ANÁLISE DAS PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS DE UM SOLO DA FORMAÇÃO PALERMO, ESTABILIZADO COM ADITIVO PERMA ZYME

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1 UNIVERSIDADE DO EXTREMO SUL CATARINENSE - UNESC CURSO DE ENGENHARIA CIVIL DENISE BRESCIANI ANÁLISE DAS PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS DE UM SOLO DA FORMAÇÃO PALERMO, ESTABILIZADO COM ADITIVO PERMA ZYME CRICIÚMA, JULHO DE 2009.

2 DENISE BRESCIANI ANÁLISE DAS PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS DE UM SOLO DA FORMAÇÃO PALERMO, ESTABILIZADO COM ADITIVO PERMA ZYME Trabalho de Conclusão de Curso, apresentado para obtenção do grau de Engenheiro Civil no curso de Engenharia Civil da Universidade do Extremo Sul Catarinense, UNESC. Orientador: Prof. Msc. Adailton Antônio dos Santos CRICIÚMA, JULHO DE 2009.

3 DENISE BRESCIANI ANÁLISE DAS PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS DE UM SOLO DA FORMAÇÃO PALERMO, ESTABILIZADO COM ADITIVO PERMA ZYME Trabalho de Conclusão de Curso aprovado pela Banca Examinadora para obtenção do Grau de Engenheiro Civil, no Curso de Engenharia Civil da Universidade do Extremo Sul Catarinense, UNESC, com Linha de Pesquisa em Mecânica dos Solos. Criciúma, 10 de Julho de BANCA EXAMINADORA Eng. Adailton Antônio dos Santos - Mestre - (UNESC) Orientador Eng. Breno Salgado Barra - Doutor - (UFSC) Banca Liseane P. Thives da Luz Fontes Engenheira Civil (UFSC) Banca Eng. Pedro Arns- Especialista - (UNESC) Banca

4 A toda minha família e aos meus amigos.

5 AGRADECIMENTOS A Deus pela vida, força e fé que me fizeram chegar até aqui. A minha família, pelo incentivo e confiança. A todos os professores que me acompanharam nessa caminhada, pelo conhecimento transmitido, mas em especial ao professor orientador Adailton Antônio dos Santos pela ajuda e atenção dadas na elaboração deste projeto. Aos meus amigos que jamais me deixaram desanimar e sempre tiveram uma palavra de consolo nos momentos mais complicados, mas principalmente pelas horas alegres e momentos de descontração que passamos nesse período. À secretária do departamento, Gisele, por ter nos atendido prontamente todas as vezes que necessitamos. Aos meus colegas de trabalho, aos laboratoristas, Ricardo Cerutti e Maison Maron de Matos, do Laboratório de Mecânica dos Solos pela contribuição durante a realização dos ensaios por toda ajuda prestada na realização do trabalho. A todos meus sinceros agradecimentos.

6 Caiu a chuva, e correram os rios, e assopraram os ventos, e combateram aquela casa e não caiu, porque estava edificada sobre a rocha. Mateus, 8,25.

7 RESUMO O presente trabalho aborda uma pesquisa experimental, cujo objetivo é avaliar a influência do aditivo Perma Zyme nas propriedades mecânicas de um solo pertencente à formação Palermo. O aditivo utilizado no experimento é composto por enzimas não-tóxicas, solúvel em água, fabricado através de um processo de fermentação natural utilizando apenas compostos orgânicos. Os experimentos realizados em laboratório abrangeram ensaios de caracterização física (Limite de Liquidez, Limite de Plasticidade e análise granulométrica), e mecânica (compactação na energia Proctor Normal, Índice de Suporte Califórnia e expansão) do solo em seu estado natural e das misturas solo-aditivo. As misturas solo-aditivo foram ensaiadas nas dosagens de 1/1000 (1g de aditivo para 1000 g de solo seco) e 1/500 (1g de aditivo para 500 g de solo seco). Os corpos-de-prova das misturas, moldados na umidade ótima do solo natural, foram submetidos a tempos de cura de 3(três) e 7(sete) dias. Após este tempo, foram inundados por 4(quatro) dias, para em seguida serem rompidos. Os resultados apresentados demonstraram que, houve um acréscimo nos valores de ISC médio da mistura em relação ao ISC médio do solo natural, e diferentemente do esperado, ocorreu um aumento significativo nos valores de expansão média da mistura em relação a expansão média do solo natural. Palavras-chave: Solo. Estabilização Química. Perma Zyme. Pavimentação..

