ANÁLISE DO COMPORTAMENTO MECÂNICO DE UM SOLO FINO...

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE CONSTRUÇÃO CIVIL

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

LEONARDO ARAÚJO DE LACERDA

ANÁLISE DO COMPORTAMENTO MECÂNICO DE UM SOLO FINO TRATADO COM RESÍDUO DE POLIMENTO CERÂMICO E CAL

TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO

CURITIBA

2019



Trabalho de Conclusão de Curso de Engenharia Civil da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campus Curitiba, Sede Ecoville, como requisito parcial para a obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil. Orientadora: Prof. D.Sc. Amanda Dalla Rosa Johann Co-orientador: Eng. João Luiz Rissardi

CURITIBA

2019

UTFPR - Deputado Heitor de Alencar Furtado, 5000 - Curitiba - PR Brasil - CEP 81280-340 [email protected] telefone DACOC +55 (41) 3279-4537 www.utfpr.edu.br

Ministério da Educação

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Curitiba – Sede Ecoville

Departamento Acadêmico de Construção Civil Curso de Engenharia Civil

FOLHA DE APROVAÇÃO


Por


Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Engenharia Civil da

Universidade Tecnológica Federal do Paraná, defendido no primeiro semestre de 2019 e

aprovado pela seguinte banca de avaliação presente:

_______________________________________________ Orientador – Amanda Dalla Rosa Johann, Dra.

UTFPR

_______________________________________________ Co-Orientador – João Luiz Rissardi, Eng. Civil

UTFPR

_______________________________________________ Prof. José Miranda de Lima, Dr.

UTFPR

________________________________________________ Prof. Rogério Francisco Kuster Puppi, Dr.

UTFPR

OBS.: O documento assinado encontra-se em posse da coordenação do curso.

Dedico este trabalho aos meus pais, que estiveram sempre ao meu lado.

AGRADECIMENTOS

À minha orientadora, Prof. Dra. Amanda Dalla Rosa Johann, pelos

ensinamentos, atenção, acompanhamento e disponibilidade durante este e outros

trabalhos.

Ao meu co-orientador, Eng. João Luiz Rissardi, pela imensa atenção,

disponibilidade e gentileza em me auxiliar no desenvolvimento do trabalho e dos

experimentos.

Ao Dr. Rogério Francisco Kuster Puppi e Dr. Adauto José Miranda de Lima

pelas contribuições e sugestões que enriqueceram esta pesquisa.

À Dra. Eliane Betânia Carvalho Costa pela ajuda na coleta do RPC.

Aos meus pais que sempre me apoiaram.

À Dra. Paula Castro, que auxiliou no meu desenvolvimento e amadurecimento.

A todos aqueles que estiveram comigo nesta longa jornada.

“No fim tudo dá certo, se não deu certo é porque ainda não chegou ao fim.”

Fernando Sabino

RESUMO

LACERDA, Leonardo Araújo de. Análise do Comportamento Mecânico de um Solo Fino Tratado com Resíduo de Polimento Cerâmico e Cal. 2019. 73f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Civil) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Curitiba, 2019. Na engenharia geotécnica o uso de resíduos pode ser uma alternativa de grande interesse técnico no tratamento de solos, além de reduzir impactos ambientais. Isso ocorre porque o que geralmente é descartado pode ser usado como um aditivo cimentante para elevar o comportamento mecânico dos solos. O presente trabalho tem como objetivo analisar o desempenho mecânico de um solo característico da região de Curitiba/PR tratado com resíduo de polimento cerâmico (RPC) e cal. Para tal, foram realizados ensaios de caracterização das misturas solo-RPC e solo-RPC-cal; e ensaios de resistência à compressão simples (qu) das misturas com 28 dias de cura. Foi possível observar que o RPC teve um comportamento semelhante ao da cal nas propriedades das misturas. Além disso, tanto as misturas com RPC e cal quanto as misturas com somente o RPC mostraram um incremento na resistência mecânica do solo. Tais ganhos foram de até, aproximadamente, 400% ou 5 vezes o valor da compressão do solo natural. Diante dos resultados, pode-se afirmar que o RPC é uma alternativa adequada no tratamento do solo estudado. Palavras-chave: Tratamento de Solos. Resíduo de Polimento Cerâmico. Resistência à Compressão Simples.

ABSTRACT

LACERDA, Leonardo Araújo de. Analysis of Mechanical Behavior of a Fine Soil Treated with Ceramic Polishing Waste and Lime. 2019. 73p. Undergraduate thesis (Bachelor of Civil Engineering) – Federal University of Technology-Paraná. Curitiba, 2019. The use of wastes in geotechnical engineering can be an alternative of great technical interest, besides reducing environmental impacts. This is because what is usually discarded can be used as a cementing additive to improve mechanical behavior of soils. The present research aims to analyze the mechanical behavior of a characteristic soil of the Curitiba/PR region treated with ceramic polishing waste (CPW) and lime. For this, characterization tests of the soil-RPC and soil-RPC-lime mixtures were carried out. Also, uniaxial compressive strength test (qu) of the mixtures with 28 days of cure were performed. It was possible to observe that the CPW had a similar behavior to the lime in the mixture’s properties. In addition, both mixtures soil-CPW-lime and mixtures soil-CPW showed an increase mechanical behavior of the soil. The increases were up to, approximately, 400% or 5 times the value of the natural soil qu. It can be proved that the RPC is an adequate alternative in the treatment of the studied soil. Key-words: Soil Treatment. Ceramic Polishing Waste. Uniaxial Compressive Strength.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – Resistência à Compressão das Argamassas Estudadas aos 28 Dias..... 19Figura 2 – Ábaco do Sistema de Classificação Geotécnica MCT ............................ 23Figura 3 – Localização Formação Guabirotuba ........................................................ 28Figura 4 – Perfil da Formação Guabirotuba .............................................................. 29Figura 5 – Curva Granulométrica do Solo................................................................. 32Figura 6 – Curvas de Compactação e de Saturação do Solo ................................... 33Figura 7 – Curvas Granulométrica do RPC e cimento CP-ARI ................................. 35Figura 8 – Destilador de Água Utilizado ................................................................... 37Figura 9 – Curvas de Compactação de Misturas Solo-Cal e Solo-RPC ................... 40Figura 10 – Molde Utilizado para Moldagem dos Corpos de Prova .......................... 42Figura 11 – Corpos de Prova Curando na Câmara Úmida ....................................... 43Figura 12 – Ensaio de Resistência à Compressão Simples ..................................... 44Figura 13 – Influência do RPC no Gs das Misturas .................................................. 46Figura 14 – Influência do RPC no Limite de Liquidez ............................................... 47Figura 15 – Influência do RPC no Limite de Plasticidade ......................................... 48Figura 16 – Influência do RPC no Índice de Plasticidade ......................................... 49Figura 17 – Influência do RPC na Porosidade .......................................................... 50Figura 18 – Influência do RPC na Saturação............................................................ 51Figura 19 – Influência do RPC nos Valores de qu .................................................... 53Figura 20 – Influência do RPC no LL do Solo Natural .............................................. 62Figura 21 – Influência do RPC no LL da Mistura Solo-cal ........................................ 62Figura 22 - Curva Tensão-Deformação da Mistura 0R0C ........................................ 70Figura 23 - Curva Tensão-Deformação da Mistura 5R0C ........................................ 70Figura 24 - Curva Tensão-Deformação da Mistura 10R0C ...................................... 71Figura 25 - Curva Tensão-Deformação da Mistura 15R0C ...................................... 71Figura 26 - Curva Tensão-Deformação da Mistura 0R5C ........................................ 72Figura 27 - Curva Tensão-Deformação da Mistura 5R5C ........................................ 72Figura 28 - Curva Tensão-Deformação da Mistura 10R5C ...................................... 73Figura 29 - Curva Tensão-Deformação da Mistura 15R5C ...................................... 73

LISTA DE QUADROS

Quadro 1 – Índices Físicos dos Corpos de Prova..................................................... 64Quadro 2 – Dados do Corpos de Prova .................................................................... 66Quadro 3 – Resistência à Compressão Simples das Misturas ................................. 68

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Resistência à Compressão das Argamassas Estudadas ........................ 18Tabela 2 – Exigências Químicas da Cal Hidratada de acordo com a NBR 7175...... 20Tabela 3 – Exigências Físicas da Cal Hidratada de acordo com a NBR 7175 ......... 21Tabela 4 – Composição das Cales Brasileiras ......................................................... 21Tabela 5 – Propriedades e Dados Gerais dos Grupos de Solos da Classificação MCT .......................................................................................................................... 24Tabela 6 – Composição do Solo ............................................................................... 31Tabela 7 – Propriedades Físicas do Solo ................................................................. 32Tabela 8 – Parâmetros de Compactação do Solo .................................................... 33Tabela 9 – Classificações Geotécnicas do Solo ....................................................... 33Tabela 10 – Caracterização Química do RPC .......................................................... 35Tabela 11 – Caracterização Química da Cal ............................................................ 36Tabela 12 – Dosagem das Misturas Solo-RPC e Solo-RPC-cal ............................... 38Tabela 13 – Parâmetros de Compactação de Misturas Solo-Cal e Solo-RPC ......... 40Tabela 14 – Gs dos Materiais ................................................................................... 45Tabela 15 – Gs das Misturas .................................................................................... 45Tabela 16 – Equações de Gs Determinadas ............................................................ 46Tabela 17 – Limites de Atterberg das Misturas......................................................... 47Tabela 18 – Equações de LL Determinadas ............................................................. 47Tabela 19 – Equações de LP Determinadas ............................................................ 48Tabela 20 – Equações de IP Determinadas ............................................................. 49Tabela 21 – Índices Físicos da Misturas ................................................................... 50Tabela 22 – Equações de η Determinadas ............................................................... 51Tabela 23 – Equações de S Determinadas .............................................................. 51Tabela 24 – Valores de qu da Misturas .................................................................... 52Tabela 25 – Acréscimo de qu em Relação ao qu do Solo Natural ............................ 52Tabela 26 – Equações de S Determinadas .............................................................. 53

