O uso de agregados convencionais, tais como brita graduada de rocha sã, em bases e subbases de rodovias tem se tornado praticamente inviável em algumas regiões do Estado do Rio Grande do Sul. O alto custo de exploração, distância de transporte, escassez destes materiais e preocupação com o meio ambiente tem dificultado sua obtenção. Por outro lado, o crescimento econômico acelerado exige estradas pavimentadas que facilitem o fluxo de cargas e a comunicação entre as regiões. Soluções economicamente viáveis que divirjam da prática atual e mantenham a trafegabilidade nestas regiões são necessárias e deverão ser utilizadas cada vez mais pelos engenheiros rodoviários. O presente trabalho tem como objetivo proporcionar um resgate histórico da construção de trechos experimentais pavimentados com materiais alternativos, localizados em quatro rodovias do Estado. Estas rodovias foram pavimentadas utilizando materiais locais como plintossolo da Planície Costeira, basalto alterado da região do Planalto e lateritas da região das Missões. O desempenho dos trechos experimentais foi analisado a partir de levantamentos periódicos dos defeitos funcionais e estruturais dos pavimentos. Trincheiras foram abertas para o conhecimento das espessuras das camadas da estrutura e coleta de materiais para caracterização em laboratório. Os módulos de resiliência das camadas constituídas de materiais alternativos retroanalisados através de programa computacional serviram como parâmetros para o entendimento do comportamento estrutural dos pavimentos. As análises de desempenho destes pavimentos permitiram a sugestão de uma proposta de manutenção para estas rodovias. / The use of conventional aggregates such as graded crushed stone of bed rock, in bases and sub-bases of roads has become virtually unviable in some regions of Rio Grande do Sul. The high cost of exploration, distance of transport, lack of quarries and concern for the environment has hindered its use. On the other hand, the rapid economic growth requires paved roads to facilitate the flow of cargo and communication between regions. Economically feasible solutions that differ from current practice and maintain traffic flow in these regions are needed and should be increasingly used by roads engineers. This thesis aims to provide an historical rescue of experimental sections built with alternative materials, located in four state highways. These roads were built using local materials like Plintossolo Coastal Plain, weathered basalt in the Plateau Region and laterites in the Missions Region. The performance of the experimental lengths was analyzed using the periodic surveying of pavements. Trenches were opened to determine the thicknesses of the structure layers and sampled for laboratory characterization. The resilient moduli of the layers formed of alternative materials were calculated through back analysis using computer programs. They were used as parameters for understanding the structural behavior of pavements. Despite the lack of proper maintenance, the pavement formed with structure composed of alternative materials showed a good performance. Analyses of performance of these pavements have allowed for the suggestion of a proposal for the maintenance of these roads.

O emprego de concreto com resistência à compressão ultrapassando 100 MPa e o aumento do número de aplicações do concreto de alto desempenho em diferentes regiões do país mostra que há espaço para a consolidação desta tecnologia no meio técnico nacional. Contudo na medida em que se eleva a resistência à compressão dos concretos, os agregados passam a exercer um papel cada vez mais importante no comportamento global do material. A busca constante pelo entendimento preciso da influência das características do agregado nas propriedades do concreto tem despertado o interesse de diversos trabalhos em todo o mundo. O objetivo deste trabalho foi estudar a influência da resistência à compressão da rocha e a influência da dimensão máxima característica do agregado graúdo, nas propriedades mecânicas de concretos no estado endurecido produzidos com diferentes consumos de água (200, 160, 145, 130 e 115 litros de água). Para a produção do concreto utilizou-se como referência os princípios estabelecidos no método de dosagem proposto por Mehta e Aïtcin (1990). A metodologia baseou-se em ensaios laboratoriais e no uso de ferramentas estatísticas para validação dos resultados. Com base nesses resultados obtidos foram propostos modelos de previsão de comportamento. Em termos de resistência à compressão observou-se que a influência da dimensão máxima característica é maior para concretos produzidos com consumo de água menor. Quanto à resistência do agregado, os resultados obtidos neste trabalho negam a teoria da resistência potencial do agregado. A resistência à tração mostrou-se somente influenciada pelo consumo de água. O módulo de elasticidade do concreto, no entanto foi diretamente influenciado pela resistência da rocha. / The use of concrete with compressive strength of 100 MPa and the number of applications of high performance concrete in different regions of Brazil shows that this technology seeks to consolidate the national technical means. But to the extent that amounts to the compressive strength of concrete, aggregates start to exert an increasingly important role in the global behavior of the material. The objective was to study the influence of the compressive strength of rock and the influence of maximum size of coarse aggregate characteristic, the mechanical properties of concrete in hardened produced with different water consumption (200, 160, 145, 130 and 115 liters of water). To produce the dosage of concrete was used as a reference the principles of the determination method proposed by Mehta and Aïtcin (1990). The methodology is based on laboratory tests and the use of statistical tools to validate the results. Based on these results were proposed prediction models of behavior. In terms of compressive strength was observed that the influence of the characteristic maximum dimension is greater for concretes with lower water consumption. As the aggregate’s resistance, the results obtained in this work deny the theory of the potential resistance. The tensile strength was found to be only influenced consumption of water. The modulus of elasticity of the concrete, however it was influenced by the strength of the aggregates.

