Melhoramento de solo argiloso com cal alternativa

Abstract

Em virtude da urbanização e do crescimento das cidades, novas áreas vêm sendo utilizadas, porém o solo local nem sempre tem capacidade de suporte adequada ao projeto. O melhoramento do solo, em particular, pode ser uma técnica viável para se adequar o material. Sendo assim, o material deve ser estabilizado com algum tipo de agente cimentante. Em virtude disso, estudos no LEGG utilizam a técnica de estabilização junto com resíduo capaz de gerar materiais cimentantes. Nesse contexto, este trabalho objetiva analisar o comportamento de um solo argiloso composto por Caulim Rosa e Bentonita, em diferentes proporções, tratado com cal de cascas de ovos. O resíduo é amplamente produzido no Brasil, porém seu descarte não é dado de forma adequada, muito menos sua utilização, tendo em vista que este pode substituir em parte a rocha calcárea. Assim, com a utilização deste resíduo a produção de cal pode utilizar de uma fonte que não é esgotável, ao contrário da rocha calcárea que é um mineral não renovável. Dessa forma, para se analisar se a cal alternativa é capaz de estabilizar um solo argiloso, foi realizado ensaios de compressão simples (qu), compressão diametral (qt) e módulo cisalhante inicial (G0). Foram estudados três misturas de caulim e bentonita, nas proporções de 85% caulim e 15% bentonita, 80% caulim e 20% bentonita e 75% caulim e 25% bentonita, umidades de 100%,110% e 120% para todas as misturas, teor de cal de 5%,7% e 10% para todas as misturas e tempo de cura de 28 dias para as amostras. Para se fazer a correta análise dos ensaios, se objetivou quantificar a influência da quantidade de cal e da porosidade. Além de ser verificada se a razão de porosidade/teor volumétrico de cal (/Liv) seria adequado para a previsão de comportamento mecânico das misturas. Os resultados possibilitaram observar que o aumento da resistência (qu) e (qt) se dá de forma linear com o aumento do teor de cal. Já para a porosidade, as resistências têm uma relação inversa, isto é, com o aumento da porosidade as resistências diminuem, sendo que para o ajuste desses dados foi utilizado curvas potenciais. Em relação à razão de porosidade/teor volumétrico de cal (/Liv), a mesma pode ser aplicada, assim, a possibilidade de aplicação dessa razão foi ampliada. Para o módulo cisalhante inicial (G0), o comportamento descrito anteriormente é verificado. Ademais, se obteve uma relação única entre qt/qu para todas as misturas de solo-cal estudadas, a relação mostrou-se independente da razão porosidade/teor volumétrico de cal, o que é já era esperado, conforme a literatura.

Due to the urbanization and the growth of cities, new areas are being used, but the local soil is not always capable of supporting the Project loads. Soil improvement, in particular, can be a viable technique to adapt the material. Therefore, the material can be stabilized with some type of cementing agent. Because of that, studies at LEGG apply the stabilization technique together with the use of some type of waste capable of generating cementitious materials. In this context, this work aims to analyze the behavior of a clayey soil composed of Pink Kaolin clay and Bentonite, in different proportions treated with eggshell lime. The residue is widely produced in Brazil, but it is not properly disposed and used, given its potential to partially replace limestone. Thus, with the use of this residue, the production of lime can use a source that is not exhaustible, unlike limestone that is a non-renewable mineral. Hence, to analyze whether the alternative lime is able to stabilize a clayey soil, unconfined compression tests (qu), split tensile tests (qt) and initial shear modulus measurements (G0) were carried out. Three mixtures of kaolin and bentonite were studied, in the proportions of 85% kaolin and 15% bentonite, 80% kaolin and 20% bentonite and 75% kaolin and 25% bentonite, water content of 100%, 110% and 120% for all mixtures, lime content of 5%, 7% and 10% for all mixtures and curing time of 28 days for all samples. To perform the correct analysis of the tests, the objective was to quantify the influence of the amount of lime and porosity, and also to verify if the ratio of porosity / volumetric content of lime (/Liv) would be adequate to predict the mechanical behavior of the mixtures. The results made it possible to observe that the increase in strength (qu) and (qt) occurs linearly with the increase in the lime content. As for porosity, the resistances have an inverse relationship, that is, with the increase in porosity, strength decreases, and for the fitting of these data, power type functions were used. Regarding the ratio of porosity / volumetric content of lime ( / Liv), it can be applied, thus, the possibility of applying this ratio has been expanded. For the initial shear module (G0), the same as previously described is valid. In addition, a single relationship was obtained between qt / qu for all studied soil-lime mixtures. This ratio was shown to be independent of the porosity / volumetric lime content, which is according to the literature.