SUMÁRIO

1INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 131.1ASPECTOS GERAIS ....................................................................................... 131.2OBJETIVOS ..................................................................................................... 141.2.1Objetivo Geral ................................................................................................ 141.2.2Objetivos Específicos ..................................................................................... 141.3 JUSTIFICATIVA ............................................................................................... 152REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................................................................ 162.1RESÍDUOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL ............................................................ 162.1.1Resíduo de Polimento Cerâmico .................................................................... 172.2CAL .................................................................................................................. 192.2.1Tipos de Cal ................................................................................................... 192.2.1.1Cal Virgem .................................................................................................. 202.2.1.2Cal Hidratada.............................................................................................. 202.2.2Composição das Cales Brasileiras ................................................................. 212.3SOLOS ............................................................................................................. 222.3.1Sistemas de Classificação Geotécnica .......................................................... 222.3.2Tratamento de Solos ...................................................................................... 242.3.2.1Tratamento Químico ................................................................................... 252.3.2.2Tratamento Mecânico ................................................................................. 252.3.2.3Tratamento de Solos com Resíduos .......................................................... 262.3.3Características Geológica-Geotécnicas da Região de Curitiba/PR ................ 273 PROGRAMA EXPERIMENTAL .......................................................................... 313.1 MATERIAIS ...................................................................................................... 313.1.1 Solo................................................................................................................ 313.1.2 Resíduo de Polimento Cerâmico ................................................................... 343.1.3 Cal ................................................................................................................. 352.3.4Água ............................................................................................................... 363.2 MÉTODOS ........................................................................................................ 373.2.1 Aquisição e Armazenamentos dos Materiais ................................................. 373.2.2 Dosagem ....................................................................................................... 383.2.3 Ensaios de Caracterização das Misturas Solo-RPC e Solo-RPC-Cal ........... 383.2.4 Índices Físicos das Misturas .......................................................................... 393.2.5 Moldagem dos Corpos de Prova ................................................................... 393.2.6 Tempo de Cura .............................................................................................. 423.2.7 Ensaio de Compressão Simples .................................................................... 434 RESULTADOS E DISCUSSÕES ........................................................................ 454.1CARACTERIZAÇÃO DAS MISTURAS............................................................. 454.2 ÍNDICES FÍSICOS DAS MISTURAS ................................................................ 49

4.3DESEMPENHO MECÂNICO ............................................................................ 525 CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................ 545.1CONCLUSÕES ................................................................................................ 545.2SUGESTÕES PARA TRABALHOS E PESQUISAS FUTURAS ....................... 55REFERÊNCIAS ...................................................................................................... 56APÊNDICE A – LIMITES DE ATTERBERG .......................................................... 61APÊNDICE B – ÍNDICES FÍSICOS ........................................................................ 63APÊNDICE C – DADOS DOS CORPOS DE PROVA ............................................ 65APÊNDICE D – RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES............................... 67APÊNDICE E – CURVAS TENSÃO-DEFORMAÇÃO DAS MISTURAS................ 69

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1 INTRODUÇÃO

Neste capítulo são apresentados os aspectos gerais, os objetivos definidos e

justificativas para o desenvolvimento do presente trabalho.

1.1 ASPECTOS GERAIS

A superfície terrestre é composta majoritariamente de solos, os quais

possuem em sua composição partículas minerais, originadas da desagregação de

rochas. Existe uma grande variabilidade de solos presentes na superfície e isso leva

a diferentes atributos físicos e químicos. Essas características distintas do solo

resultam em diferentes comportamentos em termos de resistência e estabilidade. A

pluralidade dos solos é uma questão que interfere diretamente na construção civil, o

que torna importante o estudo prévio desses diferentes comportamentos.

Na região metropolitana de Curitiba/PR há predominância de solos finos, os

quais geralmente são instáveis e menos resistentes, sendo pouco adequados para

obras geotécnicas (KORMANN, 2002).

A engenharia geotécnica elabora técnicas para melhorar as propriedades e o

comportamento mecânico desses tipos de solo, existindo diversos métodos para

alcançar este resultado. A adição de resíduos da construção civil promove efeitos de

grande importância no tratamento de solos, sendo uma técnica muito aplicada.

Resíduos de construção são utilizados como agregado para melhorar sua distribuição

granulométrica, deixando-o mais heterogêneo. Também são utilizados como aditivos

químicos, resíduos que possuem potencial para proporcionar reações químicas que

cimentam os solos.

Um dos principais problemas da construção civil é a geração em larga escala

de resíduos. Estes resíduos de construção civil englobam desde os resíduos

produzidos na fabricação de materiais e componentes até os resíduos gerados em

obras de construção e demolição. O resíduo de polimento cerâmico (RPC) é um

resíduo resultante da indústria de cerâmica sendo considerado indiretamente um

resíduo da construção civil, uma vez que que ele é gerado para suprir as demandas

da construção civil. De acordo com Barros e Costa (2016), este composto possui uma

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característica interessante para a construção civil, que é a reação pozolânica

(cimentante).

Outro componente importante que tem comportamento pozolânico é a cal, a

qual é geralmente utilizada como aditivo hidráulico. Segundo Dalla Rosa Johann

(2013), desde a antiguidade a cal é utilizada como aditivo no tratamento de solos,

sendo o método mais antigo de estabilização química conhecida.

Dalla Rosa (2009) pesquisou sobre o aproveitamento de um resíduo industrial

(cinza volante) no tratamento de um solo. A autora estudou a utilização deste resíduo

combinado com cal. Segundo Núñez (2007) a cinza volante juntamente com a cal

desenvolve reações pozolânicas.

1.2 OBJETIVOS

O presente trabalho tem como objetivo geral e objetivos específicos os

descritos a seguir.

1.2.1 Objetivo Geral

O objetivo geral desta pesquisa é estudar o comportamento mecânico de um

solo característico da região de Curitiba/PR tratado com resíduo de polimento

cerâmico (RPC) e cal.

1.2.2 Objetivos Específicos

Para atingir o objetivo geral foram estabelecidos os seguintes objetivos

específicos:

• Realizar ensaios de resistência à compressão simples do solo e das

misturas solo-RPC e solo-RPC-cal;

• Analisar a influência do RPC no comportamento mecânico do solo, e;

• Avaliar a ação da cal no comportamento mecânico do solo tratado com

RPC.

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1.3 JUSTIFICATIVA

O solo escolhido é um solo característico da região metropolitana de

Curitiba/PR, sendo um solo fino que geralmente não atende as exigências de projetos.

Deste modo, a escolha deste solo se justifica pela necessidade de buscar alternativas

para adequar o seu uso em obras geotécnicas.

Com o intuito de tratar o solo, uma das alternativas é realizar o aproveitamento

de resíduos na forma de aditivos. O resíduo de polimento cerâmico (RPC) é um

componente que não é aproveitado após ser produzido em indústrias cerâmicas.

Segundo Barros e Costa (2016), o RPC possui potencial pozolânico e é uma

alternativa ao uso do cimento no tratamento de solos.

O emprego da cal nesta pesquisa se justifica por diversos fatores. Primeiro,

pesquisas relatam que a cal é ideal no tratamento de solos finos (CORDEIRO, 2007;

CORRÊA, 2008). Segundo, a produção da mesma na região de Curitiba é abundante,

o que proporciona um fomento socioeconômico na região (BORDIGNON, 2015).

A reciclagem do RPC visa o desenvolvimento de um material alternativo,

a redução do consumo de recursos naturais, o resgate do investimento contido

no resíduo e a melhora da imagem social da empresa geradora do resíduo

(MORAIS, 2002).

O RPC e o resíduo estudado por Dalla Rosa (2009) possuem características

semelhantes (materiais com potencial pozolânico). Deste modo, assim como a autora

verificou que a adição da cal na cinza volante melhorou as propriedades do solo

estabilizado, espera-se que a cal reaja da mesma maneira com o RPC e o solo

estudado nesta pesquisa.

O ensaio de resistência a compressão simples se justifica por ser um ensaio

simples, barato, eficaz e amplamente difundido na determinação do comportamento

mecânico de solos.

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2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Neste capitulo estão descritos os principais conceitos e pesquisas que

possuem fundamental importância na compreensão deste trabalho.

2.1 RESÍDUOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL

O Conselho Nacional do Meio Ambiente por meio da resolução 307 define os

resíduos da construção civil como sendo aqueles provenientes de construções,

reformas, reparos e demolições de obras de construção civil, e os resultantes da

preparação e da escavação de terrenos, tais como: tijolos, blocos cerâmicos, concreto

em geral, solos, rochas, metais, resinas, colas, tintas, madeiras e compensados,

forros, argamassa, gesso, telhas, pavimento asfáltico, vidros, plásticos, tubulações,

fiação elétrica etc., comumente chamados de entulho de obras, caliça ou metralha

(CONAMA, 2002).

A resolução 307 classifica os resíduos da construção civil em 4 classes, sendo

elas:

I - Classe A - são os resíduos reutilizáveis ou recicláveis como agregados, tais como: a) de construção, demolição, reformas e reparos de pavimentação e de outras obras de infraestrutura, inclusive solos provenientes de terraplanagem; b) de construção, demolição, reformas e reparos de edificações: componentes cerâmicos (tijolos, blocos, telhas, placas de revestimento etc.), argamassa e concreto; c) de processo de fabricação e/ou demolição de peças pré-moldadas em concreto (blocos, tubos, meios-fios etc.) produzidas nos canteiros de obras; II - Classe B - são os resíduos recicláveis para outras destinações, tais como: plásticos, papel/papelão, metais, vidros, madeiras e outros; III - Classe C - são os resíduos para os quais não foram desenvolvidas tecnologias ou aplicações economicamente viáveis que permitam a sua reciclagem/recuperação, tais como os produtos oriundos do gesso; IV - Classe D - são os resíduos perigosos oriundos do processo de construção, tais como: tintas, solventes, óleos e outros, ou aqueles contaminados oriundos de demolições, reformas e reparos de clínicas radiológicas, instalações industriais e outros (CONAMA, 2002).

Geralmente os resíduos da construção civil são classificados pela NBR 10004

(ABNT, 2004) como de classe II-B: inertes, não perigosos. Apesar disso, os resíduos

da construção civil, se devidamente analisados, provavelmente seriam classificados

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como não inertes (classe II-A) devido ao pH e a dureza da água absorvida. Em alguns

casos, podem conter contaminantes químicos capazes de causar efeitos danosos ao

meio ambiente – resíduos de classe I (JOHN; AGOPYAN, 2000).

