A questão central deste trabalho é demonstrar a viabilidade técnica e econômica da estabilização de solos com os cimentos pozolânicos de cinza de casca de arroz e de resíduo cerâmico. Para alcançar este objetivo o trabalho foi desenvolvido em duas etapas: a primeira referente ao desenvolvimento dos cimentos pozolânicos e a segunda referente à estabilização do solo propriamente dita. Em ambas as etapas adotou-se o critério da simplicidade e da possibilidade de utilização de equipamentos leves e de absorção de mão-de-obra não especializada. Os resultados técnicos e econômicos referentes ao cimento pozolânico de cinza de casca de arroz foram animadores; porém o mesmo não ocorreu com o cimento pozolânico de resíduo cerâmico que apresentou um desempenho em um patamar inferior. Quanto à estabilização de solos, os experimentos e a avaliação econômica efetuada mostram que a eficácia dos cimentos pozolânicos utilizados é limitada sendo difícil a obtenção de resultados comparáveis com o atualmente obtido com o cimento Portland. / The main scope of this work is to demonstrate the technical and economical viability of the soil stabilization with pozzolanic cements made from rice husk ash and waste bricks and tiles. In order to reach this objective the work has been developed in two stages: the first referes to the development of the pozzolanic cement and the second one referes to the soil stabilization. In both these stages the criteria that has been adopted was of the simplicity, of the use of light equipments and of non skilled labour. The technical and economical results referring to the rice husk ash pozzolanic cement were encouraging; but the same was not the case with the waste bricks and tiles pozzolanic cement that had an inferior performance. As regards the soil stabilization, the tests and the economical evaluation show that the efficiency of the pozzolanic cement is limited thus the results achieved are not as good as of the Portland cement.

O Estado do Maranhão possui uma rede de aproximadamente 55.000 km de estradas, em sua grande maioria com volumes diários médios inferiores a 400 veículos, e uma baixa densidade de rodovias pavimentadas (0,02 km/km²). Os recursos escassos das administrações públicas impossibilitam a realização de novas obras de pavimentação no Maranhão, em ritmo adequado para que alcance padrões similares aos dos Estados brasileiros mais desenvolvidos. A busca de alternativas de pavimentação ou de melhoria da trafegabilidade das estradas, empregando materiais disponíveis na região e técnicas que sejam introduzidas facilmente no meio técnico local, foi a motivação central do trabalho. O uso de solo local reduz consideravelmente os custos, por evitar grandes distâncias de transporte, porém muitos solos de ocorrência na região precisam de estabilização para o emprego em pavimentos. A estabilização destes solos por meio de emulsão asfáltica é uma das alternativas existentes e compõe o objetivo central da tese. Apesar de ser uma técnica utilizada no passado, há poucos trabalhos publicados e não se dispõe de uma norma brasileira que trate de um procedimento laboratorial, nem tampouco uma especificação de serviço que trate das técnicas executivas. Neste trabalho, realizouse um levantamento das ocorrências de solo na região da ilha de São Luis e a seleção de quatro solos para mistura com um tipo de emulsão apropriada para esta finalidade. Realizaram-se ensaios básicos de caracterização dos solos e da emulsão asfáltica, testando-se diversas porcentagens de emulsão e de umidade da mistura solo-emulsão. Compactaram-se e curaram-se corpos-de-prova em diferentes condições, de modo a identificar a melhor prática e os eventuais ganhos com o tempo e forma de cura em laboratório. Foram determinadas propriedades mecânicas destas misturas solo-emulsão de forma a qualificar os materiais e compará-los entre si e com os materiais de pavimentação usualmente empregados na região. Conceberam-se dois trechos experimentais, com acompanhamento técnico da execução da obra. Após solicitação ao tráfego, os trechos foram monitorados por meio de deflectometria e evolução das patologias. A pesquisa laboratorial e os trechos concebidos e avaliados possibilitaram a proposição de um procedimento laboratorial para a mistura solo-emulsão e de um método executivo para pavimentos, aplicáveis para a região estudada, mas que podem servir de base para estudos com outros solos e regiões, e melhoria da técnica. / The Brazilian State of