Potencial do uso de resíduo de mineração de rocha calcária para estabilização de solos expansivos
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRN |
Texto Completo: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/45854 |
Resumo: | Os resíduos de mineração podem causar diversos problemas ambientais que comprometem o desenvolvimento sustentável de uma região. Somando-se ao problema destes resíduos, tem sido frequente a ocorrência de patologias de obras apoiadas em solos expansivos, principalmente em regiões de clima semiárido. Esta pesquisa tem por objetivo principal avaliar o potencial de redução da expansão dos solos com a adição do resíduo de mineração de rocha calcária. O programa experimental foi realizado em duas etapas: primeiramente, foi feita a caracterização física e mineralógica dos materiais; em seguida foram realizados ensaios oedométricos de expansão livre e de tensão de expansão por meio de inundações de corpos de prova sob tensões de 5kPa, 60kPa e 120kPa. Os ensaios foram realizados no solo puro (S), no resíduo (limestone powder – LP) e em misturas resíduo/solo nas proporções em massa de 40%LP/60%S, 60%LP/40%S e 80%LP/20%S. Os resultados apontaram que o solo argiloso puro apresenta elevado potencial de expansão, com expansão livre de 39,1% e 1722,5 kPa de tensão de expansão. A média de redução da expansão livre varia de 62,5% a 90,57%, para o acréscimo de 40% a 80% de resíduo. Em relação a tensão de expansão, a redução varia de 83,75% a 98,16%. A mistura 60%LP+40%S sob uma tensão em torno de 62 kPa, o solo fica estável à expansão. A mistura 40%LP+60%S para tensões em torno de 280 kPa, pode não apresentar expansão. Quanto à porcentagem ideal, pelos resultados obtidos nesta pesquisa, indica-se a utilização de uma faixa de 40% a 60% de resíduo dependendo de quais tensões o solo estará sujeito. Desta forma, os resultados obtidos no estudo possibilitaram constatar que o resíduo de pedra calcária pode ser utilizado para tratamento de solos expansivos, agindo na forma de estabilização granulométrica. A quantidade de resíduo necessária para estabilização irá depender do potencial de expansão e da tensão de trabalho do solo. |
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Somando-se ao problema destes resíduos, tem sido frequente a ocorrência de patologias de obras apoiadas em solos expansivos, principalmente em regiões de clima semiárido. Esta pesquisa tem por objetivo principal avaliar o potencial de redução da expansão dos solos com a adição do resíduo de mineração de rocha calcária. O programa experimental foi realizado em duas etapas: primeiramente, foi feita a caracterização física e mineralógica dos materiais; em seguida foram realizados ensaios oedométricos de expansão livre e de tensão de expansão por meio de inundações de corpos de prova sob tensões de 5kPa, 60kPa e 120kPa. Os ensaios foram realizados no solo puro (S), no resíduo (limestone powder – LP) e em misturas resíduo/solo nas proporções em massa de 40%LP/60%S, 60%LP/40%S e 80%LP/20%S. Os resultados apontaram que o solo argiloso puro apresenta elevado potencial de expansão, com expansão livre de 39,1% e 1722,5 kPa de tensão de expansão. A média de redução da expansão livre varia de 62,5% a 90,57%, para o acréscimo de 40% a 80% de resíduo. Em relação a tensão de expansão, a redução varia de 83,75% a 98,16%. A mistura 60%LP+40%S sob uma tensão em torno de 62 kPa, o solo fica estável à expansão. A mistura 40%LP+60%S para tensões em torno de 280 kPa, pode não apresentar expansão. Quanto à porcentagem ideal, pelos resultados obtidos nesta pesquisa, indica-se a utilização de uma faixa de 40% a 60% de resíduo dependendo de quais tensões o solo estará sujeito. Desta forma, os resultados obtidos no estudo possibilitaram constatar que o resíduo de pedra calcária pode ser utilizado para tratamento de solos expansivos, agindo na forma de estabilização granulométrica. A quantidade de resíduo necessária para estabilização irá depender do potencial de expansão e da tensão de trabalho do solo.Mining residues can cause several environmental problems that compromise the sustainable development of a region. Adding to the problem of these residues, the occurrence of pathologies of works supported on expansive soils has been frequent, mainly in semiarid climate regions. The main objective of this research is to evaluate the potential for reducing the expansion of soils with the addition of limestone powder residue. The experimental program was carried out in two stages: first, the physical and mineralogical characterization of the materials; then, free swelling and swelling pressure. The tests were carried out through flooding of specimens under tensions of 5kPa, 60kPa and 120kPa. The tests were carried out in pure soil (S), in residue (limestone powder - LP) and in residue/soil mixtures in mass proportions of 40%LP/60%S, 60%LP/40%S and 80%LP/ 20%S. The results showed that the pure clayey soil has a high expansion potential, with free expansion of 39.1% and 1722.5 kPa of expansion stress. The average reduction of free expansion varies from 62.5% to 90.5%, for the addition of 40% to 80% of waste. In relation to expansion tension, the reduction varies from 83.75% to 98.16%. The mixture 60%LP+40%S under a tension around 62 kPa, the soil is stable to expansion. The 40%LP+60%S mixture for voltages around 280 kPa may not show expansion. As for the ideal percentage, according to the results obtained in this research, the use of a range of 40% to 60% of residue is indicated, depending on which stresses the soil will be subject to. Thus, the results obtained in the study made it possible to verify that the limestone residue can be used to treat expansive soils, acting in the form of granulometric stabilization. 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