Desempenho e comportamento mecânico de um solo dispersivo e sulfatado tratado com uma pozolana artificial, cal de carbureto e reforçado com fibras de vidro

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Miguel, Gustavo Dias
• Orientador(a): Consoli, Nilo Cesar
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Solo argiloso; Fibras de vidro; Volumetria; Cal; Pozolanas
• Palavras-chave em Inglês: Dispersive soil; Sulfate rich soil; Fiber glass; 3-D volumetric swell; 1-D volumetric swell; Pozolan reactions; Soil-lime-pozolan; Carbide lime
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/212271

Solos dispersivos e sulfatados possuem características incomuns aos demais solos, demandando, desta forma, maior atenção durante sua utilização. Com relação às suas peculiaridades, a dispersão acontece devido à grande quantidade de sódio dissolvido em seus poros e, por consequência, adsorvido as partículas de argila. Isto faz com que se tenha um desbalanceamento eletroquímico, resultando assim, em cargas repulsivas líquidas. Em decorrência disto, suas partículas possuem um comportamento que se assemelha ao de coloides. Dentre as problemáticas envolvidas, encontram-se, por exemplo, a suscetibilidade à ocorrência de processos erosivos (e.g. piping, formação de ravinas, voçorocas, túneis, etc.) pelo simples fato de existir água pura e calma em suas proximidades. Já com relação à presença de sulfatos, os quais se manifestam na forma de minerais como gesso, anidrita, barita e jarosita. Este tipo de solo, quando estabilizado quimicamente a partir de estabilizantes à base de cálcio e, acrescido de excessiva umidade, desencadeiam a formação de minerais expansivos. Dentre estes, a etringita e a taumasita, responsáveis por um grande aumento de volume. Os problemas decorrentes deste fenômeno levam à deterioração de obras a um curto espaço de tempo. Isto, em virtude das expansões exacerbadas que causam consequências indesejadas como ondulações em rodovias, perda de sustentação de fundações, dentre outros. Nesse contexto, a atual pesquisa propõe a estabilização e reforço, de um solo proveniente da região do Chaco Paraguaio que apresenta as características acima mencionadas. O tratamento deste solo foi realizado a partir da incorporação de materiais como cal de carbureto (CC), fibra de vidro moída (FM) e fibra de vidro em filamentos (FI). E tem por objetivo dirimir problemáticas de dispersão e expansão dos compósitos gerados. As misturas propostas foram avaliadas em termos de resistência à compressão simples, rigidez inicial, expansão tridimensional, expansão unidimensional, resistência à compressão confinada, durabilidade, resistência à tração e, vida de fadiga. Também, por intermédio de ensaios de difração de raios-X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), verificou-se a formação de compostos ligantes bem como, de minerais expansivos. Ambos estes, que viessem justificar a utilização dos materiais propostos. Desta forma, propõe-se aqui uma maneira de melhoramento para solo que se enquadram nestas características, dispersivos e sulfatados. Para isto, recorreu-se a metodologias de planejamento de experimentos como experimentos fatoriais, fatoriais fracionários e projetos compostos de segunda ordem. Ademais, além de averiguar a eficiência da estabilização proposta, procurou-se a implementação das relações h/Biv e h/Liv às variáveis respostas obtidas. A estabilização proposta se mostrou eficaz do ponto de vista de reações pozolanicas, entretanto, no que diz respeito à utilização de fibras de vidro no formato de filamentos, estas não chegaram a vigorar como uma alternativa. Com alguns casos, como durabilidade, podendo levar até a uma maior taxa de perda de massa. Independentemente do meio pelo qual foi realizada a avaliação, há uma predominância da porosidade em governar o desempenho dos compósitos. Desta forma, quão maior a compacidade das amostras bem como, teor de cal, maiores foram as expansões resultantes. Ambas relações h/Biv e h/Liv puderam ser implementadas, sendo a relação h/Liv uma promissora ferramenta para previsão do potencial expansivo de solos sulfatados.