, resíduo fino e resíduo grosso, na proporção de 1:1:3:7, respectivamente. O 
mesmo obteve a resistência à compressão de 4,58 MPa, aos 07 (sete) dias de teste, 
possuindo então uma resistência superior à exigida pela ABNT para tijolos de 
vedação. 
Lima (2005) estudou a potencialidade do resíduo de caulim para uso em 
blocos de concreto simples sem função estrutural. Fez-se a caracterização física e 
mineralógica do resíduo. Nos ensaios tecnológicos foram utilizados os traços 
convencionais 1:2:2, 1:3:3 e 1:4:4 (cimento, areia e brita 0), com a incorporação de 
resíduo de caulim nas proporções de 15% e 20%, em substituição a parte da areia. 
As propriedades físico-mecânicas foram determinadas através da resistência à 
compressão simples e absorção de água. Para os blocos moldados com o traço 
1:2:2, contendo o resíduo de caulim, foi obtido uma menor resistência à compressão 
simples e uma maior absorção de água se comparados aos blocos convencionais de 
mesmo traço. Já os blocos moldados com os traços 1:3:3 e 1:4:4, contendo o 
resíduo de caulim, apresentaram melhores resultados de resistência à compressão 
simples, apesar de também possuírem uma maior absorção de água, se 
 13
comparados aos convencionais de mesmo traço. Os valores de resistência e 
absorção obtidos em todos os blocos moldados com o resíduo de caulim estão em 
conformidade com as normas da ABNT. 
 Fabricação de tijolos cerâmicos 
Varela et al. (2005) estudaram a incorporação do resíduo do caulim e de 
descartes de tijolos, oriundos da construção civil, na fabricação de tijolos cerâmicos. 
Foi realizada uma caracterização mineralógica dos resíduos. As massas estudadas 
eram compostas somente pelos dois resíduos e foram sintetizadas em diferentes 
temperaturas. Foram realizados ensaios de absorção de água (AA), porosidade 
aparente, retração linear após queima, densidade aparente e resistência mecânica 
para determinação das propriedades tecnológicas dos tijolos. Os resultados obtidos 
mostraram que é possível gerar produtos com boas propriedades físicas e 
mecânicasa partir de resíduos de tijolos e de resíduos provenientes do 
beneficiamento de caulim. O resíduo de caulim se mostrou como uma matéria-prima 
mais indicada para a obtenção de revestimentos de base clara e melhores 
propriedades físicas e mecânicas, uma vez que, nas massas que possuíam acima 
de 50% do resíduo do caulim, foram obtidos valores de resistência mecânica 
referentes a revestimentos cerâmicos do tipo Semi-Grês e Grês-Porcelanato, 
atingindo valores entre 65 MPa e 75 MPa, e AA na faixa de 3,5% até 4,5%, quando 
sintetizadas a 1250 oC. 
 14
CAPÍTULO 3 
 
UTILIZAÇÃO DE RESÍDUOS EM PAVIMENTAÇÃO 
 
3.1 PAVIMENTAÇÃO 
O pavimento é uma estrutura em camadas, que recebe, em sua superfície, 
solicitações do tráfego de veículos, através das rodas pneumáticas, e se apóia 
diretamente sobre o subleito. Essa estrutura deve ser econômica e: 
 resistir e distribuir, convenientemente, ao subleito os esforços verticais oriundos 
do tráfego; 
 resistir aos esforços horizontais (desgaste), tornando mais durável a superfície de 
rolamento; 
 resistir às ações de intemperismo; 
 melhorar as condições de rolamento dos veículos quanto ao conforto, segurança 
e aderência. 
As camadas que constituem o pavimento são compostas de materiais 
granulares (solo, pedregulho, cascalho, pedra britada etc.) podendo ser acrescidos 
de um material estabilizante (cal, cimento, betumes etc.) para melhorar as 
propriedades físicas do material granular. 
Os pavimentos mais simples são constituídos por base e revestimento. Mas 
podem ainda constituir-se de outras camadas adicionais como regularização e 
reforço do subleito e a sub-base, conforme a sua necessidade. Essas camadas, a 
partir do subleito, vão ficando técnica e economicamente mais nobres à medida que 
elas se aproximam do revestimento. 