Pesquisas relatam que os resíduos da construção civil representam de 40 a

70% da massa total de resíduos sólidos urbanos gerados no Brasil, enquanto que em

países desenvolvidos esse percentual é em torno de 20 a 30% (BRASILEIRO;

MATOS, 2015). No município de Curitiba, por exemplo, cerca de 48% dos resíduos

sólidos gerados na cidade são provenientes da construção civil (NAGALLI, 2014).

Dalla Rosa (2009) relata que o aproveitamento de resíduos constitui-se,

ultimamente, numa área de estudo em expansão, em diversos lugares no mundo,

principalmente devido as perspectivas de racionalização e conformidade ambiental

que o tema envolve. A autora ainda afirma que materiais com acentuadas

características pozolânicas estão, seguramente, entre aqueles mais utilizados para

promover mecanismos de melhora e otimização de desempenho de solos, qualquer

que seja sua aplicação (construção de barragens, obras rodoviárias, elementos de

fundações, etc.).

2.1.1 Resíduo de Polimento Cerâmico

Os resíduos são gerados em função das etapas, da tecnologia aplicada e dos

produtos fabricados. O resíduo de polimento cerâmico (RPC) pode ser considerado

um resíduo industrial (por ser gerado na indústria cerâmica) e também um resíduo

indireto da construção civil (resíduo gerado para suprir as demandas da construção

civil).

O processo de produção de peças cerâmicas polidas é composto por duas

etapas: retifica e polimento. Estes processos têm a finalidade de nivelar as arestas,

eliminar pequenas imperfeições e proporcionar brilho à superfície das mesmas

(MORAIS, 2002).

Para a realização do polimento é fundamental a presença de água em

abundância para diminuir o atrito entre os abrasivos e a peça, refrigerar o local e retirar

os resíduos gerados pelo processo. O efluente gerado é encaminhado à estação de

tratamento de efluente do polimento, onde recebe o tratamento físico-químico, que é

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composto pelas seguintes operações unitárias: coagulação, floculação, decantação e

filtração (MORAIS, 2002).

O material decantado, denominado lodo, é encaminhado para a filtração.

Neste processo de filtração as partículas em suspensão são removidas pela

passagem do efluente líquido através de um meio poroso sobre pressão. O processo

divide o efluente em duas fases: a liquida que é coletada e reutilizada no processo

industrial e a sólida que é o resíduo denominado torta de polimento (finos de

polimento). A torta de polimento é recolhida para armazenamento em local fechado

(MORAIS, 2002).

Barros e Costa (2016) relatam em seu trabalho que pesquisas têm sido

desenvolvidas no sentido de aplicar o RPC na produção de cimento, argamassas e

concretos. Os autores desenvolveram um estudo sobre a influência da incorporação

de RPC in natura e RPC moído (partículas com dimensões menores que 150 μm) no

desempenho mecânico de argamassas. Os resultados obtidos indicaram uma

diminuição da resistência mecânica da argamassa conforme o aumento do teor de

RPC em substituição do ligante, conforme apresentados na Tabela 1 e Figura 1.

Tabela 1 – Resistência à Compressão das Argamassas Estudadas RPC Resistencia à Compressão Simples (Mpa)

Teor Tipo Tempo de Cura

7 dias 28 dias 150 dias 0% - 30,48 36,57 47,53

10% in natura 27,42 34,87 43,44 10% moído 29,16 34,41 43,12 30% in natura 21,54 32,53 36,75 30% moído 23,17 33,91 37,52 50% in natura 12,14 18,49 25,18 50% moído 13,21 23,95 31,96

Fonte: Elaborado a partir de Barros e Costa (2016)

Barros e Costa (2016) concluíram também que a finura do RPC influencia no

desempenho mecânico das argamassas, já que o ensaio feito com resíduo moído

resultou em uma resistência maior comparado ao ensaio feito com resíduo in natura.

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Figura 1 – Resistência à Compressão das Argamassas Estudadas aos 28 Dias

Fonte: Barros e Costa (2016)

2.2 CAL

A cal é um material que vem de rochas calcárias, as quais, para originá-la,

sofrem diversos processos físicos e químicos. Nestes processos estão envolvidos a

quebra da rocha em britas de menor granulometria e a calcinação por meio do

aumento da temperatura. O Brasil possui reservas de calcário em grandes

quantidades, o que estimula a produção da cal em larga escala assim como sua

utilização (ABCP, 2008).

A cal é classificada como um aglomerante hidráulico, ou seja, possui boa

resistência após o endurecimento na presença de água, sendo essa característica

importante no solo. Na geotecnia, a cal é usada para melhorar a funcionalidade e

características do solo para a construção de estradas, elevando, substancialmente,

sua estabilidade, impermeabilidade e capacidade de suporte (FREITAS JUNIOR,

2013).

2.2.1 Tipos de Cal

A cal pode ser encontrada basicamente em dois tipos: a cal virgem e a cal

hidratada.

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2.2.1.1 Cal Virgem

De acordo com NBR 6453, a cal virgem, também conhecida como cal viva ou

cal ordinária, é o produto da calcinação das rochas carbonatadas cálcicas e cálcio-

magnesianas. A cal virgem é um produto composto por óxido de cálcio ou por óxido

de cálcio mais óxido de magnésio, resultantes da calcinação, à temperatura de 900 a

1200 ºC, de calcários, calcários magnesianos e dolomitos (ABNT, 2003).

2.2.1.2 Cal Hidratada

A NBR 7175 descreve a cal hidratada como um pó seco obtido pela hidratação

da cal virgem. A norma relata que no ano de 1992 foi definido 3 tipos de cal hidratada

de acordo com o grau de pureza CH-I, CH-II e CH-III. A classificação leva em

consideração o nível de pureza do material, que são, do maior grau para o menor,

CH-I , CH-II e CH-III. A norma ainda especifica que a cal hidratada deve ser designada

de acordo com os teores de óxidos não hidratados e de carbonatos, de exigências

químicas e físicas mínimas (ABNT, 2003). As exigências químicas da cal hidratada

estão descritas na Tabela 2 e as exigências físicas da cal hidratada expostas na

Tabela 3.

Tabela 2 – Exigências Químicas da Cal Hidratada de acordo com a NBR 7175

Requisito Tipo CH-I CH-II CH-III

Anidrido carbônico (CO2) Na fábrica ≤ 5% ≤ 5% ≤ 5% Anidrido carbônico (CO2) No depósito ≤ 5% ≤ 5% ≤ 5%

Óxido de cálcio e magnésio não hidratado (CaO + MgO) ≤ 5% ≤ 5% ≤ 5% Óxidos totais na base de não voláteis (CaOt + MgOt) ≥ 90% ≥ 90% ≥ 90%

Fonte: ABNT (2003)

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Tabela 3 – Exigências Físicas da Cal Hidratada de acordo com a NBR 7175

Requisito Tipo

CH-I CH-II CH-III Finura (% retida acumulada) Peneira Ø 0,600 mm ≤ 0,5% ≤ 0,5% ≤ 0,5% Finura (% retida acumulada) Peneira Ø 0,075 mm ≤ 10% ≤ 15% ≤ 15%

Retenção de água ≤ 75% ≤ 75% ≤ 70% Incorporação de areia ≥ 3,0% ≥ 2,5% ≥ 2,2%

Plasticidade ≥ 110 ≥ 110 ≥ 110 Estabilidade Ausência de cavidades ou protuberâncias

Fonte: ABNT (2003)

2.2.2 Composição das Cales Brasileiras

A composição das cales no mercado brasileiro de acordo com Guimarães

(2002) estão apresentadas na Tabela 4.

Tabela 4 – Composição das Cales Brasileiras

Composição

Tipo de Cal

Cal Virgem Cálcica

Cal Hidratada Cálcica

Cal Virgem Dolomítica ou Magnesiana

Cal Hidratada Dolomítica ou Magnesiana

CaO (%) 90 a 98 70 a 74 51 a 61 39 a 61

MgO (%) 0,1 a 0,8 0,1 a 1,4 30 a 37 15 a 30

Insolúvel no HCl (%) 0,5 a 3,5 0,5 a 2,5 0,5 a 4,5 0,5 a 18,2

Fe2O3 + Al2O3 (%) 0,2 a 1,0 0,2 a 0,8 0,2 a 1,0 0,2 a 1,5

Perda ao Fogo (%) 0,5 a 5,0 23 a 27 0,5 a 4,5 19 a 27

CO2 (%) 0,2 a 3,8 1,5 a 3,5 0,5 a 4,8 3,0 a 6,0

SO3 (%) 0,1 a 0,6 0,1 a 0,4 0,05 a ,10 0,02 a 0,20

CaO + MgO Base Não-Volátil (%) 96,0 a 98,5 96,0 a 98,5 76 a 99 76 a 99

MgO Não Hidratado (%) - 0,5 a 1,8 - 5 a 25

Fonte: Elaborado a partir de Guimarães (2002)

22

2.3 SOLOS

A NBR 6502 define o solo como sendo um material originário da

decomposição das rochas que constituíam inicialmente a crosta terrestre. Sua

decomposição é decorrente da ação das intempéries (agentes físicos e químicos).

Suas variações de temperatura provocam trincas, nas quais penetra a água, atacando

quimicamente os minerais. O congelamento da água nas trincas, entre outros fatores,

exercem elevadas tensões, do que decorre maior fragmentação dos blocos (ABNT,

1995).

A norma ainda relata que os solos podem ser formados pela presença da

fauna e flora que promovem o ataque químico, através de hidratação, hidrólise,

oxidação, lixiviação, troca de cátions, carbonatação, entre outros (ABNT, 1995).

Na superfície terrestre se encontra diversos tipos de solos, cada tipo possui

características próprias, tais como densidade, formato, cor, consistência e formação

química, entre outras propriedades. O agrupamento dos diversos tipos de solos em

conjuntos distintos ocorreu devido à grande diferença de comportamento apresentada

pelos solos diante das informações de interesse.

O objetivo da classificação dos solos, sob o ponto de vista de engenharia, é o

de poder estimar o provável comportamento do solo ou pelo menos, o de orientar um

programa de investigação necessário para permitir a adequada análise de um

problema (PINTO; PREUSSLLER, 2002).

2.3.1 Sistemas de Classificação Geotécnica

As classificações tradicionais geotécnicas foram desenvolvidas em países de

clima temperado e se baseiam na composição granulométrica e nas propriedades de

físicas do solo.

