O presente trabalho trata do estudo referente ao desempenho da fibra vegetal amazônica curauá (Ananas erectifolius) aplicada no processo de produção dos painéis de cimento portland, analisando a compatibilidade, os tratamentos realizados nas fibras de curauá, visando à melhoria das propriedades físicas e mecânicas dos painéis. A metodologia deste trabalho foi desenvolvida a partir da produção dos painéis cimento portland reforçados com fibras de curauá, variando os teores e os tipos de tratamentos realizados nas fibras vegetais, sendo realizados ensaios de caracterização da fibra para posteriormente justificar o comportamento da mesma nos painéis. O resultado obtido no ensaio de inibição classificou a fibra de curauá sem tratamento como alta inibição, verifcando a necessidade de se fazer tratamentos para sua aplicação. Os tratamentos realizados nas fibras de curauá influenciaram positivamente, tanto na compatibilidade entre o cimento e a fibra de curauá como no grau de cristalinidade da fibra de curauá. Para a produção dos painéis os tratamentos realizados não tiveram influência nas propriedades mecânicas. / The present work addresses the performance of the Amazon vegetal fiber curauá (Ananas erectifolius) as applied to the production process of portland cement panels, aimed at the improvement of the physical and mechanical properties of the panels. The methodology of this work was developed from the production of portland cement panels reinforced with curaua fibers, varyng of the amounts and the treatments applied to the vegetal fibers, being conducted tests for the fiber characterization to justify at a later stage the behavior of the latter in the panels. The results obtained from the inhibition test classified the curaua fiber without treatment as of high applied to the curaua fibers influenced positively both the compatibility between cement and the curaua fiber and the cristallinity degree of the curaua fiber. For the panels production the apllied treatments did not influence on mechanical properties.

CAPES / Os cimentos supersulfatados (CSS) são constituídos basicamente de até 90% escória de alto forno, de 10-20% de uma fonte de sulfato de cálcio e uma pequena quantidade de ativador alcalino, regido pela normativa europeia EN 15743/2010. Devido a isso são considerados “cimentos verdes”, de baixo impacto ambiental. O sulfato de cálcio utilizada na elaboração de CSS pode ser obtida a partir de fontes naturais, tais como a gipsita ou a partir de fontes alternativas (subprodutos industriais), tais como o fosfogesso. O fosfogesso é um subproduto da indústria de fertilizantes, utilizado na produção de ácido fosfórico. Neste processo, a rocha fosfática é tratada com ácido sulfúrico, obtendo como produto principal o ácido fosfórico (H3PO4), fosfogesso e uma pequena quantidade de ácido fluorídrico. A composição química do fosfogesso é basicamente sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4.2H2O), similar a gipsita, devido a isso pode ser empregada neste tipo de cimento. Para tanto, estudos comprovam que o uso da fonte de sulfato de cálcio anidra propicia um melhor desempenho do CSS. Para que se torne anidro é necessária a calcinação do fosfogesso, removendo as moléculas de água de sua composição. A disponibilidade da fonte de sulfato de cálcio para reagir com a escória é dependente da sua solubilidade que está diretamente relacionada com a sua temperatura de calcinação. A solubilidade do fosfogesso anidro diminui com o aumento da temperatura de calcinação. Neste estudo investigou-se o desempenho de CSS a partir da influência causada pela temperatura de calcinação do fosfogesso. Foram elaboradas amostras com 10 e 20% de fosfogesso calcinado à 350 e 650 °C, utilizando como ativador alcalino o KOH, em três teores diferente (0,2, 0,5 e 0,8%). As argamassas contendo o fosfogesso calcinado em ambas as temperaturas (350 e 650 °C) e em todas as proporções apresentaram os valores mínimos exigidos pela EN 15743/2010 aos 7 e 28 dias de hidratação. Em geral o CSS contendo 10% de fosfogesso mostrou ligeiramente melhores resultados de resistência à compressão, utilizando uma menor temperatura de calcinação (350°C) e todas as idades de cura. Os CSS contendo 20% de fosfogesso calcinado à 650 °C apresentam uma resistência à compressão satisfatória até 28 dias de hidratação, porém em idades tardias (56 e 90 dias) a resistência sofre uma queda brusca. Isto indica que a temperatura de calcinação do fosfogesso causa forte