Estudo da permeabilidade em misturas de solo-ligante

Abstract

A existência de numerosos e extensos depósitos de solos contaminados é dos problemas ambientais que urge resolver em todo o mundo, dado que esta situação tem consequências gravosas ao nível da qualidade da água existente no subsolo, repercutindo-se a grandes distâncias do foco de contaminação. A resolução deste tipo de problemas passa frequentemente pela criação de barreiras de contenção “impermeáveis”, confinando os solos problemáticos, reduzindo/anulando a contaminação dos lençóis freáticos. Estas barreiras podem ser efetuadas pela estabilização química do solo de fundação com adição de ligantes, visando a redução do coeficiente de permeabilidade do solo. Na presente dissertação pretende-se estudar a permeabilidade e o comportamento mecânico de amostras de solo mole estabilizado quimicamente, proveniente da região do Baixo Mondego, recorrendo para isso a dois tipos de ensaios: o ensaio de permeâmetro de carga variável (kcv) através do qual se determinará o coeficiente de permeabilidade (k) das amostras e, ensaio de compressão simples (UCS) através do qual se determinará a resistência máxima à compressão simples (qu máx) e o módulo de deformabilidade não drenado (Eu sec 0,5). Os parâmetros objeto de estudo serão o tempo de cura, a dosagem e o tipo e proporção de ligante. Alguns destes parâmetros serão objeto de análise fatorial com a qual se pretende otimizar as misturas e perceber se existe interação entre os vários fatores. Do estudo realizado concluiu-se que a permeabilidade diminui com o aumento do tempo de cura, ao passo que a resistência máxima e deformabilidade aumentam. Em relação à dosagem observou-se ser este o parâmetro de maior peso no desempenho hidráulico e mecânico, diminuindo a permeabilidade e aumentado a resistência e a deformabilidade com o aumento deste parâmetro. Quanto ao tipo de ligante, percebeu-se que a substituição parcial do cimento por outro ligante tem em geral um efeito adverso sob o ponto de vista hidráulico e mecânico, sendo a escória o ligante de substituição que providencia resultados menos desvantajosos em oposição à cal viva. Em relação à análise fatorial observou-se que existe interação entre fatores.

The existence of numerous and extensive deposits of contaminated soils is one of the environmental problems that urges to solve worldwide, given that this situation has serious consequences to the underground water quality, echoing up to great distances of the contamination source. The resolution of these type of problems often goes by creating “impermeable” barriers of containment, confining the troubled soils, reducing/canceling the contamination of the groundwater sheets. These barriers can be made through the chemical stabilization of the foundation soil with the addition of binders, aiming the reduction of the permeability coefficient of the soil. In the present dissertation it is pretended to study the permeability and the mechanical behavior of samples of soft soil chemically stabilized, coming from the region of Baixo Mondego, using for that purpose two types of trials: falling head permeability test (kcv), through which will be determined the permeability coefficient (k) of the samples and, unconfined compression tests to determine the unconfined compressive strength (qu máx) and the undrained deformability module (Eu sec 0,5). The parameters studied will be the curing time, binder dosage and the type and proportion of binder. Some of these parameters will be the subject to a factor analysis aiming to optimize the mixtures and to understand if there is interaction between the factors. From studies conducted it was concluded that the permeability diminishes with the increase of curing time, whereas the unconfined compressive strength and deformability module increase. About the binder dosage it was observed that this parameter weights above all else in the hydraulic and mechanical performance, diminishing the permeability and increasing the unconfined compressive strength and deformability with its increase. As to the type of binder, it was realized that partially replacing de Portland cement with another binder generally has an adverse effect from the hydraulic and mechanical standpoint, being the high furnace slag (E) the replacing binder with less disadvantages in opposition to the quick lime (QL). About the factor analysis it was observed that there is in fact interaction between the factors.