Maranhão has a road network of 55,000-km, mainly with an average daily traffic lower than 400 vehicles and a low density of paved roads (0.02- km/km²). Limited Government funds inhibit new paving works, so the State of Maranhão cannot reach road patterns similar to those of other more developed States in Brazil. The search for a paving alternative or for the improvement on the road traffic conditions, using local materials available and procedures that can be easily introduced in the local technical environment, was the prior motivation in this work. The use of a local soil considerably reduces the amount spent on long hauls; however, many occurrence soils in this region need stabilization to be employed in paving works. The stabilization of these soils by asphalt emulsions is one of the current alternatives and is the main purpose of this thesis. Despite being a technique used in the past, there are a few papers published and there is neither a Brazilian standard for guiding laboratory tests nor a service specification concerning construction techniques. In this work, a soil occurrence survey was carried out in the region of São Luis Island and also the selection of four soils to be mixed with one type of emulsion appropriate to this purpose. Basic tests for characterizing the soils and the asphalt emulsion were made, testing several percentages of emulsion and moisture of the mixtures soil-emulsion. Samples were compacted and cured in different conditions, in order to identify the best practice and laboratory way of curing, as well as possible gains over time. Some mechanical properties of those soilemulsion mixtures were determined to qualify the materials and to make a comparison among them and also with paving materials usually employed in the region. Two trial sections were constructed, with technical monitoring of the whole process, including the construction work. After loading by the traffic, they were monitored by means of deflections and defects evolution. The laboratory research and the trial sections studied enabled the development of a proposition containing a laboratory procedure for the mixture soil-emulsion and a paving executive method, applicable to the studied region, but it can serve as a basis for studies of other soils and regions and for improving the technique.

O Estado do Maranhão possui uma rede de aproximadamente 55.000 km de estradas, em sua grande maioria com volumes diários médios inferiores a 400 veículos, e uma baixa densidade de rodovias pavimentadas (0,02 km/km²). Os recursos escassos das administrações públicas impossibilitam a realização de novas obras de pavimentação no Maranhão, em ritmo adequado para que alcance padrões similares aos dos Estados brasileiros mais desenvolvidos. A busca de alternativas de pavimentação ou de melhoria da trafegabilidade das estradas, empregando materiais disponíveis na região e técnicas que sejam introduzidas facilmente no meio técnico local, foi a motivação central do trabalho. O uso de solo local reduz consideravelmente os custos, por evitar grandes distâncias de transporte, porém muitos solos de ocorrência na região precisam de estabilização para o emprego em pavimentos. A estabilização destes solos por meio de emulsão asfáltica é uma das alternativas existentes e compõe o objetivo central da tese. Apesar de ser uma técnica utilizada no passado, há poucos trabalhos publicados e não se dispõe de uma norma brasileira que trate de um procedimento laboratorial, nem tampouco uma especificação de serviço que trate das técnicas executivas. Neste trabalho, realizouse um levantamento das ocorrências de solo na região da ilha de São Luis e a seleção de quatro solos para mistura com um tipo de emulsão apropriada para esta finalidade. Realizaram-se ensaios básicos de caracterização dos solos e da emulsão asfáltica, testando-se diversas porcentagens de emulsão e de umidade da mistura solo-emulsão. Compactaram-se e curaram-se corpos-de-prova em diferentes condições, de modo a identificar a melhor prática e os eventuais ganhos com o tempo e forma de cura em laboratório. Foram determinadas propriedades mecânicas destas misturas solo-emulsão de forma a qualificar os materiais e compará-los entre si e com os materiais de pavimentação usualmente empregados na região. Conceberam-se dois trechos experimentais, com acompanhamento técnico da execução da obra. Após solicitação ao tráfego, os trechos foram monitorados por meio de deflectometria e evolução das patologias. A