O concreto de alta resistência não é mais o concreto do futuro. Com a publicação da revisão da norma de estruturas de concreto armado de 2014, os tecnologistas do concreto são desafiados à utilizar o material de maneira cada vez mais competitiva. O custo sempre foi um grande entrave do emprego deste material, devido principalmente ao maior consumo de aglomerante, do uso de adições e aditivos. Trabalhos foram desenvolvidos nos últimos anos no Brasil buscando identificar quais dos métodos internacionalmente utilizados eram mais adequados aos materiais aqui disponíveis. Neste sentido o presente trabalho teve por objetivo contribuir com algumas lacunas existentes nos métodos de dosagem utilizados para o proporcionamento do concreto de alta resistência no estado fresco e no estado endurecido. A primeira contribuição foi no entendimento de como as propriedades mecânicas da rocha efetivamente influenciam a resistência à compressão do concreto. Foram estudados, separadamente, as fases pasta, argamassa e o agregado de diferentes concretos, caracterizando-se a resistência à compressão e o módulo de elasticidade de cada parte, estabelecendo uma relação de efeito causa entre as propriedades determinadas. A segunda contribuição foi a proposição de uma metodologia para avaliar a resistência à compressão das diferentes dimensões de partículas uma vez que a dimensão máxima característica é um importante limitador da resistência à compressão do concreto. A avaliação da resistência à compressão das diferentes frações do agregado foi realizada através da imersão do agregado numa matriz de elevada resistência. A terceira contribuição refere-se ao concreto no estado fresco e constituiu-se na discussão da eficácia da aplicação do empacotamento máximo do agregado como critério de dosagem dos concretos de alta resistência, bem como na proposição de um parâmetro alternativo a este. Foram realizados dois estudos em laboratório. Primeiramente avaliou-se a influência do empacotamento frente a demanda de água para diferentes misturas. A partir deste estudo fez-se então a proposição de um parâmetro alternativo para definição do esqueleto granular. Realizou-se então um comparativo do mesmo com um método que utiliza a compacidade máxima do esqueleto granular como parâmetro de dosagem. Comparou-se então a eficiência das diferentes abordagens através do indicador consumo de aglomerante por MPa para dois níveis de resistência à compressão. Realizou-se a caracterização reológica das diferentes pastas utilizadas na produção dos traços de concreto dosados no estudo. Como resultados finais destaca-se que a resistência à compressão do concreto de alta resistência é limitada pela diferença entre os módulos de elasticidade da fase argamassa e da fase rocha e diferentemente do que indicavam outros estudos a resistência potencial do agregado não se converte em incrementos de resistência no concreto. Demostrou-se experimentalmente que, diferente dos concretos convencionais produzidos com pastas pouco viscosas, para as pastas de elevada viscosidade utilizadas na produção de concreto de alta resistência o empacotamento máximo não se constitui como a alternativa mais eficaz de determinação do esqueleto granular em termos de custo. / The high strength concrete is no longer considered the concrete of the future. Since the revision of the Brazilian Standard for Reinforced Concrete Structures, in 2014, concrete technologists are challenged to use such material in an increasingly competitive way. The cost has always been an obstacle for concrete, mainly due to the higher binder consumption and to the use of additions and admixtures. In the recent years, researches were developed aiming to identify which of the internationally consolidated mix proportion method better suits to the materials available in Brazil. The main objective of the present work is to contribute to solve some gaps regarding mix proportion for high strength concrete in fresh and hardened states. The first contribution refers to the understanding about how the mechanical properties of the coarse aggregate can influence, effectively, the compressive strength of concrete. Binder paste, mortar and aggregate phases of different concretes were studied, separately. Compressive strength and elasticity modulus of each phase were characterized, aiming to stablish a cause-effect relationship between such properties. The second contribution was the proposition of a methodology to evaluate the compressive strength for the different aggregate particle sizes, since the maximum particle size is an important limiting for the compressive strength of concrete. The compressive strength of the different aggregate fractions was evaluated by the immersion of the aggregate in a high strength matrix. The third contribution refers to the fresh state of concrete and consisted in a discussion about the effectiveness of the maximum