influência no desempenho dos CSS. / The supersulfated cement (CSS) basically consist of up to 90% blast furnace slag, 10-20% of a source of calcium sulfate and a small amount of alkali activator, covered by European standard EN 15743/2010. Because of this SSC are considered "green cement" low environmental impact. The source of calcium sulfate used in the preparation of CSS can be obtained from natural sources, such as gypsum or from alternative sources (industrial products), such as phosphogypsum. The phosphogypsum is a by-product of the fertilizer industry, used in the production of phosphoric acid. In this process the phosphate rock is treated with sulfuric acid to give as the major product phosphoric acid (H3PO4), gypsum and a small amount of hydrofluoric acid. The chemical composition of gypsum is basically calcium sulfate dihydrate (CaSO4.2H2O), similar to gypsum, because it can be used in this type of cement. To become anhydrous, the calcination of gypsum is necessary. The availability of the source of calcium sulfate to react with the slag is dependent on its solubility that is directly related to its calcination temperature. The solubility of the anhydrous gypsum decreases with increasing calcination temperature. This study investigated the influence of temperature of calcination of phosphogypsum on the performance of CSS. Samples were prepared with 10 and 20% of phosphogypsum calcinated at 350 to 650 ° C using KOH as an alkaline activator at three different concentrations (0.2, 0.5 and 0.8%). The results showed that all mortars presented the minimum values required by EN 15743/2010 for 7 and 28 days of hydration. In general CSS containing 10% phosphogypsum showed slightly better compressive strength results using a lower calcination temperature (350 °C) and curing all ages. The CSS containing 20% of calcined gypsum at 650 °C exhibit satisfactory compressive strenght at 28 days of hydration, but at later ages (56 to 90 days) it strongly reduced. This indicates that the calcination temperature of phosphogypsum has a strong influence on the performance of the CSS.

Orientador: Antonio Anderson da Silva Segantini / Banca: Adriano Souza / Banca: Miriam Gonçalves Miguel / Resumo: Nesta pesquisa foi executado um reforço (cilíndrico com 1 m de diâmetro e 1 m de profundidade) de solo-cimento (cujo solo foi corrigido granulometricamente com resíduo de concreto triturado) compactado ao redor do fuste de estacas de concreto escavadas com trado mecânico (com 32 cm de diâmetro e profundidade de 8,71 m) em solo arenoso do Campo Experimental da UNESP em Ilha Solteira-SP com o intuito de avaliar sua contribuição para neutralização das cargas horizontais. A mistura entre solo e resíduo na proporção de 1:1 em massa, estabilizada com 8% de cimento (em massa seca de mistura) foi testada e mostrou-se bastante adequada para a utilização neste propósito, pois, para ser estabilizada com cimento, a mistura necessitou de menor quantidade de cimento que o solo natural (2 pontos percentuais) e o solo-cimento daí resultante apresentou resistência aos 28 dias de 6,32 MPa. Após ensaio de carregamento horizontal nas estacas reforçadas e comparação com os resultados de ensaios nas mesmas estacas sem reforço obtidos de Del Pino Jr. (2003), observou-se que para uma mesma carga aplicada os deslocamentos sofreram grande redução, enquanto para atingir um mesmo deslocamento foi necessário elevado acréscimo de carga. O coeficiente de reação horizontal do solo (nh) do conjunto estaca-solo em questão teve uma elevação da ordem de 200% do valor original. Também foram calculados os esforços (cortantes e fletores) e deslocamentos ao longo do fuste das estacas, que apresentaram sensível redução, para mesma carga aplicada, após reforço. Os resultados apontam o resíduo de concreto triturado como excelente material para correção granulométrica de solos utilizados para confecção de solocimento compactado e o solo-cimento compactado como um cilindro no entorno de estacas escavadas em solo arenoso sendo um reforço bastante eficiente para absorver esforços horizontais / Abstract: This research produced one improvement (cylindrical - 1 meter diameter and 1 meter deep) made of soil-cement (wich soil was granulometrically corrected with concrete ground remains) compacted around the concrete bored piles head (32 cm diameter and 8,71 meters deep) on a sandy soil from the Trial Field of UNESP, Ilha Solteira - SP, in order to measure it's contribution to