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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.1976.tde-20240301-143845
Documento
Autor
Nome completo
Wesley Jorge Freire
Unidade da USP
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 1976
Orientador
Título em português
Tratamento prévio do solo com aditivos químicos e seu efeito sobre a qualidade do solo-cimento
Palavras-chave em português
ADITIVOS
QUALIDADE
SOLO-CIMENTO
TRATAMENTO QUÍMICO
Resumo em português
Este trabalho foi desenvolvido com a finalidade de se pesquisar o efeito que o tratamento prévio do solo com aditivos químicos exerce sobre a qualidade do solo-cimento, avaliando-a através da resistência à compressão simples; revestem-se de grande interesse, atualmente, as pesquisas orientadas no sentido de se descobrirem novos meios de tornar o solo-cimento mais econômico e, ao mesmo tempo, mais resistente, quer testando quer reconhecendo a eficiência de aditivos químicos sobre o comportamento do cimento Portland como estabilizante do solo. Para tal, foram pesquisados dois solos, a saber, um argiloso A,7-6(9) e um barro arenoso A2-4(0), e dois aditivos, a carboximetilcelulose, nas dosagens 0,1% e 0,25%, e o silicato de sódio (relação sílica-álcali igual a 3,2), a 0,6% e 1,2%, sendo os corpos de prova moldados com cimento Portland comum, ensaiados com dois teores e rompidos aos 7 e 28 dias. Uma vez tratados, os solos foram submetidos ao peneiramento a seco e determinados a estabilidade estrutural e Módulo de Finura dos agregados formados; foram determinadas, também, a composição e distribuição granulométrica, além dos limites de consistência e índices físicos, cujos resultados, juntamente com os do ensaio de compactação, permitiram caracterizar o efeito dos tratamentos. Posteriormente, foram escolhidos os teores de cimento para os ensaios de compactação e resistência à compressão simples do solo-cimento, de acordo com as normas de dosagem, procedendo-se, ainda, ao ensaio de absorção de água. Os dados obtidos foram estatisticamente analisados, e os resultados permitiram que se tirassem algumas conclusões. A resistência à compressão simples de corpos de prova de solo-cimento, em ambos os solos, foi consistentemente aumentada pelo tratamento com silicato de sódio; aumentou, também, com o acréscimo do teor de cimento e com a idade. O tratamento do solo argiloso com 0,25% de CMC (carboximetilcelulose) teve efeito negativo sobre a resistência à compressão do solo-cimento, enquanto que, no solo arenoso, tal tratamento não diferiu da Testemunha. O tratamento 1,2% de SS (silicato de sódio) que, no solo argiloso, diminuiu o limite de liquidez, o índice de plasticidade e o peso específico aparente seco, conferiu, ao solo-cimento, maior resistência; por outro lado, o tratamento 0,25% de CMC que aumentou o limite de liquidez e diminuiu o peso específico aparente seco de ambos os solos, afetou, negativamente, o valor da resistência à compressão do solo-cimento com solo argiloso, não diferindo da Testemunha, no solo arenoso. O tratamento 0,6% de SS que, em ambos os solos, aumentou o valor da densidade aparente máxima do ensaio de compactação do solo, apresentou maior resistência que o tratamento 0,25% de CMC, cujo efeito foi negativo. O tratamento do solo argiloso A7 (assim classificado pelo sistema da American Association of State Highway Officials) com silicato de sódio, fez com que este solo, usualmente contra-indicado para fins de solo-cimento, se transformasse em A4, agora um material de características regulares com relação ao seu comportamento em estradas de rodagem. Os tratamentos que reduziram a absorção de agua pelos corpos de prova de solo-cimento foram aqueles que apresentaram maior resistência compressão. Ambos os solos experimentados neste trabalho mostraram a viabilidade do tratamento prévio com silicato de sódio, como uma das medidas indicadas para o seu aproveitamento como solo-cimento.
Resumo em inglês
This work was done with the objective of studying the effect of the pre-treatment of the soil with chemical additives on the quality of the soil-cement mixture, measuring it through the compressive strength of soil-cement specimens. Presently there is a great interest of finding new ways in making the soil-cement more economicaly and at the same time more resistant either discovering or testing the efficiency of chemical additives on the reaction of the Portland cement as a soil stabilizer. For this purpose two soils were researched, the clayey soil A7-6(9) and the sandy soil A2-4(0), and two additives, the carboxy methyl cellulose in the dosage of 0.1% and 0,25%, and sodium silicate (3.2 of silica-to-soda ratio) in the quantity of 0,6% and 1.2%, being the specimens molded with common Portland cement tested with two contents and broken in compression at ages of 7 and 28 days. Firstly the soils were treated with the chemical additives and submited to dry sieving, determining the structural stability and the Modulus of Finesse of the soil aggregates; next, the graip-size analysis and the grain-size curve of soils were determined as well as the physical test constants and physical indices of soils complemented by the moisture-density test. Afterwards the cement contents were chosen for the moisture-density test and compressive strength of soil-cement mixtures, according to the dosage regulations. Beyond this a water absorption test was made. The data were statistically analysed and the results lead to several conclusions. The compressive strength of soil-cement specimens in both soils was strongly increased by the sodium silicate treatment, increasing also with the cement content and with age. The treatment of the clayey soil with 0.25% of CMC (carboxy methyl cellulose) had a negative reaction over the compressive strength of the soil-cement. On the other hand on the sandy soil the same treatment was not different from the control. The treatment 1,2% of SS (sodium silicate) that on the clayey soil diminished the liquid limit, the plasticity index and the dry density, gave stronger resistance to the soil-cement. On the other hand the treatment 0.25% of CMC that increased the liquid limit and decreased the dry density of both the soils influenced negatively the compressive strength of the soil-cement with the clayey soil not differentiating from the control on the sandy soil. The treatment 0,6% of SS that in both soils augmented the maximum density of the moisture-density test of soil presented greater resistance than the O.25% of CMC treatment which effect was negative. The treatment of the A7 clayey soil (which is thus classified by the American Association of State Highway Officials system) with sodium silicate made it possible this soil (usually not recommended for soil-cement practices) to be classified as A4 soil, which is now a material of common characteristics based on field performance of highways. The treatments which reduced the absorption of water by soil-cement specimens were those that presented greater compression strength. Both soils tested on this work showed the pre-treatment viability with sodium silicate as one of the indicated measures for its usefulness for soil-cement practice.
 
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Data de Publicação
2024-03-12
 
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