aggregate packing criteria used in mix proportion for high strength concrete, as well as the proposition of an alternative parameter to this one. Two experimental programs were developed. In the first one, the influence of packing due to water demand was evaluated and an alternative parameter to the definition of the granular skeleton was proposed. Then, a comparative study was performed, with a method that considers the compactness of the granular skeleton as one of the mix proportion parameter. The efficiency of these different approaches was compared by considering the binder consumption per MPa for two levels of compressive strength. The rheological characterization of the different binder pastes used to produce the concrete mixtures was performed. Results show that the compressive strength of high strength concrete is limited by the difference between the elasticity modulus of the coarse aggregate and mortar phases. Unlike other studies, it was verified that the potential compressive strength of the aggregate does not increase the compressive strength of concrete. Experimental results showed that unlike conventional concrete, produced with low viscosity pastes, for high viscosity pastes used in the production of high strength concrete, the maximum packing is not the most effective alternative for determining the granular skeleton.

A produção de agregados para construção civil é o maior segmento mineral Brasileiro, em números de produção, sendo formada principalmente por pequenos e médios empreendimentos, normalmente utilizando técnicas e procedimentos obsoletos e pouco um nenhum planejamento tanto para extração quanto para o fechamento da mina. O fechamento de mina e posterior utilização da área ainda é um grande problema visto que existem muitas áreas mineradas em que o plano de fechamento de mina não foi executado, deixando assim um passivo socioambiental elevado, prejudicando a imagem da mineração. Existem diversos exemplos de sucesso em que antigas cavas foram utilizadas para a implantação de novos empreendimentos, como loteamentos, óperas e hotéis. Com o intuito de mostrar a importância do planejamento para fechamento e posterior utilização de área de mineração, bem como a análise ambiental e impactos da atividade na sociedade e meio ambiente, este trabalho tem o objetivo de desenvolver uma metodologia para auxiliar, principalmente o pequeno e médio produtor de agregados, sobre os impactos que o correto planejamento e manejo da operação têm sobre o retorno no uso futuro da área. Foram desenvolvidos diferentes cenários de usos futuros alternativos de uma área de mineração localizada no Litoral Norte do Rio Grande do Sul, que posteriormente foram comparados entre si em relação à recuperação mineral, impactos socioambientais, e retorno financeiro. Ao final do trabalho foi possível visualizar uma metodologia apropriada para a análise de impactos socioambientais e planejamento para preparação da área para o recebimento de novos empreendimentos. A partir destes métodos de análise dispõe-se de diversos cenários comparativos, podendo assim o empreendedor tomar a decisão mais correta em relação ao seu empreendimento minerário e futuros empreendimentos pós-fechamento. / Aggregate production for civil construction is the largest Brazilian mineral segment, in production numbers, consisting mainly of small and medium-sized enterprises, usually using obsolete techniques and procedures and little or no planning for both extraction and closure of the mine. The closure of mines and subsequent use of the area is still a major problem, there are many mined areas where the mine closure plan has not been implemented, thus leaving a high social and environmental liability, damaging the mining image, but there are several examples of use of deactivated mining sites for the implementation of diverse projects. In order to show the importance of planning for the closure and subsequent use of the mining area, as well as the environmental analysis of impacts of the activity on society and the environment, this work has the objective of developing a methodology to assist, especially small and medium aggregate producer, on the impacts that correct planning and management of the operation has on the future use of the area. Different scenarios of future uses of a mining area located in the Northern Coast of Rio Grande do Sul were developed, which were later compared to each other in relation to mineral recovery, socioenvironmental impacts, and financial return. At the end of the work it was possible to visualize an appropriate methodology for the analysis of socio-environmental impacts and planning to prepare the area to receive new projects. From these methods of analysis we have several comparative scenarios, so that the entrepreneur can make the most correct decision regarding his mining enterprise and future enterprises after the closing.