8 LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1: Estrutura fofa e estrutura compactada Figura 2: Estrutura alveolar...18 Figura 3: Estrutura floculenta...19 Figura 4: Estrutura Composta. (a) em formação: (b) após formação Figura 5: Estrutura em Castelo de Cartas Figura 6: Estrutura Dispersa Figura 7: Forma das partículas...22 Figura 8: Conjunto de peneiras...24 Figura 9: Curva granulométrica...26 Figura 10: Obtenção do diâmetro efetivo...27 Figura 11: Esquema representativo das fases do solo...29 Figura 12: Limites de consistência...32 Figura 13: Aparelho Casagrande...33 Figura 14: Reta de Escoamento (exemplo)...34 Figura 15: Ensaio de Limite de Plasticidade...35 Figura 16: Localização do Índice de Plasticidade...35 Figura 17: Ábaco para classificação MCT...44 Figura 18: Perfil resultante da decomposição da rocha...45 Figura 19: Curva de compactação...47 Figura 20: Aparelho utilizado no ensaio de ISC...53 Figura 21: Localização da jazida de solo (IPAT)...66 Figura 22: Local de coleta do solo...67 Figura 23: Formação do solo Figura 24: Estratigrafia do solo...68 Figura 25: Processo de reação do Perma Zyme...70 Figura 26: Comparativo entre solo natural e solo tratado com Perma Zyme..73 Figura 27: Fluxograma dos procedimentos adotados em laboratório Figura 28: Destorroamento do solo...75 Figura 29: Solo passado na peneira 4,8 mm...75 Figura 30: Solo armazenado nas embalagens...76 Figura 31: Agitador mecânico....77

9 Figura 32: Solução defloculante...78 Figura 33: Aparelho dispersor...79 Figura 34: Provetas imersas em água...79 Figura 35: Densímetro dentro da mistura Figura 36: Material lavado após sedimentação Figura 37: Ensaio de Limite de Liquidez Figura 38: Limite de Plasticidade...82 Figura 39: Umidade através do método da frigideira...83 Figura 40: Amostra de solo na estufa Figura 41: Homogeneização do solo Figura 42: Ensaio de compactação Figura 43: Regularização da superfície...85 Figura 44: Pesagem do cilindro Figura 45: Retirada do solo compactado Figura 46: Amostra de solo Figura 47: Preparo da solução de Perma Zyme...87 Figura 48: Mistura de solo + solução Figura 49: Colocação do solo Figura 50: Moldagem do corpo de prova Figura 51: Retirada do espaçador...89 Figura 52: CP`s imersos com medidor de expansão Figura 53: Ajuste do corpo na prensa Figura 54: Ensaio ISC....91

10 LISTA DE TABELAS Tabela 1: Índices físicos, símbolos e suas fórmulas Tabela 2: Classificação de Burmister (1949)...36 Tabela 3: Escala granulométrica ABNT...39 Tabela 4: Classificação TRB...42 Tabela 5: Sistema Unificado de Classificação...43 Tabela 6: Energia de compactação...49 Tabela 7: Características dos aditivos Tabela 8: Relação de aditivos, seus fabricantes, origem e composição básica Tabela 9: Dosagens de aditivo Tabela 10: Normas referentes aos ensaios...76 Tabela 11: Etapas e número de golpes correspondente...81 Tabela 12: Características físicas do solo...92 Tabela 13: Características mecânicas do solo...93 Tabela 14: ISC e expansão do solo natural...93 Tabela 15: ISC e expansão solo-aditivo com cura de 3 dias...94 Tabela 16: ISC e expansão solo-aditivo com cura de 7 dias...96