neutralize the horizontal loading. The mix between soil and remains in proportions 1:1 in mass, stabilized with 8% of cement (dry mass of mix) was tested and proved to be very adequate for the research purpose, because the mix needed less quantity of cement than natural soil (2 percentage points) to be stabilized and the soil-cement resulting presented resistance in 28 days of 6,32 MPa. After the test of horizontal loading on the reinforced piles, compared with the results of tests with the same piles without improvement obtained from Del Pino Jr (2003), it was observed that for the same applied load the displacements had a great reduction, while for reaching the same displacement need high load increasing. The coefficient of the soil's horizontal reaction (nh) from the set pile-soil concerned has it's value increased to 200% from the original value. Also were measured the efforts and displacements along the stem piles, that had significant reduction after improvement. Results indicate ground concrete remains as an excellent material for granulometric correction of soil for confection of compacted soil-cement and the compacted soil-cement as a cylinder around the excavated piles head on sandy soil proved to be very efficient to absorb horizontal efforts / Mestre

Made available in DSpace on 2015-02-24T19:29:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GuilhermoVC.pdf: 1472633 bytes, checksum: 869c5418d8aa3a6746ad46d624ee2011 (MD5) Previous issue date: 2007-01-24 / In this work the use of coconut fiber (coir) and bamboo shafts as reinforcement of soil-cement was studied, in order to obtain an alternative material to make stakes for fences in rural properties. The main objective was to study the effect of the addition of reinforcement to the soil-cement matrix. The effect of humidity on the mechanical properties was also analyzed. The soil-cement mortar was composed by a mixture, in equal parts, of soil and river sand, 14% in weight of cement and 10 % in weight of water. As reinforcement, different combinations of (a) coconut fiber with 15 mm mean length (0,3 %, 0,6 % and 1,2 % in weight) and (b) bamboo shafts, also in crescent quantities (2, 4 and 8 shafts per specimen) were used. For each combination 6 specimens were made and these were submitted to three point flexural test after 28 days of cure. In order to evaluate the effect of humidity, 1 specimen from each of the coconut fiber reinforced combination was immersed in water 24 hours prior to flexural test. The results of the tests carried out indicated that the addition of the reinforcement affected negatively the mechanical resistance and, on the other hand, increased the tenacity and the ductility of the material. / Neste trabalho foi estudada a utiliza??o de fibra de coco e de hastes de bambu como refor?o de solo-cimento, para obten??o de um material alternativo para a confec??o de estacas para cercas em propriedades agr?colas. O objetivo principal foi estudar o efeito da adi??o de solo-cimento e, tamb?m, avaliar o efeito da umidade sobre a resist?ncia mec?nica. A argamassa de solo-cimento foi composta por uma mistura em partes iguais de solo e areia de rio (solo corrigido), 14 % em peso de cimento e 10 % em peso de ?gua. Com o refor?o foram utilizadas diferentes combina??es de (a) fibra de coco com comprimento m?dio de 15 mm (teores de 0,3 %, 0,6 % e 1,2 % em peso) e (b) hastes de bambu, tamb?m em quantidades crescentes (2, 4 e 8 hastes por corpo-de-prova). Foram confeccionados 6 corpos-de-prova para cada tratamento e esses foram submetidos a ensaios de reflex?o de tr?s pontos aos 28 dias de cura. Para avalia??o do efeito da umidade, 1 corpo de prova de cada tratamento refor?ado com fibra de coco foi imerso em ?gua pro 24 horas um dia antes da realiza??o do ensaio de flex?o. Os resultados mostraram que a inclus?o do refor?o no solo-cimento influencia negativamente a resist?ncia mec?nica e, em contrapartida, resulta no aumento da tenacidade e ductilidade do material

