Análise dos efeitos da adição de cal e de cimento para estabilização de solos
Soil is a material originated from the deterioration of rocks, through various intemperate actions that occur in nature. For this reason, the soils present distinct compositions and, consequently, peculiar physical characteristics in different regions of the planet. Most, if not all, of the construc...
| Autor principal: | Cavarsan, Maria Paula Guillen |
|---|---|
| Formato: | Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) |
| Idioma: | Português |
| Publicado em: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
2020
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| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/8111 |
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riut-1-81112020-11-11T13:25:26Z Análise dos efeitos da adição de cal e de cimento para estabilização de solos Analysis of the effects of lime and cement addiction on soil stabilization Cavarsan, Maria Paula Guillen Johann, Amanda Dalla Rosa Coninck, José Carlos Pereira Johann, Amanda Dalla Rosa Coninck, José Carlos Pereira Corrêa, Janine Nicolosi Puppi, Rogério Francisco Küster Solo-cimento Mecânica do solo Análise fatorial Bacia sedimentares - Curitiba (PR) Solos Construção civil Soil cement Soil mechanics Factor analysis Settling basins - Curitiba (PR) Soils Building CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::GEOTECNICA Soil is a material originated from the deterioration of rocks, through various intemperate actions that occur in nature. For this reason, the soils present distinct compositions and, consequently, peculiar physical characteristics in different regions of the planet. Most, if not all, of the construction industry will have to deal at some point with the local soil, that is, with its characteristics and properties. Most of the time, the soil properties do not meet the design requirements, causing them to look for alternatives to solve the problem. Thus, it is of great importance to carry out the preliminary study of the soil characteristics. Because it is a more economical and environmentally friendly solution, soil stabilization is the most used process to solve the problem. Stabilization can be mechanical - compaction, or chemical - addition of chemical additives such as cement and lime. The present study aimed to analyze the effects of compaction energy and additive content on the unconfined compressive strength of soil-cement and soil-lime mixtures. For this analysis, some soil samples were molded with contents of 3%, 5%, 7% and 9%, compacted at the intermediate energy. The results were compared to the results of Sales et al. (21017) for the same contents of additives, compacted at the standard energy. The intermediate Proctor results were 1,62 g/cm³ for the maximum dry unit weight and 20,5% for the optimum moisture. The samples compacted on intermediate energy presented a better result than standard energy. Comparing this research results with Sales et al. (2017), it was noted that cement treatment produced higher unconfined compressive strength than lime. An 2k factorial experimental design of the results was also developed. Thus, two levels, minimum and maximum, were considered for the variables. The aim of the analysis was to adjust the data to a model so that it was possible to predict the behavior of the mixture. The model generated for soil-cement presented problems in the data residues, indicating that the adjustment was not feasible. The soil-lime presented a good fit of the second-order model found. The following equation was defined:Y (MPa) = 0,86225 + 0,15317. (TA/3% − 2) + 0,16825. (EC/0,055 − 28, 45 ̅̅̅̅) − 0,07083. (TA/3% − 2) . (EC/0,055 − 28, 45 ̅̅̅̅), where Y represents the unconfined compressive strength, TA is the additive content and EC is the maximum dry unit weight. The equation presented results compatible with the values found in the laboratory, validating the model. Thus, from the equation, a response surface was generated for soil-lime O solo é um material originado da deterioração de rochas, através de diversas ações intempéries que ocorrem na natureza. Por esse motivo, os solos apresentam composições distintas e, consequentemente, características físicas peculiares em diferentes regiões do planeta. A maior parte das obras da indústria da construção civil, se não todas, terá que lidar em algum momento com o solo local, isto é, com suas características e propriedades. Na maioria das vezes, as propriedades do solo não atendem os requisitos de projeto, fazendo com que se busquem alternativas para solucionar o problema. Assim, é de grande importância realizar o estudo prévio das características do solo com que se trabalha. Por ser uma solução mais econômica e favorável ao meio ambiente, a estabilização de solos é o processo mais utilizado para solucionar o problema. A estabilização pode ser mecânica - compactação, ou química - adição de aditivos químicos, como cimento e cal. A presente pesquisa teve como objetivo analisar os efeitos da energia de compactação e do