O uso de agregados convencionais, tais como brita graduada de rocha sã, em bases e subbases de rodovias tem se tornado praticamente inviável em algumas regiões do Estado do Rio Grande do Sul. O alto custo de exploração, distância de transporte, escassez destes materiais e preocupação com o meio ambiente tem dificultado sua obtenção. Por outro lado, o crescimento econômico acelerado exige estradas pavimentadas que facilitem o fluxo de cargas e a comunicação entre as regiões. Soluções economicamente viáveis que divirjam da prática atual e mantenham a trafegabilidade nestas regiões são necessárias e deverão ser utilizadas cada vez mais pelos engenheiros rodoviários. O presente trabalho tem como objetivo proporcionar um resgate histórico da construção de trechos experimentais pavimentados com materiais alternativos, localizados em quatro rodovias do Estado. Estas rodovias foram pavimentadas utilizando materiais locais como plintossolo da Planície Costeira, basalto alterado da região do Planalto e lateritas da região das Missões. O desempenho dos trechos experimentais foi analisado a partir de levantamentos periódicos dos defeitos funcionais e estruturais dos pavimentos. Trincheiras foram abertas para o conhecimento das espessuras das camadas da estrutura e coleta de materiais para caracterização em laboratório. Os módulos de resiliência das camadas constituídas de materiais alternativos retroanalisados através de programa computacional serviram como parâmetros para o entendimento do comportamento estrutural dos pavimentos. As análises de desempenho destes pavimentos permitiram a sugestão de uma proposta de manutenção para estas rodovias. / The use of conventional aggregates such as graded crushed stone of bed rock, in bases and sub-bases of roads has become virtually unviable in some regions of Rio Grande do Sul. The high cost of exploration, distance of transport, lack of quarries and concern for the environment has hindered its use. On the other hand, the rapid economic growth requires paved roads to facilitate the flow of cargo and communication between regions. Economically feasible solutions that differ from current practice and maintain traffic flow in these regions are needed and should be increasingly used by roads engineers. This thesis aims to provide an historical rescue of experimental sections built with alternative materials, located in four state highways. These roads were built using local materials like Plintossolo Coastal Plain, weathered basalt in the Plateau Region and laterites in the Missions Region. The performance of the experimental lengths was analyzed using the periodic surveying of pavements. Trenches were opened to determine the thicknesses of the structure layers and sampled for laboratory characterization. The resilient moduli of the layers formed of alternative materials were calculated through back analysis using computer programs. They were used as parameters for understanding the structural behavior of pavements. Despite the lack of proper maintenance, the pavement formed with structure composed of alternative materials showed a good performance. Analyses of performance of these pavements have allowed for the suggestion of a proposal for the maintenance of these roads.