Tratamento restaurador atraumático tornou-se uma opção real para o tratamento da cárie dentária em saúde pública no Brasil. O presente estudo teve como objetivo avaliar durabilidade, resistência e eficácia de 70 restaurações em 31 alunos (entre 6 a 12 anos de idade na Escola Municipal Rotary, RJ - Brasil). Depois de CPO-D e ceo-exame de acordo com critérios da OMS, todos os alunos com selecionados receberam TRA com VITRO MOLAR - DFL, juntamente com instruções de saúde bucal. Os critérios de exclusão foram a presença de cavidades muito profundas e exposição pulpar, casos em que os alunos foram encaminhados para o Postos de Saúde Municipal. In vitro avaliou-se a influência do tempo de entrada em serviço e do tipo de cobertura protetora utilizada na resistência coesiva do Cimento de Ionômero de Vidro utilizado, por meio de ensaios de tração diametral. Confeccionou-se para o teste de tração diametral 6 espécimes para cada variante, 72 no total, com dimensões de 4 mm de diâmetro por 8 mm de comprimento, divididos entre os grupos: grupo1 sem protetor (controle); grupo2 vaselina sólida; grupo3 verniz para unhas. Realizou-se ensaios mecânicos em uma máquina universal de ensaios EMIC DL 500 MF, após a confecção e estocagem individual dos espécimes em potes plásticos contendo 5 ml de água deionizada, que formaram os subgrupos descritos a seguir: a - 20 minutos; b - 2 horas; c - 24 horas; d - 7 dias. Os dados obtidos foram tratados por ANOVA e por Student Newman-Keuls (p<0,05). Ao se avaliar a influência dos diferentes protetores de superfície no CIV utilizado no presente trabalho observou-se que, os protetores de superfície tiveram influência no comportamento do material (p=0,000), com o verniz para unhas mostrando um desempenho superior ao da vaselina sólida. Quanto ao tempo, não foi possível verificar ruptura do material no prazo de 20 minutos, pois os corpos de prova sofriam deformação elástica catastrófica não sendo adequado para a finalidade desejada. Os tempos de 24 horas e sete dias foram semelhantes entre si e diferentes do tempo de duas horas. As restaurações foram clinicamente avaliadas depois de 6, 12, e 24 meses após sua alocação. No total 72 restaurações foram realizadas em 31 escolares. Depois de seis meses, 5 restaurações fraturaram e 3 perderam algum material. Após 12 meses, oito restaurações foram perdidas e apenas 1 fraturou. Na avaliação após 24 meses, mais 12 restaurações foram perdidas e 3 perderam material. Não foram registradas lesões cariosas secundarias após esse período, mesmo quando as restaurações foram parcialmente perdidas. Clinicamente conclui-se que quando a técnica do TRA é bem indicada e aplicada corretamente pode haver uma redução significativa no número de dentes perdidos por lesões de cárie nos indivíduos que participaram do nosso estudo. / Atraumatic restorative treatment (ART) has become a real option for caries treatment in public health in Brazil. The present study aimed to evaluate the durability, the resistance, and the effectiveness of ART restorations in vivo in 31 students (ages 6 to 12 yrs old at the Municipal Rotary School, RJ - Brazil). After DMF-T and dmf-t examination according to WHO criteria, all students with dental cavities received ART with VITRO MOLAR - DFL, along with oral health instruction. In vitro were evaluated the influence of time of entry into service and the type of protective covering used in the cohesive strength of the cement Glass Ionomer used by diametral tensile (TD).The glass iomer was manipulates according manufacture instructions and divided in three groups 1-without protector(control) G2-with solid vaseline and G3- nails varnish. Exclusion criteria were the presence of very deep cavities and exposed pulp exposition, in which cases the students were referred to the Municipality Health Care. For the traction tests, it was confectioned 6 specimens measuring 4 mm of diameter and 8 mm of lengths, individually storage in plastic tubs with 5ml of deodenized water. The mechanic trials were done in a universal machine EMIC DL 500 MF. Data were analyzed by ANOVA and Student Newman-Keuls (p<0,05). The influence of different protectors in the Glass Inomer,in the present work, it was observed that they had few influence in the material behavior, most f the time similar to the control group and the material suffer distortion when under a 20 minutes traction. The restorations were clinically observed after 6, 12, and 24 mos. In total, 72 restorations were made in 31 students. After 6 months, 5 restorations were fractured and 3 presented with some material lost. At 12 months, 8 more restorations were lost, only 1 was fractured, and 7 had lost some material. After 24 months, 12 more restorations were lost, 3 had lost some material. Although not all restorations could be evaluated until 24 months, no secondary caries was detected, even when the fillings were (partly) affected. This glass ionomer, when used in an ART setting, was successful in avoiding dental caries and its progression for at least one year, and therefore we recommend its use in areas with limited or no access to dental care.