Melhoramento de um solo dispersivo com o aditivo lignosulfonato de cálcio

Abstract

A Região Sul da Planície Costeira do Estado do Rio Grande do Sul tem destacada ocorrência de solos dispersivos, os quais geralmente são responsáveis por processos de erosão superficial e interna (piping) em obras de engenharia. Esses materiais são caracterizados pela defloculação na presença de água relativamente pura e estática, e tais propriedades são observadas em argilas sódicas, pois os cátions de sódio (Na+) são fracamente carregados, proporcionando um sistema com baixo nível de forças atrativas entre as partículas dos argilominerais. Durante as últimas décadas, no melhoramento de solos tem-se buscado substituir o uso de materiais sintéticos industriais por materiais de base biológica, biodegradáveis e subprodutos reutilizáveis. Neste contexto, o lignosulfonato de cálcio (LS), um polímero de base biológica, obtido como subproduto da indústria de papel, vem sendo utilizado por diversos autores e seu uso além de beneficiar as propriedades do solo também elimina os custos econômicos e ambientais de sua disposição. Dessa forma, o presente trabalho propõe o melhoramento de um solo dispersivo oriundo de área urbana da cidade Pelotas/RS com o aditivo lignosulfonato de cálcio. Para isso, o desempenho do solo melhorado foi avaliado em termos de resistência à compressão simples, rigidez inicial, durabilidade e dispersibilidade, visando obter a melhor combinação de peso específico aparente seco máximo, teor de LS e tempo de cura que forneceria maior ganho de resistência à compressão simples e reversão da dispersibilidade. Além disso, a microestrutura da mistura de melhor desempenho foi estudada através da difração de raios-X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados indicaram grande efeito do tempo de cura na resistência e melhoramento da dispersibilidade das amostras. No que diz respeito à microestrutura, pôde-se verificar mudanças na mineralogia do solo através dos resultados de DRX e mudanças substanciais na morfologia desse por meio das imagens de MEV. Por fim, pode-se constatar a bem sucedida supressão da dispersibilidade do solo, em decorrência da adição do LS, através do pinhole test, crumb test e sedimentometria comparativa.

The Southern Region of the Coastal Plain of the State of Rio Grande do Sul in Brazil, has dispersive soils, which are always performed by internal processes (piping) recurrent in engineering works. They are characterized of flocculation in the presence of relatively pure and static water, and such properties are observed in sodium clays, as the sodium cations (Na+) are weakly charged, providing a system with a low level of attractive forces between the clay minerals particles. . During the last decades, soil improvement has sought to replace the use of industrial synthetic materials with bio-based, biodegradable materials and reusable by-products. In this context, calcium lignosulfonate (LS), a bio-based polymer, obtained as a by-product of the paper industry, has been used by several authors and its use, in addition to benefiting the properties of the soil, also eliminates the economic and environmental costs of its use disposition. Thus, we present the dispersed work of improvement of a single plant from the urban area of Pelotas/RS with the calcium lignosulfonate additive For this, the performance of the soil was evaluated in terms of resistance designed and designed for the initial time, theoretical durability, aiming to improve the specific weight of maximum cure, which provides the greatest resistance to the gain of durability to simple sustainability and reversal of dispersibility In addition, the best-performing X-mixture microstructure was studied through ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The results indicated a great effect of the curing time on the strength and improvement of the dispersibility of the samples. With regard to microstructure, changes in soil mineralogy could be verified through XRD results and substantial changes in soil morphology through SEM images. Finally, it can be seen the successful suppression of soil dispersibility, due to the addition of LS, through the pinhole test, crumb test and comparative sedimentometry.