Assunto cada vez mais em pauta nos foros nacionais e internacionais e nas comunidades ao redor do mundo, a questão ambiental tem sido a grande responsável pela geração de produtos novos. A construção de obras de infraestrutura é um dos maiores consumidores de recursos naturais, gerando uma enorme quantidade de resíduos, acaba também por ser um setor causador do impacto ambiental. Tais resíduos, se descartados de maneira incorreta geram problemas ambientais, em contraponto o descarte em aterros sanitários tem um custo bastante elevado. Partindo dessas premissas, buscar a utilização de resíduos como matéria prima para a indústria da construção de obras de infraestrutura é o objetivo global desta pesquisa, visando benefícios ambientais e econômicos. Para tal, foram utilizados a cinza volante, obtida através da queima do carvão nas termelétricas e rica em sílica e alumina e a cal de carbureto, oriunda da produção do gás acetileno e que possui grande quantidade de óxido de cálcio. Através de ensaios de laboratório, busca-se nesta pesquisa avaliar a influência da quantidade de cal e da porosidade, isoladamente, na durabilidade, resistência à tração e resistência à compressão e a relação resistência à tração/resistência à compressão, objetiva-se ainda avaliar a utilização do parâmetro porosidade/teor volumétrico de cal na estimativa de resistência e verificar a existência de uma relação única para este parâmetro versus a perda de massa acumulada/número de ciclos. Para isto, foram escolhidos os pesos específicos aparentes secos de 10,6, 11,6 e 12,6 kN/m³ com os respectivos teores de umidade de 36,6%, 31,3% e 25 %, sendo os teores de cal de carbureto adotados de 5, 8 e 11%. Todas as amostras foram curadas por um período de 28 dias em câmara úmida a 23°C. Os resultados apontam que o incremento da quantidade de cal e do peso específico aparente seco provocam aumentos na resistência à tração por compressão diametral, na resistência à compressão simples e na durabilidade da mistura. A utilização de um expoente como ajuste para a relação porosidade/teor volumétrico de cal [η/( ) , ] apresentou-se adequada para a formulação de equações para a previsão da resistência do material cimentado e para a estimativa da perda de massa acumulada/número de ciclos. Além disso, a existência de relações únicas para o controle da resistência à tração na compressão diametral e da resistência à compressão simples em função da porosidade e teor volumétrico de cal mostraram-se úteis para as formulações de dosagem. / The environmental issue is increasingly been responsible for the generation of new products. Infrastructure construction is one of the largest consumers of natural resources. Looking for the use of industrial residues as material for the construction industry is the overall objective of this research, aiming at environmental and economic benefits. For this, present study has used fly ash (obtained by burning coal in thermoelectric power plants) and carbide lime (originated from the production of acetylene gas) to fabricate a novel material. Through laboratory tests, one aim in this research was to evaluate the influence of the amount of lime and porosity of the blend on durability, splitting tensile strength and unconfined compressive strength, as well as on tensile/compressive ratio. Another objective was to further evaluate the use of the porosity/lime index in the estimation of strength and checking for a unique relationship for this parameter versus accumulated loss of mass/number of cycles. For such study were chosen dry unit weights of 10.6 kN/m³, 11.6 kN/m³ and 12.6 kN/m³ with the respective moisture contents of 36.6%, 31.3% and 25.0% and carbide lime contents of 5%, 8% and 11%. All samples were cured for a period 28 days in a moist chamber at 23°C. The results show that increasing dry unit weight and the amount of carbide lime cause increases in durability and splitting tensile and unconfined compressive strength of the studied blends. The use of an exponent as an adjustment to the porosity/lime index [η/( ) . ] showed to be appropriate for formulating equations for predicting the strength of cemented material and to estimate the accumulated loss of mass/number of cycles. Furthermore, the existence of unique relationships for the control of splitting tensile tests and unconfined compression strength as a function of porosity and volumetric lime content proved useful for the dosage formulations.