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The building industry is a great consumer of natural resources, and it is currently being investigated ways to reduce or rationalize the consumption of natural products for the production of materials and building components. The incorporation of some solid industrial residues has been shown as an interesting alternative to produce concretes, mortars e concrete blocks, among other applicability of the Portland cement. This study aimed was to analyze the effect of incorporation of the polishing float glass (PFG) in mortars of Portland cement and natural sand. The PGF was used as supplementary material to the cement, replacing the cement mass in the percentages of 5%, 10%, 15%, 20% and 25%. Two series of mortars were produced, the first with water-binder ratio constant and another with constant water-cement ratio. In the development of the research comparisons were made between the characteristics of a reference mortar without addition of the PGF, and properties of mortars produced with different percentages of PGF. The mortars were studied in fresh and hardened state, with analysis of the following characteristics: density in the fresh state; consistency index; water retention; incorporated air content; compressive strength; tensile strength in bending; void ratio; dynamic modulus of elasticity; density in the hardened state and alkali-silica reactivity. In mortars with constant relation water-cement, the use of PFG caused a significant decrease in the consistency index, variation inversely proportional to the percentage of PFG in the mixture. Other properties in the fresh state showed small variations for the two mortars series. In the hardened mortar cement replacement by PGF produced decrease in compressive strength at ages of 7 and 14 days. However, even with reduced consumption of cement, mortar with a higher residue percentage showed a significant increase in their resistance for ages 28, 63 and 91 days of curing. The expansion test as a result of alkali-silica reaction, showed that the incorporation of PFG produces no deleterious effects due to the expansions in the composites studied and, in some cases, even promotes reduction of these expansions. The use of the residue of polishing glass as a partial cement replacement proved feasible to maintain, or even by improving some properties of mortars with PGF. / A indústria da construção civil é uma grande consumidora de recursos naturais e atualmente se estudam formas de diminuir ou racionalizar o consumo de insumos para produção dos materiais e componentes de construção. A incorporação de alguns resíduos sólidos industriais tem se mostrado uma alternativa interessante para a produção de concretos, argamassas e blocos de concreto, dentre outras aplicações com cimento Portland. O objetivo desse estudo foi analisar os efeitos da incorporação do resíduo da lapidação do vidro float (RLV) em argamassas de cimento Portland e areia natural. O RLV foi usado como material cimentício suplementar, com substituições à massa de cimento nos percentuais de 5%, 10%, 15%, 20% e 25%. Foram produzidas duas séries de argamassas, a primeira com relação água-aglomerante constante e outra com relação água-cimento constante. O estudo foi desenvolvido por meio de comparações entre as características de uma argamassa de referência, sem adição do RLV, e as propriedades das argamassas produzidas com diferentes percentuais de RLV. As argamassas foram estudadas no estado fresco e no estado endurecido, com análise das seguintes propriedades: densidade no estado fresco; índice de consistência; retenção de água; teor de ar incorporado; resistência à compressão; resistência a tração na flexão; índice de vazios; módulo de elasticidade dinâmico, massa específica no estado endurecido e reatividade álcali-sílica. Nas argamassas com relação água-cimento constante o uso do RLV provocou diminuição significativa no índice de consistência, com variação inversamente proporcional ao percentual de RLV na mistura. As outras propriedades no estado fresco apresentaram pequenas variações para as duas séries de argamassas. Nas argamassas endurecidas a substituição do cimento pelo RLV produziu diminuição na resistência à compressão nas idades de 7 e 14 dias, mas nas idades de 28, 63 e 91 dias de cura as argamassas com maior percentual de resíduo mostraram aumento significativo em suas resistências, ainda que apresentassem menor consumo de cimento. O ensaio de expansão devido à reação álcali-sílica, mostrou que a incorporação do RLV não produziu efeito deletério nas argamassas devido às expansões e possibilitou, em alguns casos, até mesmo a redução dessas expansões. Para as características avaliadas, o uso do resíduo da lapidação do vidro como substituto parcial do cimento se mostrou viável com manutenção, ou ainda, melhora em algumas propriedades das argamassas com RLV. / Mestre em Engenharia Civil

