Comportamento de fundações superficiais assentes emcamadas de areia estabilizada com cimento álcali-ativadoreforçada com fibras

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Mesavilla, Débora Thais
• Orientador(a): Consoli, Nilo Cesar
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Estabilização do solo; Fundações (Engenharia); Cimento; Fibras
• Palavras-chave em Inglês: Shallow foundations; Soil stabilization; Activated alkali cement; Fiber reinforcement; Plate test; Bearing capacity
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/218223

A técnica de estabilização físico-química vem sendo uma solução alternativa para melhoria de camadas de solo de baixa capacidade de suporte. Porém devido ao elevado consumo energético e emissão de gases do efeito estufa, gerado pela produção do cimento Portland, novos cimentos surgiram recentemente como uma alternativa sustentável. Um desses cimentos são os ditos como álcali ativados, que possibilitam o uso de resíduos ou subprodutos de diversas industrias como precursores, apresentando respostas mecânicas próximas dos cimentos tradicionais. Experiências demonstradas em escala real desses cimentos ainda não são totalmente compreendidas, porém estudos com camadas solo-cimento evidenciaram deterioramento da camada através de trincas de tração na base das mesmas. A formação dessas trincas acarreta na perda da capacidade de suporte da camada cimentada, ou seja, as cargas que deveriam ser absorvidas pelo solo estabilizado são transferidas para o solo subjacente de baixa resistência. Deste modo, a inclusão de fibras pode controlar a propagação de fissuras, alterando o comportamento de ruptura das camadas, propiciando redução do comportamento quebradiço da camada. Nesse contexto, a presente pesquisa busca estudar o comportamento de uma areia estabilizada com um cimento a base de resíduo de pó de vidro moído e cal de carbureto, reforçada com fibras de polipropileno e ativados com hidróxido de sódio, comparando com misturas sem o ativador. A análise é realizada através de ensaios de prova de carga estática in situ, com placas de aço circulares (0,30m) sobre camadas cimentadas, de distintos diâmetros (0,45 e 0,90m), executadas acima de um solo residual com baixa capacidade de suporte e curadas a 120 dias. Após realização do ensaio de placa, corpos de prova são retirados das camadas e submetidos a ensaios de compressão simples, compressão diametral e triaxiais. Além disso, amostras foram moldadas em condições controladas de laboratório e deixadas curar durante 7, 14, 28, 60, 90 e 120 dias, a fim de avaliar a evolução da resistência entre as amostras com e sem ativador. Os resultados demostraram que, ensaios em condições controladas de laboratório em curto período de tempo apresentaram resistência à compressão maior para as misturas com o ativador, contudo, com tempo de cura maior essas se equiparam. Ao comparar os resultados com amostras retiradas do campo, as amostras com ativador obtiveram menor influência das condições climáticas, apresentando fator campo/laboratório de 0,90 e 0,62, para amostras com e sem ativador, respectivamente. Através dos ensaios de placa, camadas 0,45m de diâmetro comportaram-se como se a fundação e a camada fossem um elemento único, puncionando sobre o solo. As camadas de 0,90m de diâmetro romperam pelo surgimento de trincas de tração na base das mesmas, contudo, a camada com álcali apresentou uma ruptura frágil e maior rigidez que as camadas sem ativador. Misturas pela primeira vez executadas em campo mostraram-se eficientes como uma alternativa ao uso do cimento portland, sendo a eficiência da fibra mais pronunciada para camadas sem presença do ativador alcalino. Através dos ensaios triaxiais foi possível verificar o comportamento de menor rigidez inicial e maior ductibilidade para amostras sem ativador.