No dimensionamento das camadas do pavimento leva-se em consideração: a 
sua vida útil; a disponibilidade de recursos para a construção; as características do 
tráfego que irá circular sobre o mesmo, uma vez construído; a disponibilidade de 
materiais para sua construção, bem como suas características; e as características 
 15
da fundação do pavimento (subleito, no caso de pavimento novo, ou estrutura 
existente, no caso de reforço de pavimento). 
O pavimento geralmente possui uma vida útil curta, em torno de 10 a 20 anos. 
Por esse motivo a compreensão dos processos de deterioração e destruição do 
pavimento é de vital importância. Segundo Higgins (1987) apud Amaral (2000), 
alguns dos fatores que afetam a qualidade e a durabilidade dos pavimentos são: a 
má qualidade dos agregados e do material asfáltico; graduação inadequada; mau 
dimensionamento e execução; volume de tráfego e carga dos veículos pesados; 
variações térmicas diárias; temperaturas baixas; gelo e degelo; temperaturas altas; 
oxidação do asfalto e água. 
3.1.1 Classificação dos Pavimentos 
Os pavimentos podem ser classificados em função do seu comportamento 
como: rígido, flexível e semi-rígido. 
Os pavimentos rígidos (Figura 3.1 a) são constituídos principalmente por 
concreto de cimento Portland. Eles apresentam deformações elásticas pequenas, 
trabalham à tração e seu dimensionamento é comandado pela resistência do próprio 
pavimento. 
Os pavimentos semi-rígidos (Figura 3.1 b) são caracterizados por possuir uma 
base cimentada quimicamente. Por exemplo, uma camada de solo cimento revestida 
por uma camada asfáltica. 
Os pavimentos flexíveis (Figura 3.1 c) são constituídos de revestimento 
asfáltico delgado sobre camadas puramente granulares. Suas camadas sofrem uma 
deformação elástica significativa a cada passagem de veículos e, portanto, a carga 
se distribui em parcelas compatíveis com a deformabilidade das camadas, sendo 
maior no subleito. 
 16
 
 (a) (b) (c) 
FIGURA 3.1 Tipos de pavimento: (a) Rígido; (b) Semi-rígido; (c) Flexível. 
3.1.2 Revestimento Asfáltico 
O revestimento é a camada que receberá diretamente os esforços normais, 
tangenciais e de sucção aplicados pelas rodas dos veículos. Consiste de uma 
mistura de agregados minerais e materiais asfálticos destinada a resistir os esforços 
devido ao tráfego, promover comodidade e resistência ao deslizamento da superfície 
de rolagem e impermeabilizar e proteger todo o pavimento e subleito dos efeitos 
prejudiciais da água. 
Segundo o Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transporte – DNIT, 
os revestimentos asfálticos podem ser agrupados de acordo com o esquema 
apresentado na Figura 3.2. 
⎪
⎪
⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
⎪
⎪
⎨
⎧
⎪
⎪
⎪
⎩
⎪⎪
⎪
⎨
⎧
⎩
⎨
⎧
asphalt"-sheet"
asfáltico concreto
betume areia
densa tipo graduação de misturado-pré
aberta tipo graduação de misturado-pré
usina em mistura Por
asfáltico Macadame
asfálticos issuperficia Tratamento
penetração Por
 AsfálticotoRevestimen
FIGURA 3.2 Classificação dos revestimentos asfálticos. (DNIT, 2006a). 
Os revestimentos por penetração consistem em aplicações alternadas de 
ligante asfáltico e agregados minerais, em operações simples ou múltiplas. São 
classificados como direto ou invertido, em função da forma de penetração do ligante 
asfáltico. 
Revestimento Asfáltico
Base Cimentada
Subleito
Sub-base granular h3
h2
h1
Subleito 
Revestimento Asfáltico
Base granular 
Sub-base granular 
Reforço do Subleito 
h3
h2
h1
h4
Placa de Concreto 
Subleito 
Sub-base granular 
h1 
h2 
 17
Os tratamentos superficiais podem ser ainda classificados como simples, 
duplo ou triplo, em função da quantidade de aplicações de agregado/ligante. O 
número de aplicações dependerá da utilização dada a esse revestimento. 