pesquisa laboratorial e os trechos concebidos e avaliados possibilitaram a proposição de um procedimento laboratorial para a mistura solo-emulsão e de um método executivo para pavimentos, aplicáveis para a região estudada, mas que podem servir de base para estudos com outros solos e regiões, e melhoria da técnica. / The Brazilian State of Maranhão has a road network of 55,000-km, mainly with an average daily traffic lower than 400 vehicles and a low density of paved roads (0.02- km/km²). Limited Government funds inhibit new paving works, so the State of Maranhão cannot reach road patterns similar to those of other more developed States in Brazil. The search for a paving alternative or for the improvement on the road traffic conditions, using local materials available and procedures that can be easily introduced in the local technical environment, was the prior motivation in this work. The use of a local soil considerably reduces the amount spent on long hauls; however, many occurrence soils in this region need stabilization to be employed in paving works. The stabilization of these soils by asphalt emulsions is one of the current alternatives and is the main purpose of this thesis. Despite being a technique used in the past, there are a few papers published and there is neither a Brazilian standard for guiding laboratory tests nor a service specification concerning construction techniques. In this work, a soil occurrence survey was carried out in the region of São Luis Island and also the selection of four soils to be mixed with one type of emulsion appropriate to this purpose. Basic tests for characterizing the soils and the asphalt emulsion were made, testing several percentages of emulsion and moisture of the mixtures soil-emulsion. Samples were compacted and cured in different conditions, in order to identify the best practice and laboratory way of curing, as well as possible gains over time. Some mechanical properties of those soilemulsion mixtures were determined to qualify the materials and to make a comparison among them and also with paving materials usually employed in the region. Two trial sections were constructed, with technical monitoring of the whole process, including the construction work. After loading by the traffic, they were monitored by means of deflections and defects evolution. The laboratory research and the trial sections studied enabled the development of a proposition containing a laboratory procedure for the mixture soil-emulsion and a paving executive method, applicable to the studied region, but it can serve as a basis for studies of other soils and regions and for improving the technique.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-06-23T13:12:43Z No. of bitstreams: 1 127156.pdf: 1982795 bytes, checksum: 61427189e4a147d4198c8d4f98f6726d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-23T13:12:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 127156.pdf: 1982795 bytes, checksum: 61427189e4a147d4198c8d4f98f6726d (MD5) Previous issue date: 1971-07 / Estuda, em laboratório, a adequação do ácido fosfórico à estabilização de um solo laterítico fino. O solo estudado foi uma "terra roxa legítima", oriunda da Cidade de Campinas, Estado de São Paulo. Este é um solo laterítico, proveniente da alteração de diabásio, contendo 20% de Fe2 O3 livre, tendo 100% passado na peneira número 20 (0,84 mm) e 74,1% na número 200 (0,076 mm). Utilizando-se o ensaio de compressão simples, principalmente, investigaram-se as variáveis seguintes: I- Percentagem de ácido fosfórico (em relação ao peso do solo seco); II- Quantidade de solução empregada na compactação; III- Tempo de cura; IV- Energia de compactação; V- Temperatura de cura. Além das investigações acima citadas, que constituem o objeto principal do trabalho, realizaram-se também dois pequenos estudos: a) determinação da resistência à tração pelo método da compressão diametral; b) determinação da resistência à compressão simples de corpos de prova de solo tratado pelo cimento Portland, para comparação com um aditivo estabilizador comum. Os resultados mostram que o solo em questão, que era inadequado para uso como camada de um pavimento, após o tratamento com ácido fosfórico poderá vir a ter esta utilização. / A laboratory research work was performed in order do verify the possibilities of stabilizing a fine lateritic soil with phosphoric acid. A sample of "terra roxa legítima" from Campinas, São Paulo, was studied. This is a