Solo siltoso da formação Guabirotuba reforçado com fibras de polipropileno

• Autor(a) principal: Rocha, Eduardo Vieira de Goes
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/7980
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::GEOTECNICA; Polipropileno; Estrutura do solo; Mecânica do solo; Solos - Compactação; Solos - Formação; Polypropylene; Soil structure; Soil mechanics; Soil compaction; Soil formation

Diversos estudos têm buscado a melhora do comportamento mecânico dos solos, com a utilização de aditivos sintéticos ou naturais, para a utilização em obras de engenharia civil. Neste âmbito, pesquisas com utilização de fibras de polipropileno para reforço de solos apontam uma melhora no comportamento do solo quando sujeito à tração e à compressão. Neste contexto, considerando-se a inexistência de trabalhos que estudem os efeitos da fibra de polipropileno em solos que compõem a Formação Guabirotuba, cujo sedimentos jazem em sua maior parte no município de Curitiba(PR), a presente pesquisa tem por objetivo avaliar os efeitos no comportamento mecânico de um solo siltoso pertencente a esta formação, quando reforçado com a adição aleatória de tais fibras. Isto posto, foram realizados ensaios de compactação na energia normal de Proctor, de resistência à compressão simples (qu) e à tração por compressão diametral (qt) , empregando teores de fibra de 0%, 0,10%, 0,25%, 0,35% e 0,50% relativos à massa seca do solo. Os resultados demonstraram que a mencionada adição e respectivos aumentos do teor de fibra de polipropileno acarretaram a uma diminuição no peso específico seco máximo (yd-max), ao passo que, houve pouca variação na umidade ótima do solo (wo). O comportamento observado no peso específico seco ocorre porque a fibra, material de densidade específica menor que a do solo, passa a ocupar espaços antes preenchidos pelos grãos de solo. Ainda, foi possível constatar que a umidade ótima variou ligeiramente, uma vez que a fibra é hidrófoba e, portanto, não absorve água. Também foram observados que os valores de qu , qt e do módulo de rigidez secante correspondente a tensões em 50% de qu e qt (E50) aumentaram com a adição de fibra até teores de 0,25%, sendo este o que apresentou os maiores benefícios em termos mecânicos, e portanto, sendo definido como o teor ótimo. Após este teor, os valores dessas características diminuíram para 0,35%, retornando a aumentar quando o teor foi de 0,50%. Uma possível explicação para este comportamento é que conforme a quantidade de fibra aumenta na mistura, o efeito causado pelos grãos do solo é perdido porque há uma diminuição de grãos no corpo de prova, que advém da maior ocupação pela fibra, Dessa forma a superfície do material que antes se atritava e se ligava com a fibra não é suficiente para gerar tais intertravamentos e força de atrito. Após a adição 0,35%, as fibras de polipropileno assumiram o papel do solo e se prenderam umas às outras gerando intertravamentos e atrito entre as fibras. O aumento de qu para o teor ótimo de fibra foi de 50% em comparação com o solo sem fibra, enquanto a resistência à tração (qt) apresentou um aumento de 138%. Calculou-se uma relação direta tração/compressão média de 0,15 (i.e., qt=0,15qu), influenciada principalmente pela interação fibra-solo como relatado na literatura. Por fim, a partir dos resultados obtidos através dos ensaios realizados, foram recomendadas possíveis aplicações das misturas solo-fibra para uso em obras de engenharia.