O macadame asfáltico é um revestimento por penetração direta contendo 
duas aplicações de agregado/ligante. Ele diferencia-se do tratamento superficial na 
faixa granulométrica utilizada (mais grossa) a qual proporciona uma maior espessura 
à camada. 
Nos revestimentos asfálticos por mistura, o agregado é pré-envolvido com o 
material asfáltico, antes da compressão. Dependendo da temperatura de 
espalhamento da mistura na pista podem ser classificados em pré-misturado a frio 
ou a quente. Nas misturas a frio os ligantes asfálticos utilizados são emulsões 
asfálticas ou os asfaltos diluídos de petróleo (ADP). Já nas misturas a quente, 
aplica-se o cimento asfáltico de petróleo (CAP). Esse tipo de revestimento pode ser 
ainda classificado conforme a graduação dos agregados com que são executados 
em: de graduação aberta ou densa. 
Segundo DNIT (2006a), o revestimento areia-betume é um pré-misturado 
formado por agregados com diâmetros menores que 2,0 mm. O sheet-asphalt é 
semelhante ao areia betume, no que se refere a granulometria, mas obedece a 
exigências rigorosas em sua dosagem e construção. 
O Concreto Asfáltico é um pré-misturado à quente de graduação densa, em 
que são feitas rigorosas exigências no que se diz respeito a equipamentos de 
construção e índices tecnológicos – como granulometria, teor de betume, 
estabilidade, vazios entre outros. 
Os revestimentos mais utilizados no RN, segundo o Departamento de 
Estradas do Estado (DER/RN), são: o Tratamento Superficial Simples, no 
acostamento, e o Tratamento Superficial Duplo e o Concreto Asfáltico, na superfície 
de rolamento. 
 
 
 18
3.2 CONCRETO ASFÁTICO 
Segundo DNIT (2006b), o Concreto Asfáltico (CA) é o mais nobre dos 
revestimentos flexíveis. Consiste em uma mistura asfáltica à quente executada em 
usina apropriada, com características específicas, compostas de agregado 
graduado, material de enchimento (filler) e cimento asfáltico, espalhada e 
compactada à quente. 
Conforme a posição relativa e a função na estrutura, o concreto asfáltico deve 
atender a características especiais em sua formulação, recebendo geralmente as 
seguintes designações (Pinto e Preussler, 2002): 
 Camada de rolamento ou capa asfáltica – Camada superior da estruturaresponsável em receber diretamente a ação do tráfego. A mistura empregada 
deve apresentar estabilidade e flexibilidade compatíveis com o funcionamento 
elástico da estrutura e condições de rugosidade que proporcionem segurança ao 
tráfego, mesmo sob condições climáticas e geométricas adversas; 
 Camada de ligação ou binder – Camada posicionada imediatamente abaixo da 
capa. Essa camada apresenta uma maior porcentagem de vazios e menor 
relação betume-vazios, se comparada à capa asfáltica. Além disso, possui 
agregados de maior diâmetro máximo. 
 Camada de nivelamento ou regularização – Serviço executado com massa 
asfáltica de graduação fina, com a função de corrigir deformações ocorrentes na 
superfície de um antigo revestimento e, simultaneamente, promover selagem de 
fissuras existentes. 
3.2.1 Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP) 
Segundo Mourão (2003), o CAP é um material termoplástico adequado para 
aplicação em trabalhos de pavimentação, pois, além de suas propriedades 
aglutinantes e impermeabilizantes, possui características de flexibilidade, 
durabilidade e alta resistência à ação da maioria dos ácidos, sais e álcalis. 
No Brasil, os cimentos asfálticos são classificados pelo ensaio de penetração 
(25ºC) em 4 (quatro) tipos diferentes: 30/45; 50/70; 85/100; e 150/200, segundo o 
EM-095/2006 do DNIT. 
