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.

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.

Este trabalho caracterizou os siltitos do Grupo Itararé, rocha branda proveniente da amostragem de pedreira localizada nas proximidades de futuro empreendimento brasileiro, o Trem de Alta Velocidade. Objetivou entender as causas da pronunciada e rápida alteração da rocha intacta, e simular, em condições controladas de laboratório, a degradação hidromecânica causada pela simples variação da umidade relativa do ar. Para tal, estabeleceu-se técnica de amostragem de testemunhos por meio da extração via seca com ar-comprimido, e processo de intemperismo artificial, composto por 4 ciclos de 2 etapas (secagem e umedecimento). O processo se deu em dessecadores, sendo a variação da umidade ocasionada pela técnica do vapor e sílica gel. O acompanhamento da degradação dos corpos de prova efetuou-se com duas técnicas não-destrutivas de propagação de ondas: o pulso ultrassônico e a excitação por impulso (sistema Sonelastic). Em paralelo, realizou-se a caracterização geotécnica dos siltitos em umidade natural, com ensaios mineralógicos, físicos, físico-mecânicos, físico-químicos e de alteração laboratorial. Por meio desta metodologia, foi possível estimar as minorações do módulo de deformabilidade e da resistência, além das causas físico-químicas da degradação. / This work characterized the siltstones of the Itararé Group, a soft rock sampled in a quarry located near a future Brazilian venture, the High Speed Train. It aims at understanding the causes of the pronounced and fast changes of the intact rock, and simulate in controlled laboratory conditions the hydro degradation process caused by simple variation of relative air humidity. Dry sampling technique with compressed air was used to extract samples from blocks, and the process of artificial weathering consisted on 4 cycles of 2 steps (drying and wetting). The process occurred in desiccators, where moisture variation was caused by the vapor technique and silica gel. The monitoring of the specimens degradation was performed with two non-destructive wave propagation techniques: the ultrasonic pulse and the impulse excitation (Sonelastic system). A geotechnical characterization of the siltstones in natural moisture condition was made in parallel, consisting on mineralogical, physical, physical-mechanical, physical-chemical and durability tests. By this methodology, it was possible to estimate the mitigation of the deformability modulus and strength besides the physical- chemical causes of degradation.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:00:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4872.pdf: 3473885 bytes, checksum: 1bd5a5d73dae0ecc0bb5b60b52acba6b (MD5) Previous issue date: 2012-11-27 / In view of the lack of basic infrastructure in Brazilian cities, especially in regard to paving networks, it is of fundamental importance a study to ascertain the geological characteristics of the materials available and their potential use as pavement layer after incorporation of additives. This thesis aims at determining, in the laboratory, the mechanical results of soiladditive mixture, in order to evaluate the structural performance of chemically stabilized tropical soils. It also brings, specific objectives, comparing traditional additives - cement and lime - with another additive available in the brazilian market; analyzing the possibility of using these stabilized soils in urban pavement layers and obtaining reference results that may provide subsidies for pavement designers. This research develops from the collection of four (4) soil samples at different points in São Carlos/SP, with whom has been conducted a series of tests: California Bearing Ratio, Expansion and Compression Test. There was an evaluation of soils by determining the mechanical properties of the mixed soil and additive, in terms of carrying capacity, simple compression and expansion. The results were obtained after compression of the mixture in the test specimens and the use of standardized testing methodologies. After a long series of laboratory tests developed for each sample, a critical analysis of structural performance, primarily in its natural condition, then with the structural behavior of each of them, after the incorporation of additives. Research has shown that the best structural behavior of all samples collected in the different conditions of stabilization occurred with the sample ST-03 which, stabilized with 6% cement, obtained in laboratory satisfactory performance for use as the base layer of pavement. / Em vista da carência de infra-estrutura básica nas cidades brasileiras, principalmente no que se refere às redes de pavimentação, faz-se de fundamental importância um estudo que permita conhecer as características geológicas dos materiais disponíveis e as suas possibilidades de utilização como camada de pavimento após a incorporação de aditivos. Esta dissertação tem como objetivo principal determinar, em laboratório, os resultados mecânicos da mistura soloaditivo, a fim de se avaliar o desempenho estrutural de solos tropicais estabilizados quimicamente. Traz ainda, como objetivos específicos, comparar os aditivos tradicionais - cimento e cal - com uma opção de aditivo disponível no mercado brasileiro; analisar a possibilidade de utilização desses solos estabilizados em camadas de pavimentos urbanos e obter resultados de referência que venham a fornecer subsídios aos projetistas de pavimento. Esta pesquisa desenvolve-se a partir da coleta de 4 (quatro) amostras de solo em diferentes pontos do município de São Carlos/S.P., com as quais se realizou uma série de ensaios de Capacidade de Suporte (CBR), Expansão (EXP.) e de Resistência a Compressão Simples (RC). Fez-se a avaliação dos solos tropicais através da determinação das propriedades mecânicas das misturas de solo e aditivo, em termos de capacidade de suporte, expansão e compressão simples. Os resultados foram obtidos após a compactação da mistura, em corpos de prova e com o emprego das metodologias de ensaio normalizadas. Após uma larga série de ensaios de laboratório, desenvolveu-se, para cada amostra, uma análise crítica do desempenho estrutural, primeiramente, em sua condição natural e, depois, no comportamento estrutural de cada uma delas, após a incorporação dos aditivos supracitados. A pesquisa demostrou que o melhor comportamento estrutural de todas as amostras coletadas, nas diversas condições de estabilização, ocorreu com a amostra ST-03 que, estabilizada com 6% de cimento, obteve em laboratório desempenho satisfatório para emprego como camada de base de pavimento.