A aplicação prática de resíduos industriais, como cinza volante proveniente da queima de carvão, em bases e sub-bases de rodovias, é de grande interesse para engenheiros geotécnicos, uma vez que reduz o consumo de recursos naturais e oferece um destino a esses resíduos. Nesse sentido, esta dissertação de mestrado avalia o desempenho de misturas cinza volante-cal submetidas a condições climáticas extremas. Foram analisadas as propriedades resistência, rigidez e durabilidade de misturas de cinza volante (25%) com areia de Osório, comparando-se ciclos de molhagem-secagem com ciclos de congelamento-degelo. Para isso variou-se: o teor de cal hidratada (3%, 5%, 7%), o grau de compactação (14,0 kN/m³, 15,0 kN/m³, 16,0 kN/m³), a adição de 0,5% de cloreto de sódio (NaCl) como catalisador e a adição de 0,5% de fibras de polipropileno. Foi estudada a influência da temperatura (23°C e 40°C) em um período de 7 dias de cura, chegando-se à conclusão que o aumento de temperatura proporciona elevados ganhos de durabilidade por congelamento e degelo, resistência e rigidez, assim como a adição de sal e fibras de polipropileno Visando ampliar esta pesquisa foi proposta a troca da matriz da mistura (areia de Osório) por fresado (RAP) e a cal hidratada pela cal de carbureto. Para esse novo tipo de mistura, também foi realizado ensaios triaxiais para análise do comportamento tensão-deformação em relação a adição de 0,5% de NaCl, onde percebeu-se um aumento de 3,4° no ângulo de atrito e de 42,8 kPa no intercepto coesivo. As misturas de RAP e cal de carbureto obtiveram melhores resultados de resistência por compressão e durabilidade do que as misturas com areia de Osório e cal dolomítica, para a mesma temperatura de cura. Posteriormente constatou-se que a perda de massa acumulada após os referidos tipos de ciclos é controlada pelo índice porosidade (η)/teor volumétrico de cal (Liv), para ambas as misturas. Além disso, percebeu-se que menores perdas de massa acumulada foram obtidas para os ciclos de molhagem e secagem comparados aos ciclos de congelamento e degelo, tanto para as misturas com areia quanto para as misturas com RAP. / The practical application of industrial residues, such as coal fly ash, on bases and sub-bases of highways, is of great interest to geotechnical engineers, since it reduces the consumption of natural resources and gives a destination to these residues. In this sense, this master's thesis evaluates the performance of coal fly ash-lime mixtures under extreme climatic conditions. Was analysed the impact of the hydrated lime content (3%, 5%, 7%), the degree of compaction (14.0 kN/m³, 15.0 kN/m³, 16.0 kN/m³), the addition of 0.5% sodium chloride (NaCl) as a catalyst and the addition of 0.5% polypropylene fibers, on strength, stiffness and durability (comparing freezing-thawing to wetting-drying cycles), in fly ash mixtures (25%) with Osório sand. The influence of temperature (23 °C and 40 °C) in a period of 7 days of cure was also studied, this increase in temperature has been shown to provide high durability (for freezeing-thawing cycles), strength and stiffness gains, as well as addition of salt and polypropylene fibers. In order to extend this research, it was propose the exchange of the matrix’s mixture (Osório sand) by reclaimed asphalt paving (RAP) and lime hydrated by carbide lime For this new type of mixture, triaxial tests are also performed to analyze the stress-strain behavior in relation to the addition of 0.5% NaCl, where a 3.4° increase in the friction angle was observed, and 42.8 kPa in the cohesive intercept. The mixtures of RAP and carbide lime obtained better strength and durability results than mixtures with Osório sand and dolomitic lime, for the same cure temperature. Subsequently, It was verified that the accumulated loss of after these kinds of cycles is controlled by the index of porosity (η) / volumetric content of lime (Liv), for both mixtures. Besides that, lower losses of accumulated mass was observed for the wetting and drying cycles, compared to the freezing and thawing cycles.