 19
Tanto o tipo quanto a quantidade de ligante influenciam nos parâmetros 
volumétricos e mecânicos da mistura asfáltica. 
De acordo com Coelho (1992), as propriedades plásticas de um concreto 
asfáltico são fortemente influenciadas pelo comportamento do CAP, diante das 
variações de temperatura e das ações do tráfego. Sendo assim, ligantes mais 
viscosos, ou de menor penetração, tendem a produzir misturas mais rígidas (ou 
menos plásticas), com maior estabilidade e menor fluência e são mais adequadas a 
regiões de clima mais quente e de tráfego elevado. 
O CAP 50/70 é convencionalmente utilizado para revestimentos de Concreto 
Asfáltico no Nordeste. Porém, estudos realizados por Soares et al. (1999), em uma 
pista experimental no Ceará, indicam a possibilidade de uso do CAP 30/45 nessas 
regiões. Foram comparadas pistas experimentais que empregaram CAP 30/45 e 
CAP 50/70. Os resultados indicaram que a pista contendo o CAP mais consistente 
apresentou inicialmente deflexões ligeiramente inferiores, mas com o passar do 
tempo apresentou o mesmo patamar da pista contendo o CAP menos consistente. 
Além disso, analisou-se a densidade aparente, a resistência à tração estática e o 
módulo de resiliência à compressão diametral da mistura utilizada em cada pista. 
Verificou-se uma diferença estatística no caso de resistência à tração estática, sendo 
mais resistente a mistura com o CAP 30/45. Esta diferença não se repetiu quando se 
considera o módulo de resiliência ou a densidade aparente das misturas. 
Segundo o Road Research Laboratory (1962) apud Coelho (1992), o bom 
desempenho mecânico e a durabilidade de uma mistura asfáltica depende da 
dosagem certa da quantidade de ligante. O excesso de ligante pode acarretar uma 
superlubrificação das partículas granulares, reduzindo drasticamente seu atrito 
interno e produzindo misturas com tendência à instabilidade e baixa resistência à 
deformação. Por outro lado, as misturas com ligante insuficiente, podem expor a 
camada asfáltica aos riscos de desagregação granular com diminuição da sua 
estabilidade, durabilidade e flexibilidade. 
Para concretos asfálticos, com função de camada de rolamento, o DNIT 
especifica a utilização de 4,5 a 9,0% de CAP, com uma tolerância de ± 0,3%. 
 20
3.2.2 Materiais Granulares 
A quantidade de agregado mineral em misturas asfálticas de pavimentação é 
geralmente de 90 a 95% em peso ou 75 a 85% em volume. Eles devem conferir 
resistência mecânica e flexibilidade à camada de rolamento. Para isso, é necessário 
que se tenha um concreto asfáltico com um esqueleto mineral estável e eficaz na 
transmissão dos esforços, uma boa resistência mecânica e aderência ao ligante 
asfáltico. 
 Coelho (1992) relata, em seu artigo, que os materiais granulares exercem 
grande influência nos parâmetros volumétricos e mecânicos do Concreto Asfáltico. 
Para isso, deve-se levar em consideração: a composição mineralógica, a forma 
(geometria), a textura superficial, a porosidade e a granulometria dos agregados, 
bem como a proporção dos diversos materiais granulares na composição da mistura. 
A composição mineralógica da rocha matriz, que dá origem aos materiais 
granulares, influencia principalmente o desempenho de misturas asfálticas no que se 
refere à adesão e aos danos por umidade. Furlan et al. (2004) relata que os 
agregados podem ser classificados em ácidos e básicos (Figura 3.3), de acordo com 
a quantidade de sílica (SiO2) presente. O aumento do teor de sílica num agregado 
aumenta a sua afinidade com a água. Os agregados básicos, como basalto, devido 
a menor concentração de sílica em suas composições, tendem a desenvolver 
melhores ligações com o asfalto. 
( )
( )
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎨
⎧
⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
⎨
⎧
⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
⎨
⎧
Quartzo
Arenito
Gnaisse
Granito
Calcário
Gabro
Diabásio
Basalto
CAP ao afinidade má Ácidos
CAP ao afinidade boa Básicos
Agregado 
FIGURA 3.3 Classificação dos agregados de acordo com sua composição 
mineralógica e afinidade ao CAP. 