Este trabalho caracterizou os siltitos do Grupo Itararé, rocha branda proveniente da amostragem de pedreira localizada nas proximidades de futuro empreendimento brasileiro, o Trem de Alta Velocidade. Objetivou entender as causas da pronunciada e rápida alteração da rocha intacta, e simular, em condições controladas de laboratório, a degradação hidromecânica causada pela simples variação da umidade relativa do ar. Para tal, estabeleceu-se técnica de amostragem de testemunhos por meio da extração via seca com ar-comprimido, e processo de intemperismo artificial, composto por 4 ciclos de 2 etapas (secagem e umedecimento). O processo se deu em dessecadores, sendo a variação da umidade ocasionada pela técnica do vapor e sílica gel. O acompanhamento da degradação dos corpos de prova efetuou-se com duas técnicas não-destrutivas de propagação de ondas: o pulso ultrassônico e a excitação por impulso (sistema Sonelastic). Em paralelo, realizou-se a caracterização geotécnica dos siltitos em umidade natural, com ensaios mineralógicos, físicos, físico-mecânicos, físico-químicos e de alteração laboratorial. Por meio desta metodologia, foi possível estimar as minorações do módulo de deformabilidade e da resistência, além das causas físico-químicas da degradação. / This work characterized the siltstones of the Itararé Group, a soft rock sampled in a quarry located near a future Brazilian venture, the High Speed Train. It aims at understanding the causes of the pronounced and fast changes of the intact rock, and simulate in controlled laboratory conditions the hydro degradation process caused by simple variation of relative air humidity. Dry sampling technique with compressed air was used to extract samples from blocks, and the process of artificial weathering consisted on 4 cycles of 2 steps (drying and wetting). The process occurred in desiccators, where moisture variation was caused by the vapor technique and silica gel. The monitoring of the specimens degradation was performed with two non-destructive wave propagation techniques: the ultrasonic pulse and the impulse excitation (Sonelastic system). A geotechnical characterization of the siltstones in natural moisture condition was made in parallel, consisting on mineralogical, physical, physical-mechanical, physical-chemical and durability tests. By this methodology, it was possible to estimate the mitigation of the deformability modulus and strength besides the physical- chemical causes of degradation.