Pesquisas recentes têm mostrado que a utilização de camada de reforço em solo-cimento é uma alternativa para o aumento da capacidade de carga e redução dos recalques de fundações superficiais em solos de baixa resistência. Os métodos para previsão da capacidade de carga em sistemas de dupla camada encontrados na literatura trazem implícita a premissa de que a camada superior é contínua ou suficientemente maior que a largura da fundação. O objetivo desta pesquisa foi desenvolver um novo método para o cálculo de capacidade de carga de fundações superficiais assentes sobre uma camada de reforço em solo-cimento, considerando sua extensão lateral. Para tanto, foram realizados ensaios em modelos reduzidos de fundações contínuas assentes sobre um solo arenoso fofo, bem como, análises numéricas através do método dos elementos finitos. Observaram-se dois tipos distintos de ruptura. No primeiro, a camada de reforço é puncionada para dentro do solo natural, sem apresentar fissuras, até o deslocamento correspondente à capacidade de carga do solo natural No segundo, após um recalque inicial, a camada de reforço rompe com o aparecimento de uma fissura, que pode localizar-se junto à borda ou no eixo da fundação, e se propaga de baixo para cima, à medida que aumentam os recalques. Verificou-se que a máxima tensão de tração na camada de reforço é função da reação do solo na base do reforço e da relação Tr/Hr, onde Tr é a distância horizontal entre a borda da fundação e a borda do reforço e Hr é a espessura do reforço. A partir destas observações, foi desenvolvido um novo método de cálculo com a premissa de que a ruptura ocorra no solo e não na camada de reforço. Assim, é possível calcular a capacidade de carga considerando que fundação e reforço atuam como um elemento único, apoiado na mesma profundidade de assentamento do reforço. Ao mesmo tempo, é apresentada uma equação para previsão da máxima tensão de tração que atuará no reforço, a partir da qual, se pode dimensioná-lo com segurança. / Recent researches have shown that the use of soil-cement reinforcement layer is an alternative to increase bearing capacity and reduce settlements of shallow foundations in low resistance soils. The existing methods for predicting bearing capacity of double layer systems implicitly assume that the top layer is continuous or sufficiently greater than the foundation width. This study aims to develop a new method for bearing capacity calculation of shallow foundations supported by a soil-cement reinforcing layer, considering its lateral extension. Therefore, small scale tests of continuous foundations on a loose sandy soil, as well as, numerical analysis by the finite element method were carried out. It was observed two distinct types of failure. In the first, the reinforcement layer is punched through the sandy soil, without showing any cracking, up to a settlement which corresponds to the sand bearing capacity. In the second, after an initial settlement, the reinforcement layer breaks up, showing a fissure, which may be located near the edge or the axis of foundation, and propagates upward as the settlements continues. It was found that the maximum tensile stress in the reinforcement layer is a function of soil reaction on the reinforcement and the ratio Tr/Hr, where Tr is the horizontal distance between the edge of the foundation and the edge soil-cement layer and Hr is the thickness of the soil-cement layer. From these observations, it was developed a new calculation method, with the assumption that the failure occurs in the soil and not in the reinforcement layer. Thus, it is possible to calculate the bearing capacity considering that foundation and reinforcement act as a single element, supported at the same depth of the reinforcement base. In order to design the soil-cement layer, an equation for the maximum tensile stress prediction is provided.