lateritic soil resulting from the weathering of a diabase, and presenting 20% of free Fe2 O3; it has 100% passing no. 20 sieve and 74.1% passing no. 200 sieve. The experimental work was carried out mainly through unconfined compression tests in order to observe the influence on strength of the following variables. I- Percentage of phosphoric acid (on a dry soil weight basis); II- Amount of solution used in compacting the soil; III- Curing time; IV- Compaction energy; V- Curing temperature. A few other secondary studies were also performed: a) tensile strength from diameter compression tests; b) unconfined compression tests of soil treated with Portland cement, to compare with a common stabilizing agent. According to the results obtained, the soil that was inadequate to be used in a pavement layer, became strong enough for that purpose when treated with phosphoric acid.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-08-30T16:55:42Z No. of bitstreams: 1 141784.pdf: 1891661 bytes, checksum: c75a9cf5cfd931fe44fb84e1cb948b60 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-30T16:55:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 141784.pdf: 1891661 bytes, checksum: c75a9cf5cfd931fe44fb84e1cb948b60 (MD5) Previous issue date: 1975-12 / Estudo, em laboratório, da estabilização de um solo arenoso misturado à cinza volante e cal hidratada cálcica e a verificação do efeito de adições de cimento portland e de brita na resistência da mistura. A fim de destacar a atuação da cinza volante escolheu-se um solo não coesivo - areia uniforme de duna costeira - que geralmente não é dos mais indicados à estabilização com cimento e muito menos com cal. A estabilização é desenvolvida pela cimentação dos grãos de areia, resultante da reação pozolânica entre a cal e a cinza, quando umedecidas. Foram estudadas três misturas diferentes. A primeira com 4% de cal, 13% de cinza volante e 83% de areia de dunas foi considerada como mistura básica. A segunda com 4% de cal, 13% de cinza volante e 83% de areia de dunas acrescida de 1% de cimento portland de alta resistência inicial, em relação à soma dos outros três componentes, para verificar o efeito do cimento como aditivo. A terceira com 4% de cal, 13% de cinza volante, 53% de areia de dunas e 30% de pedra britada, acrescida de 1% de cimento portland de alta resistência inicial, em relação à soma dos outros três componentes, procurando-se determinar o efeito da brita na mistura. Todas as misturas foram compactadas com duas energias de compactação: a do Proctor intermediário e a do modificado. Os corpos de prova cilíndricas têm 20 cm de altura por 10 cm de diâmetro. Três idades de cura foram adotadas: 7, 14 e 28 dias. Ensaios realizados: compressão axial simples e compressão diametral. Obtiveram-se valores de resistência à compressão axial simples variando de 2,1 kgf/cm2 até 94 kgf/cm2 e à compressão diametral variando de 2,2 kgf/cm2 até 10,4 kgf/cm2, conforme a dosagem, umidade de moldagem, energia de compactação e tempo de cura. A experiência de laboratório comprova as possibilidades deste tipo de estabilização de solos, em dosagens que atenderão a uma gama bastante ampla de utilização em sub-bases e bases de pavimentos. / Study on the stabilization of sand with fly ash and hidrated calcitic lime, and the effects of admixing portland cement and crushed stone on the compressive strength of the mix. In order to enhance fly ash role the soil chosen was a non-cohesive one - a uniform dune sand - which is not quite suitable for stabilization with cement and not at all with lime. Stabilization effect results from cementation of sand grains by the product from pozzolanic reaction of lime with fly ash in wet condition. Three different mixtures were studied. First mixture: lime 4%, fly ash 13%, sand 83%, considered the basic one. Second mixture: same with 1% portland cement of high early strength to study its effect as additive. Third mixture: lime 4%, fly ash 13%, sand 53%, crushed stone 30%, added 1% portland cement of high early strenght; studied effect of adding crushed stone to the mix. All mixes were compacted using two energies: intermediate and modified compactive efforts. Cylindrical specimens, height 20 cm, diameter 10 cm. Curing ages: 7, 14 and 28 days. Texting: axial compression and diammetrical (split tensile) compression. Unconfined compressive strengths varied from 2,1 to 94 kgf/cm2 and tensile strength from 2,2 to 10,4 kgf/cm2, depending on mix composition, compaction effort and curing time. Laboratory experiments confirm possibilities of this king of soil stabilization suitable for many applications in sub-base and base pavement courses.