IV Seminário de Iniciação Científica
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ESTABILIZAÇÃO DE SOLOS COM CAL PARA USO EM PAVIMENTAÇÃO
Juliane Barbosa Rosa 1,4., Carla Janaína Ferreira 2,4., Renato Cabral Guimarães 3,4..
1
Bolsista PBIC/UEG
Voluntária Iniciação Científica PVIC/UEG
3
Pesquisador – Orientador
4
Curso de Engenharia Civil, Unidade Universitária de Ciência Exatas e Tecnológicas, UEG.
2
Resumo
O país nos últimos anos tem passado por crescente aumento da economia o que
vislumbra demanda por infra-estrutura e a exigência de construções que sejam técnica e
economicamente viáveis causando o menor impacto ambiental possível. Diante desta
perspectiva verifica-se a necessidade de se estudar materiais e técnicas pouco utilizadas
regionalmente, como é o caso da estabilização dos solos com cal. A estabilização permite o
uso de solos locais, melhorando as propriedades geotécnicas, de modo a enquadrá- los dentro
das especificações construtivas vigentes. Esta pesquisa visou quantificar os benefícios
alcançados com a estabilização de solos com cal, visando o uso rodoviário e em barragens.
Além do melhoramento do solo com o uso da cal, visou-se verificar interferência desse agente
estabilizador na capacidade suporte dos solos. Estudou-se o comportamento de três solos
finos (dois siltosos e um argiloso) no estado natural e estabilizados com 3% e 6% de cal.
Neste artigo serão apresentados alguns resultados para a aplicação em pavimentação.
Palavras-chave: Estabilização de Solos. Solos Tropicais. Mini-CBR.
1. Introdução
A estabilização de solos, de forma geral, é uma técnica muito utilizada em
pavimentação. Dentre os materiais que podem ser empregados neste tipo de obra, podem ser
citados o cimento, a cal e a emulsão asfáltica. A estabilização com cal já foi empregada em
algumas obras, no entanto uma boa estabilização depende de diversas variáveis, tais como a
constituição química e mineralógica do solo, a granulometria e rugosidade das partículas e o
tipo de cal empregada. Para alguns tipos de solos esta estabilização pode não ser eficiente, não
havendo aumento da capacidade de suporte, que é o principal objetivo do uso deste material
para construção rodoviária.
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A adição de cal é uma das mais antigas técnicas utilizadas pelo homem para obter a
estabilização ou a melhoria de solos instáveis. Há exemplos dessa utilização na via Àpia (sul
da Itália) construída em 312 a.C. e num dos trechos da Muralha da China datado de 2280 a.C.
(GUIMARÃES, 2002). A utilização da estabilização em grande escala ocorreu em Missouri
(EUA) em 1924 e na antiga União Soviética, em 1926 (CLARE e CRUCHLEY, 1957 apud
LIMA et al., 1993). Apesar do relativo sucesso obtido nos trabalhos pioneiros de estabilização
solo-cal, seu uso foi pequeno até a Segunda Guerra Mundial. Grande parte do avanço
tecnológico deve-se ao Texas Higway Departament, que, a partir de 1945, desenvolveu
inúmeros trabalhos de laboratório e de campo na área (LIMA et al., 1993).
Segundo Nóbrega (1985), há dois tipos de ações que se atribuem à estabilização solocal: uma imediata, que reduz a plasticidade e a expansão dos materiais e, outra em longo
prazo, gerando um aumento progressivo na capacidade suporte do solo. De acordo com
Pessoa (2004), a adição de cal interfere em algumas propriedades físicas, como:
granulometria, plasticidade, compactação, variação volumétrica, permeabilidade e capacidade
suporte.
2. Materiais e Métodos
Nesta pesquisa foram utilizados três solos, um proveniente da Usina Hidrelétrica (UHE)
de Corumbá, localizada em Caldas Novas (GO), um proveniente da Central de Abastecimento
de Goiás S.A. (CEASA), localizada em Goiânia (GO) e o outro obtido no Aproveitamento
Múltiplo (APM) de Manso, situado em Cuiabá (MT). A cal hidratada utilizada foi do tipo
calcítica (CH-I) da marca Itaú.
Exceto a Identificação Expedita MCT, por não possuir norma vigente, todos os ensaios
foram realizados segundo as normas vigentes apresentadas na Tabela 2.1.