A reação química que ocorre entre os hidróxidos alcalinos presentes nos poros do concreto e alguns minerais constituintes dos agregados tem causado sérios danos às estruturas. Até o presente momento a prevenção é a melhor forma de evitar que a reação se desencadeie, uma vez que as soluções remediativas ainda necessitam de estudos mais aprofundados para serem implementadas. Neste sentido, a utilização de adições pozolânicas no concreto tem se mostrado uma alternativa eficaz, sendo que a forma mais fácil de empregá-las é através do uso de cimentos compostos com adições. Porém, são poucos os estudos encontrados avaliando a capacidade desses cimentos na prevenção da reação. No Brasil, além dessa lacuna de conhecimento, faltam informações sobre a reatividade dos agregados utilizados no concreto. Então, o presente estudo avaliou a reatividade dos agregados mais utilizados para confecção de concreto nos estados do Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul frente à utilização de quatro tipos de cimento: CP V-ARI, CP V-ARI RS, CP IV e CP II-Z. Os métodos utilizados para essa avaliação foram a análise petrográfica, o ensaio acelerado das barras de argamassa, a microscopia eletrônica de varredura e a espectometria por dispersão de energia. Os resultados da análise petrográfica mostraram que todos os 40 agregados coletados possuem minerais reativos. As expansões medidas no ensaio acelerado acabaram por confirmar a potencialidade reativa desses minerais, pois todas as amostras moldadas com o CP V-ARI, o CP V-ARI RS e o CP II-Z foram classificadas como reativas ou potencialmente reativas, isto é, somente o CP IV foi eficaz para inibir as expansões deletérias. Por outro lado, as análises microscópicas mostraram que mesmo nos prismas menos expansivos houve a formação do gel sílico-alcalino, porém este ficou incluso nos poros da argamassa. Outra conclusão percebida foi a de que as maiores expansões ocorreram com os agregados de origem ígnea vulcânica, principalmente com os basaltos, que além de serem constituídos por minerais muito finos, apresentam em sua matriz mesóstases silicosas amorfas, também conhecidas como vidro vulcânico. / The chemical reaction that occurs between alkali hydroxides contained in concrete pores and some minerals contained in aggregates has been causing serious hazards to concrete structures. So far, prevention is the best way to avoid the occurrence of this reaction, once the solutions to repair the damage still need deeper researches to be implemented. Therefore, the use of Portland cements containing pozzolanic admixtures to produce has been an effective alternative. But there are few researches on the capability of those prevent reaction to occur. In Brazil, besides the lack of knowledge, there is little information about the reactivity of the aggregates applied in concrete production. So this research aimed to evaluate the reactivity of the most used aggregate to produce concrete in the states of Parana, Santa Catarina, and Rio Grande do Sul by testing four different types of cements as described: CP V-ARI, CP V-ARI RS, CP IV and CP II-Z. The methods applied to carry out this evaluation were the petrography analysis, the accelerated mortar bar test, scanning electron microscopy, and the dispersive energy spectrometry. The results obtained showed that all the forty aggregate samples collected have reactive minerals in their composition. The measured expansions during the accelerated test confirmed the reactive potentiality of these minerals, because all samples obtained from the CP V-ARI, CP V-ARI RS, and CP IV were classified as being reactive or potentially reactive, which means that CP IV was the only one capable of inhibit the hazardous expansion. On the other hand, the microscopic analyses showed, even in the less expansive prisms, that the formation of silica-alkaline gel has occurred, but this gel has remained in the pores of the mortar. Another conclusion of this research was that larger expansions occurred with the aggregates from volcanic igneous origin, especially basalts that, besides contained very fine minerals, presented in its matrix amorphous silica, also known as volcanic glass.

A produção de agregados para construção civil é o maior segmento mineral Brasileiro, em números de produção, sendo formada principalmente por pequenos e médios empreendimentos, normalmente utilizando técnicas e procedimentos obsoletos e pouco um nenhum planejamento tanto para extração quanto para o fechamento da mina. O fechamento de mina e posterior utilização da área ainda é um grande problema visto que existem muitas áreas mineradas em que o plano de fechamento de mina não foi executado, deixando assim um passivo socioambiental elevado, prejudicando a imagem da mineração. Existem diversos exemplos de sucesso em que antigas cavas foram utilizadas para a implantação de novos empreendimentos, como loteamentos, óperas e hotéis. Com o intuito de mostrar a importância do planejamento para fechamento e posterior utilização de área de mineração, bem como a análise ambiental e impactos da atividade na sociedade e meio ambiente, este trabalho tem o objetivo de desenvolver uma metodologia para auxiliar, principalmente o pequeno e médio produtor de agregados, sobre os impactos que o correto planejamento e manejo da operação têm sobre o retorno no uso futuro da área. Foram desenvolvidos diferentes cenários de usos futuros alternativos de uma área de mineração localizada no Litoral Norte do Rio Grande do Sul, que posteriormente foram comparados entre si em relação à recuperação mineral, impactos socioambientais, e retorno financeiro. Ao final do trabalho foi possível visualizar uma metodologia apropriada para a análise de impactos socioambientais e planejamento para preparação da área para o recebimento de novos empreendimentos. A partir destes métodos de análise dispõe-se de diversos cenários comparativos, podendo assim o empreendedor tomar a decisão mais correta em relação ao seu empreendimento minerário e futuros empreendimentos pós-fechamento. / Aggregate production for civil construction is the largest Brazilian mineral segment, in production numbers, consisting mainly of small and medium-sized enterprises, usually using obsolete techniques and procedures and little or no planning for both extraction and closure of the mine. The closure of mines and subsequent use of the area is still a major problem, there are many mined areas where the mine closure plan has not been implemented, thus leaving a high social and environmental liability, damaging the mining image, but there are several examples of use of deactivated mining sites for the implementation of diverse projects. In order to show the importance of planning for the closure and subsequent use of the mining area, as well as the environmental analysis of impacts of the activity on society and the environment, this work has the objective of developing a methodology to assist, especially small and medium aggregate producer, on the impacts that correct planning and management of the operation has on the future use of the area. Different scenarios of future uses of a mining area located in the Northern Coast of Rio Grande do Sul were developed, which were later compared to each other in relation to mineral recovery, socioenvironmental impacts, and financial return. At the end of the work it was possible to visualize an appropriate methodology for the analysis of socio-environmental impacts and planning to prepare the area to receive new projects. From these methods of analysis we have several comparative scenarios, so that the entrepreneur can make the most correct decision regarding his mining enterprise and future enterprises after the closing.

