Parâmetros de controle da resistência mecânica de solos tratados com cal, cimento e rocha basáltica pulverizada

Abstract

Cada vez mais freqüente a utilização de técnicas tradicionais da engenharia geotécnica depara-se com obstáculos de caráter econômico e ambiental. A técnica do solo-cal torna-se atrativa quando o melhoramento das propriedades do solo do local constitui-se numa alternativa de projeto. A técnica de tratamento de solos com cal encontra aplicação, por exemplo, na construção de bases para pavimentos, na proteção de taludes em barragens de terra e como camada de suporte para fundações superficiais. Entretanto, ainda não existem metodologias de dosagem e projeto das misturas de solo-cal baseadas em critérios racionais como existe no caso do concreto, onde a relação água/cimento desempenha papel fundamental na obtenção da resistência desejada. Nesse sentido, este estudo tem por objetivo quantificar a influência da quantidade de cal, da porosidade e do teor de umidade de moldagem, sobre a resistência de um solo arenoso tratado com cal e rocha basáltica pulverizada, avaliar a adequação do uso das relações água/cal e vazios/cal na estimativa da sua resistência à compressão simples e comparar as variáveis envolvidas com amostras tratadas com cimento em iguais proporções. Para isso foram realizados ensaios de compressão simples e medidas de sucção matricial. Os resultados mostram que a resistência à compressão simples cresceu linearmente com o aumento da quantidade de cal e exponencialmente com a redução na porosidade da mistura compactada. Além disso, a variação do teor de umidade de moldagem não afetou consideravelmente a resistência à compressão simples em misturas compactadas numa mesma massa específica aparente seca. Verificou-se que, para o solo-cal no estado nãosaturado (estado em que normalmente se encontram os aterros compactados), a relação água/cal não é um bom parâmetro para estimativa da resistência à compressão simples. Ao contrário, a relação vazios/cal, assim como a relação vazios/cimento, definido pela razão entre a porosidade da mistura compactada e o teor volumétrico de aglomerante, ajustado por um expoente, demonstraram ser o parâmetro mais adequado na estimativa da resistência à compressão simples do solo-cal e do solo-cimento estudado.

Not rarely, the use of traditional techniques in geotechnical engineering faces obstacles of economical and environmental nature. The soil-lime technique becomes attractive when the improvement of the local soil is a project alternative. The treatment of soils with lime finds application, for instance, in the construction of pavement base layers, in slope protection of earth dams and as a support layer for shallow foundations. However, there are no dosage methodologies and design based on rational criteria as it exists in the case of concrete technology, where the water/cement ratio plays a fundamental role in the assessment of the target strength. In that sense, this study aims to quantify the influence of lime amount, the porosity and the moisture content on the strength of a sandy soil treated with lime and pulverized basaltic rock, as well as to evaluate the use of a water/lime ratio and a voids/lime ratio to assess its unconfined compression strength and to compare the evaluated variables with samples treated by cement in the same proportions. A number of unconfined compression tests and measures of matric suction were carried out. The results show that the unconfined compression strength increased linearly with the increase of the lime amount and exponentially with the reduction on the porosity of the compacted mixture. Besides, the change on the moisture content doesn’t remarkably affected the unconfined compression strength of mixtures compacted in the same dry density. It was verified that, for the soil-lime in the unsaturated state (state usually met in compacted fills), the water/lime ratio is not a good parameter for assessment of unconfined compression strength. In the other hand, the voids/lime ratio, as well as the voids/cement ratio, defined by the reason between the porosity of the compacted mixture and the volumetric binder content, adjusted by an exponent, demonstrated to be the most appropriate parameter in the estimate of unconfined compression strength of the studied soil-lime and soil-cement.