Estudo da utilização de um cimento alcalino híbrido para estabilização de base de fundações superficiais

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Secco, Marina Paula
• Orientador(a): Consoli, Nilo Cesar
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Estabilização do solo; Geopolímeros; Fundações superficiais (Engenharia)
• Palavras-chave em Inglês: Soil improvement; Alkaline activation; Shallow foundations
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/218590

A técnica de estabilização de solos com uso de cimento Portland é bastante difundida para resolver problemas de solos com baixa capacidade de suporte. No entanto, a nível mundial, 7% das emissões de CO2, principal gás contribuinte para ao aquecimento global, são devidas ao setor cimenteiro. Então, na busca por materiais alternativos ao cimento Portland, estão os cimentos alcalinos, que podem utilizar como matéria-prima subprodutos e/ou resíduos, contribuindo ainda para a redução de resíduos dispostos no meio ambiente. Apesar de ser uma técnica muito recente, alguns trabalhos sobre álcali-ativação com resíduos contendo sílica e cálcio, como precursores para estabilização química de solos, têm demonstrado ótimos desempenhos em termos de resistência e durabilidade. Porém, a maioria desses estudos estão relacionados a caracterização laboratorial desta técnica, contudo, a viabilidade e o impacto do processo de construção associado a essas soluções alternativas, bem como o efeito das condições de cura in situ nas propriedades mecânicas do solo estabilizado não podem ser avaliados adequadamente em laboratório. Neste sentido, o presente estudou a utilização de um cimento alcalino a base dos resíduos, cal de carbureto e pó de vidro moído, com (CA) e sem (SA) a introdução de um ativador alcalino de hidróxido de sódio na mistura. Propondo uma alternativa ao uso do cimento Portland, para a estabilização de uma areia fina para base de fundações superficiais, executadas sobre um solo residual de baixa capacidade de suporte. Assim, foram executados ensaios com placa de 30 cm em camadas confeccionadas com diferentes diâmetros (Dr 45 e 90 cm) e igual espessuras (Hr 30 cm) com um período de 14 e 120 dias de cura, além disso, ensaios com condições controladas de laboratório foram executados para comparação com os ensaios realizados em campo e, ainda, corpos-de-prova retirados das camadas curadas em campo foram submetidos a ensaios triaxiais. Os resultados demostraram que, ensaios em condições controladas de laboratório apresentam resistência à compressão simples maior para as misturas com o ativador de NaOH, principalmente a menores tempos de cura, porém para o maior tempo analisado, a tendência é de que as resistências se equiparem com as da mistura sem o ativador. Quando comparados com os ensaios de campo, estes apresentaram maior resistência, sugerindo assim que resultados em campo mostram grande influência das condições de cura, compactação, entre outros. Os diferentes diâmetros analisados demostraram dois mecanismos de ruptura, um de puncionamento, para as camadas de diâmetros de 45 cm e a ruptura das camadas de 90 cm. Os ensaios triaxiais para as diferentes misturas apresentaram pico pronunciado com posterior queda de resistência com comportamento inicialmente compressivo, seguida de uma posterior expansão. Amostras com a mistura com o ativador alcalino de NaOH apresentaram maior tensão desvio, maior ângulo de atrito e maior coesão. Além disso, apresentaram queda de ruptura acentuada e maior rigidez do material quando comparadas com a mistura sem o ativador. Das soluções analíticas testadas para determinar a capacidade de carga, o método de Hansen (1961) foi o que se mostrou adequado para estimativa das camadas de Dr 45 cm para ambas as misturas e o método de Meyerhof e Hanna (1978), apresentou uma estimativa de capacidade de carga próxima à obtida da camada tratada de Dr 90cm confeccionada com a mistura SA. Porém, quando aplicados para as misturas CA de mesmo diâmetro, o método superestimou a carga de ruptura, entretanto foi o qual apresentou resultados mais próximos dos obtidos para a mesma.