A técnica de solo cimento se apresenta como uma ferramenta eficaz no melhoramento de distintos solos, adequando-os às necessidades da engenharia geotécnica. Tal tratamento do solo se aplica, por exemplo, na construção de bases para plataformas rodo-ferroviárias, camada de suporte para fundações superficiais, na prevenção da liquefação de solos granulares em condições fofas, no encapsulamento de solos contaminados e como barreiras de contenção de contaminação. Dessa forma, o presente estudo visa quantificar a influência da quantidade do cimento e da porosidade em relação ao comportamento mecânico das misturas de solos granulares com cimento. Assim, ensaios de resistência à compressão simples, resistência à compressão diametral, ensaios com bender elements e ensaios triaxiais foram realizados com o objetivo de obter uma metodologia de dosagem de solos granulares com adição de cimento. Para tal, foram utilizados um solo artificial areno-pedregulhoso, um solo arenoso grosso de origem granítica, um solo arenoso fino de origem basáltica, um solo arenoso fino de origem granítica e por último, uma areia fina uniforme, estes últimos três materiais com granulometria semelhante, mas com mineralogia e formato de grãos distintos. Em todos os ensaios foram utilizados cimento Portland CP–V (alta resistência inicial), como agente cimentante e água destilada. Corpos de prova cilíndricos foram moldados com distintos teores de cimento e porosidade. Os ensaios de resistência foram realizados após 7 dias de cura em ambiente com temperatura e umidade controlada. E os ensaios com bender elements foram realizados ao longo do tempo de cura, até 7 dias. Por último foi realizada a análise e comparação de todos os dados obtidos juntamente com outros materiais já estudados, no intuito de aprimorar o entendimento da técnica e da metodologia de dosagem de solo cimento. / The soil cement technique itself is an effective tool in the improvement of different soils, adapting them to the needs of geotechnical engineering. Such treatment of the soils might be used in the construction of road subgrades, railway platform subgrades, support layers for shallow foundations, in the encapsulation of contaminated soils in liquefaction prevention of loose granular soils and in barriers for containment of contamination. Thus, this study aimed at measuring the influence of the amount of cement and porosity on the mechanical behavior of granular soils – cement mixtures. Thus, unconfined compression, Brazilian tensile, bender elements and triaxial tests were carried out in order to obtain a dosage methodology for granular soils treated with cement. To this end, an artificial sand-gravel soil, a fine sand soil of basaltic origin, a fine sand soil of granitic origin and lastly, a coarse sandy soil, also of granitic origin were used. Early strength Portland cement was used as cementing agent, as well as distilled water. Cylindrical specimens were cast with different levels of cement and porosity. Strength tests were performed after 7 days curing in an environment with controlled temperature and humidity. Assays were performed using bender elements throughout the curing time, up to 7 days. Finally, a full analysis was performed using data obtained in present work, together with results of other granular soils treated with cement obtained through a literature review, in order to improve understanding of soil cement technique and enhance a dosage methodology of soil cement.

A adoção de técnicas de melhoramento de solos é prática cada vez mais recorrente em obras geotécnicas, contudo, os critérios de dosagem e parâmetros de previsão do comportamento desses solos parecem não acompanhar a evolução tecnológica das referidas técnicas. O parâmetro de estado para areias (ψ) não consegue representar o comportamento de areias artificialmente cimentadas, por levar em consideração apenas a influência do índice de vazios e do estado de tensões. Propõe-se, neste estudo, instituir o índice porosidade/teor volumétrico de cimento (η/Civ) como um parâmetro de estado para areias artificialmente cimentadas, por ser um critério racional que relaciona a porosidade da mistura compactada com o teor volumétrico de cimento adicionado. A partir da utilização desse parâmetro, é possível calibrar a quantidade de cimento e a energia de compactação utilizada, a fim de proporcionar uma mistura que atenda aos requisitos de projeto e que seja viável de executar em obra com os recursos materiais e financeiros disponíveis. O programa experimental compreendeu a realização de 17 ensaios triaxiais, drenados e não drenados, analisados em conjunto com resultados já obtidos em estudos anteriores. Análises do comportamento tensão-deformação, variação volumétrica-deformação axial, geração de poropressão, trajetórias de tensões drenadas e não drenadas, envoltórias de resistência, comportamento tensão-dilatância, da aplicação da teoria do estado crítico e uma breve análise estatística embasaram a comprovação de que o parâmetro η/Civ é adequado para previsão do comportamento de corpos de prova de areia artificialmente cimentados. / The adoption of soil improvement techniques is becoming more frequent in geotechnical works, however, the dosage criteria and the parameters used to predict the soil behavior do not seem to follow the technological evolution of these techniques. The state parameter for sands (ψ) cannot represent the behavior of artificially cemented sands because it considers only the influence of the void ratio and the stress state. It is proposed to establish the porosity/volumetric content of cement (η/Civ) as a state parameter for artificially cemented sands, since it is a rational criterion which relates the porosity of the compacted mixture to the volumetric content of cement added. By using this parameter, it is possible to calibrate the amount of cement and the compaction energy used in order to provide a mixture that meets the design requirements and that is feasible to perform on site construction with the material and financial resources available there. The experimental program included the realization of 17 triaxial testes, performed in the drained and undrained conditions, analyzed simultaneously with other results obtained from previous studies. Analysis of stress-strain behavior, volumetric variation-axial strain, pore pressure development, drained and non-drained stress paths, resistance envelope, stress-dilatation behavior, the application of the critical state theory, and a brief statistical analysis supported that the η/Civ parameter is suitable for predicting the behavior of artificially cemented sand specimens.

