Previsão da resistência à compressão simples de um solo expansivo estabilizado com cimento através do índice porosidade/teor volumétrico de cimento

Autores

DOI:

https://doi.org/10.18265/1517-0306a2021id5043

Palavras-chave:

dosagem, estabilização química, relação porosidade/teor volumétrico de cimento

Resumo

Os solos que sofrem alterações volumétricas quando sua umidade varia são chamados de expansivos e podem ser encontrados com facilidade em regiões áridas e semiáridas, como o nordeste brasileiro. Para aumentar a resistência do solo e diminuir sua variação volumétrica, podem-se utilizar aglomerantes químicos como o cimento. O objetivo deste trabalho foi analisar a aplicabilidade de uma nova metodologia de dosagem para prever a resistência à compressão simples do solo expansivo do nordeste brasileiro com o uso de cimento como aglomerante. Foram feitos ensaios de resistência à compressão simples em corpos de prova com diferentes teores de cimento e pesos específicos secos (4%, 6%, 8% e 14 kN/m³, 15 kN/m³ e 16 kN/m³, respectivamente) e teor de umidade de 19%. Os resultados mostraram que a resistência aumenta com o acréscimo do teor de cimento e com o decréscimo da porosidade. Observou-se também que a variação da resistência em função da razão porosidade/teor volumétrico de cimento, ajustado com um expoente (?/Civ?), pode ser representada por uma curva única. A análise de variância (ANOVA) para um e dois fatores, assim como o teste de Tukey, corroboram os resultados. Portanto, a metodologia de dosagem do índice ?/Civ? apresenta-se eficaz para prever a resistência do solo expansivo.

Downloads

Não há dados estatísticos.

Referências

ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 16697: Cimento Portland –Requisitos. Rio de Janeiro, 2018.

ALHASSAN, M.; MUSTAPHA, A. M. Effect of rice husk ash on cement stabilized laterite. Electronic Journal of Practices and Technologies, n. 11, p. 47-58, 2007. Disponível em: http://lejpt.academicdirect.org/A11/047_058.pdf. Acesso em: 13 jun. 2022.

ANOOP, S. P.; BEEGOM, H.; JOHNSON, J. P.; MIDHULA, J.; THARIS, M. T. N.; PRASANTH, S. Potential of egg shell powder as replacement of lime in soil stabilization. International Journal of Advanced Engineering Research and Science, v. 4, n. 8, p. 86-88, Aug. 2017. DOI: https://doi.org/10.22161/ijaers.4.8.15.

AUDU, H. A. P.; OKOVIDO, J. O. Experimental study on effect of lime and cement stabilizers on geotechnical properties of lateritic soil. International Journal of Engineering Research and Advanced Technology (IJERAT), v. 5, n. 4, p. 9-15, 2019. DOI: https://doi.org/10.31695/IJERAT.2019.3409.

CONSOLI, N. C.; BITTAR, E.; SAMANIEGO, A.; SCHEUERMANN FILHO, H. C.; MIRANDA, T.; CRISTELO, N. The Effect of mellowing and coal fly ash addition on the behavior of sulfate-rich dispersive clay after lime stabilization. Journal of Materials in Civil Engineering, v. 31, n. 6, p. 1-10, 2019a. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0002699.

CONSOLI, N. C.; CRUZ, R. C.; FLOSS, M. F. Variables controlling strength of artificially cemented sands: influence of curing time. Journal of Materials in Civil Engineering, v. 23, n. 5, p. 692-696, 2011. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0000205.

CONSOLI, N. C.; FESTUGATO, L.; SCHEUERMANN, H. C.; MIGUEL, G. D.; NETO, A. T.; ANDREGHETTO, D. Durability assessment of soil-pozzolan-lime blends through ultrasonic-pulse velocity test. Journal of Materials in Civil Engineering, v. 32, n. 8, Aug. 2020. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0003298.

CONSOLI, N. C.; FOPPA, D.; FESTUGATO, L.; HEINECK, K. S. Key parameters for strength control of artificially cemented soils. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, v. 133, n. 2, p. 197-215, Feb. 2007. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)1090-0241(2007)133:2(197).