 21
Os agregados de forma cúbica e angulosa e de textura rugosa ou áspera 
proporcionam um aumento do ângulo de atrito interno entre os grãos e uma melhor 
ligação asfalto-agregado, elevando assim a estabilidade da mistura. 
O agregado deve possuir um certo grau de porosidade, a qual deve 
proporcionar uma melhor adesão entre o agregado e o ligante. Porém se o agregado 
for muito poroso absorverá grandes quantidades de asfalto, diminuindo assim a 
espessura do ligante que o envolve. Essa diminuição torna a mistura frágil e mais 
suscetível às ações do clima, da água e do tráfego. 
Segundo Bonet (2002), a granulometria é responsável pela distribuição 
interna dos grãos, de maneira que acontece um contato mais íntimo entre as 
partículas de grãos maiores e as partículas de grãos menores. A função das 
partículas de grãos menores é preencher os vazios deixados pelos grãos maiores. 
Falhas na curva granulométrica (ausência de determinados tamanhos de partículas) 
podem gerar misturas com qualidade não-satisfatória. 
Segundo o DNIT (2006b), o concreto asfáltico deve satisfazer aos requisitos 
de granulometria e percentuais de ligante apresentados na Tabela 3.1. 
TABELA 3.1 Especificações do DNIT para composição granulométrica do concreto 
asfáltico. 
PENEIRA DE 
MALHA QUADRADA % EM MASSA, PASSANDO 
Série 
(ASTM) 
Abertura 
(mm) A B C Tolerâncias
2” 50,8 100 - - - 
1 ½” 38,1 95 – 100 100 - ± 7% 
1” 25,4 75 – 100 95 – 100 - ± 7% 
¾” 19,1 80 – 90 80 – 100 100 ± 7% 
½” 12,7 - - 80 – 100 ± 7% 
3/8” 9,5 35 – 65 45 – 80 70 – 90 ± 7% 
No 4 4,8 25 – 50 28 – 60 44 – 72 ± 5% 
No 10 2,0 20 – 40 20 – 45 22 – 50 ± 5% 
No 40 0,42 10 – 30 10 – 32 8 – 26 ± 5% 
No 80 0,18 5 – 20 8 – 20 4 – 16 ± 3% 
No 200 0,075 1 – 8 3 – 8 2 – 10 ± 2% 
Asfalto solúvel no 
CS2(+) (%) 
4,0 – 7,0 
Camada de 
ligação (binder) 
4,5 – 7,5 
Cam. de ligação 
e rolamento 
4,5 – 9,0 
Camada de 
rolamento 
± 0,3% 
 22
 No Rio Grande do Norte geralmente utiliza-se a faixa C (Figura 3.4) do DNIT 
para composição de desse tipo de mistura asfáltica. 
0,0%
10,0%
20,0%
30,0%
40,0%
50,0%
60,0%
70,0%
80,0%
90,0%
100,0%
0,01 0,10 1,00 10,00 100,00
Diâmetro dos Grãos (mm)
Po
rc
en
ta
ge
m
 q
ue
 p
as
sa
Máximo
Mínimo
Tendência Central da faixa C
 
FIGURA 3.4 Distribuição granulométrica dos limites da faixa C, especificada pelo 
DNIT, para concretos asfálticos e curva central de distribuição granulométrica obtida 
a partir das curvas limites. 
Soares et al. (2000) estudaram a variação das propriedades mecânicas de 
misturas em função da variação das faixas granulométricas de Concreto BetuminosoUsinado a Quente – CBUQ, considerando três tipo de CAP. Os resultados 
mostraram que para os CAP 30/45 e 50/60, a mistura na Faixa A do DNIT obteve 
maior vida de fadiga do que a mistura na Faixa B, e esta maior do que a mistura na 
Faixa C, indicando que quanto mais grossa a faixa granulométrica, maior a vida de 
fadiga da mistura. 