Argilas dispersivas, também conhecidas como solos altamente erosivos, são dispersas na presença de água relativamente pura, tal como a causada por precipitações. Esse fenômeno é gerado pela ação que à água intersticial presente no solo ter uma maior concentração de cátions do que a água pura de chuva. A adição de cal nestes solos, é uma técnica de melhoramento das características físicas nas argilas dispersivas, assim também como suas propriedades mecânicas. A presente pesquisa tem por objetivo quantificar a influência isolada de cada variável; quantidade de cal, porosidade e tempo de cura, sobre a resistência não confinada de um solo dispersivo tratado com cal e permitir avaliação da transformação para um estado não-dispersivo. Esta dissertação visa a compreensão dos parâmetros-chave da mistura de argila dispersiva com adição de cal para o controle das resistências à compressão simples (qu) e de tração (qt). Assim, mostra-se que a relação vazios/cal é um parâmetro adequado para avaliar estas resistências não confinadas. Em consequência, verificou-se uma única relação qt=qu igual a 0,136, sendo independente da relação vazios/cal e o tempo de cura. Além disso, verificou-se que a metodologia para previsão de Envoltórias de Mohr-Coulomb é adequada para a determinação dos parâmetros de resistência. Finalmente, desde um enfoque ambiental através da ferramenta de avaliação do ciclo de vida (ACV) foram avaliadas todas as misturas em função ao custo energético envolvido (energia incorporada). Esta avaliação foi realizada através de um comparativo em Mega Joules por metro cúbico de mistura [MJ=m3]. / Argilas dispersivas, também conhecidas como solos altamente erosivos, são dispersas na presença de água relativamente pura, tal como a causada por precipitações. Esse fenômeno é gerado pela ação que à água intersticial presente no solo ter uma maior concentração de cátions do que a água pura de chuva. A adição de cal nestes solos, é uma técnica de melhoramento das características físicas nas argilas dispersivas, assim também como suas propriedades mecânicas. A presente pesquisa tem por objetivo quantificar a influência isolada de cada variável; quantidade de cal, porosidade e tempo de cura, sobre a resistência não confinada de um solo dispersivo tratado com cal e permitir avaliação da transformação para um estado não-dispersivo. Esta dissertação visa a compreensão dos parâmetros-chave da mistura de argila dispersiva com adição de cal para o controle das resistências à compressão simples (qu) e de tração (qt). Assim, mostra-se que a relação vazios/cal é um parâmetro adequado para avaliar estas resistências não confinadas. Em consequência, verificou-se uma única relação qt=qu igual a 0,136, sendo independente da relação vazios/cal e o tempo de cura. Além disso, verificou-se que a metodologia para previsão de Envoltórias de Mohr-Coulomb é adequada para a determinação dos parâmetros de resistência. Finalmente, desde um enfoque ambiental através da ferramenta de avaliação do ciclo de vida (ACV) foram avaliadas todas as misturas em função ao custo energético envolvido (energia incorporada). Esta avaliação foi realizada através de um comparativo em Mega Joules por metro cúbico de mistura [MJ=m3].

Cada vez mais frequente a utilização de técnicas tradicionais da engenharia geotécnica depara-se com obstáculos de caráter econômico e ambiental. A técnica do solo-cal torna-se atrativa quando o melhoramento das propriedades do solo do local constitui-se numa alternativa de projeto. A técnica de tratamento de solos com cal encontra aplicação, por exemplo, na construção de bases para pavimentos, na proteção de taludes em barragens de terra e como camada de suporte para fundações superficiais. As últimas pesquisas em solos tratados com cal estão no desenvolvimento de metodologias de dosagem baseadas em critérios racionais onde a relação volume de vazios/volume de cal desempenha papel fundamental na obtenção da resistência desejada. Nesse sentido, este estudo tem por objetivo validar a relação volume de vazios/volume de cal na estimativa da resistência à compressão simples e triaxial, comportamento tensão-dilatância e rigidez inicial de um solo tratado com cal curado por períodos longos e quantificar a influência da adição de resíduos de diferentes potenciais de reatividade no comportamento mecânico do solo-cal. Para isso foram realizados ensaios de compressão simples e triaxial, medidas de sucção matricial e medidas de G0 através da técnica de bender elements. Os resultados mostram uma correlação entre resistência e o módulo cisalhante inicial; e que os mesmos crescem não linearmente com o aumento da quantidade de cal e com a redução na porosidade da mistura compactada curada por períodos longos. Para uma mesma relação vazios/cal, a adição de resíduos nas misturas teve um efeito significativo no comportamento do solo-cal estudado. A relação vazios/cal, definido pela razão entre a porosidade da mistura compactada e o teor volumétrico de cal, ajustado por uma potência, demonstrou ser um parâmetro eficaz na estimativa do comportamento mecânico do solo-cal estudado e independe do tempo de cura, de tensões confinantes e da adição de resíduos, na faixa de valores estudado. / Not rarely, the use of traditional techniques in geotechnical engineering faces obstacles of economical and environmental nature. The soil-lime technique becomes attractive when the improvement of the local soil is a project alternative. The treatment of soils with lime finds application, for instance, in the construction of pavement base layers, in slope protection of earth dams and as a support layer for shallow foundations. The last researches in soils treated with lime are in the development of dosage methodologies based on rational criteria where the voids/lime ratio plays a fundamental role in the assessment of the target strength. In that sense, this study has for objective to validate the use of the voids/lime ratio in the estimate of unconfined and confined compression strength, stress-dilatancy behavior and initial shear modulus of a treated soil with lime cured by long periods and to quantify the influence of the insertion of industrial wastes of different potentials reactivity in the mechanical behavior of the soil-lime. For that, a number of unconfined and confined compression tests, measurements of matric suction and bender elements were carried out. The results show a correlation between compression tests and the initial shear modulus; and that the same ones increased not linearly with the increase in lime content as well as with the reduction in the porosity of the compacted mixture cured for long periods. For a same voids/lime ratio value, the insertion of industrial wastes in the mixtures had a significant effect in the behavior of the soil-lime studied. In contrast, the voids/lime ratio, defined as the ratio between the porosity of the compacted mixture and the volumetric lime content, adjusted by a power, demonstrated to be the most appropriate parameter to assess the mechanical behavior of the soil-lime mixture studied and is independent of the curing time, of confined compression tests and of the insertion of industrial wastes, in the range of values studied.