CONSOLI, N. C.; LEON, H. B.; CARRETTA, M. S.; DARONCO, J. V. L.; LOURENÇO, D. E. The effects of curing time and temperature on stiffness, strength and durability of sand-environment friendly binder blends. Soils and Foundations, v. 59, n. 5, p. 1428-1439, 2019b. DOI: https://doi.org/10.1016/j.sandf.2019.06.007.

CONSOLI, N. C.; MORAES, R. R.; FESTUGATO, L. Variables controlling strength of fiber-reinforced cemented soils. Ground Improvement, v. 166, n. 4, p. 221-232, nov. 2013. DOI: https://doi.org/10.1680/grim.12.00004.

CONSOLI, N. C.; QUIÑONEZ, R. A.; GONZÁLEZ, L. E.; LÓPEZ, R. A. Influence of molding moisture content and porosity/cement index on stiffness, strength and failure envelopes of artificially cemented fine-grained soils. Journal of Materials in Civil Engineering, v. 29, n. 5, 2017. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0001819.

CONSOLI, N. C.; QUIÑONEZ, R. A.; MARQUES, S. F. V.; VENSON, G. I.; PASCHE, E.; VELÁSQUEZ, L. E. G. Single model establishing strength of dispersive clay treated with distinct binders. Canadian Geotechnical Journal, v. 53, n. 12, p. 2072-2079, 2016. DOI: https://doi.org/10.1139/cgj-2015-0606.

CONSOLI, N. C.; QUIÑONEZ, R. A.; VILLALBA, N. M. K. Durability, strength and stiffness of dispersive clay-lime blends. Journal of Materials in Civil Engineering, v. 28, n. 11, 2016. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0001632.

CONSOLI, N. C.; ROSA, A. D.; CORTE, M. B.; LOPES, L. S.; CONSOLI, B. S. Porosity-cement ratio controlling strength of artificially cemented clays. Journal of Materials in Civil Engineering, v. 23, n. 8, p. 1249-1254, 2011. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0000283.

CORTE, M. B.; IBRAIM, E.; FESTUGATO, L.; DIAMBRA, A.; CONSOLI, N. C. Stiffness of lightly cemented sand under multiaxial loading. ES3 Web of Conferences, v. 92, p. 1-6, 2019. DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/20199211008.

DARAEI, A.; HERKI, B. M. A.; SHERWANI, A. F. H.; ZARE, S. Slope stability in swelling soils using cement grout: a case study. International Journal of Geosynthetics and Ground Engineering, v. 4, n. 10, 2018. DOI: https://doi.org/10.1007/s40891-018-0127-9.

FERREIRA, S. R. M.; PAIVA, S. C.; MORAIS, J. J. O.; VIANA, R. B. Avaliação da expansão de um solo do município de Paulista-PE melhorado com cal. Revista Matéria, Rio de Janeiro, v. 22, supl. 1, artigo e-11930, 2017. DOI: https://doi.org/10.1590/S1517-707620170005.0266.

FESTUGATO, L.; SILVA, A. P.; DIAMBRA, A.; CONSOLI, N. C.; IBRAIM, E. Modelling tensile/compressive strength ratio of fiber reinforced cemented soils. Geotextiles and geomembranes, v. 46, n. 2, p. 155-165, Apr. 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.geotexmem.2017.11.003.

FOPPA, D. Análise de variáveis-chave no controle da resistência mecânica de solos artificialmente cimentados. 2005. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Escola de Engenharia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2005. Disponível em: https://www.lume.ufrgs.br/handle/10183/7845. Acesso em: 13 jun. 2022.

GONG, B.; CHENG, Z.; TONG, J.; LIU, J.; LIU, M. Field test study on expansive soil canal of middle route of South to North Water Diversion Project. Japanese Geotechnical Society Special Publication, v. 2, n. 75, p. 2600-2605, Jan. 2016. DOI: https://doi.org/10.3208/jgssp.CHN-37.

IBEIRO, L. S. Estudo da distribuição dimensional de poros e da condutividade hidráulica de solos arenosos compactados e tratados com cal e cimento. 2016. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) – Escola de Engenharia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2016. Disponível em: https://lume.ufrgs.br/handle/10183/153307. Acesso em: 13 jun. 2022.