A indústria mineral moderna, com ênfase para as grandes minerações de ferro, segundo maior minério em produção no Brasil, é altamente especializada e seus projetos são precedidos de inúmeros estudos econômicos e financeiros, a fim de avaliar a implantação de uma unidade extrativa. Em oposição a esta tendência, podemos encontrar a produção de agregados para a construção civil, o maior segmento mineral do Brasil em número de produção, sendo produzidos mais de 600 Mt/ano desde o ano de 2010, segundo levantamentos do DNPM (Departamento Nacional de Produção Mineral). A indústria de produção de agregados, sendo composta em sua maioria por pequenos e médios empreendimentos, utiliza técnicas e procedimentos já abandonados pelas minerações de alto rendimento apresentando, por essa razão, um avanço modesto, o que se constitui em um entrave para a expansão do setor. A demanda por agregados tende a aumentar significativamente, principalmente devido ao crescimento econômico brasileiro, sendo que nos últimos dez anos houve um incremento de aproximadamente 50%. Com o intuito de ilustrar um cenário da indústria de agregados e demonstrar o impacto que um maior desenvolvimento do setor pode acarretar, este trabalho tem por objetivo desenvolver uma metodologia e ilustra-la a fim de instruir a indústria de agregados de uma série de procedimentos comuns ao planejamento de lavra e à economia mineral. Desenvolveram-se estudos desde as fases de levantamentos de pesquisa até considerações mercadológicas, com o objetivo de avaliar o potencial das unidades estudadas e do mercado em que estão inseridas, utilizando técnicas modernas e convencionais, no que diz respeito à indústria mineral contemporânea. Com base nessa abordagem, este trabalho desenvolve o planejamento de três minas em atividade na região de Santa Cruz do Sul, com o auxílio de programa específico para modelagem e planejamento. Igualmente, apresenta o levantamento e a análise dos custos operacionais e de capital dessas unidades, utilizando ainda um programa para análise de investimentos e estimativa de custos, a fim de comparar os resultados entre cenários reais e previstos, além do impacto de cada unidade no mercado regional. Ao final do trabalho, conseguiu-se apresentar uma metodologia estruturada e de certa forma simplificada, partindo-se de estudos mais abrangentes utilizados por minerações mais complexas. A partir deste método, podem-se visualizar os empreendimentos analisados de forma completa, permitindo avanços financeiros, operacionais e tecnológicos. / The modern mining industry, with emphasis on large mining iron ore production second largest in Brazil, is highly specialized and their projects are preceded by numerous economic and financial studies, to assess the implementation of a mining unit. In opposition to this trend, we find the production of aggregates for construction, the largest segment of Brazil in mineral production number, and produced over 600 Mt/year since 2010, according to surveys of DNPM (National Department of Mineral Production). The industrial production of aggregates, consisting mostly of small and medium enterprises, using techniques and procedures already abandoned by mining high performance presenting, therefore, a modest advance, which constitutes an obstacle to the expansion of sector. Demand for aggregates tends to increase significantly, mainly due to Brazil's economic growth, and in the last ten years there has been an increase of approximately 50%. In order to illustrate a scenario of the aggregates industry and demonstrate the impact that the development of the sector may result this work aims to develop a methodology and illustrates it in order to inform the industry aggregate of a number of common procedures the mine planning and mineral economics. Evolved from studies phases of surveys of research to marketing considerations, with the aim of evaluating the potential of the studied units and the market in which they operate, using modern and traditional techniques, with regard to contemporary mining industry. Based on this approach, this paper develops planning three mines in operation in the region of Santa Cruz do Sul, with the aid of specific program for modeling and planning. Also presents a survey and analysis of operating and capital costs of these units, even using a program for investment analysis and cost in order to compare results between actual and projected scenarios, and the impact of each unit in the regional market. At the end of the work, we were able to provide a structured and somewhat simplified methodology, starting with the most comprehensive studies used for complex mining. From this method, you can view the projects analyzed comprehensively, allowing financial, operational and technological advancements.