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Generally, the procedure for determining the minimum lime or cement content to be added to the mixture refers to the initial estimate and attempts the standard recommendations to meet the parameters of mechanical tests, in order to define a minimum additive amount present resistance compatible with the paving design. The focus of this research was initially to analyze the dosage employed in the base layer of the GO-080 highway, in the stretch between Neropolis-GO and the BR-153 where the pavement structure consists of 20 cm thick granulometrically stabilized subbase, gravel laterite base with 20 cm thick and stabilized with 20% sand, 2% Portland cement (PC II-Z-32) and asphalt concrete surface with 5 cm thick. In addition, the aim was also to study the mechanical properties of natural gravel and their behavior when mixed with three levels (2%, 4% and 6%) of cement and hydrated lime. Therefore, laboratory tests for soil characterization, compaction tests on intermediate Proctor energy, determination of expansion and California Bearing Ratio, unconfined compression and resilient modulus of the molded mixture at the optimum moisture for three times cure (0, 7 and 28 days) were carried out. The resilient moduli results were evaluated by numerical analysis using KENLAYER software. To complement the analysis of strength parameters, diffraction X-ray and scanning electron microscopy tests were performed. The results show that for the studied soil, the chemical stabilization with lime contributed little to the increase of strength parameters, but the use of cement showed greater potential use. Differences on behavior observed in unconfined compression tests and dynamic triaxial were explained by changes that occur in the microstructure during the stabilization process. Finally, it is clear that the tropical soil stabilization process is complex, with over current mechanical tests, such as dynamic triaxial, and unconventional parameters for pavement soil analysis, such as water/cement ratio and porosity, should be analyzes incorporated in order to obtain more consistent results. / O emprego de materiais alternativos em sub-bases e bases está sendo cada vez mais frequente em pavimentos asfálticos, principalmente em regiões com ausência de materiais granulares. A estabilização química utilizando aditivos como o cimento Portland e a cal hidratada é empregada desde a antiguidade, com o objetivo de melhorar as características geotécnicas dos materiais naturais. Os solos tratados apresentam comportamento complexo, influenciados por diversos fatores como reações químicas, tipos de solo, quantidade adicionada de estabilizante, teor de umidade e o tempo e tipo de cura. Geralmente, o procedimento para determinar o teor mínimo de cal ou cimento a ser adicionado à mistura refere-se a uma estimativa inicial e segue as recomendações normativas para atender os parâmetros de ensaios mecânicos, de forma a definir um valor mínimo de aditivo que apresente resistência compatível com o projeto do pavimento. O foco desta pesquisa consistiu, inicialmente, em analisar a dosagem empregada na camada de base da rodovia GO-080, no trecho entre Nerópolis-GO e o entrocamento da BR-153, onde a estrutura do pavimento é constituída por sub-base estabilizada granulometricamente com 20 cm de espessura, base de cascalho laterítico com 20 cm de espessura e estabilizada com 20% de areia e 2% de cimento Portland (CP II-Z-32) e revestimento em concreto asfáltico de 5 cm de espessura. Além disso, objetivou-se, ainda, estudar as propriedades mecânicas do cascalho sem mistura e seu comportamento ao ser misturado com três teores (2%, 4% e 6%) de cimento e de cal hidratada. Para tanto, foram realizados ensaios laboratoriais para a caracterização do solo, ensaios de compactação na energia Proctor intermediária, determinação da expansão e do Índice de Suporte Califórnia, da resistência à compressão simples e módulo de resiliência das misturas moldadas na umidade ótima, para três tempos de cura (0, 7 e 28 dias). Para interpretação dos resultados em termos de módulo de resiliência, foram realizadas análises numéricas com o programa KENLAYER. Para complementação das análises dos parâmetros de resistência, foram realizados ensaios de difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados obtidos mostram que para o solo em questão, a estabilização química com cal pouco contribuiu com o aumento dos parâmetros de resistência. Já o uso do cimento apresentou maior potencial de utilização. As diferenças de comportamento observadas nos ensaios de compressão simples e triaxial dinâmico foram explicadas por mudanças que acontecem na microestrutura durante o processo de estabilização. Por fim, conclui-se que o processo de estabilização de solos tropicais é complexo, sendo que ensaios mecânicos mais atuais, como o triaxial dinâmico, e parâmetros não convencionais para análise de solos para pavimentação, como a relação água/cimento e porosidade, devem ser incorporados nas análises para a obtenção de resultados mais consistentes.