11 LISTA DE GRÁFICOS Gráfico 1: Análise comparativa entre ISC do solo natural e solo+aditivo...95 Gráfico 2: Análise comparativa entre expansão do solo natural e solo+aditivo...95 Gráfico 3: Análise comparativa entre ISC do solo natural e solo+aditivo...97 Gráfico 4: Análise comparativa entre expansão do solo natural e solo+aditivo...97 Gráfico 5: Análise comparativa entre os ISC médios obtidos para os tempos de cura de 3 e 7 dias...98 Gráfico 6: Análise comparativa entre as Exp. médias obtidas para os tempos de cura de 3 e 7 dias...99

12 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS AASHTO - American Association of State Highway and Transportation Officials ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas ASTM - American Society for Testing and Materials CBR - Califórnia Bearing Ratio CP- Corpo-de-prova DNER - Departamento Nacional de Estradas e Rodagens DNIT - Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes HRB Highway Research Board IP - Índice de Plasticidade IPAT - Instituto de Pesquisas Ambientais e Tecnológicas ISC - Índice de Suporte Califórnia LL - Limite de Liquidez LMS Laboratório de Mecânica de Solos LP - Limite de Plasticidade NBR - Norma Brasileira Regulamentadora SC - Santa Catarina SUCS - Sistema Unificado de Classificação de Solos TRB - Transportation Research Board UNESC Universidade do Extremo Sul Catarinense

13 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO Problema de Pesquisa Justificativa Objetivos Objetivo Geral Objetivo Específico REFERENCIAL TEÓRICO Solo Origem e Formação Estrutura do Solo Perfil Genérico do Solo Forma dos Grãos Constituição Mineralógica Caracterização dos Solos Análise Granulométrica Peneiramento Sedimentação Curva de Distribuição Granulométrica Índices Físicos Determinação dos Índices Físicos Limites de Consistência Limite de Liquidez Limite de Plasticidade Índice de Plasticidade Limite de Contração Classificação Sistemas de Classificação Sistema de Classificação Granulométrica Sistema AASHO Sistema de Classificação Transportation Research Board - TRB Sistema Unificado de Classificação de Solos - SUCS...42

14 Sistema de Classificação para Solos Tropicais Sistema de Classificação Pedológica Compactação Curvas de Compactação Energia de Compactação Métodos de Compactação Ensaios de Compactação Compactação no Campo Controle da Compactação no Campo Índice de Suporte Califórnia Estabilização dos Solos Métodos de Estabilização Estabilização Mecânica Estabilização Física Estabilização Química Estabilização com Aplicação de Aditivo Características Físicas de Alguns Aditivos Aditivos Existentes no Mercado EMC² Ecolopavi Dynacal Lignosulfonato VIXIL I Moldenzol Enzymatic DS Rheocem Conaid Homy Solo GB Terrazyme DESENVOLVIMENTO Introdução Materiais Solo Aditivo...68

15 Composição e Reação do Perma Zyme Características Físicas do Solo Exigidas para o Uso do Perma Zyme Aplicações do Perma Zyme Vantagens do uso de Perma Zyme Métodos Metodologia de Campo Metodologia de Laboratório Ensaios de Caracterização Análise Granulométrica (NBR 7181/84) Análise Granulométrica por Peneiramento Análise Granulométrica por Sedimentação Limite de Liquidez (NBR 6459/84) Limite de Plasticidade (NBR 7180/84) Compactação (NBR 7182/86) Índice de Suporte Califórnia (NBR 9895/87) APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS Caracterização Física do Solo Caracterização Mecânica do Solo ISC e Expansão para Solo em Estado Natural ISC e Expansão para a Mistura Solo-Aditivo com 3 dias de Cura ISC e Expansão para Mistura Solo-Aditivo com 7 dias de Cura CONCLUSÃO...98 REFERÊNCIAS APÊNDICE...103