3.2.2.1 Agregados Graúdos 
Segundo o DNIT (2006a), é o material retido na peneira No 10 (2,0 mm), 
podendo ser: pedra britada, escória ou seixo rolado, preferencialmente britado. 
Segundo a norma ES 031/2006 do DNIT, esse material deve se constituir de 
fragmentos sãos, duráveis, livres de argilas e substâncias nocivas. Deve apresentar 
características de boa adesividade, desgaste Los Angeles igual ou inferior a 50%, 
índice de forma superior a 0,5 e quando submetido ao ensaio de durabilidade, com 
 23
sulfato de sódio, apresentar perda inferior a 12%, em 05 (cinco) ciclos. Essa norma 
ainda limita o diâmetro máximo desses agregados em 2/3 da espessura da camada 
de rolamento acabada. 
Brown et al. (1986) apud Barra (2005) citam um trabalho apresentado em um 
simpósio da American Standardization for Testing and Materials (ASTM), o qual 
indica as vantagens de se utilizar agregados graúdos em misturas asfálticas. Os 
resultados de testes mostraram que tanto a estabilidade quanto a resistência à 
tração diminuem com o aumento do teor de vazios do agregado mineral (VAM), o 
que é atribuído, geralmente, aos agregados de menores dimensões. Citam ainda 
benefícios de se utilizar agregados de maiores dimensões, como: melhora da 
resistência à derrapagem e a obtenção de baixos teores ótimos de ligante para as 
misturas asfálticas. 
Coelho (1992) cita pesquisas realizadas pelo Road Research Laboratory nas 
quais foram estudadas misturas betuminosas com porcentagens crescentes de 
agregado graúdo, em relação aos materiais granulares da mistura. Os resultados 
mostram que quando a porcentagem de agregados graúdos é da ordem de 40% a 
50%, as partículas do mesmo começam a se tocar, formando um tipo de estrutura 
mecânica, cuja estabilidade Marshall e resistência às deformações permanentes 
tendem a crescer até um limite máximo, representado pela porcentagem de 60% de 
agregado graúdo. Ao mesmo tempo, a porcentagem ótima de ligante betuminoso, na 
mistura, tende a diminuir. 
3.2.2.2 Agregados Miúdos 
Segundo o DNIT (2006a), é o material que passa na peneira No 10 (2,0 mm) e 
fica retido na peneira No 200 (0,075 mm), podendo ser: areia, pó-de-pedra ou 
mistura de ambos. 
Segundo a norma ES 031/2006 do DNIT, as partículas individuais desse 
material devem ser resistentes, apresentar moderada angulosidade, estando livres 
de torrões de argila e substâncias nocivas. Deve apresentar equivalente de areia 
igual ou superior a 55%. 
 24
O agregado miúdo possui a função de preencher os vazios deixados pela 
estrutura formada pelos agregados graúdos. A areia e o pó de pedra são os 
agregados miúdos mais utilizados nos Concretos Asfálticos produzidos no Rio 
Grande do Norte. 
Segundo Barra (2005), a aplicação de areia em arranjos estruturais das 
misturas asfálticas é bastante difundida no Brasil. Isso se deve à abundância de 
jazidas com grande potencial de exploração em grande parte do País 
(principalmente nas regiões Nordeste e Norte) e ao preço mais acessível em relação 
aos outros finos. 
Porém as areias são formadas por grãos arredondados e envolvidos por 
silicatos (SiO4) que quando misturados aos demais componentes das misturas 
asfálticas comprometem a estabilidade do arranjo dos grãos, por gerarem um ângulo 
de atrito deficiente entre as partículas, aumentando assim a possibilidade de 
aparecimento de deformações permanentes. 
O pó de pedra possui uma angulosidade mais favorável e um bom 
intertravamento das partículas nas misturas asfálticas, mas podem apresentar 
minerais que prejudiquem a qualidade e durabilidade das misturas asfálticas. 