Este trabalho apresenta a avaliação dos efeitos da estabilização química com cal e cimento na condutividade hidráulica e resistência à compressão de um solo arenoso proveniente da Formação Botucatu (Estado de São Paulo, Brasil), com o objetivo de obter um material menos permeável e mais resistente. O projeto e análise de experimentos foram realizados através de um planejamento fatorial 3², com duas variáveis independentes: teor de umidade e porcentagem de estabilizante, variando em três níveis cada. Foi utilizado cal hidratada CH-III, cimento Portland CP II-Z32 e água fornecida pela concessionária local. Os ensaios de condutividade hidráulica (K) foram executados em permeâmetros de carga constante. Foram realizados ensaios de resistência a compressão simples (RC) após 7 e 28 dias de cura. As amostras de solo estabilizado e natural foram compactadas na energia Proctor Normal. Na avaliação da estrutura das amostras de solo estabilizado verificou-se a alteração da matriz de poros promovida pela adição de cal e cimento. Após a obtenção dos resultados, análises estatísticas possibilitaram avaliar os efeitos das variáveis independentes sobre o K e RC. Pelo método de superfície de respostas foi possível demonstrar o comportamento das misturas e identificar a tendência de alteração das propriedades. As amostras de solo-cimento alcançaram reduções de condutividade hidráulica de até 9,5 x 10-7 m/s e o menor valor experimental de K foi de 1,4 x 10-8 m/s. Os ensaios de RC, com 28 dias de cura, apresentaram acréscimo de resistência de até 5,1 MPa e os resultados obtidos possuem uma variação, aproximadamente, entre 0,1 e 5,1 MPa. O procedimento adotado permitiu avaliar a influência dos fatores e determinar as misturas ótimas para cada estabilizante. / A laboratory study was conducted to evaluate the effects of lime and cement stabilization over the hydraulic conductivity and unconfined compressive strength of a sandy soil from Botucatu Formation (São Paulo State, Brazil) with the intend to generate a less permeable and more resistant material. The experiment was performed using the technique of factorial design 3², with the two independent variables: moisture content and stabilizer percentage, varying on three levels each. Hydraulic conductivity (K) was measured in constant-head permeameters. Unconfined compressive strength (CS) was measured after 7 and 28 days of curing. The samples of stabilized and natural soils were compacted with the normal Proctor energy. The evaluation of the stabilized soil structure verified a pore matrix modification promoted by lime and cement addition. With the results of the characterization, statistical analysis allowed to assess the effects of the variable factors on K and CS. The response surface method was used to demonstrate the hydraulic and compressive strength behavior of the stabilized soil. The soil-cement hydraulic conductivity achieved reductions up to 9.5 x 10-7 m/s and the lowest K experimental value was 1.4 x 10-8 m/s. The compressive strength, with 28 days of curing, presented an increase in CS up to 5.1 MPa and the obtained results showed a range between 0.1 and 5.1 MPa. The adopted experimental procedure allows the assessment of the variables influence and the determination of the optimal mixtures for each stabilizer.

