Estabilização de um solo granular com misturas de pó de vidro – cal de carbureto – hidróxido de sódio (NaOH)

Abstract

A resistência e a durabilidade de estruturas, tais como estradas, barragens, pistas de aeroporto, aterros e outros dependem do comportamento do solo da fundação e dos materiais utilizados. Em muitos dos casos, solos dessas fundações não apresentam comportamento adequado, exigindo emprego de diferentes técnicas de estabilização ou melhoramento como uma das soluções para satisfazer os requisitos pré-estabelecidos no projeto. Como alternativas ao cimento Portland e por questões ambientais, a utilização de resíduos tais como: pó de vidro, cinza volante, cinza de casca de arroz, e outras pozolanas com ou sem adição de cal de carbureto como agente cimentante no processo de melhoramento do comportamento de solos cresce cada vez. Em função de vários fatores que influenciam na formação do agente cimentante da mistura solo-cal, é de grande importância a utilização de um produto químico capaz de aumentar pH para valores superiores ou igual de 12,4 de modo a acelerar as reações pozolânicas. Nessa perspectiva, o presente trabalho avalia a eficiência do hidróxido de sódio (NaOH) como ativador-alcalino, caracterizado como uma base forte, no comportamento da mistura areia fina, pó de vidro e cal de carbureto. Foram utilizadas como variáveis: (a) três teores de cal (3, 5 e 7%); (b) três teores de vidro moído (10, 20 e 30%); (c) três pesos específicos (15,5; 16,5 e 17,5 kN/m3); (d) uma solução de NaOH de concentração 3 mols/litro; (e) e tempos de cura de 7 e 28 dias. As amostras foram curadas sob temperatura controlada de 23oC e foram imersas durante 24 horas antes da realização dos ensaios de rigidez (Go) e resistência à compressão simples (qu). Em adição, foram realizados ensaios de durabilidade por ciclos de molhagem e secagem, ensaios de difração de raio-x (DRX), fluorescência por raio-x (FRX), granulometria a laser e determinação da área superficial específica (BET). Os resultados de resistência a compressão simples e de durabilidade encontrados para sete dias de cura mostram um ganho de resistência quase três vezes maior que os resultados das amostras sem ativador alcalino.

The strength and durability of structures such as roads, dams, airport runways, embankments and others depend on the behavior of the foundation soil and the materials used. In many cases, soils of these foundations do not exhibit adequate behavior, thus requiring the use of chemical stabilization or improvement techniques as solutions to meet the requirements pre-established in the project. As alternatives to Portland cement and also for environmental reasons, the use of waste glass powder, fly ash, rice husk ash, and other pozzolans with the addition of carbide lime as cementing agents in the process of soil behavior improvement is growing. Due to several factors that influences the formation of the cementing agent of the soil-lime mixture, it is of great importance to use a chemical product capable of increasing pH to values above 12.4 in order to accelerate the pozzolanic reactions. In this perspective, the present study evaluates the efficiency of the use of NaOH as an alkaline activator, a strong basis in the behavior of the sand - glass-lime carbide powder mixture. Three lime contents (3, 5 and 7%), three glass contents (10, 20 and 30%), three dry unit weights (15,5; 16,5 e 17,5 kN/m3), molarity of 3M/liter for NaOH, and curing times of 7 and 28 days were used as variables. The specimens were cured under controlled temperature and were immersed for 24 hours before performing the stiffness and compressive strength tests. In addition, durability tests were performed by wetting and drying, DRX, FRX, BET and laser granulometry tests. The results of unconfined compressive strength (qu) and durability found for seven days of curing showed a gain of resistance almost three times higher than the results of the specimens without alkaline activator.