Efeito do teor em matéria orgânica no comportamento de solos estabilizados com o biopolimero Xantano

Abstract

Na atualidade, a procura por alternativas sustentáveis na estabilização dos solos é constante no ramo da Engenharia Civil. O uso de bioestabilização é uma alternativa promissora em detrimento do cimento de modo a reduzir a pegada ecológica. Neste contexto, o presente trabalho pretende avaliar o efeito do teor de matéria orgânica na estabilização dos solos estabilizados com um biopolímero, Xantano.Numa primeira fase, é feita a caracterização geotécnica do solo em estudo, passando pela sua composição granulométrica, limites de consistência, densidade das partículas sólidas, medição do pH e por último, teor em matéria orgânica.Posteriormente, através da realização de ensaios UCS, determinou-se a resistência à compressão não confinada e módulo de deformabilidade. A partir dos ensaios edométricos, avaliou-se o índice de vazios das diferentes amostras não estabilizadas e bioestabilizadas, bem como o índice de compressibilidade, o índice de recompressibilidade e o coeficiente de consolidação. Complementarmente, foram obtidas Imagens SEM (Scanning Electron Microscops) das amostras de solo, com o propósito de analisar o efeito da bioestabilização na microestrutura do solo e identificar através de análise química a presença do Xantano.Os resultados dos ensaios UCS permitem concluir que o processo de bioestabilização com Xantano tem um efeito benéfico nas propriedades mecânicas (resistência à compressão não confinada e deformabilidade) para teores em matéria orgânica até 5,5%, tendo um efeito negativo em solos mais orgânicos (OM=7,7%). Os ensaios edométricos permitem constatar que a estabilização com Xantano, devido ao aumento da capacidade de absorção de água pelos hidrogéis, induz o aumento de índice de vazios, de compressibilidade e de recompressibilidade e a diminuição do coeficiente consolidação. Os resultados também revelam que este efeito é potenciado com o aumento do teor em matéria orgânica.

Currently, the search for sustainable alternatives in soil stabilization is constant in the field of Civil Engineering. The use of biostabilization is a promising alternative to cement in order to reduce the ecological footprint. In this context, the present work intends to evaluate the effect of organic matter content in the stabilization of soils stabilized with a biopolymer, Xanthan.In a first phase, the geotechnical characterization of the soil under study is carried out, passing through its granulometric composition, consistency limits, solid particle density, pH measurement and finally, organic matter content.Subsequently, by performing UCS tests, the unconfined compressive strength and deformability modulus were determined. From the eodometric tests, the void index of the different non-stabilized and biostabilized samples was evaluated, as well as the compressibility index, the recompressibility index and the consolidation coefficient. In addition, SEM (Scanning Electron Microscops) images were obtained from the soil samples, with the purpose of analyzing the effect of biostabilization on the soil microstructure and identifying the presence of Xanthan through chemical analysis.The results of the UCS tests allow to conclude that the biostabilization process with Xanthan has a beneficial effect on mechanical properties (unconfined compressive strength and deformability) for organic matter contents up to 5.5%, having a negative effect on more organic soils (OM=7.7%). Eodometer tests show that stabilization with Xanthan, due to the increased water absorption capacity of the hydrogels, induces an increase in the void index, compressibility and recompressibility, and a decrease in the consolidation coefficient. The results also show that this effect is enhanced with the increase in the material content.