O concreto de alta resistência não é mais o concreto do futuro. Com a publicação da revisão da norma de estruturas de concreto armado de 2014, os tecnologistas do concreto são desafiados à utilizar o material de maneira cada vez mais competitiva. O custo sempre foi um grande entrave do emprego deste material, devido principalmente ao maior consumo de aglomerante, do uso de adições e aditivos. Trabalhos foram desenvolvidos nos últimos anos no Brasil buscando identificar quais dos métodos internacionalmente utilizados eram mais adequados aos materiais aqui disponíveis. Neste sentido o presente trabalho teve por objetivo contribuir com algumas lacunas existentes nos métodos de dosagem utilizados para o proporcionamento do concreto de alta resistência no estado fresco e no estado endurecido. A primeira contribuição foi no entendimento de como as propriedades mecânicas da rocha efetivamente influenciam a resistência à compressão do concreto. Foram estudados, separadamente, as fases pasta, argamassa e o agregado de diferentes concretos, caracterizando-se a resistência à compressão e o módulo de elasticidade de cada parte, estabelecendo uma relação de efeito causa entre as propriedades determinadas. A segunda contribuição foi a proposição de uma metodologia para avaliar a resistência à compressão das diferentes dimensões de partículas uma vez que a dimensão máxima característica é um importante limitador da resistência à compressão do concreto. A avaliação da resistência à compressão das diferentes frações do agregado foi realizada através da imersão do agregado numa matriz de elevada resistência. A terceira contribuição refere-se ao concreto no estado fresco e constituiu-se na discussão da eficácia da aplicação do empacotamento máximo do agregado como critério de dosagem dos concretos de alta resistência, bem como na proposição de um parâmetro alternativo a este. Foram realizados dois estudos em laboratório. Primeiramente avaliou-se a influência do empacotamento frente a demanda de água para diferentes misturas. A partir deste estudo fez-se então a proposição de um parâmetro alternativo para definição do esqueleto granular. Realizou-se então um comparativo do mesmo com um método que utiliza a compacidade máxima do esqueleto granular como parâmetro de dosagem. Comparou-se então a eficiência das diferentes abordagens através do indicador consumo de aglomerante por MPa para dois níveis de resistência à compressão. Realizou-se a caracterização reológica das diferentes pastas utilizadas na produção dos traços de concreto dosados no estudo. Como resultados finais destaca-se que a resistência à compressão do concreto de alta resistência é limitada pela diferença entre os módulos de elasticidade da fase argamassa e da fase rocha e diferentemente do que indicavam outros estudos a resistência potencial do agregado não se converte em incrementos de resistência no concreto. Demostrou-se experimentalmente que, diferente dos concretos convencionais produzidos com pastas pouco viscosas, para as pastas de elevada viscosidade utilizadas na produção de concreto de alta resistência o empacotamento máximo não se constitui como a alternativa mais eficaz de determinação do esqueleto granular em termos de custo. / The high strength concrete is no longer considered the concrete of the future. Since the revision of the Brazilian Standard for Reinforced Concrete Structures, in 2014, concrete technologists are challenged to use such material in an increasingly competitive way. The cost has always been an obstacle for concrete, mainly due to the higher binder consumption and to the use of additions and admixtures. In the recent years, researches were developed aiming to identify which of the internationally consolidated mix proportion method better suits to the materials available in Brazil. The main objective of the present work is to contribute to solve some gaps regarding mix proportion for high strength concrete in fresh and hardened states. The first contribution refers to the understanding about how the mechanical properties of the coarse aggregate can influence, effectively, the compressive strength of concrete. Binder paste, mortar and aggregate phases of different concretes were studied, separately. Compressive strength and elasticity modulus of each phase were characterized, aiming to stablish a cause-effect relationship between such properties. The second contribution was the proposition of a methodology to evaluate the compressive strength for the different aggregate particle sizes, since the maximum particle size is an important limiting for the compressive strength of concrete. The compressive strength of the different aggregate fractions was evaluated