Tabela 2.1 Relação dos ensaios realizados e metodologia de execução
Ensaio
Metodologia
Preparação de Amostras de Solos para Ensaios de Compactação e Caracterização
NBR 06457/86
Análise Granulométrica
NBR 07181/84
Limite de Liquidez /Limite de Plasticidade
NBR 06459/84 /
NBR 07180/84
Solos Compactados em Equipamento Miniatura – mini-MCV
DNER – ME 258/94
Solos Compactados em Equipamento Miniatura – Determinação da Perda de
Massa por Imersão
DNER – ME 256/94
Solos – Compactação em Equipamento Miniatura
DNER – ME 228/94
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3. Resultados e Discussão
A Tabela 3.1 apresenta a classificação dos solos estudados de acordo com o Sistema
Unificado de Classificação dos Solos (SUCS), Trasportation Research Board (TRB) e pela
metodologia MCT (miniatura, compactado, tropical).
Tabela 3.1 Classificação dos solos estudados de acordo com as classificações SUCS, TRB e MCT
Classificação
Amostra
SUCS
TRB
MCT Tradicional
MCT Expedita
Areia Siltosa UHE Corumb á
SC
A-7-6
NS’
NS’/NA’
Argila Arenosa Goiânia
CL
A-7-6
LG’
LG’
Solo Residual APM Manso
GC
A-6
NS’
NS’/NA’/NS’/NG’
A Areia Siltosa UHE Corumbá foi classificada pelo SUCS como areia argilosa e
misturas de areia e silte mal graduados, e pelo TRB como um solo argiloso, o que difere da
análise tátil- visual onde há a predominância do silte sobre a areia. Na classificação MCT
Tradicional a amostra foi classificada como um solo não laterítico siltoso, o que foi
confirmado com a metodologia expedita, indicando também a presença de areia no material.
A Argila Arenosa Goiânia apresenta uma classificação coerente com o analisado através
da granulometria e análise tátil- visual. As classificações tradicionais mostram-se coerentes,
assim como a metodologia MCT, indicando um solo argiloso.
A classificação do Solo Residual APM Manso pelo SUCS indica que seja um solo
argiloso e pedregulhoso, caracterizado como mal graduado, e pelo TRB como um solo
argiloso. A classificação MCT indica a presença de silte e areia, sendo que o método expedito
complementa a classificação indicando a predominância do silte.
Pelo que foi citado anteriormente, para o solo da UHE Corumbá há uma contradição
entre as classificações tradicionais, sendo que na classificação MCT, o método expedito
confirma a classificação tradicional.
A seguir serão apresentados os resultados dos ensaios de mini-Proctor e mini-CBR para
as misturas com 0 %, 3 % e 6 % de cal. A Tabela 3.2 apresenta os resultados de mini-Proctor
e capacidade de suporte mini-CBR para o solo da UHE Corumbá na energia normal e
intermediária.
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Tabela 3.2 Resultados dos ensaios de mini-Proctor e mini-CBR do Areia Siltosa UHE Corumbá - energia normal
e intermediária
INTERM.
NORMAL
Energia
Cal
(%)
wot
(%)
γd máx
(kN/m3 )
Expansão
(%)
Mini-CBR (com
imersão) (%)
Mini-CBR (sem
imersão) (%)
RIS
(%)
0
19,6
15,83
1,02
7,0
11,3
62
3
22,0
15,69
0,27
12,7
15,2
83
6
22,2
15,68
0,32
12,1
16,5
73
0
16,5
17,42
1,25
14,4
25,0
57
3
18,0
16,95
0,52
25,4
36,8
69
6
18,0
17,20
0,40
30,5
39,1
78
Nas duas energias (normal e intermediária) verificou-se que a adição de cal reduziu a
expansão para níveis aceitáveis para camadas de base de pavimentos, ou seja, menor que
0,5%. A queda na energia intermediária foi menor, fato explicado pela predominância de silte
na amostra, provocando uma expansão estrutural com o aumento da energia.
Esta amostra, na condição natural, independe da energia aplicada, não apresenta
resistência para ser utilizada como camada de pavimentos, no entanto, a adição de cal na
energia intermediária, proporciona seu uso como sub-base.
A adição de água nesta amostra reduz consideravelmente sua resistência. O RIS, relação
entre a resistência no mini-CBR com imersão e sem imersão foi menor que 100%.
A Tabela 3.3 apresenta os resultados de mini-Proctor e capacidade de suporte mini-CBR
para o solo Residual APM Manso na energia normal e intermediária.
Tabela 3.3 Resultados dos ensaios de mini-Proctor e mini-CBR do Solo Residual APM Manso para as misturas
com cal na energia normal e intermediária
INTERM.
