Estabilização físico-química de um argissolo para emprego em pavimentação

Abstract

A pesquisa relatada nesse trabalho buscou avaliar a possibilidade do emprego de misturas de solo e cal em pavimentos. Estudou-se um solo classificado como sendo Argissolo Vermelho, visando sua estabilização com dois tipos de cales (calcítica e dolomítica). Avaliou-se o comportamento mecânico das misturas, considerando o efeito de diferentes tempos de cura, teores e tipos de cal, além de analisar a evolução das reações entre solo e cal por meio de ensaios microestruturais e mineralógicos. Foram selecionados dois teores de cal (3% e 5%) para verificação de parâmetros mecânicos das misturas (resistência à compressão simples e resistência à tração por compressão diametral). Posteriormente, usou-se o teor de 5% para análise da evolução das reações cimentantes e do desempenho mecânico por meio de ensaios de resistência à tração na flexão visando o emprego dos resultados destes em análises mecanísticas. As misturas com cal calcítica, apresentaram resultados de resistência mecânica superiores às misturas com cal dolomítica. O solo mostrou-se reativo à cal calcítica, tendo sua resistência aumentada ao longo do tempo de cura. Nas análises relacionadas à microestrutura textural, observou-se o fechamento das matrizes ao longo do tempo de cura por meio de análises MEV. Todavia, observou-se que as misturas com cal dolomítica apresentaram-se mais porosas, com aspecto de folhas sobrepostas com um pó disperso sobre a matriz, atrelado às impurezas da cal. Quanto às análises mineralógicas, na mistura com cal calcítica, observouse o consumo quase total da cal até 180 dias, bem como progressivo consumo dos argilominerais caulinita, muscovita, além do quartzo. Enquanto que na mistura com cal dolomítica houve o surgimento de picos de calcita, além de baixíssimo consumo dos picos dos argilominerais. Análises mecanísticas indicaram que a adoção de sub-base de camada granular trabalhando em conjunto com a camada de solo-cal melhora o comportamento do pavimento. Tais análises mostraram ainda que os pavimentos nos quais se aplicou misturas com cal calcítica apresentaram vidas de serviço ligeiramente superiores àquelas obtidas para pavimentos com cal dolomítica. No geral, a pesquisa demonstrou que seria possível utilizar camadas de solo-cal em pavimentos, sendo as misturas com cal calcítica mais recomendadas.

The research reported in this dissertation aimed at evaluating the suitability of mixtures of tropical soil and lime in pavements. Therefore, a soil classified as Red Argisoil was studied, aiming at its stabilization with two types of limes (calcitic and dolomitic). This research evaluated the effects of different curing times and lime types and contents on the mechanical behavior of the mixtures. It also evaluated the evolution of the reactions between soil and lime using microstructural and mineralogical tests. Two lime contents (3% and 5%) were selected to evaluate the mechanical parameters of the mixtures (unconfined compressive strength and indirect tensile strength). Subsequently, a lime content of 5% was used to analyze the evolution of the cementing reactions and the mechanical performance using flexural tests, and the results were used in mechanistic analyses. The mixtures with calcitic lime presented a superior mechanical behavior compared to the mixtures with dolomitic lime. The soil proved to be reactive to calcitic lime, showing a strength increase over time. Regarding the textural microstructure, Scanning Electron Microscopy analysis showed that the matrices became denser with time. However, it was observed that the mixtures with dolomitic lime were more porous, with an appearance of overlapping sheets with a dispersed powder over the matrix, which is possibly linked to lime impurities. Considering the mineralogical analyses, in the mixture with calcitic lime, almost total consumption of lime was observed up to 180 days. Quartz and a progressive consumption of kaolinite and muscovite clay minerals were also observed. For the mixture with dolomitic lime, it was observed the presence of calcite peaks. In addition, low consumption of clay mineral peaks was also observed. Mechanistic analyzes indicated that the adoption of a granular layer sub-base working together with the soil-lime layer improves the behavior of the pavement. Such analyzes also showed that the pavements in which limestone mixtures were applied presented service lives slightly higher than those obtained for pavements with dolomitic lime. Overall, the research showed that it would be possible to use soil-lime layers in pavements, with limestone mixtures being the most recommended.