As classificação geotécnicas mais difundidas no Brasil são o Sistema

Unificado de Classificação de Solos – SUCS (Unified System of Classification of Soils

- USCS) descrito pela norma americana D2488-69 (ASTM, 1980) e o sistema de

classificação para finalidades rodoviárias Transportation Research Board – TRB

(antiga HBR) também descrita por uma norma americana D3282-73 (ASTM, 1973).

23

Nogami e Villibor (1981) na década de 80 analisaram a demanda por uma

melhor caracterização de solos tropicais e implementaram um novo sistema para

classifica-los, dando origem ao sistema chamado MCT (Miniatura Compactada

Tropical). A classificação MCT foi desenvolvida especialmente para o estudo de solos

tropicais e está baseada em propriedades mecânicas e hídricas obtidas de corpos de

prova compactados com dimensões reduzidas. A MCT possibilita separar os solos

tropicais em duas grandes classes: os de comportamento laterítico e os de

comportamento não laterítico.

Os solos lateríticos e saprolíticos, segundo a classificação MCT, podem

pertencer aos seguintes grupos:

• Solos de comportamento laterítico, designados pela letra “L”,

subdivididos em 3 grupos: LA (areia laterítica quartzosa), LA’ (solo arenoso laterítico)

e LG’ (solo argiloso laterítico).

• Solos de comportamento não laterítico (saprolíticos), designados pela

letra “N”, subdivididos em 4 grupos: NA (areias, siltes e misturas de areias e siltes com

predominância de grão de quartzo e/ou mica, não laterítico), NA’ (misturas de areias

quartzosas com finos de comportamento não laterítico - solos arenosos), NS’ (solo

siltoso não laterítico) e NG’ (solo argiloso não laterítico).

Na Figura 2 é apresentado o ábaco utilizado para determinar qual o subgrupo

do solo, em razão do coeficiente c’, que diz respeito à argilosidade do solo, e do índice

e’, que indica o caráter laterítico do solo.

Figura 2 – Ábaco do Sistema de Classificação Geotécnica MCT

Fonte: Nogami e Villibor (1995)

24

A estimativa das propriedades e os dados gerais dos grupos de solos da

classificação MCT para utilização em rodovias estão apresentados na Tabela 5.

Tabela 5 – Propriedades e Dados Gerais dos Grupos de Solos da Classificação MCT

Fonte: Nogami e Villibor (1995)

2.3.2 Tratamento de Solos

Os solos muitas vezes não possuem resistências e durabilidade adequadas

para seu uso na construção civil. Em razão dessa carência, foram criados métodos de

tratamento de solos, os quais conferem ao solo uma maior resistência à erosão e a

cargas aplicadas. O tratamento de solos é feito por meio da compactação, da correção

25

granulométrica e/ou de adição de substâncias que permitem a cimentação ou

aglutinação das partículas presentes (VARGAS, 1978).

Segundo Vizcarra (2010), para alcançar um melhor tratamento do solo, é

possível realiza-lo quimicamente ou mecanicamente, as quais são as mais adotadas

pela engenharia geotécnica. O resultado esperado é a criação de um material estável,

capaz de resistir a cargas externas e mudanças climáticas, através de melhoras nas

propriedades e desempenho mecânico do solo para o uso na construção civil.

2.3.2.1 Tratamento Químico

A estabilização química é feita desde a época dos Romanos, quando os

mesmos utilizavam a cal como aditivo no tratamento dos solos, assim sendo o método

químico mais antigo conhecido (USDI, 1998).

De acordo com Oliveira (2000), a estabilização química é a melhoria das

propriedades do solo com a adição de substâncias ligantes. Marques (2009) ressalta

que os ligantes mais utilizados para estabilização de solos são: cimento Portland, cal,

cinzas volantes, pozolanas, resinas e materiais betuminosos.

Uma importante função da cal na geotecnia é a capacidade de tratar solos. A

cal ao entrar em contato com a água sofre endurecimento, elevando sua resistência,

e por isso recebe a classificação de aglomerante hidráulico (FREITAS JUNIOR, 2013).

Por causa dessa característica, ao promover a mistura com o solo, gera-se um

aumento da resistência e a diminuição da plasticidade (ARAÚJO et al., 2008).

2.3.2.2 Tratamento Mecânico

Segundo Soliz (2007), o tratamento/estabilização mecânica confere ao solo

as características necessárias para o atrito interno do solo através de uma

compactação simples, que provoca uma estabilização granulométrica das camadas

do material. Deste modo, acontece um rearranjo das partículas do material, deixando

o solo mais estável, evitando deformações e rupturas por cisalhamento no solo

compactado.

26

A estabilização mecânica de solos por ser feita com auxílio de equipamentos,

dentre eles moto niveladoras, rolos compactadores, caminhões e compactadores

manuais (PINTO E PREUSSLER, 2002).

2.3.2.3 Tratamento de Solos com Resíduos

Dalla Rosa (2009) estudou os efeitos da adição de cinza volante combinado

e cal no tratamento de um solo da Formação Botucatu que ocupa uma extensa área

no estado do Rio Grande do Sul. A autora concluiu a sua pesquisa relatando que a

incorporação deste resíduo combinado com a cal proporcional ganhos na resistência

a compressão do solo estudado.

Dourado (2013) abordou o tratamento de um solo do Rio de Janeiro com uso

de cinzas da incineração de resíduo solido urbano e cal. O autor relatou que as

misturas de solo-cinza apresentaram comportamento mecânico semelhante ao do

solo puro, devido ao baixo grau de pozolanicidade das cinzas, atuando como melhoria

granulométrica somente. A inserção de cinza influiu pouco no módulo de resiliência

deste solo, independente do teor de resíduo utilizado. No entanto, houve diminuição

na expansibilidade do material e aumento do CBR com o aumento do teor de cinza. A

combinação da cal com a cinza mostrou nos ensaios um considerável aumento no

módulo de resiliência comparando ao solo e a mistura solo-cinza.

Santos e Teixeira (2015) pesquisaram o aproveitamento da fibra de coco no

tratamento de um solo. Os dados obtidos pelos autores demonstraram que com 1,5%

da adição deste resíduo no solo, fez com que a coesão do solo aumentasse mais de

60% e o ângulos de atrito em cerca de 20%.

Dranka (2016) estudou o melhoramento de um solo da região de Curitiba/PR

com resíduos de telhas cerâmicas. Neste estudo foi constatado que conforme o

aumento do teor de resíduo no solo, maiores foram os valores de CBR e menores os

valores de expansão.

Moreira (2018) analisou o desempenho mecânico de um solo do município de

Fazenda Rio Grande/PR estabilizado com resíduos de construção e demolição na

forma de agregados. O autor observou que a incorporação deste resíduo no solo, o

mesmo melhorou imediatamente as resistências à tração, à compressão, o módulo

27

resiliente e os valores de CBR. O autor relatou que além da estabilização

granulométrica do solo, também ocorreu um tratamento químico ao longo do tempo

devido às substâncias presentes no resíduo.

Rissardi et al. (2018) pesquisaram a influência do resíduo de cerâmica

vermelha no módulo resiliente de um solo argiloso. Os autores verificaram que este

resíduo quase dobrou o módulo resiliente do solo estudado.

Hondo e Dalla Rosa Johann (2018) estudaram o aproveitamento de resíduo

de cerâmica vermelha combinado com cal no tratamento de um solo característico de

Curitiba/PR. No estudo foi observado que o resíduo aumentou a resistência à

compressão do solo, e reduziu a plasticidade do mesmo.

2.3.3 Características Geológica-Geotécnicas da Região de Curitiba/PR

A região metropolitana de Curitiba/PR se encontra localizada sobre a Bacia

Sedimentar Curitiba. Esta bacia tem como unidade estratigráfica principal a Formação

Guabirotuba. Os sedimentos dessa formação geológica são encontrados nos

municípios de Curitiba, Campo Largo, Colombo, Almirante Tamandaré, Pinhais,

Piraquara, Campina Grande do Sul, Quatro Barras, Araucária, Fazenda Rio Grande,

São José dos Pinhais e Tijucas do Sul, com uma área de aproximadamente 900 km²,

enquanto a Bacia Sedimentar de Curitiba possui uma área de 3000 km² (Kormann,

2002; Felipe, 2011). A localização da Formação Guabirotuba está representada na

Figura 3.

Salamuni e Salamuni (1999) dividem as litologias da Formação Guabirotuba

em 4 grupos, que são: argilas, arcósios e areias arcosianas, depósitos

conglomeráticos e depósitos carbonáticos; onde o grupo de argilas se constitui no

principal grupo litofaciológico da Formação. O grupo de argilas ou argilitos como são

conhecidos em termos geológicos são, em sua maioria, de coloração cinza e de

tonalidades esverdeada azulada e marrom, mas nas camadas mais superficiais as

colorações podem mudar de cor para vermelho ou amarelo, e quase todas as argilas

possuem como principal argilomineral a esmectita. Em referência ao grupo de

arcósios e areias arcosianas, elas aparecem no meio dos depósitos de argila onde a

matriz dos sedimentos está formada por grãos arenosos de dimensões menores onde

28

ainda se pode ver a presença de argila e silte. As colorações desse segundo grupo

vão desde cinza até vermelho a esbranquiçado; e as camadas dos arcósios tem

espessuras que podem alcançar os 3 metros.

Figura 3 – Localização Formação Guabirotuba

Fonte: Felipe (2011)

A litologia predominante na composição da Formação Guabirotuba abrange

depósitos argilitos, os quais permitem a coloração do solo em cinza esverdeado e

esbranquiçado. (SALAMUNI; SALAMUNI, 1999).

29

Na Figura 4 está representado o perfil da Formação Guabirotuba.

Figura 4 – Perfil da Formação Guabirotuba

Fonte: Felipe (2011)

Os sedimentos desta formação atingem espessuras na ordem de 60 a 80

metros e compreendem sequências litológicas nas quais predominam as argilas e

areias arcosianas (FELIPE, 2011).

30

Segundo Kormann (2002), os solos argilosos da Formação Guabirotuba

geralmente possuem como característica marcante uma consistência elevada (rija a

dura). O autor relata que é comum encontrar valores entre 15 a 30 golpes em

sondagens de SPT logo nos primeiros metros de análise.