3.2.2.3 Material de Enchimento (filler) 
Segundo a norma EM 367/97 do DNIT, o filler é um material mineral inerte em 
relação aos demais componentes da mistura, finamente dividido, passando pelo 
menos 65% na peneira de 0,075 mm de abertura de malha quadrada. Ele deve ser 
homogêneo, seco e livre de grumos provenientes de agregações das partículas 
finas. A Tabela 3.2 apresenta as especificações do DNIT quanto a granulometria 
desse material. 
TABELA 3.2 Especificações do DNIT para o filler contido nas misturas asfálticas. 
PENEIRA % MÍNIMA PASSANDO 
No 40 100 
No 80 95 
No 200 65 
 25
O filler pode ser constituído de partículas minerais provenientes dos 
agregados graúdos e/ou miúdos empregados na mistura asfáltica (filler natural), ou 
de outras fontes (filler artificial) como é o caso, por exemplo, do pó calcário, cal 
hidratada, cimento Portland, entre outros. 
O filler é incorporado à mistura asfáltica para melhorar seu desempenho 
reológico, mecânico, térmico e de sensibilidade à água. Isso ocorre devido às 
mudanças, que o mesmo proporciona, nas propriedades químicas e físicas do 
ligante. Essas mudanças dependem, segundo Kavussi e Hicks (1997) apud 
Cavalcante e Soares (2001), do tipo de filler (graduação, forma dos grãos, etc.), da 
natureza do mesmo (sua atividade físico-química que afeta a afinidade com o 
asfalto) e de sua concentração na mistura. 
Quanto à granulometria, o filler exerce duas funções na mistura: preencher os 
vazios entre os agregados graúdos e miúdos, ajudando a formar o esqueleto mineral 
(filler agregado); e, aumentar a viscosidade do ligante e, portanto, sua resistência à 
deformação (filler ativo). 
Segundo Motta e Leite (2000) apud Mourão (2003), o filler agregado é 
formado por partículas de diâmetro maior que 40μm, as quais tendem a preencher 
os vazios do esqueleto mineral, aumentando a densidade – conseqüentemente 
decrescendo o índice de vazios – e a resistência da mistura quando compactada e 
alterando o teor ótimo de ligante. Já o filler ativo, o qual é formado por partículas de 
diâmetro menor que 20 μm, atuará muito mais no próprio ligante, incorporando-se ao 
cimento asfáltico formando assim o mastique. Esse tipo de filler proporciona um 
aumento na viscosidade e no ponto de amolecimento do CAP, uma redução na 
suscetibilidade térmica do mesmo e um aumento na rigidez da mistura. 
Quanto à concentração do filler na mistura, Motta e Leite (2000) apud Mourão 
(2003) citam que à medida que a porcentagem de material que passa na peneira N° 
200 aumenta, reduzem-se os vazios no esqueleto mineral e incrementa-se a 
resistência aos esforços de cisalhamento (estabilidade), o módulo de rigidez e a 
resistência à tração das misturas asfálticas. Mas o uso excessivo de filler pode 
prejudicar a estabilidade do esqueleto mineral, diminuindo os contatos entre os 
 26
agregados, tornando o material asfáltico muito duro, levando-o a misturas rígidas, 
frágeis e quebradiças. 
Um mastique bem dosado é, segundo Ruiz (1943) apud Barra (2005), aquele 
em que todas as partículas do filler estão em suspensão no cimento asfáltico, 
portanto não se tocam, formando assim um mastique homogêneo. Sendo assim, ele 
propõe o cálculo da concentração volumétrica (C) (Equação 3.1) para a dosagem de 
uma mistura asfáltica. 
1
%
%
1
+
=
Db
Df
f
b
C (Equação 3.1) 
onde: 
C = concentração volumétrica; 
%b = percentagem de betume na amostra total; 
%f = percentagem de filler na amostra total; 
Df = massa específica real do filler; e, 
Db = massa específica real do asfalto. 
Existe uma concentração limite (concentração crítica – Cs) para quantidade de 
filler em uma mistura asfáltica, a partir da qual a mesma proporcionará 
características indesejáveis à mistura. Ruiz (1943) apud Barra (2005) recomenda 
utilizar concentrações de filler 10% a 20% menor que a concentração crítica. 
Segundo Mourão (2003), o uso da cal hidratada