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-10-02T14:22:38Z No. of bitstreams: 1 154103.pdf: 1357381 bytes, checksum: ab3ca69ce85da5b1dd74efcf3a4de0f5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-02T14:22:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 154103.pdf: 1357381 bytes, checksum: ab3ca69ce85da5b1dd74efcf3a4de0f5 (MD5) Previous issue date: 1979-02 / Este trabalho tem como objetivo verificar o comportamento da cal de carbureto como estabilizante de uma argila caolinítica. Em paralelo, foi feito um estudo comparativo entre os efeitos da cal de carbureto e de uma cal calcítica hidratada comercial comum sobre esse mesmo solo. As etapas deste trabalho consistiram de: análise da cal de carbureto, da cal calcítica e do solo; efeitos da cal de carbureto e da cal calcítica, ambas em diversas proporções, sobre o solo; conclusões. / The purpose of this research work was to verify the behavior of the waste lime in stabilization of a kaolinitic clay. Parallel to this, a comparative study was done between the effects of the waste lime and the effects of a calcitic hidrated lime on this soil. The steps of this research work consisted of: analysis of the waste lime, of the calcitic lime, and analysis of the soil; the effects of the waste lime and the effects of calcitic lime, in varied proportions, in stabilization of this soil; conclusions.

Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-07-13T21:39:37Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Sergio Carvalho de Paiva.pdf: 12914403 bytes, checksum: cf2019e717fdd9a51894459b983f5d2d (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-07-18T20:31:23Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Sergio Carvalho de Paiva.pdf: 12914403 bytes, checksum: cf2019e717fdd9a51894459b983f5d2d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-18T20:31:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Sergio Carvalho de Paiva.pdf: 12914403 bytes, checksum: cf2019e717fdd9a51894459b983f5d2d (MD5) Previous issue date: 2016-10-31 / Argilas expansivas são solos problemáticos para edificações e obras de infraestrutura em todo o mundo, causando danos socioeconômicos e ambientais. Dois requisitos básicos são necessários para um solo exibir expansividade, um intrínseco e outro extrínseco. O intrínseco está relacionado com a composição mineralógica, textura e estrutura que devem existir e entrar em funcionamento, em nível microescala, mecanismos que produzam a instabilidade volumétrica do solo. O extrínseco está relacionado com a climatologia, a hidrogeologia, a vegetação e a ocupação antrópica que devem estar presentes e capazes de transferir a umidade de um ponto a outro do solo. A mistura da cal com solo expansivo é uma das técnicas de estabilização. Este material tem propriedades físico-químicas capazes de conferir ao solos expansivo, quando misturado, mudanças na microestrutura das partículas devido à floculação e a reações pozolânicas. Atualmente encontra-se no estado de Pernambuco a execução de grandes programas habitacionais e obras de infraestrutura. Cerca de 51,2% da área do Estado tem suscetibilidade alta e média de ocorrência de solos expansivo. Um programa de investigação geotécnica de campo e laboratório fori realizado com o objetivo de analisar o comportamento geomecânico dos solos naturais dos municípios de Cabrobó, Ipojuca, Paulista - PE e dos efeitos da adição da cal a esses nas proporções de 1%, 3%, 5%, 7%. Foram realizados ensaios de caracterização física, química mineralógica, microestrutural, ensaios para avaliar a expansão livre, tensão de expansão e a resistência à compressão simples. Os solos de Cabrobó, Ipojuca e Paulista apresentaram interestratificação irregular de minerais do tipo 2:1 esmectitas e vermiculitas. O solo de Cabrobó tem expansividade média e pode causar nas edificações fissuras importantes enquanto os solos de Ipojuca e Paulista têm expansividade alta e pode causar danos as edificações que levam a demolição. A avaliação da tensão de expansão depende do estado tensional. O teor de cal determinado pelo critério de Eades e Grim (1966) para estabilizar os solos foi consistente para os solos de Cabrobó e Paulisa mas não foi eficaz para estabilizar o solo de Ipojuca. Os solos de Cabrobó, Ipojuca e Paulista foram estabilizados quanto a expansão