Melhoramento de um solo granular por ativação alcalina de resíduos de vidro e cal de casca de ovo

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Moncaleano Acosta, Cindy Johanna
• Orientador(a): Consoli, Nilo Cesar
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: spa
• Palavras-chave em Português: Estabilização do solo; Cal hidratada; Resíduos de vidro; Casca de ovo
• Palavras-chave em Inglês: Alkaline activation; Alkaline cement; Residues; Eggshell lime; Hydrated lime; Soil stabilisation; Porosity/binder index
• Palavras-chave em Espanhol: Activación alcalina; Cemento alcalino; Residuos; Cal cáscara de huevo; Estabilización de suelos; Índice de porosidad / ligante
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/229465

Um dos maiores desafios enfrentados pela sociedade, quando se trata de evitar a degradação ambiental e a contaminação das fontes de água e do solo, é a correta destinação dos resíduos. A possibilidade de utilizar resíduos como matéria-prima tem sido uma das principais ações, econômica e ecologicamente viáveis, adotadas para a reutilização do material reciclado e sua inserção na cadeia produtiva. Os resíduos de vidro são materiais sólidos normalmente disponíveis perto dos centros urbanos, classificados como inorgânicos, que podem vir de diferentes atividades. A cal utilizada nesta pesquisa é produzida a partir da calcinação de resíduos de casca de ovo (CO) do setor alimentício, como material substituto da cal convencional, como a cal calcitica ou a cal dolomítica, cujos processos de extração são altamente geradores de impactos sócio-ambientais. Por outro lado, os cimentos alcalinos surgiram recentemente como um material alternativo e substituto dos cimentos convencionais, como o cimento Portland, levando em conta as principais limitações que esta indústria enfrenta atualmente. Estes cimentos álcali-ativados têm se caracterizado por suas baixas emissões de CO2 e consumo de energia em seu processo produtivo, além da possibilidade de incluir resíduos e subprodutos de várias indústrias como precursores e ativadores para sua fabricação com respostas mecânicas comparáveis aos ligantes tradicionais. Neste contexto, o presente estudo avaliou a potencial utilização da combinação de resíduos de vidro moído (RVM) e uma cal alternativa obtida a partir da calcinação da casca do ovo para a produção e otimização de um cimento álcali-ativado com soluções de hidróxido de sódio (NaOH) e silicato de sódio (Na2SiO3) em termos da resistência à compressão. Posteriormente, foi avaliada a aplicabilidade deste ligante no melhoramento de um solo granular através da técnica de solo artificialmente cimentado, avaliando o efeito da densidade, conteúdo de ligante e humidade de compactação na resistência e rigidez inicial do solo granular. Os resultados da investigação definem a metodologia para a produção de cal alternativa (cal viva e cal hidratada) cujas especificações cumprem os padrões normativos para a sua utilização na estabilização do solo. A dosagem ótima entre precursores e ativadores foi determinada através da metodologia estatística de superfície de resposta do ligante alcalino. A inclusão deste ligante ótimo como agente químico para melhorar o solo granular, independentemente do tempo de cura (7 e 28 dias), evidenciou um efeito quadrático e linear de aumento da resistência e rigidez das misturas compactadas com o aumento da densidade de compactação e do conteúdo de ligante alcalino, respectivamente. Por outro lado, o melhor desempenho mecânico foi determinado com o aumento da umidade de compactação principalmente aos 7 dias de cura. No entanto, a variação da humidade de compactação do solo aos 28 dias não mostrou uma significância estatística na resposta mecânica.