Resíduos de mineração, dispostos em barragens de rejeito, são materiais de baixas densidades e resistências, em geral – muitas vezes, suscetíveis à liquefação. Desta forma, técnicas de melhoramento de solos, tais como o Deep Soil Mixing, surgem como possibilidade à estabilização destes materiais. Neste sentido, baseado nesta técnica, este trabalho visa avaliar o comportamento mecânico de resíduos de mineração de ouro estabilizados com cimento, comparativamente aos rejeitos no estado natural, analisando fatores de influência (quantidade de agente cimentante, umidade inicial das amostras e líquido empregado na moldagem). Para este propósito, ensaios de resistência à compressão simples, de compressão diametral, de ondas ultrassônicas e triaxiais não-drenados (CIU) foram empregados. Os resultados mostram que os resíduos de mineração, nas condições representativas de campo, apresentam baixas resistências e suscetibilidade à liquefação a baixas tensões confinantes. Por sua vez, os ensaios com resíduo estabilizado com cimento revelaram que: o aumento nas taxas de cimentação, a diminuição dos teores de umidade iniciais das amostras e uso de licor proveniente das barragens de rejeito nas moldagens, repercutiram, em geral, em aumentos nas resistências (qu e qt) e na rigidez inicial (G0) das misturas As análises de variância comprovaram que todos os fatores controláveis estudados foram significativos para as respostas avaliadas e demonstraram que a influência da dosagem de cimento foi muito mais pronunciada, em relação às outras variáveis. O comportamento tensão-deformação das misturas, sob condições não-drenadas, foi típico de materiais cimentados submetidos à baixas tensões confinantes – com geração de poro-pressões negativas devidas à tendência à dilatação. Ainda, ficou demonstrado que o índice porosidade/teor volumétrico de cimento (η/Civ) é adequado para a previsão do comportamento mecânico das misturas resíduo-cimento, considerando os parâmetros estudados – ampliando a possibilidade de aplicação deste índice. Foi observado, que existe uma proporcionalidade direta entre as resistências à tração e à compressão das misturas, que independe da relação η/Civ, sendo esta traduzida através de um valor escalar único (ξ = 0,17). / Mine tailings are materials of low in situ densities and strengths, in general – often susceptible to liquefaction. In view of this, soil improvement methods such as Deep Soil Mixing can be alternatives for the stabilization of these materials. In this sense, based on DSM techniques, this research aims to analyze the mechanical behaviour of cemented gold mine tailings, comparing to its natural condition, evaluating factors that influence the stabilization (cement content, initial water content and type of water for preparing specimens). For this purpose, unconfined compressive tests, splitting tensile tests, ultrasonic pulse velocity tests and undrained triaxial (CIU) tests were used. The results showed that remoulded mine tailings samples presented low strength and liquefaction susceptibility under low confining pressures. In its turn, the tests with cemented gold tailings revealed that: increasing the cement content, decreasing initial water content and using water from the tailings pond (liquor) in moulding provided strength (qu and qt) and initial stiffness (G0) gains on the mixtures of gold mine tailings-Portland cement. In this regard, the variance analysis statistically demonstrated that all the factors chosen on the experiment were significant to the parameters assessed It is also showed that the cement content influence was much more pronounced than other factors. Furthermore, the stress-strain behaviour of the blends is typical of cemented materials under low confining pressures and undrained conditions – with negative pore-pressures build-up. In addition, it is demonstrated that the porosity/cement index controls the mechanical performance of gold tailings-Portland cement blends, considering the whole range of densities and cement contents studied – what broadens the applicability of such index. Finally, it was found a single relationship between tensile (qt) and compressive strength (qu) equal to 0.17, being independent of the porosity/cement ratio.