KULANTHAIVEL, P.; SOUNDARA, B.; VELMURUGAN, S.; NAVEENRAJ, V. Experimental investigation on stabilization of clay soil using nano-material and white cement. Materials Today: Proceedings, v. 45, n. 2, p. 507-511, Mar. 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.02.107.

KUMAR, J. K.; KUMAR, V. P. Soil stabilization using E-waste: a retrospective analysis. Materials Today: Proceedings, v. 22, n. 3, p. 661-663, 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.09.145.

LATIFI, N.; EISAZADEH, A.; MARTO, A.; MEEHAN, C. Tropical residual soil stabilization: a powder form material for increasing soil strength. Construction and Building Materials, v. 147, p. 827-836, 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.04.115.

LAN, T. N. L’Essai au bleu de méthylène – un progrès dans la mesure et le contrôle de la propreté des granulats. Bulletin de Liaison des Ponts des chaussées, França, n. 107, p. 130-135, 1980.

LEON, H. B. O índice porosidade/teor volumétrico de cimento (?/Civ) como um parâmetro de estado para areias cimentadas. 2018. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Escola de Engenharia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2018. Disponível em: https://lume.ufrgs.br/handle/10183/174407. Acesso em: 12 jun. 2022.

LI, J.; CAMERON, D. A.; REN, G. Case study and back analysis of a residential building damaged by expansive soil. Computers and Geotechnics, v. 56, p. 89-99, 2014. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2013.11.005.

MARQUES, S. F. V.; CONSOLI, N. C.; FESTUGATO, L. Effects of curing stress on the stiffness of cemented-mixed sand. ES3 Web of Conferences, v. 92, p. 1-5, 2019. DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/20199204006.

PAKBAZ, M. S.; ALIPOUR, R. Influence of cement addition on the geotechnical properties of an Iranian clay. Applied Clay Science, v. 67-68, p. 1-4, 2012. DOI: https://doi.org/10.1016/j.clay.2012.07.006.

PEI, P.; ZHAO, Y.; PENGPENG, N.; MEI, G. A protective measure for expansive soil slopes based on moisture content control. Engineering Geology, v. 269, n. 8, p. 105527, Feb. 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2020.105527.

POONI, J.; GIUSTOZZI, F.; ROBERT, D.; SETUNGE, S.; O’DONNELL, B. Durability of enzyme stabilized expansive soil in road pavements subjected to moisture degradation. Transportation Geotechnics, v. 21, p. 100255, 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.trgeo.2019.100255.

ROCHA, G. S. Efeito da cal na resposta mecânica de um solo residual maduro: análise da resistência à compressão não confinada, permeabilidade, compressibilidade e efeito de cura acelerada na resistência mecânica. 2018. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2018. Disponível em: https://www.locus.ufv.br/handle/123456789/18660. Acesso em: 13 jun. 2022.

SALDANHA, R. B.; SCHEUERMANN FILHO, H. C.; RIBEIRO, J. L. D.; CONSOLI, N. C. Modelling the influence of density, curing time, amounts of lime and sodium chloride on the durability of compacted geopolymers monolithic walls. Construction and Building Materials, v. 136, p. 65-72, 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.01.023.

SILVANI, C.; LUCENA, L. C. F. L.; TENÓRIO, E. A. G.; SCHEUERMANN, H. C.; CONSOLI, N. C. Key Parameter for Swelling Control of Compacted Expansive Fine-Grained Soil–Lime Blends. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, v. 146, n. 9, 2020. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0002335.

TAHER, Z. J.; SCALIA, J.; BAREITHER, C. A. Comparative assessment of expansive soil stabilization by commercially available polymers. Transportation Geotechnics, v. 24, p. 100387, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.trgeo.2020.100387.

TOMASI, L. F. Comportamento mecânico de resíduo de mineração estabilizado com cimento. 2018. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Escola de Engenharia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2018. Disponível em: https://lume.ufrgs.br/handle/10183/178448. Acesso em: 13 jun. 2022.

VIJAYVERGIYA, V. N.; GHAZZALY, O. I. Prediction of swelling potential for natural clays. Proceedings of Third International Research and Engineering Conference on Expansive Clays, v. 3, p. 227-236, 1973.

Downloads

Publicado

2022-06-30

Edição

Seção

Engenharias I - Engenharia Civil - Construção Civil

Artigos mais lidos pelo mesmo(s) autor(es)