Chamecki (2002) recomenda evitar a exposição das argilas rijas da Formação

Guabirotuba em taludes, escavações e aterros pela alta erodibilidade que

apresentam. Sua superfície deve ser mantida protegida por vegetação ou por outros

materiais, para preservar sua umidade.

31

3 PROGRAMA EXPERIMENTAL

Neste capítulo estão descritos de forma detalhada o programa experimental

adotado, os materiais utilizados e os métodos de ensaios aplicados para realização

das atividades deste trabalho.

3.1 MATERIAIS

Neste trabalho foram utilizados um solo característico da região de

Curitiba/PR (solo de granulometria fina), resíduo de polimento cerâmico (RPC), cal

hidratada CH-III e água destilada.

3.1.1 Solo

O solo estudado neste trabalho foi caracterizado por Rissardi (2018), que

realizou o ensaio de granulometria de acordo com a NBR 7181 (ABNT, 2016). A

composição do solo está descrita na Tabela 6, e a curva granulométrica do mesmo

apresentada na Figura 5.

Tabela 6 – Composição do Solo

Fração % Pedregulho (2,0 mm < Ø < 60,00 mm) 1

Areia grossa (0,60 mm < Ø < 2,00 mm) 7 Areia média (0,20 mm < Ø < 0,60 mm) 18

Areia fina (0,06 mm < Ø < 0,20 mm) 19 Silte (0,002 mm < Ø < 0,06 mm) 26

Argila (Ø < 0,002 mm) 29 Fonte: Elaborado a partir de Rissardi (2018)

32

Figura 5 – Curva Granulométrica do Solo

Fonte: Rissardi (2018)

Rissardi (2018) descreve que a densidade real dos grãos (Gs) e limites físicos

de consistência do solo foram obtidos conforme a NBR 6508 (ABNT, 1984), NBR 7180

(ABNT, 2016) e NBR 6459 (ABNT, 2016), respectivamente. Tais propriedades físicas

estão descritas na Tabela 7.

Tabela 7 – Propriedades Físicas do Solo Propriedade Física Valor Densidade real dos grãos, Gs 2,373 g/cm3

Limite de liquidez, LL 51% Limite de plasticidade, LP 40% Índice de plasticidade, IP 11%

Fonte: Elaborado a partir de Rissardi (2018)

Os parâmetros de compactação de Proctor nas energias normal, intermediaria

e modificada foram determinados de acordo com a NBR 7182 (ABNT, 2016). Tais

parâmetros de compactação estão descritos na Tabela 8 e na Figura 6 estão

apresentadas as curvas de compactação e as curvas de 80%, 90% e 100% de

saturação do solo (RISSARDI, 2018).

33

Tabela 8 – Parâmetros de Compactação do Solo Energia de

compactação Peso específico

aparente seco máximo Umidade

ótima Normal 14,70 kN/m3 27,8%

Intermediária 15,65 kN/m3 23,9% Modificada 16,50 kN/m3 22,0% Fonte: Elaborado a partir de Rissardi (2018)

Figura 6 – Curvas de Compactação e de Saturação do Solo


Rissardi (2018) classificou geotecnicamente o solo de acordo com os

principais sistemas apresentados na revisão bibliográfica (item 2.3.1). Tais

classificações para o solo abordado neste trabalho estão descritas na Tabela 9.

Tabela 9 – Classificações Geotécnicas do Solo

Sistema Grupo SUCS MH (silte de alta compressibilidade) TRB A-7-5 (solo argiloso) MCT NG' (solo saprolítico argiloso) Fonte: Elaborado a partir de Rissardi (2018)

O solo foi preparado para os ensaios de caracterização e moldagem dos

corpos de prova de acordo com a NBR 6457 (ABNT, 2016).

34

3.1.2 Resíduo de Polimento Cerâmico

A amostra do resíduo de polimento cerâmico (RPC) estudado neste trabalho

é gerado em uma indústria de cerâmica. Conforme descrito na revisão bibliográfica

(item 2.1.1), tal resíduo provém do polimento de placas cerâmicas.

O mesmo resíduo foi estudado por Barros e Costa (2016) que o

caracterizaram. Os autores abordaram o RPC em 2 estados, sendo eles:

• in natura – o RPC obtido conforme armazenamento na indústria, sem

qualquer tratamento prévio, somente submetido a secagem em estufa a 100 ±

5ºC para eliminação da umidade residual (37%), e;

• moído – o RPC que após a secagem foi submetido a moagem por

30 minutos em moinho cerâmico com esferas de diâmetros e massas distintas,

e que após a moagem, o RPC foi peneirado em peneira de malha 150 μm e

utilizada as partículas passantes nessa peneira.

Barros e Costa (2016) realizaram o ensaio de granulometria do RPC in

natura por meio de peneiramento mecânico, conforme recomendações da NBR

NM 248 (ABNT, 2003) e a das partículas do RPC moído por difração a laser

devido ao tamanho das partículas. Para tal, foi utilizado o equipamento Malvern

Mastersizer 2000, com acessório Scirocco 2000 realizado via seca. Os autores

comparam a granulometria do RPC com a granulometria do cimento CP-ARI que

também foi obtido por difração a laser. As curvas granulométricas do RPC nos 2

estados e do cimento CP-ARI estão apresentadas na Figura 7.

Além da granulometria do RPC, a massa específica do material foi

determinada de acordo com a NBR NM 23 (ABNT, 2001), sendo o valor de 2,56 g/cm3

(BARROS e COSTA, 2016).

Barros e Costa (2016) também discutem a composição química do RPC,

relatando que o mesmo é constituído principalmente por sílica (65,78%) e alumínio

(18,93%), com pequena quantidade de sais solúveis (4,18%), conforme

apresentado na Tabela 10.

35

Figura 7 – Curvas Granulométrica do RPC e cimento CP-ARI

Fonte: Barros e Costa (2016)

Tabela 10 – Caracterização Química do RPC Óxidos (%) RPC

Al2O3 18,93 SiO2 65,78

Fe2O3 1,27 CaO 1,26 MgO 2,25 SO3 - TiO2 0,49 ZrO2 0,49 P2O5 0,10 BaO 0,06 ZnO 0,13

CaO livre - Perda ao fogo 3,80

Resíduo insolúvel - Equivalente alcalino* 4,18

*Equivalente alcalino em Na2O= %Na2O + 0,658 x %K2O Fonte: Elaborado a partir de Barros e Costa (2016)

3.1.3 Cal

A cal escolhida para esta pesquisa foi produzida na região de Curitiba/PR,

sendo comercializada como cal hidratada CH-III.

36

A mesma cal foi utilizada por outros autores que com base na NBR NM 23

(ABNT, 2001) determinaram o valor da massa específica pare este material em torno

de 2,40 g/cm3 (RISSARDI, 2018; HONDO, DALLA ROSA JOHANN, 2018; BERTAZO,

DALLA ROSA JOHANN, 2017).

A composição química da cal empregada nesta pesquisa está descrita na

Tabela 11.

Tabela 11 – Caracterização Química da Cal

Óxidos (%) Cal Rl + SiO2 6,30

CaO 40,70 MgO 28,50

Ox. Tot. (CaO +MgO) nv 91,17 CaO + MgO 69,20

H2O combinada 21,30 CO2 2,80

CaCO3 total nd CO3 resid. 6,30

(CaO + MgO) não hidr. 7,52 CaO não hidrat. 0,00

Perda ao fogo 24,10 Fonte: Dados fornecidos pelo fabricante

2.3.4 Água

No experimento foi utilizado água destilada com intuito de evitar reações

químicas indesejadas, como reações dos sais e/ou impurezas da água com a cal e o

RPC. A mesma foi empregada nos ensaios de caracterização (solicitada pelas

normas) e moldagem dos corpos de prova. O equipamento utilizado para destilar a

água está apresentado na Figura 8.

37

Figura 8 – Destilador de Água Utilizado

Fonte: Autoria própria

3.2 MÉTODOS

O presente trabalho foi desenvolvido com base em normas brasileiras e

recomendações descritas em outras pesquisas.

3.2.1 Aquisição e Armazenamentos dos Materiais

Foram coletadas amostras de solo deformado por Rissardi (2018) no

município de Curitiba/PR, nas seguintes coordenadas geográficas: 25°26'31.4"S e

49°21'07.7"W. Logo após a coleta, as amostras foram armazenadas em bombonas

plásticas com tampa.

O RPC foi coletado por Bertazo e Dalla Rosa Johann (2018) no estado moído

e armazenado em latas metálicas com tampa. A amostra de RPC estudado neste

trabalho foi fornecida por uma indústria cerâmica localizada na região de Curitiba/PR.

A cal escolhida para esta pesquisa foi fornecida por uma indústria produtora

de cal da região de Curitiba/PR. A cal foi colocada dentro de sacos plásticos e

38

posteriormente armazenada em baldes plásticos com tampa, com o intuito de evitar a

carbonatação prematura da mesma em função da umidade do ar. Tais

recomendações foram utilizadas por Dalla Rosa (2009).

3.2.2 Dosagem

Os teores de RPC e de cal foram estabelecidos com base em outras

pesquisas (BARROS; COSTA, 2016; BERTAZO; DALLA ROSA JOHANN, 2018;

HONDO; DALLA ROSA JOHANN, 2018). Os teores de RPC e de cal são em relação

a massa do solo seco.

As dosagens definidas paras as misturas estão descritas na Tabela 12.

Tabela 12 – Dosagem das Misturas Solo-RPC e Solo-RPC-cal

Mistura Teor

RPC Cal 0R0C 0% 0% 5R0C 5% 0%

10R0C 10% 0% 15R0C 15% 0% 0R5C 0% 5% 5R5C 5% 5%

10R5C 10% 5% 15R5C 15% 5%


3.2.3 Ensaios de Caracterização das Misturas Solo-RPC e Solo-RPC-Cal

Os limites físicos de consistência das misturas, ou Limites de Atterberg, foram

obtidos de acordo com as NBR 7180 (ABNT, 2016) e NBR 6459 (ABNT, 2016). Já a

densidade real dos grãos (Gs) das misturas foram determinadas por média

ponderada, tal método também foi utilizado por Hondo e Dalla Rosa Johann (2018).

