Características e mecanismo de estabilização de solos tropicais com cal e cimento em pista experimental

• Autor(a) principal: Nóbrega, Maria Teresa de
• Data de Publicação: 1995
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/44/44134/tde-16112015-133834/
• topic: Física do solo; Not available.; Química do solo

O objetivo principal da pesquisa é contribuir para o entendimento dos processos e mecanismos desencadeados pela adição de cal e cimento a materiais ferralíticos em condições de pista. Neste estudo foram analisados materiais de base de uma pista experimental (PR-518) estabilizados com adição de cal + cimento ou apenas cal. A PR-518, que liga Santa Mariana ao Porto Quebra Canoa, foi construída pelo DER-PR (Departamento de Estradas de Rodagem do Paraná) em 1987, tem 29,5km de extensão, está localizada na região Norte do Estado do Paraná e atravessa áreas de ocorrência de Latossolo Roxo, Terra Roxa Estruturada e Latossolo Vermelho-escuro - solos tropicais de textura argilosa. Dos 61 segmentos que compõem a estrada foram estudados cinco, que são representativos dos tipos de misturas e técnicas empregadas: segmento 4 (mistura de Latossolo roxo + 4% de cal cálcica + 5% de cimento Portland - SCC/LR 1); segmento 10 (Latossolo Roxo + 4% de cal dolomítica + 5% de simento Portland - SCC/LR 2); segmento 55 (Latossolo Vermelho-escuro + 2% de cal cálcica + 3% de cimento Portland - SCC/LE); segmento 8 (cascalho de basalto alterado + Latossolo roxo + 4% de cal cálcica + 5% de cimento Portland - CCC); segmento 41 (cascalho de basalto alterado + Latossolo Roxo + 5% de cal dolomítica - CC). A pesquisa foi desenvolvida através de análises morfológicas, realizadas a níveis macro, meso e microscópicos, complementadas por análises mineralógicas por raios X e infravermelho, análises químicas qualitativas e quantitativas sobre amostra total (ataque triácido) e pontuais (microssondagens). Paralelamente foi efetuado, a partir de dados fornecidos pelo DER-PR, o levantamento das características físico-hídricas e mecânicas dos segmentos logo após a construção; o acompanhamento do comportamento estrutural e do estado da superfície da pista ao longo do tempo. Os resultados obtidos mostram que de um modo geral as bases apresentam problemas relacionados à etapa de construção: o grau de compactação variável ao longo do segmento e da espessura da camada; a unidade acima ou muito abaixo do teor ótimo de compactação; a homogeneização deficiente da unidade e da mistura dos materiais com os aditivos, etc. Nos pontos amostrados a morfologia dos materiais das bases refletiu esses problemas através de diferenciações de porosidade, concentração ou ausência de aditivos, organizações particulares do plasma e de outros constituintes. As misturas solo-cal-cimento se caracterizaram por apresentar agregados (ou zonas) de plasma não afetado, ou pouco afetado pelos aditivos, mais sensíveis às variações e esforços de origem hídrica e mecânica. Estão envolvidos por plasma transformado por reações com os aditivos em diversos graus, contendo os produtos de hidratação do cimento e de reação pozolânica da cal (silicatos, aluminatos e aluminossilicatos de cálcio hidratados), menos sensíveis às variações hídricas e mecânicas (sem fissuras) e mais resistente. As misturas com cascalho de basalto alterado são constituídas por fragmentos líticos (cascalho de basalto), volume de material do solo do subleito e uma \"matriz-mista\". Foi principalmente a \"matriz\", gerada pela incorporação do solo e dos produtos do córtex de alteração do basalto, que se misturou e reagiu com os aditivos. Cada uma dessas organizações é constituída por materiais química e mineralogicamente diversificados. Dois aspectos importantes devem ser ressaltados: 1) a influência da qualidade e da composição química da cal aplicada - as neoformações minerais, transformações e Reogarnizações do material das misturas são mais evidentes naquelas onde foi empregada a cal cálcica do que naquelas com cal dolomítica (com ou sem cimento). Estas diferenças implicam em maior estabilidade das misturas tratadas com cal cálcica como comprovam também os dados de desempenho da pista; 2) as técnicas de construção das bases são as responsáveis pelas condições da mistura dos constituintes dos solos com os aditivos, da homogeneização da umidade (necessária para as reações de hidratação do cimento e pozolânica) e grau de compactação. Ou seja, criam o ambiente físico e químico onde ocorrem as reações que promovem a estabilização. São também responsáveis, ao lado das reações químicas e físico-químicas desencadeadas pelos aditivos, pela morfologia do material. Nas misturas com cascalho, os fragmentos líticos \"armam\" o material enquanto os aditivos mantêm estável a \"matriz\". Nas misturas solo-cal-cimento, ao contrário, a \"armação\" é produzida pelo plasma do solo original transformado e enriquecido em produtos cimentantes (resultantes da hidratação e das reações pozolânica), que isola volumes de material mais instável.