teor de aditivo na resistência à compressão simples de misturas solo-cimento e solo-cal. Para esta análise foram moldados corpos de prova com teores de 3%, 5%, 7% e 9%, compactados na energia intermediária. Os resultados foram comparados com os dados obtidos por Sales et al. (2017) para os mesmos teores na energia de compactação normal. Foi realizado o ensaio de compactação Proctor intermediário, resultando em massa específica aparente seca máxima de 1,62 g/cm³ e teor de umidade ótimo de 20,5%. Para todos os corpos de prova, foi observado aumento de resistência entre a energia normal e intermediária e entre teores de aditivo. Comparando com os resultados de Sales et al. (2017), observa-se que para ambas as energias de compactação, o cimento resulta em uma resistência mais alta do que o cal. Também foi desenvolvido um planejamento experimental para análise fatorial 2k dos resultados. Dessa forma, foram considerados dois níveis, mínimo e máximo, para as variáveis. A análise tinha como objetivo ajustar os dados a um modelo para que fosse possível prever o comportamento da mistura. O modelo gerado para o solocimento apresentou problemas nos resíduos dos dados, indicando que o ajuste era inviável. Já o solo-cal apresentou um bom ajuste do modelo de segunda ordem encontrado. Foi definida a equação Y (MPa) = 0,86225 + 0,15317. (TA/3% − 2) + 0,16825. (EC/0,055 − 28, 45 ̅̅̅̅) − 0,07083. (TA/3% − 2) . (EC/0,055 − 28, 45 ̅̅̅̅) , onde Y é a resistência à compressão simples, TA o teor de aditivo e EC a massa específica aparente seca máxima equivalente. A equação apresentou resultados compatíveis com os valores encontrados em laboratório, validando o modelo. Assim, a partir da equação, foi gerada uma superfície de resposta para o solo-cal. 2020-11-11T13:25:26Z 2020-11-11T13:25:26Z 2018-06-22 bachelorThesis CAVARSAN, Maria Paula Guillen. Análise dos efeitos da adição de cal e de cimento para estabilização de solos. 2018. 90 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2018. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/8111 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Graduação em Engenharia Civil UTFPR |
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Soil is a material originated from the deterioration of rocks, through various intemperate actions that occur in nature. For this reason, the soils present distinct compositions and, consequently, peculiar physical characteristics in different regions of the planet. Most, if not all, of the construction industry will have to deal at some point with the local soil, that is, with its characteristics and properties. Most of the time, the soil properties do not meet the design requirements, causing them to look for alternatives to solve the problem. Thus, it is of great importance to carry out the preliminary study of the soil characteristics. Because it is a more economical and environmentally friendly solution, soil stabilization is the most used process to solve the problem. Stabilization can be mechanical - compaction, or chemical - addition of chemical additives such as cement and lime. The present study aimed to analyze the effects of compaction energy and additive content on the unconfined compressive strength of soil-cement and soil-lime mixtures. For this analysis, some soil samples were molded with contents of 3%, 5%, 7% and 9%, compacted at the intermediate energy. The results were compared to the results of Sales et al. (21017) for the same contents of additives, compacted at the standard energy. The intermediate Proctor results were 1,62 g/cm³ for the maximum dry unit weight and 20,5% for the optimum moisture. The samples compacted on intermediate energy presented a better result than standard energy. Comparing this research results with Sales et al. (2017), it was noted that cement treatment produced higher unconfined compressive strength than lime. An 2k factorial experimental design of the results was also developed. Thus, two levels, minimum and maximum, were considered for the variables. The aim of the analysis was to adjust the data to a model so that it was possible to predict the behavior of the mixture. The model generated for soil-cement presented problems in the data residues, indicating that the adjustment was not feasible. The soil-lime presented a good fit of the second-order model found. The following equation was defined:Y (MPa) = 0,86225 + 0,15317. (TA/3% − 2) + 0,16825. (EC/0,055 − 28, 45 ̅̅̅̅) − 0,07083. (TA/3% − 2) . (EC/0,055 − 28, 45 ̅̅̅̅), where Y represents the unconfined compressive strength, TA is the additive content and EC is the maximum dry unit weight. The equation presented results compatible with the values found in the laboratory, validating the model. Thus, from the equation, a response surface was
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CAVARSAN, Maria Paula Guillen. Análise dos efeitos da adição de cal e de cimento para estabilização de solos. 2018. 90 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2018. |
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