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Título: Estudo da migração química em solo laterítico melhorado com cal
Autor(es): Fernandes, Paulo Costa
E-mail do autor: paulocostaf@gmail.com
Orientador(es): Carvalho, José Camapum de
Coorientador(es): Silva, Rafael Cerqueira
Assunto: Solos - estabilização química
Pavimentos
Ciclovias
Granulometria
Data de publicação: 2-Set-2022
Referência: FERNANDES, Paulo Costa. Estudo da migração química em solo laterítico melhorado com cal. 2022. xiv, 105 f., il. Dissertação (Mestrado em Geotecnia) — Universidade de Brasília, Brasília, 2022.
Resumo: A estabilização química de solos lateríticos com cal é comumente adotada como solução técnica em pavimentos no Brasil, devido à escassez de jazidas apresentando solos com a qualidade adequada e/ou devido ao elevado custo de materiais alternativos como a brita. Esta solução técnica comprova, em ensaios laboratoriais e de campo de curto prazo, melhoras significativas das propriedades do material causadas pela aglutinação das partículas do solo e cimentações geradas. Contudo, análise após médio e longo período decorrido da execução da obra não são comumente realizadas e pesquisas recentes indicam que pode haver desagregação do solo já após um ano de sua disposição em campo. Desconhece-se também os efeitos das migrações químicas para os solos circunvizinhos. A presente pesquisa analisou uma ciclovia construída sobre subleito compactado e sem influência de tráfego pesado de veículos, cuja camada de base foi executada em 2018 com a aplicação, conforme projeto, de 3% de cal e sobre ela implantado um revestimento em CAUQ. Decidiu-se, 2 anos após a execução, dar início ao estudo para verificar migrações químicas que pudessem ter ocorrido. Procedeu-se então a coletas de amostras em 2020 e 2021 para a realização das análises. Constatou-se nas amostras coletadas na base valores de pH em H2O menores que os especificados e nas camadas inferiores os valores superaram aos esperados. Foi identificado em laboratório que o solo melhorado quimicamente mantido sem contato com o ambiente externo e preservando a umidade, reduz o seu valor de pH ao longo do tempo e que a secagem do material em estufa também causa este efeito redutor do pH, porém, não nos níveis registrados em campo. Após ensaios de pH, granulometria por sedimentação com e sem defloculante e análise química em três pontos da ciclovia e em 4 camadas com profundidades distintas identificou-se que componentes do agente químico presente na camada de base foram identificados até a profundidade máxima coletada, que foi de 70 cm, além da mudança da granulometria do solo em que a fração argila nos ensaios de sedimentação sem o uso do defloculante não foram mais identificadas em 2021, bem como que a fração areia do material aumentou a sua presença no solo não aditivado quimicamente sinalizando para agregações formadas. Ensaios químicos laboratoriais indicaram aumento dos íons de cálcio e magnésio, capacidade de troca catiônica e porcentagem de saturação de bases em todas as amostras analisadas subjacentes a camada melhorada quimicamente, apontando uma relação direta destes valores com o pH. Por fim, além das discussões dos resultados obtido propõem-se nesta dissertação uma metodologia para controle dos teores de cal em campo por meio da curva de “teor de cal x pH” e das determinações de pH in situ.
Abstract: Chemical stabilization of lateritic soils with lime is a technical solution that is commonly adopted to pavements in Brazil, due to the scarcity of deposits that present soils with an adequate quality level and/or due to the excessive cost of alternative materials such as crushed stone. This technical solution proves, in short-term laboratory and field tests, significant improvements in material properties caused by the agglutination of soil particles and generated cements. However, analysis after a medium and extended period as of the work's completion is not commonly performed and recent research indicates that there may be soil disaggregation as early as a year after its disposal in the field. The effects of chemical migrations to the surrounding soils are also unknown. The present research analyzed a bicycle lane built on compacted subgrade and without the influence of heavy vehicle traffic, whose base layer was executed in 2018 with the application, according to the project, of 3% of lime and a coating in CAUQ was implanted over it. It was decided, 2 years after the work's completion, to commence the study of verifying chemical migrations that might have occurred. Samples were then collected in 2020 and 2021 to conduct the analyses. In the samples collected on the basis, pH values in H2O were lower than those specified, and in the lower layers the values exceeded those expected. It was identified in the laboratory that chemically improved soil was maintained without contact to the external environment, preserving moisture reduces its pH value over time and that drying the material in an oven also causes this pH reducing effect, however, it does not field recorded levels. After pH tests, sedimentation granulometry with and without deflocculant and chemical analysis at three points of the cycle path and in 4 layers with different depths, it was identified that components of the chemical agent present in the base layer were identified up to the maximum depth collected, which was of 70cm, in addition to the change in soil granulometry in which the clay fraction in the sedimentation tests without the use of the deflocculant were no longer identified in 2021, as well as the sand fraction of the material increasing its presence in the not chemically additive soil, signaling for aggregations formed. Laboratory chemical tests indicated an increase in calcium and magnesium ions, cation exchange capacity and percentage of base saturation in all analyzed samples underlying the chemically improved layer, indicating a direct relationship between these values and pH. Finally, in addition to the discussion of the results obtained, this dissertation proposes a methodology for controlling lime contents in the constructions through the “lime content x pH” curve and pH determinations in the field.
Unidade Acadêmica: Faculdade de Tecnologia (FT)
Departamento de Engenharia Civil e Ambiental (FT ENC)
Informações adicionais: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2022.
Programa de pós-graduação: Programa de Pós-Graduação em Geotecnia
Licença: A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições:Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
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