by the immersion of the aggregate in a high strength matrix. The third contribution refers to the fresh state of concrete and consisted in a discussion about the effectiveness of the maximum aggregate packing criteria used in mix proportion for high strength concrete, as well as the proposition of an alternative parameter to this one. Two experimental programs were developed. In the first one, the influence of packing due to water demand was evaluated and an alternative parameter to the definition of the granular skeleton was proposed. Then, a comparative study was performed, with a method that considers the compactness of the granular skeleton as one of the mix proportion parameter. The efficiency of these different approaches was compared by considering the binder consumption per MPa for two levels of compressive strength. The rheological characterization of the different binder pastes used to produce the concrete mixtures was performed. Results show that the compressive strength of high strength concrete is limited by the difference between the elasticity modulus of the coarse aggregate and mortar phases. Unlike other studies, it was verified that the potential compressive strength of the aggregate does not increase the compressive strength of concrete. Experimental results showed that unlike conventional concrete, produced with low viscosity pastes, for high viscosity pastes used in the production of high strength concrete, the maximum packing is not the most effective alternative for determining the granular skeleton.

O emprego de concreto com resistência à compressão ultrapassando 100 MPa e o aumento do número de aplicações do concreto de alto desempenho em diferentes regiões do país mostra que há espaço para a consolidação desta tecnologia no meio técnico nacional. Contudo na medida em que se eleva a resistência à compressão dos concretos, os agregados passam a exercer um papel cada vez mais importante no comportamento global do material. A busca constante pelo entendimento preciso da influência das características do agregado nas propriedades do concreto tem despertado o interesse de diversos trabalhos em todo o mundo. O objetivo deste trabalho foi estudar a influência da resistência à compressão da rocha e a influência da dimensão máxima característica do agregado graúdo, nas propriedades mecânicas de concretos no estado endurecido produzidos com diferentes consumos de água (200, 160, 145, 130 e 115 litros de água). Para a produção do concreto utilizou-se como referência os princípios estabelecidos no método de dosagem proposto por Mehta e Aïtcin (1990). A metodologia baseou-se em ensaios laboratoriais e no uso de ferramentas estatísticas para validação dos resultados. Com base nesses resultados obtidos foram propostos modelos de previsão de comportamento. Em termos de resistência à compressão observou-se que a influência da dimensão máxima característica é maior para concretos produzidos com consumo de água menor. Quanto à resistência do agregado, os resultados obtidos neste trabalho negam a teoria da resistência potencial do agregado. A resistência à tração mostrou-se somente influenciada pelo consumo de água. O módulo de elasticidade do concreto, no entanto foi diretamente influenciado pela resistência da rocha. / The use of concrete with compressive strength of 100 MPa and the number of applications of high performance concrete in different regions of Brazil shows that this technology seeks to consolidate the national technical means. But to the extent that amounts to the compressive strength of concrete, aggregates start to exert an increasingly important role in the global behavior of the material. The objective was to study the influence of the compressive strength of rock and the influence of maximum size of coarse aggregate characteristic, the mechanical properties of concrete in hardened produced with different water consumption (200, 160, 145, 130 and 115 liters of water). To produce the dosage of concrete was used as a reference the principles of the determination method proposed by Mehta and Aïtcin (1990). The methodology is based on laboratory tests and the use of statistical tools to validate the results. Based on these results were proposed prediction models of behavior. In terms of compressive strength was observed that the influence of the characteristic maximum dimension is greater for concretes with lower water consumption. As the aggregate’s resistance, the results obtained in this work deny the theory of the potential resistance. The tensile strength was found to be only influenced consumption of water. The modulus of elasticity of the concrete, however it was influenced by the strength of the aggregates.