livre, tensão de expansão para teor de cal de 3%, 11% e 5%, respectivamente. O teor de cal para estabilizar a expansão dos solos deve atender a nulidade da expansão livre e tensão de expansão simultaneamente. / Expansive Clays are problematic soils for infrastructure buildings worldwide, causing socioeconomic and environmental damage. Two basic requirements are necessary for a soil to show expansiveness, an intrinsic and other extrinsic. The intrinsic one is associated with the mineralogical composition, texture and structure which must be up and functioning in microscale level, mechanisms that produce the volume of soil instability. The extrinsic requirement is related to climatology, hydrology, vegetation and human occupation that must be present and able to transfer moisture from one point to another in soil. The mixing of lime with expansive soils is one of the stabilization techniques. This material has physicochemical properties capable of providing the expansive soils, when mixed, changes in microstructure of the particles due to flocculation and pozzolanic reactions. The execution of large housing programs and infrastructure work is currently happening in the state of Pernambuco. About 51.2% of the state area has high and average susceptibility occurrence of expansive soils. A geotechnical investigation program of field and laboratory was conducted with the objective of analyzing the geomechanical behavior of natural soils of the municipalities of Cabrobó, Ipojuca and Paulista - PE and the effects of adding lime to those in the proportions of 1%, 3% 5% and 7%. The soils of Cabrobó and Ipojuca have irregular interstratification of 2: 1 type minerals, mica and expansive smectite, vermiculite and chlorite and the Paulista soil features irregular interstratification type 2:1 expansive mica smectite and vermiculite with the presence of kaolinite. The soil of Cabrobó has average grade expansiveness and can cause important cracks in the buildings and the soils of Ipojuca and Paulista have high degree of expansiveness and can cause damage to buildings that lead to demolition. The evaluation of expansion tension depends on the tensional state. The lime content determined by the criterion of Eades and Grim (1966) to stabilize the soil was consistent for Cabrobó and Paulista soils but was not effective to stabilize the soil of Ipojuca. The lime content to stabilize the expansion of the soil must meet both the nullity of the free expansion and expansion tension simultaneously.

A questão central deste trabalho é demonstrar a viabilidade técnica e econômica da estabilização de solos com os cimentos pozolânicos de cinza de casca de arroz e de resíduo cerâmico. Para alcançar este objetivo o trabalho foi desenvolvido em duas etapas: a primeira referente ao desenvolvimento dos cimentos pozolânicos e a segunda referente à estabilização do solo propriamente dita. Em ambas as etapas adotou-se o critério da simplicidade e da possibilidade de utilização de equipamentos leves e de absorção de mão-de-obra não especializada. Os resultados técnicos e econômicos referentes ao cimento pozolânico de cinza de casca de arroz foram animadores; porém o mesmo não ocorreu com o cimento pozolânico de resíduo cerâmico que apresentou um desempenho em um patamar inferior. Quanto à estabilização de solos, os experimentos e a avaliação econômica efetuada mostram que a eficácia dos cimentos pozolânicos utilizados é limitada sendo difícil a obtenção de resultados comparáveis com o atualmente obtido com o cimento Portland. / The main scope of this work is to demonstrate the technical and economical viability of the soil stabilization with pozzolanic cements made from rice husk ash and waste bricks and tiles. In order to reach this objective the work has been developed in two stages: the first referes to the development of the pozzolanic cement and the second one referes to the soil stabilization. In both these stages the criteria that has been adopted was of the simplicity, of the use of light equipments and of non skilled labour. The technical and economical results referring to the rice husk ash pozzolanic cement were encouraging; but the same was not the case with the waste bricks and tiles pozzolanic cement that had an inferior performance. As regards the soil stabilization, the tests and the economical evaluation show that the efficiency of the pozzolanic cement is limited thus the results achieved are not as good as of the Portland cement.