NORMAL
Energia
Mini-CBR
γd máx
Expansão
(com imersão)
(%)
(kN/m3 )
(%)
18,22
0,64
15,7
Mini-CBR
(sem imersão)
(%)
23,4
Cal
(%)
wot
(%)
RIS
(%)
0
16,1
3
17,5
17,33
0,10
27,0
15,2
178
6
18,3
17,15
0,10
22,8
19,0
120
0
13,3
19,40
1,58
20,3
40,6
50
3
15,4
18,46
0,10
57,8
66,0
88
6
16,1
18,19
0,06
68,3
62,2
110
67
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Este material apresentou características não lateríticas e seu comportamento foi muito
parecido como solo da UHE Corumbá, demonstrando que mais importante que a classificação
do material pelos métodos tradicionais é a definição da laterização do solo.
A Tabela 3.4 apresenta os resultados de mini-Proctor e capacidade de suporte mini-CBR
para o solo de Goiânia na energia normal e intermediária.
Tabela 3.3 Resultados dos ensaios de mini-Proctor e mini-CBR do solo de Goiânia - energia normal e
intermediária
INTERM.
NORMAL
Energia
Cal
(%)
wot
(%)
γd máx
(kN/m3 )
Expansão
(%)
Mini-CBR (com
imersão) (%)
Mini-CBR (sem
imersão) (%)
0
22,4
16,81
0,01
12,7
12,2
104
3
24,5
16,05
0,04
24,4
20,3
120
6
30,1
14,93
0,00
21,6
16,6
130
0
19,9
18,18
0,04
36,6
30,5
120
3
19,6
17,62
0,04
62,2
73,7
84
6
22,0
16,61
0,00
76,2
78,2
97
RIS
(%)
Este solo, diferentemente dos outros dois, apresenta comportamento laterítico, portanto
as propriedades são influenciadas por este comportamento. Os solos lateríticos não
apresentam expansão, fato constatado nos ensaios realizados, portanto a adição de cal não
proporcionou ganho nessa propriedade.
Os solos lateríticos apresentam grande reação com a cal, o que pode ser observado nos
ensaios obtidos. O valor da capacidade suporte com a adição de cal (6%) ultrapassou 70%,
tornando possível o uso dessa mistura em camadas de base de pavimentos.
A perda de resistência com a imersão é muito pequena para este material, no entanto a
cal tem pouco influência nesta propriedade.
4. Conclusões
Verificou-se que há uma discrepância entre os métodos tradicionais de classificação,
que indicam a mesma classificação para solos que possuem comportamentos diferentes. O
método TRB apresentou a mesma classificação para o solo da UHE Corumbá e de Goiânia,
sendo o primeiro classificado como um solo argiloso, o que não condiz com as propriedades
obtidas nos ensaios de compactação com a amostra natural e estabilizada.
Fato este não ocorrido na classificação MCT, onde todas as amostras foram
classificadas de forma coerente, em que os resultados podem ser confirmados pela
metodologia expedita. Além disso, essa classificação identifica o comportamento laterítico ou
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não do material, apresentando coerência com a granulometria, a análise tátil- visual e
comportamento.
Os resultados obtidos nos ensaios de compactação com a amostra natural e com a
mistura com cal, demonstrou a importância do estudo para diferentes tipos de solo. Os
maiores ganhos obtidos foram para os solos não lateríticos, que antes da estabilização não
apresentavam propriedades para serem utilizados em camadas de pavimentos, sendo que a
estabilização melhorou bastante algumas propriedades, principalmente a expansão.
5. Referências Bibliográficas
Guimarães, J. E. P. 2002. A cal – Fundamentos e aplicações na engenharia civil. 2. ed., São
Paulo: Pini. 341p.
Lima, D. C.; RÖHM, S. A.; BARBOSA, P. S. A. 1993. Estabilização dos solos III –
mistura solo-cal para fins rodoviários. 1. ed., Viçosa: Universidade Federal de Viçosa, 46p.
Nóbrega, Maria Teresa de. 1985. As reações dos argilo- minerais com a cal. In REUNIÃO
ABERTA DA INDÚSTRIA DA CAL, V., Anais... Associação Brasileira de Produtores de
Cal, pp. 57-78.
Pessoa, F. H. C. 2004. Análise de solos de Urucu para fins de uso rodoviário. Dissertação
de Mestrado em Geotecnia. Faculdade de Tecnologia da Universidade de Brasília, Brasília.
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