Esta pesquisa teve como objetivo estudar a dosagem de cal para a estabilização de um solo de comportamento laterítico (LG\') e outro não laterítico (NG\'). Para a estabilização foram utilizadas duas cales dolomíticas (CH-I e CH-III) e aplicados dois métodos de dosagem de solo-cal (ASTM D 6276 e o método de Thompson). Os teores de cal indicados pelos métodos foram baixos e não convergiram para o mesmo valor, por isso, para os ensaios mecânicos foram adotados os teores de 5%, 7,5% e 10% de cal. Os corpos de prova de solo-cal foram curados em uma estufa ventilada a uma temperatura controlada de 50°C por 0, 2, 7 e 14 dias. No programa experimental, foram feitas avaliações de propriedades mecânicas, de resistência à compressão simples (RCS), sem e após imersão, e do módulo de resiliência (MR); e avaliações de microestruturas, a partir de imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e de resultados de difração de raios X (DRX). Os resultados do estudo das propriedades mecânicas mostraram que: (i) com o teor de cal adequado as misturas solo-cal apresentaram importantes incrementos de resistência, sendo que após 14 dias de cura, as RCS aumentaram 3,5 a 4 vezes para as misturas NG\'+10% CH-I e LG\'+10% CH-I, respectivamente; (ii) houve manutenção de uma parcela de RCS mesmo após imersão em água (por 4h), o que foi atribuído à ocorrência das reações cimentantes; (iii) a adição de cal aumentou o MR do solo independente do tipo e do teor de cal empregado e mudou o comportamento resiliente da mistura, que passou a se comportar como material granular. Com relação à análise da microestrutura, pode-se constatar (iv) mudança de textura do solo e formação de compostos cimentantes, a partir das imagens de MEV; (v) alterações na composição química das misturas ao longo do período de cura, como notado nos resultados de EDS; e (vi) a formação de novos picos nos difratogramas dos materiais, evidenciando a formação de novos compostos minerais. As misturas estudadas nessa pesquisa, no geral, mostraram bons resultados após a estabilização e ainda que podem ser usadas como camadas de pavimentos se a dosagem for feita de maneira adequada. / This research aimed to study the lime content for stabilization of a lateritic (LG\') and a non-lateritic (NG\') soil. For the stabilization, two dolomitic limes (CH-I and CH-III) were used and two soil-lime procedures to estimate de lime content were applied (ASTM D 6276 and Thompson\'s method). The lime contents indicated by the methods were low and did not converge to the same value, therefore, for the mechanical tests were adopted the lime contents of 5%, 7.5% and 10% of lime. Soil-lime samples were cured in an air circulated oven at a controlled temperature of 50°C for 0, 2, 7 and 14 days. In the experimental program, evaluations of mechanical properties, unconfined compressive strength (UCS), without and after immersion in water, and the resilience modulus (RM) were evaluated; reviews of microstructures, images from scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) and results of X-ray diffraction (XRD) were analysed. The results of the mechanical properties showed that: (i) with the appropriate lime content, the soil-lime mixtures presented significant increases in strength, and after 14 days of cure, the UCS increased by 3.5 to 4 times for the mixtures NG\'+ 10% CH-I and LG\' + 10% CH-I, respectively; (ii) there was maintenance of a UCS portion even after immersion in water (for 4 h), which was attributed to the occurrence of cementing reactions; (iii) addition of lime increased the RM of the soil independent of the type and lime content applied and changed the resilient behavior of the mixture, which behave as a granular material. Regarding the analysis of the microstructure, we can verify (iv) change of soil texture and formation of cementing compounds, from SEM images; (v) changes in the chemical composition of the mixtures over the curing period, as noted in the EDAX results; and (vi) the formation of new peaks in the diffractograms of the materials, evidencing the formation of new mineral compounds. The mixtures studied in this research, in general, showed good results after stabilization and that can be used as layers of pavements if the properly content of lime is applied.