39

3.2.4 Índices Físicos das Misturas

Para a determinação da porosidade (η) e da saturação (S) das misturas foram

utilizadas as seguintes correlações expressas pela Equação 1, Equação 2 e Equação

3.

e = #$%&'( − 1 (1)

η = --./

. 100 (2)

S = $%.3-.&4

(3)

Onde: e = índice de vazios [adimensional];

Gs = peso específico dos grãos [g/cm3];

γd = peso específico aparente seco [g/cm3];

η = porosidade [%]

W = umidade [%];

S = grau de saturação [%], e;

γw = peso específico da água [10kN/m3 ou 1 g/cm3].

3.2.5 Moldagem dos Corpos de Prova

Os parâmetros de moldagem dos corpos de prova foram definidos com base

nos parâmetros de compactação (energia normal de Proctor) de misturas solo-cal e

solo-RPC obtidos por Bertazo e Dalla Rosa Johann (2018). Os autores estudaram os

mesmo materiais empregados neste trabalho. Tais parâmetros estão apresentados

na Figura 9 e descritos na Tabela 13.

40

Figura 9 – Curvas de Compactação de Misturas Solo-Cal e Solo-RPC

Fonte: Bertazo e Dalla Rosa Johann (2018)

Tabela 13 – Parâmetros de Compactação de Misturas Solo-Cal e Solo-RPC

Mistura Peso específico aparente seco máximo Umidade ótima

Solo natural 1,472 g/cm3 27,40% Solo +3% de cal 1,459 g/cm3 29,69% Solo +5% de cal 1,425 g/cm3 31,56% Solo +7% de cal 1,432 g/cm3 31,32% Solo +9% de cal 1,445 g/cm3 30,79%

Solo +15% de RPC 1,515 g/cm3 27,43% Fonte: Bertazo e Dalla Rosa Johann (2018)

Para a moldagem dos corpos de prova foi utilizada a média dos parâmetros

obtidos na curva do solo natural, solo +5% de cal e solo +15% de RPC, ou seja, peso

especifico seco de 1,471 g/cm3 e umidade de 28,80%. Tal metodologia que utiliza a

média dos parâmetros obtidos pelas misturas também foi adotada em outras

pesquisas (BORDIDGNON, 2015; RISSARDI, 2016; SALES; RIBEIRO; NERY, 2017;

CAVARSAN, 2018).

Cavarsan (2018) comprovou estatisticamente em seu trabalho pelo teste de

hipótese t de Student que não houve diferença em se utilizar a média dos parâmetros

de compactação (peso específico aparente seco máximo e umidade ótima) ao invés

41

de moldar cada mistura com os seus respectivos parâmetros de compactação. A

autora também analisou os dados obtidos por Bordignon (2015) e Sales, Ribeiro e

Nery (2017), e concluiu que não houve diferença significativa entre estes dois

métodos na escolha de parâmetros de moldagem.

A moldagem dos corpos de prova desta pesquisa seguiu a metodologia usada

por outros autores (BORDIDGNON, 2015; RISSARDI, 2016; SALES; RIBEIRO;

NERY, 2017; CAVARSAN, 2018). Os autores descrevem que a confecção dos corpos

de prova se inicia com a pesagem de cada material, onde a massa de cada material

foi calculada com base nos parâmetros desejados (peso especifico seco de 1,471

g/cm3 e umidade de 28,80%).

Após a pesagem dos materiais, o solo seco e os aditivos (RPC e cal) foram

misturados até o conjunto adquirir consistência uniforme. Em seguida a água foi

adicionada, continuando o processo de mistura até obtivesse homogeneidade.

Após o processo de mistura, a composição foi armazenada em recipiente

fechado para evitar perda de umidade para o ambiente antes da moldagem. Três

amostras de cada mistura foram retiradas para verificação da umidade.

Os corpos de prova foram compactados em um molde cilíndrico (100 mm de

altura e 50 mm de diâmetro), de modo que cada corpo de prova atingisse o seu peso

específico aparente seco desejado. Após o processo de moldagem, os corpos de

prova foram imediatamente extraídos do molde, e seus respectivos pesos, diâmetros

e alturas medidos novamente para a verificação dos parâmetros desejados para esta

pesquisa.

Após a extração, os corpos de prova foram envoltos em filme plástico PVC e

colocados dentro de sacos plásticos, para evitar variações significativas do teor de

umidade.

Os corpos de prova foram moldados em molde cilíndrico de aço que segue a

proporção 2:1 que exigida pela NBR 12770 (ABNT, 1992). O molde utilizado para

confecção dos corpos de prova está demonstrado na Figura 10.

42

Figura 10 – Molde Utilizado para Moldagem dos Corpos de Prova


Ao todo foram moldados 40 corpos de prova, sendo 5 para cada mistura

estabelecida para esta pesquisa (Tabela 12).

3.2.6 Tempo de Cura

O tempo de cura definido para este trabalho foi de 28 dias, assim como

adotado em outras pesquisas (DALLA ROSA JOHANN, 2013, BORDIGNON, 2015;

RISSARDI, 2016; SALES; RIBEIRO; NERY, 2017; CAVARSAN, 2018; HONDO,

DALLA ROSA JOHANN, 2018). Dalla Rosa (2009) descreveu em seu trabalho que 28

dias de cura é o tempo necessário para que as reações químicas ocorram.

Os corpos de prova ficaram acondicionados em câmara úmida durante todo o

processo de cura para que os mesmos não sofressem variações significativas de

umidade e temperatura. Os corpos de prova armazenados na câmara úmida estão

apresentados na Figura 11.

43

Figura 11 – Corpos de Prova Curando na Câmara Úmida


3.2.7 Ensaio de Compressão Simples

O ensaio de resistência à compressão simples, também conhecido por ensaio

de compressão não confinada ou ensaio de compressão axial, foi realizado com base

na NBR 12770 (ABNT, 1992).

Para este ensaio foi utilizada uma prensa hidráulica universal, da marca EMIC,

modelo DL30, com capacidade máxima de 30 toneladas. Após o rompimento dos

corpos de prova, foram recolhidas amostras para verificação da umidade.

O valor da resistência à compressão simples (qu) foi determinado por meio

da Equação 4.

qu =PR

AT (4)

Onde PR é a carga de ruptura no pico da curva tensão-deformação axial e AT

é a área transversal do corpo de prova. O equipamento utilizado e um corpo de prova

submetido ao ensaio de resistência à compressão simples estão apresentados na

Figura 12.

44

Figura 12 – Ensaio de Resistência à Compressão Simples


Uma curva tensão-deformação de cada mistura está apresentada no

Apêndice E.

45

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

Neste capítulo são apresentados os resultados obtidos, bem como as

discussões dos mesmos.

4.1 CARACTERIZAÇÃO DAS MISTURAS

Na Tabela 14 estão descritos os pesos específicos reais dos grãos (Gs) dos

materiais utilizados nesta pesquisa.

Tabela 14 – Gs dos Materiais

Material Gs (g/cm3) Fonte Solo 2,737 Rissardi (2018) RPC 2,560 Barros e Costa (2016) Cal 2,403 Rissardi (2018)

Conforme descrito no programa experimental, o Gs das misturas foram

determinados com base nos dados apresentados na Tabela 14. Os valores de Gs das

misturas estão expostos na Tabela 15.

Tabela 15 – Gs das Misturas

Mistura Gs (g/cm3) 0R0C 2,737 5R0C 2,729

10R0C 2,721 15R0C 2,714 0R5C 2,721 5R5C 2,714

10R5C 2,707 15R5C 2,701 Fonte: Autoria própria

Com base nos dados da Tabela 15, foram observadas duas tendências. Tais

tendências estão apresentadas na Figura 13.

46

Figura 13 – Influência do RPC no Gs das Misturas


Por meio da Figura 13, notam-se duas tendências lineares em função da

incorporação do RPC. Tais tendências estão descritas na Tabele 4.3.

Tabela 16 – Equações de Gs Determinadas Material Equação R2

Solo Gs = 2,7366 – 0,0015 . (Teor de RPC) 0,9983 Solo-cal Gs = 2,7208 – 0,0013 . (Teor de RPC) 0,9984


Ao comparar a mistura 0R0C (solo natural) com a mistura 0R5C (solo-cal),

nota-se que a incorporação da cal resultou em um Gs menor. Além disso, ao comparar

a mistura 0R0C com as demais com a presença de RPC, é possível observar que

quanto maior a adição de RPC no solo e no solo-cal, menor foi o valor do Gs.

Os valores dos Limites de Atterberg (limites físicos de consistência) das

misturas estão apresentados na Tabela 17. Os dados referentes ao ensaios de limite

de liquidez estão exposto no Apêndice A. A partir dos dados da Tabela 17, é possível

observar a influência da cal e do RPC nos limites de consistência do solo. A influência

da RPC no limite de liquidez (LL) está demostrada na Figura 14.

2,695

2,708

2,720

2,733

2,745

0 5 10 15

Gs

(g/c

m3 )

Teor de RPC (%)

Influência do RPC no Peso Específico do Grãos

Solo Solo-cal

47

Tabela 17 – Limites de Atterberg das Misturas Mistura LL (%) LP (%) IP (%) 0R0C 50,88 40,17 10,71 5R0C 51,50 44,97 6,53

10R0C 52,85 47,67 5,18 15R0C 53,62 49,47 4,15 0R5C 51,42 45,00 6,42 5R5C 52,22 48,68 3,54

10R5C 53,28 50,64 2,64 15R5C 54,80 52,95 1,85


Figura 14 – Influência do RPC no Limite de Liquidez


Por meio da Figura 14, nota-se que a adição da cal no solo fez um aumento

sutil no valor do LL, e que a incorporação do RPC tanto no solo natural quanto na

mistura solo-cal também proporcionou aumentos nos valores de LL. O crescimento do

valor de LL observado foi proporcional ao teor de RPC adicionado. As duas tendências

lineares encontradas na Figura 14 estão expostas na Tabela 18.

Tabela 18 – Equações de LL Determinadas

Material Equação R2 Solo LL = 50,777 + 0,1914 . (Teor de RPC) 0,9804

Solo-cal LL = 51,237 + 0,2214 . (Teor de RPC) 0,9687 Fonte: Autoria própria

50

52

54

56

58

0 5 10 15

LL (%

)

Teor de RPC (%)

Influência do RPC no Limite de Liquidez

Solo Solo-cal

48

O efeito do RPC no limite de plasticidade (LP) está ilustrado na Figura 15.

