Estudo do comportamento mecânico de dois solos estabilizados com cimento

Abstract

Soil is the most abundant natural building material in nature and often has properties that make it attractive for use in construction due to its strength, pleasant aesthetic appearance, plasticity and low cost.Nevertheless, not all soils can be used in construction. Some, due to properties such as grain size, mineralogy or the presence of organic matter, are not, by their own, mechanically competent. There is, thus, a choice to make between transporting a mechanically competent soil from another location, or improving the quality of the soil existing at that location. In this work, the improvement of soil properties through stabilization with Portland cement was studied, which can significantly reduce the budget parcel associated with the transport of naturally competent soil from a distant location.Soil stabilization with Portland cement modifies its properties through physicochemical processes that occur between soil grains and cement, promoting the formation of a skeleton that binds and envelops the grains, strengthening the soil.This work aimed to evaluate the influence of water content, binder content, and the amount of fines on the mechanical behavior of the soil-cement mixture, through unconfined compressive strength tests and split tensile strength tests.It was possible to conclude that the mechanical behavior improved with the increase of the curing time and binder content. A ratio between the tensile strength and the unconfined compressive strength was defined. It was determined that there is an “optimum” water content that results in a more competent mechanical behavior.It was concluded that there is an optimum water/cement (w/c) ratio for each binder content, and that it tends to decrease with the increase of the latter.The addition of fines improved the mechanical behavior of specimens prepared with excess of water, permitting a greater number of cementitious bonds between soil particles.

O solo é o material natural de construção mais abundante na natureza e é muitas vezes detentor de propriedades excelentes que o tornam apetecível enquanto material de construção: é resistente, esteticamente agradável, plástico, e tem um baixo custo.No entanto, alguns solos, devido a fatores tais como a granulometria, a mineralogia ou a presença de matéria orgânica, não podem ser utilizados em determinadas aplicações. Há, assim, que optar entre transportar solo mecanicamente capaz de outro local, ou melhorar a qualidade do solo existente no local.Neste trabalho estudou-se o processo de melhoria de solos através da estabilização com cimento Portland, algo que pode reduzir significativamente a parcela do orçamento da obra inerente ao transporte de um solo naturalmente competente desde um local distante.A estabilização de solos com cimento Portland modifica-lhes as propriedades através de processos físico-químicos que ocorrem entre os grãos do solo e o cimento, promovendo a formação de um esqueleto que envolve os grãos e favorece as ligações entre estes. Com este trabalho pretendia-se avaliar a influência do teor em água, de ligante, e da quantidade de finos no comportamento mecânico da mistura solo-cimento, através da realização de ensaios de compressão uniaxial simples e diametral.Concluiu-se que o comportamento mecânico melhorou com o tempo de cura dos provetes e com o aumento do teor de ligante. Definiu-se uma razão entre a resistência à compressão diametral e a resistência à compressão uniaxial simples. Determinou-se que existe um teor em água “ótimo” que permite obter um comportamento mecânico mais competente.Concluiu-se que existe uma razão água/cimento (w/c) “ótima” para cada teor de ligante, e que esta tende a diminuir com o aumento deste último.A adição de finos melhorou o comportamento mecânico dos provetes preparados com excesso de água, possibilitando um maior número de ligações cimentícias entre as partículas de solo.