Argilas dispersivas, também conhecidas como solos altamente erosivos, são dispersas na presença de água relativamente pura, tal como a causada por precipitações. Esse fenômeno é gerado pela ação que à água intersticial presente no solo ter uma maior concentração de cátions do que a água pura de chuva. A adição de cal nestes solos, é uma técnica de melhoramento das características físicas nas argilas dispersivas, assim também como suas propriedades mecânicas. A presente pesquisa tem por objetivo quantificar a influência isolada de cada variável; quantidade de cal, porosidade e tempo de cura, sobre a resistência não confinada de um solo dispersivo tratado com cal e permitir avaliação da transformação para um estado não-dispersivo. Esta dissertação visa a compreensão dos parâmetros-chave da mistura de argila dispersiva com adição de cal para o controle das resistências à compressão simples (qu) e de tração (qt). Assim, mostra-se que a relação vazios/cal é um parâmetro adequado para avaliar estas resistências não confinadas. Em consequência, verificou-se uma única relação qt=qu igual a 0,136, sendo independente da relação vazios/cal e o tempo de cura. Além disso, verificou-se que a metodologia para previsão de Envoltórias de Mohr-Coulomb é adequada para a determinação dos parâmetros de resistência. Finalmente, desde um enfoque ambiental através da ferramenta de avaliação do ciclo de vida (ACV) foram avaliadas todas as misturas em função ao custo energético envolvido (energia incorporada). Esta avaliação foi realizada através de um comparativo em Mega Joules por metro cúbico de mistura [MJ=m3]. / Argilas dispersivas, também conhecidas como solos altamente erosivos, são dispersas na presença de água relativamente pura, tal como a causada por precipitações. Esse fenômeno é gerado pela ação que à água intersticial presente no solo ter uma maior concentração de cátions do que a água pura de chuva. A adição de cal nestes solos, é uma técnica de melhoramento das características físicas nas argilas dispersivas, assim também como suas propriedades mecânicas. A presente pesquisa tem por objetivo quantificar a influência isolada de cada variável; quantidade de cal, porosidade e tempo de cura, sobre a resistência não confinada de um solo dispersivo tratado com cal e permitir avaliação da transformação para um estado não-dispersivo. Esta dissertação visa a compreensão dos parâmetros-chave da mistura de argila dispersiva com adição de cal para o controle das resistências à compressão simples (qu) e de tração (qt). Assim, mostra-se que a relação vazios/cal é um parâmetro adequado para avaliar estas resistências não confinadas. Em consequência, verificou-se uma única relação qt=qu igual a 0,136, sendo independente da relação vazios/cal e o tempo de cura. Além disso, verificou-se que a metodologia para previsão de Envoltórias de Mohr-Coulomb é adequada para a determinação dos parâmetros de resistência. Finalmente, desde um enfoque ambiental através da ferramenta de avaliação do ciclo de vida (ACV) foram avaliadas todas as misturas em função ao custo energético envolvido (energia incorporada). Esta avaliação foi realizada através de um comparativo em Mega Joules por metro cúbico de mistura [MJ=m3].

Este trabalho teve como objetivo estudar o comportamento de dois solos estabilizados com cal hidratada (CH-III), um solo laterítico (LG´) e outro não laterítico (NG´), coletados de um mesmo local na cidade de Dois Córregos-SP. Para tanto, foram realizados os procedimentos de dosagem de Solo-Cal do Método do pH (ASTM D 6276-99a), que resultou nos teores de 4% de cal, para o solo LG´ e de 6%, para o solo NG´. No programa experimental foram avaliadas as propriedades mecânicas (RCS e RT) originais e após imersão para diferentes dias de cura (0, 7, 28 e 60 dias), após as primeiras constatações, foram realizados complementarmente ensaios mecânicos (módulo de resiliência, MR, e deformação permanente, DP) e de imagens por microscopia eletrônica de varredura (MEV) também para tempos de cura diferentes. Os resultados dos ensaios permitiram verificar que (i) a parcela mais importante do ganho de resistência (RCS e RT) devido à adição de cal aconteceu nos primeiros sete dias de cura e após os 28 dias, há uma tendência de estabilização do ganho de resistência, contudo, nenhuma das misturas superou as RCS e RT do solo original; (ii) os resultados dos ensaios de RCS e RT em corpos de prova após imersão só foram possíveis nas misturas solo-cal (a partir de 7 dias) indicando que parcela dessas resistências são atribuídas à cimentação desenvolvida entre o solo e a cal; (iii) os resultados de MR mostraram algum ganho de rigidez dos materiais, o que levou à redução na deformação (DP) em 67% para as mistura com solo LG´ e cal e 52% para as com solo NG´ e cal; (iv) as análises das imagens de MEV mostraram mudanças texturais dos materiais, indicando a ocorrência de reações imediatas da cal com os dois tipos de solo, entretanto, não foram obtidas imagens compatíveis com estruturas que evidenciassem reações pozolânicas. Os resultados desta pesquisa levantam questões sobre o método de dosagem e a possibilidade da cal estar carbonatada. Essas questões evidenciam a necessidade de se desenvolver uma normalização dos métodos de dosagem e avaliação das misturas solo-cal adequados para aplicação aos solos tropicais. / The objective of this study was to analyze the behavior of a lateritic (LG´) and a non-lateritic (NG´) soils stabilized with hydrated lime (CH-III). The soils were collected at the same location, nearby the town of Dois Córregos-SP. Thus, the pH method to estimate the soillime proportion (ASTM D 6276-99a) was performed, which resulted in the content of 4% lime for the LG\' soil, and 6% for the NG\' soil. The laboratory tests have assessed the original and immersed mechanical properties (UCS and TS) at different curing periods (0, 7, 28 and 60 days). Complementary tests such as resilient modulus (MR), permanent deformations (DP) and scanning electron microscopy (SEM) were also performed at different curing periods. The results have shown that (i) the major part of strength improvement (UCS and TS) due to addition of lime has taken place in the first seven days of curing and, after 28 days, the improvements tend to stabilize; however, none of the admixtures have surpassed UCS and TS values of original soil; (ii) UCS and TS results of specimens after immersion were only obtained in the soil-lime admixtures (after 7 days of curing), this indicates that a portion of these strengths are attributed to cementation developed between soil and lime; (iii) the MR results have presented some stiffness improvement in the materials, which has resulted in reductions of the permanent deformation (DP), about 67% for LG\' soil admixtures and 52% for NG\' soil admixtures; (iv) the analyses of SEM images have shown textural changes in the materials, which depict the occurrence of immediate reactions of the lime for both types of soil, however it was not possible to obtain images presenting structures that could distinguish pozzolanic reactions. The research\'s results lead to questions about the dosage method and the possibility of lime carbonation. These questions highlight the need of developing standards for a soil-lime design method and an admixture assessment applicable to tropical soils.

