Contribuição ao estudo da estabilização e geopolimerização de um solo siltoso da formação Guabirotuba melhorado com pó de vidro e lama de cal

• Autor(a) principal: Baldovino, Jair de Jesus Arrieta
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Tese
• 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/1/25111
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::GEOTECNICA; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURAS; Solo-cimento; Solos - Compactação; Resíduos de vidro; Cal; Solos - Formação; Mecânica do solo; Solos - Testes; Pavimentação - Curitiba (PR); Soil cement; Soil compaction; Glass waste; Lime; Soil formation; Soil mechanics; Soils - Testing; Paving - Curitiba (PR); Engenharia Civil

Metodologias de estabilização e geopolimerização de solos problemáticos com materiais mais sustentáveis tem recebido grande atenção nos últimos anos. Por meio da adição destes materiais ao solo se tem procurado diminuir o consumo dos aglomerantes tradicionais como a cal e o cimento. Embora as misturas solo-cal e solo-cimento tenham sido muito estudadas, a influência de algumas variáveis como o teor de umidade, condições climáticas e índice porosidade/cimento não estão bem definidas principalmente para os siltes sedimentares. Assim, este trabalho apresenta a viabilidade técnica do uso de vidro em pó e lama cal na estabilização e na geopolimerização de um silte sedimentar característico da Formação Guabirotuba na cidade de Curitiba/Brasil empregando resíduos não usados até agora para esses fins em solos locais. Para isso foi realizada uma campanha exaustiva de ensaios laboratoriais para analisar a influência dos aglomerantes tradicionais como o cimento e a cal, e materiais sustentáveis como resíduos pó de vidro (VM) e lama de cal (LM) no melhoramento da resistência mecânica, na durabilidade contra ciclos de molhagem-secagem ou congelamento-descongelamento (em condições climáticas severas) e na microestrutura do silte. O programa experimental foi dividido em 4 tipos de misturas: solo-cimento, solo-cimento-VM, solo-cal-VM e solo-LM-VM. Foram usados teores de cimento entre 3-9%, teor de cal/LM fixo em 5% e teores de pó de vidro de 5%, 15% e 30%, todos em relação à massa total do solo. As misturas foram curadas desde 7 dias e até 360 dias (quando conveniente). Os resultados mostram que há um aumento nas propriedades de resistência e durabilidade das misturas quando é adicionado o cimento. No entanto, a resistência mecânica diminui se as misturas são submetidas a ciclos de congelamentodescongelamento. O oposto acontece quando as misturas são submetidas a ciclos de secagemmolhagem, onde são atingidas resistências maiores do que as de cura a 23°C em câmara úmida. No teor de umidade de 28% se atingem as melhores características mecânicas e de durabilidade das misturas, independentemente da energia de compactação. Foi demonstrado que a relação porosidade/cimento é a principal variável que controla a resistência mecânica, a durabilidade e a microestrutura do solo-cimento. Quando não é empregado o cimento, as propriedades mecânicas e de durabilidades do silte melhorado dependem da relação porosidade/aglomerante. Foi evidenciado que é possível diminuir o consumo de cal ou cimento em até 60% na estabilização do silte usando os resíduos de VM e LM, sendo a LM a menos adequada por sua lenta atividade pozolânica. Adicionalmente, as misturas compactadas de solo com os diferentes aditivos e resíduos em pó atingem os requisitos mínimos de resistência e de durabilidade para uso na construção civil. O teor de cal, LM ou cimento recomendado é de 5% e para o VM de 10%. Assim, as adições dos materiais estudados são uma técnica adequada para os solos sedimentares da Formação Guabirotuba já que aumentam a resistência, durabilidade e encontram-se em quantidade suficiente para serem empregados em aplicações na pavimentação, principalmente.