Figura 15 – Influência do RPC no Limite de Plasticidade


Observa-se na Figura 15 que a adição da cal no solo natural fez com que o

LP aumentasse consideravelmente. Além disso, a incorporação do RPC no solo

natural e na mistura solo-cal também proporcionaram acréscimos nos valores do LP.

Tais acréscimos foram proporcionais ao teor de RPC contido nas misturas. Foram

encontradas duas tendências que desempenharam crescimento linear, conforme

descrita na Tabela 19.

Tabela 19 – Equações de LP Determinadas

Material Equação R2 Solo LP = 40,981 + 0,6119 . (Teor de RPC) 0,9527

Solo-cal LP = 45,446 + 0,5163 . (Teor de RPC) 0,9799 Fonte: Autoria própria

A influência do RPC no índice de plasticidade (IP) está apresentada na Figura

16.

40

45

50

55

60

0 5 10 15

LP (%

)

Teor de RPC (%)

Influência do RPC no Limite de Plasticidade

Solo Solo-cal

49

Figura 16 – Influência do RPC no Índice de Plasticidade


Conforme a classificação da plasticidade de solos sugerida por Jenkins

(Caputo, 1987), o solo natural (0R0C) é medianamente plástico (7 < IP ≤ 15), enquanto

as demais misturas são fracamente plásticas (1 < IP ≤ 7).

Ao comparar a mistura 0R0C com a mistura 0R5C, nota-se que a adição da

cal foi o suficiente para a diminuição da plasticidade do solo (de plasticidade média

para plasticidade fraca). A incorporação do RPC apresentou um efeito similar da cal

(decréscimo do índice de plasticidade). Tais decréscimos observados foram

proporcionais aos teores de RPC adicionados nas misturas. Foram encontradas duas

tendências lineares conforme apresentadas na Tabela 20.

Tabela 20 – Equações de IP Determinadas

Material Equação R2 Solo IP = 9,7963 – 0,4205 . (Teor de RPC) 0,8876

Solo-cal IP = 5,8038 – 0,2923 . (Teor de RPC) 0,8939 Fonte: Autoria própria

4.2 ÍNDICES FÍSICOS DAS MISTURAS

Os índices físicos das misturas estão apresentadas na Tabela 21.

0

3

6

9

12

0 5 10 15

IP (%

)

Teor de RPC (%)

Influência do RPC no Índice de Plasticidade

Solo Solo-cal

50

Tabela 21 – Índices Físicos da Misturas Mistura Gs (g/cm3) Yd (g/cm3) W (%) e η (%) S (%) 0R0C 2,737 1,471 28,8 0,861 46,26 91,59 5R0C 2,729 1,471 28,8 0,855 46,09 91,92 10R0C 2,721 1,471 28,8 0,850 45,94 92,22 15R0C 2,714 1,471 28,8 0,845 45,80 92,50 0R5C 2,721 1,471 28,8 0,850 45,94 92,22 5R5C 2,714 1,471 28,8 0,845 45,80 92,51 10R5C 2,707 1,471 28,8 0,840 45,66 92,78 15R5C 2,701 1,471 28,8 0,836 45,54 93,03


Com base na Tabela 21, nota-se a influência da cal e do RPC na porosidade

(η) das misturas. Tais influências estão apresentadas na Figura 17.

Figura 17 – Influência do RPC na Porosidade


Ao comparar o solo natural (0R0C) com a mistura solo-cal (0R5C) é possível

observar que a cal fez com que a porosidade diminuísse. O RPC desempenha o

mesmo efeito ao se analisar os valores do solo e do solo-cal com as demais misturas.

Tais decréscimos foram sutis, visto que a redução de η foi de no máximo 0,46%.

As duas tendências de comportamento linear observadas nas Figura 17 estão

expressas na Tabela 22.

45,0

45,5

46,0

46,5

47,0

0 5 10 15

η (%

)

Teor de RPC (%)

Influência do RPC na Porosidade

Solo Solo-cal

51

Tabela 22 – Equações de η Determinadas Material Equação R2

Solo η = 46,248 – 0,0305 . (Teor de RPC) 0,9985 Solo-cal η = 45,935 – 0,0269 . (Teor de RPC) 0,9986


Ainda com base na Tabela 21, foi observado o efeito da cal e do RPC na

saturação (S) das misturas. Tais efeitos observados estão ilustrados na Figura 18.

Figura 18 – Influência do RPC na Saturação


A cal, bem como o RPC, desempenharam um comportamento semelhante. A

adição de ambos os materiais fizeram com que os valores de S aumentassem

sutilmente, pois o maior acréscimo de S observado foi de 0,91%. Os valores de S

aumentaram proporcionalmente ao teores de RPC. As tendências de comportamento

lineares encontradas para o solo natural e para a mistura solo-cal estão expostas na

Tabela 23.

Tabela 23 – Equações de S Determinadas

Material Equação R2 Solo S = 92,227 + 0,0544 . (Teor de RPC) 0,9988

Solo-cal S = 91,602 + 0,0609 . (Teor de RPC) 0,9987 Fonte: Autoria própria

91

92

93

94

95

0 5 10 15

S (%

)

Teor de RPC (%)

Influência do RPC na Saturação

Solo Solo-cal

52

Os dados referentes aos índices físicos dos corpos de prova estão descritos no

Apêndice B.

4.3 DESEMPENHO MECÂNICO

O grau de compactação (GC) dos corpos de prova utilizados não diferiram

mais que 1% do valor definido para esta pesquisa. Os demais dados de controle dos

corpos de prova estão descritos no Apêndice C e o tratamento estatístico dos valores

de qu estão apresentados no Apêndice D.

Os valores da resistência à compressão simples (qu) das misturas estão

apresentados na Tabela 24.

Tabela 24 – Valores de qu da Misturas Mistura qu (kPa) Desvio Padrão 0R0C 321,54 10,72 5R0C 329,28 6,40 10R0C 413,57 25,60 15R0C 523,33 25,98 0R5C 704,73 34,00 5R5C 1088,85 67,16 10R5C 1350,14 42,17 15R5C 1598,96 115,08


O acréscimo de qu de cada mistura em relação ao qu do solo natural está

descrito na Tabela 25.

Tabela 25 – Acréscimo de qu em Relação ao qu do Solo Natural

Mistura qumistura/qusolo natural 0R0C 1,00 5R0C 1,02 10R0C 1,29 15R0C 1,63 0R5C 2,19 5R5C 3,39 10R5C 4,20 15R5C 4,97


53

Nota-se que a incorporação do RPC no solo natural proporcionou um aumento

da qu de até 63%, como observado na mistura 15R0C. Já na mistura 0R5C, observa-

se que somente a adição da cal no solo fez com que a resistência à compressão do

solo dobrasse. Além disso, a combinação do RPC com a cal proporcionou um

aumento de aproximadamente 5 vezes o valor de qu do solo natural, conforme o valor

de qu da mistura 15R5C.

A influência do RPC no solo natural e na mistura solo-cal estão representadas

na Figura 19.

Figura 19 – Influência do RPC nos Valores de qu


Por meio da Figura 19, as misturas de combinação do RPC com a cal

apresentaram valores mais significativos de qu em relação às misturas apenas com

cal. Os acréscimos dos valores de qu foram proporcionais aos teores de RPC

incorporados nas misturas. Pode-se inferir que a cal maximizou o efeito cimentante

do RPC no solo.

As tendências de qu encontradas para o intervalo de 0 a 15% de adição de

RPC nos materiais (solo natural e mistura solo-cal) estão expressas na Tabela 26.

Tabela 26 – Equações de S Determinadas

Material Equação R2 Solo qu = 293,48 + 13,793 . (Teor de RPC) 0,8969

Solo-cal qu = 744,07 + 58,879 . (Teor de RPC) 0,9881 Fonte: Autoria própria

0

500

1000

1500

2000

0 5 10 15

qu (k

Pa)

Teor de RPC (%)

Influência do RPC na Resistência à Compressão Simples

Solo Solo-cal

54

5 CONSIDERAÇÕES FINAIS

Neste capítulo são apresentados as conclusões, bem como sugestões para

trabalhos e pesquisas futuras.

5.1 CONCLUSÕES

As principais conclusões obtidas neste trabalho foram:

I. A cal e o RPC apresentaram efeitos semelhantes nas propriedades das

misturas, tais como a redução do Gs, aumento do LL, acréscimo do LP e

diminuição do IP. Tais acréscimos e decréscimos observados nas propriedades

foram proporcionais ao teores de RPC empregados nas misturas.

II. A cal e o RPC fizeram com que a porosidade das misturas diminuíssem e a

saturação das mesmas aumentassem. Assim como nas propriedades das

misturas, os índices físicos variaram de acordo com o teor de RPC adicionado.

Entretanto, tais variações não ultrapassaram o valor de 0,91%.

III. A incorporação do RPC no solo natural e na mistura solo-cal proporcionou

ganhos nos valores de resistência à compressão simples. No solo natural o

aumento foi de mais de 60% observado na mistura 15R0C e na mistura solo-

cal o ganho foi de aproximadamente 400% conforme visto na mistura 15R5C.

IV. O tempo de cura foi suficiente para que ocorressem reações cimentantes no

solo, pois todas as misturas apresentaram desempenho mecânico maior em

relação ao solo natural (0R0C).

V. Do ponto de vista técnico, a incorporação do RPC no solo e na mistura solo-cal

é benéfica, pois todos as misturas apresentaram comportamento mecânico

melhores em relação ao solo natural.

VI. Do ponto de vista ambiental, a viabilidade de se utilizar o solo in situ, e

aproveitar o RPC reduzem alguns impactos ambientais, pois evitam extração

de materiais, a utilização de bota foras, o transporte de material, etc.

VII. Do ponto de vista econômico, o RPC pode ser adquirido por um preço menor

em relação a outros aglomerantes convencionais (cal, cimento, pozolanas, etc).

Já a utilização da cal em solos da região de Curitiba gera um fomento

55

socioeconômico, pois na região há diversas reservas de calcário e indústrias

produtoras de cal.

