Estudos geoambientais em solos modificados quimicamente - Caneschi, Fernando Paulo (2012)
O presente trabalho teve por objetivo proceder à modificação da fração fina de um solo argiloso típico da região Sudeste do Brasil, da Zona da Mata Norte de Minas Gerais, com vistas a aplicações em obras geotécnicas de caráter ambiental. A realização deste trabalho englobou as seguintes etapas: (i) construção de um equipamento para a realização de ensaios de percolação em coluna com o emprego de gradientes hidráulicos elevados; (ii) desenvolvimento de processos de mudanças no complexo iônico do solo com vistas a aplicações de campo; (iii) realização de ensaios de percolação em coluna no solo e nos solos modificados para medição da condutividade hidráulica e avaliação da influência do gradiente hidráulico na capacidade de retenção dos metais pesados Cd, Mn, Ni, Pb e Zn; (iv) comparação de parâmetros geotécnicos do solo e dos solos modificados; e (v) avaliação da distribuição dos metais pesados ao longo dos corpos de prova ensaiados e da intensidade do potencial de adsorção destes pelos solos analisados via extração sequencial. Para fins de terminologia, o solo natural e os solos modificados quimicamente foram denominados: solo sem tratamento (ST); solo ST tratado com cálcio (TCa); solo ST tratado com sódio (TNa); e solo ST tratado com cal hidratada (TCAL). Trabalhou-se com uma solução multiespécie com os metais pesados Cd, Mn, Ni, Pb e Zn, para uso nos ensaios de percolação em coluna utilizando-se os gradientes hidráulicos de 15, 45, 66 e 87. De posse dos resultados obtidos no estudo, para fins práticos de engenharia, concluiu-se que: (i) o equipamento desenvolvido para a realização dos ensaios de percolação em coluna atendeu aos objetivos almejados; (ii) em comparação com o solo ST, os solos TCa e TNa apresentaram mudanças significativas nos limites de Atterberg (LL e LP), mostrando-se mais plásticos e observando-se,vi também, aumento da e redução do teor de umidade ótimo, bem como alteração não significativa na granulometria; (iii) no solo TCAL, observou-se a redução da fração fina de sua granulometria e mudanças não significativas nos parâmetros ótimos de compactação; (iv) variações de gradiente hidráulico, independentemente do tipo de solo, não produziram variações significativas no coeficiente de condutividade hidráulica; (v) variações de gradiente hidráulico refletiram-se em comportamentos diferentes do processo de retenção de metais pesados nos solos ST, TCa e TNa, revelando uma tendência de redução do coeficiente de retardamento à medida que se reduziu o gradiente hidráulico no ensaio de percolação em coluna; contudo, no caso do solo TCAL, não foi possível calcular o seu fator de retardamento, já que os metais ficaram retidos na massa de solo; (vi) os solos não apresentaram grandes modificações na resistência mecânica, com exceção do solo TCAL que mostrou melhorias consideráveis do ponto de vista de engenharia, considerando-se resultados dos ensaios de compressão não confinada, cisalhamento direto e ensaios com o cone penetrométrico quase-estático, verificando-se, também, que este solo apresentou comportamento mais dúctil que os demais; (vii) com relação aos resultados dos ensaios de retração, os tratamentos empregados no solo ST não levaram a mudanças significativas no parâmetro retração; e (viii) tomando- se o solo ST como referência, o solo TCAL foi aquele que apresentou maior capacidade de adsorção dos metais pesados em estudo, uma vez que praticamente todo o quantitativo da solução multiespécie foi adsorvido em sua massa; com relação aos demais solos, estes mantiveram comportamentos semelhantes e até mesmo inferiores ao solo ST.