Cada vez mais frequente a utilização de técnicas tradicionais da engenharia geotécnica depara-se com obstáculos de caráter econômico e ambiental. A técnica do solo-cal torna-se atrativa quando o melhoramento das propriedades do solo do local constitui-se numa alternativa de projeto. A técnica de tratamento de solos com cal encontra aplicação, por exemplo, na construção de bases para pavimentos, na proteção de taludes em barragens de terra e como camada de suporte para fundações superficiais. As últimas pesquisas em solos tratados com cal estão no desenvolvimento de metodologias de dosagem baseadas em critérios racionais onde a relação volume de vazios/volume de cal desempenha papel fundamental na obtenção da resistência desejada. Nesse sentido, este estudo tem por objetivo validar a relação volume de vazios/volume de cal na estimativa da resistência à compressão simples e triaxial, comportamento tensão-dilatância e rigidez inicial de um solo tratado com cal curado por períodos longos e quantificar a influência da adição de resíduos de diferentes potenciais de reatividade no comportamento mecânico do solo-cal. Para isso foram realizados ensaios de compressão simples e triaxial, medidas de sucção matricial e medidas de G0 através da técnica de bender elements. Os resultados mostram uma correlação entre resistência e o módulo cisalhante inicial; e que os mesmos crescem não linearmente com o aumento da quantidade de cal e com a redução na porosidade da mistura compactada curada por períodos longos. Para uma mesma relação vazios/cal, a adição de resíduos nas misturas teve um efeito significativo no comportamento do solo-cal estudado. A relação vazios/cal, definido pela razão entre a porosidade da mistura compactada e o teor volumétrico de cal, ajustado por uma potência, demonstrou ser um parâmetro eficaz na estimativa do comportamento mecânico do solo-cal estudado e independe do tempo de cura, de tensões confinantes e da adição de resíduos, na faixa de valores estudado. / Not rarely, the use of traditional techniques in geotechnical engineering faces obstacles of economical and environmental nature. The soil-lime technique becomes attractive when the improvement of the local soil is a project alternative. The treatment of soils with lime finds application, for instance, in the construction of pavement base layers, in slope protection of earth dams and as a support layer for shallow foundations. The last researches in soils treated with lime are in the development of dosage methodologies based on rational criteria where the voids/lime ratio plays a fundamental role in the assessment of the target strength. In that sense, this study has for objective to validate the use of the voids/lime ratio in the estimate of unconfined and confined compression strength, stress-dilatancy behavior and initial shear modulus of a treated soil with lime cured by long periods and to quantify the influence of the insertion of industrial wastes of different potentials reactivity in the mechanical behavior of the soil-lime. For that, a number of unconfined and confined compression tests, measurements of matric suction and bender elements were carried out. The results show a correlation between compression tests and the initial shear modulus; and that the same ones increased not linearly with the increase in lime content as well as with the reduction in the porosity of the compacted mixture cured for long periods. For a same voids/lime ratio value, the insertion of industrial wastes in the mixtures had a significant effect in the behavior of the soil-lime studied. In contrast, the voids/lime ratio, defined as the ratio between the porosity of the compacted mixture and the volumetric lime content, adjusted by a power, demonstrated to be the most appropriate parameter to assess the mechanical behavior of the soil-lime mixture studied and is independent of the curing time, of confined compression tests and of the insertion of industrial wastes, in the range of values studied.