5.2 SUGESTÕES PARA TRABALHOS E PESQUISAS FUTURAS

O presente trabalho se limita ao programa experimental estabelecido, desta

forma sugere-se para trabalhos e pesquisas futuras:

I. Estudar outros teores de RPC com e sem a adição de cal;

II. Combinar o RPC com outros materiais (cimento, pozolanas, etc);

III. Avaliar tempos de cura maiores;

IV. Analisar a influência do RPC com e sem a adição de cal em outros pontos de

moldagem (variando a porosidade e a umidade);

V. Realizar ensaios de difração de raios X, fluorescência de raios X e microscopia

de varredura eletrônica nos corpos de prova;

VI. Outros ensaios laboratoriais com as mesmas misturas (ensaio triaxial, CBR,

MR, capilaridade, durabilidade, etc), e;

VII. Ensaios de campo utilizando o RPC e a cal (ensaio de placa, ensaio de

arrancamento, etc).

56

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60

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61

APÊNDICE A – LIMITES DE ATTERBERG

62

Figura 20 – Influência do RPC no LL do Solo Natural


Figura 21 – Influência do RPC no LL da Mistura Solo-cal


48,0

50,0

52,0

54,0

56,0

58,0

10 100

Um

idad

e (%

)

Número de Golpes

Limite de Liquidez

0R0C

5R0C

10R0C

15R0C

48,0

50,0

52,0

54,0

56,0

58,0

10 100

Um

idad

e (%

)

Número de Golpes

Limite de Liquidez

0R5C

5R5C

10R5C

15R5C

63

APÊNDICE B – ÍNDICES FÍSICOS

64

Mistura CP Gs (g/cm3) Yd (g/cm3) W (%) e η (%) S (%)

0R0C

1 2,737 1,478 28,50 0,85 45,99 91,60 2 2,737 1,474 28,50 0,86 46,16 90,99 3 2,737 1,466 28,50 0,87 46,45 89,93 4 2,737 1,481 28,50 0,85 45,90 91,93 5 2,737 1,473 28,50 0,86 46,16 90,95

5R0C

6 2,729 1,481 28,09 0,84 45,74 90,91 7 2,729 1,474 28,09 0,85 45,98 90,05 8 2,729 1,469 28,09 0,86 46,18 89,32 9 2,729 1,485 28,09 0,84 45,58 91,50

10 2,729 1,483 28,09 0,84 45,64 91,28

10R0C

11 2,721 1,464 28,98 0,86 46,18 91,91 12 2,721 1,473 28,98 0,85 45,88 93,02 13 2,721 1,461 28,98 0,86 46,30 91,47 14 2,721 1,479 28,98 0,84 45,64 93,93 15 2,721 1,468 28,98 0,85 46,04 92,42

15R0C

16 2,714 1,476 28,56 0,84 45,60 92,45 17 2,714 1,473 28,56 0,84 45,73 91,98 18 2,714 1,465 28,56 0,85 46,02 90,92 19 2,714 1,457 28,56 0,86 46,31 89,86 20 2,714 1,478 28,56 0,84 45,55 92,62

0R5C

21 2,721 1,467 28,17 0,86 46,10 89,61 22 2,721 1,483 28,17 0,83 45,49 91,84 23 2,721 1,484 28,17 0,83 45,47 91,91 24 2,721 1,463 28,17 0,86 46,23 89,14 25 2,721 1,473 28,17 0,85 45,86 90,49

5R5C

26 2,714 1,458 28,68 0,86 46,29 90,33 27 2,714 1,466 28,68 0,85 45,99 91,41 28 2,714 1,459 28,68 0,86 46,25 90,47 29 2,714 1,472 28,68 0,84 45,74 92,34 30 2,714 1,455 28,68 0,86 46,37 90,04

10R5C

31 2,707 1,476 28,29 0,83 45,46 91,89 32 2,707 1,462 28,29 0,85 45,98 89,99 33 2,707 1,456 28,29 0,86 46,23 89,08 34 2,707 1,476 28,29 0,83 45,46 91,89 35 2,707 1,478 28,29 0,83 45,39 92,14

15R5C

36 2,701 1,476 28,40 0,83 45,36 92,38 37 2,701 1,464 28,40 0,84 45,78 90,83 38 2,701 1,454 28,40 0,86 46,17 89,44 39 2,701 1,490 28,40 0,81 44,84 94,36 40 2,701 1,476 28,40 0,83 45,35 92,41

Quadro 1 – Índices Físicos dos Corpos de Prova Fonte: Autoria própria

65

APÊNDICE C – DADOS DOS CORPOS DE PROVA

66

Mistura CP Peso (g)

Diâmetro (mm)

Altura (mm)

Volume (cm2)

Yd (g/cm3)

W (%)

GC (%)

0R0C

1 373,12 50,00 100,04 196,43 1,478 28,50 100 2 373,98 50,00 100,58 197,49 1,474 28,50 100 3 373,44 50,00 100,98 198,27 1,466 28,50 100 4 373,52 50,00 99,98 196,31 1,481 28,50 101 5 371,95 50,00 100,05 196,45 1,473 28,50 100

5R0C

6 373,61 50,00 100,34 197,02 1,481 28,09 101 7 373,39 50,00 100,72 197,76 1,474 28,09 100 8 373,48 50,00 101,12 198,55 1,469 28,09 100 9 373,74 50,00 100,08 196,51 1,485 28,09 101 10 372,10 50,00 99,75 195,86 1,483 28,09 101

10R0C

11 373,10 50,00 100,60 197,53 1,464 28,98 100 12 373,13 50,00 100,05 196,45 1,473 28,98 100 13 374,05 50,00 101,08 198,47 1,461 28,98 99 14 372,72 50,00 99,50 195,37 1,479 28,98 101 15 372,65 50,00 100,22 196,78 1,468 28,98 100

15R0C

16 374,33 50,00 100,45 197,23 1,476 28,56 100 17 373,27 50,00 100,40 197,13 1,473 28,56 100 18 373,14 50,00 100,90 198,12 1,465 28,56 100 19 372,60 50,00 101,30 198,90 1,457 28,56 99 20 371,78 50,00 99,68 195,72 1,478 28,56 100

0R5C

21 372,98 50,00 101,05 198,41 1,467 28,17 100 22 373,65 50,00 100,10 196,55 1,483 28,17 101 23 373,33 50,00 99,98 196,31 1,484 28,17 101 24 372,62 50,00 101,20 198,71 1,463 28,17 99 25 372,01 50,00 100,34 197,02 1,473 28,17 100

5R5C

26 373,09 50,00 101,30 198,90 1,458 28,68 99 27 372,19 50,00 100,50 197,33 1,466 28,68 100 28 372,25 50,00 101,00 198,31 1,459 28,68 99 29 372,12 50,00 100,02 196,39 1,472 28,68 100 30 370,88 50,00 100,85 198,02 1,455 28,68 99

10R5C

31 373,04 50,00 100,30 196,94 1,476 28,29 100 32 372,25 50,00 101,05 198,41 1,462 28,29 99 33 373,45 50,00 101,85 199,98 1,456 28,29 99 34 372,71 50,00 100,21 196,76 1,476 28,29 100 35 371,45 50,00 99,75 195,86 1,478 28,29 100

15R5C

36 373,54 50,00 100,40 197,13 1,476 28,40 100 37 373,06 50,00 101,05 198,41 1,464 28,40 100 38 371,89 50,00 101,45 199,20 1,454 28,40 99 39 372,81 50,00 99,25 194,88 1,490 28,40 101 40 371,66 50,00 99,88 196,11 1,476 28,40 100

Quadro 2 – Dados do Corpos de Prova Fonte: Autoria própria

67

APÊNDICE D – RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES

68

Quadro 3 – Resistência à Compressão Simples das Misturas


*Tolerância = variação de ± 10% da média

Mistura CP qu (N) qu (kPa) Tolerância* Média Desvio Padrão

0R0C

1 542,25 276,17 x

321,54 10,72 2 602,50 306,85 306,85 3 652,71 332,42 332,42 4 632,62 322,19 322,19 5 637,50 324,68 324,68

5R0C

6 542,25 276,17 x

329,28 6,40 7 642,66 327,30 327,30 8 632,62 322,19 322,19 9 662,75 337,54 337,54

10 648,10 330,07 330,07

10R5C

11 863,58 439,82 439,82

413,57 25,60 12 823,41 419,36 419,36 13 562,33 286,39 x 14 743,08 378,45 378,45 15 818,10 416,65 416,65

15R0C

16 1034,29 526,76 526,76

523,33 25,98 17 883,66 450,04 x 18 1094,54 557,44 557,44 19 974,04 496,07 496,07 20 1007,33 513,03 513,03

0R5C

21 1335,54 680,18 680,18

704,73 34,00 22 1325,49 675,07 675,07 23 1345,58 685,30 685,30 24 1445,99 736,44 736,44 25 1466,08 746,67 746,67

5R5C

26 2319,62 1181,37 1181,37

1088,85 67,16 27 1707,08 869,41 x 28 2068,58 1053,52 1053,52 29 2018,37 1027,95 1027,95 30 2145,24 1092,56 1092,56

10R5C

31 2640,95 1345,02 1345,02

1350,14 42,17 32 2761,45 1406,39 1406,39 33 2560,62 1304,11 1304,11 34 2108,74 1073,97 x 35 2640,95 1345,02 1345,02

15R5C

36 3363,95 1713,25 1713,25

1598,96 115,08 37 2912,07 1483,11 1483,11 38 2671,07 1360,36 x 39 2409,99 1227,40 x 40 3142,62 1600,52 1600,52

69

APÊNDICE E – CURVAS TENSÃO-DEFORMAÇÃO DAS MISTURAS

70

Figura 22 - Curva Tensão-Deformação da Mistura 0R0C

Fonte: Autoria Própria



0

100

200

300

400

500

600

0 1 2 3 4 5

Tens

ão (k

Pa)

Deformação (mm)

Curva Tensão-Deformação da Mistura 0R0C

0

100

200

300

400

500

600

0 1 2 3 4 5

Tens

ão (k

Pa)

Deformação (mm)


71





0

100

200

300

400

500

600

0 1 2 3 4 5

Tens

ão (k

Pa)

Deformação (mm)


0

100

200

300

400

500

600

0 1 2 3 4 5

Tens

ão (k

Pa)

Deformação (mm)


72





0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0 1 2 3 4 5

Tens

ão (k

Pa)

Deformação (mm)


0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0 1 2 3 4 5

Tens

ão (k

Pa)

Deformação (mm)


73





0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0 1 2 3 4 5

Tens

ão (k

Pa)

Deformação (mm)


0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0 1 2 3 4 5

Tens

ão (k

Pa)

Deformação (mm)


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