16 13 1 INTRODUÇÃO 1.1 Problema de Pesquisa O solo é um material cujas propriedades físico-mecânicas possuem uma grande variabilidade. Por serem empregados na engenharia, principalmente em obras rodoviárias, é de fundamental importância que essas propriedades atinjam o mínimo exigido para seu uso. Existem, porém, solos que não atendem as especificações necessárias a um determinado uso. Logo, considera-se este solo como inadequado para ser utilizado, substituindo-o por outro material com melhores características. Este método é mais usado no setor rodoviário, responsável por grandes obras no país, que está sempre buscando novas jazidas de material natural, causando muitas vezes grandes problemas ambientais. Para solucionar este problema existem algumas técnicas que tornam os solos inadequados em um material apropriado para ser usado na pavimentação. Assim o solo passa a ter as características melhoradas, como resistência e deformação, fazendo com que possa ser empregado no local previsto. O uso destas técnicas, apesar de diminuir a exploração dos depósitos contribuindo para a conservação do meio ambiente, é considerado relevante no que diz respeito ao desenvolvimento de pesquisas e emprego de novas tecnologias. O presente trabalho visa responder, com base em ensaios de caracterização mecânica, o seguinte questionamento: o aditivo orgânico Perma Zyme atribui ao solo estudado um enriquecimento suficiente em suas propriedades mecânicas, tornando-o capaz de ser empregado em obras de pavimentação? 1.2 Justificativa Os aditivos químicos têm sido usados nas obras de pavimentação, especificamente na área geotécnica, com o intuito de melhorar as características físicas e mecânicas dos solos, isto é, sua estabilidade, que se reflete no ganho de

17 14 resistência do material, como o aumento do ISC. A utilização do cimento e da cal, como aditivo, é a mais difundida e empregada devido ao fato de serem aplicáveis a vários tipos de solos. No entanto, como cada tipo de aditivo e de solo possui características próprias, nem sempre a composição desses dois materiais permitem que tenham boa reação entre eles. Contudo, este tipo de técnica, apresenta-se mais eficiente quando aplicada a solos granulares do que em solos argilosos. De acordo com Lima (1993, apud SILVA 2007, p.16), solos muito argilosos são de difícil estabilização, pois exigem grandes quantidades de cimento. Além disso, o solo muito fino é de difícil pulverização e mistura. Já os solos argilosos estão mais propícios a variações de volume, umidade e consequentemente perda de resistência. É essencial conhecer o solo e o tipo de aditivo a ser usado antes de se tomar qualquer decisão sobre o uso deste procedimento, afim de que seja tomada uma solução adequada ao problema, objetivando enriquecer o solo e torná-lo apto a oferecer um bom desempenho para o qual se destina. 1.3 Objetivos Objetivo Geral Caracterizar física e mecânicamente, através de ensaios em laboratório, o solo da formação Palermo, objeto de estudo e analisar a influência da incorporação do aditivo orgânico Perma Zyme nas propriedades mecânicas do mesmo, com o intuito de utilizá-lo em obras rodoviárias Objetivo Específico Coletar e preparar as amostras de solo;

18 15 Ensaiar as amostras de solo, identificando suas propriedades físicomecânicas; Acrescentar o aditivo, ensaiar novamente as amostras de solo; Comparar e analisar os resultados obtidos a fim de determinar o desempenho das propriedades mecânicas do solo, a partir da adição do aditivo; Verificar a viabilidade técnica do emprego deste aditivo em obras de pavimentação rodoviária; Contribuir para a formação de um banco de dados geotécnicos referente à estabilização de um solo da formação Palermo.

19 16 2 REFERENCIAL TEÓRICO 2.1 Solo A palavra solo, originada do latim solum, pode ter várias definições de acordo com a área profissional em que é aplicado. Basicamente quer dizer superfície do chão. Já para mecânica dos solos, a palavra solo adquire um significado especifico voltado para a Engenharia. Estabelece-se inicialmente, embora sem nenhuma esperança de rigor, que seja solo todo material da crosta terrestre escavável por meio de pá, picareta, escavadeiras, etc., sem necessidade de explosivos (VARGAS, 1977, p. 3). Todas as obras de Engenharia Civil são assentadas sobre o terreno e inevitavelmente requerem que o comportamento do solo seja devidamente considerado. Ainda de acordo com Vargas (1977, p.4), sob ponto de vista puramente técnico, aplica-se o termo solo a materiais da crosta terrestre que servem de suporte, são arrimados, escavados ou perfurados e utilizados nas obras de Engenharia Civil. Tais materiais por sua vez reagem sob as fundações e atuam sobre os arrimos, deformam-se e resistem a esforços nos aterros e taludes, influenciando as obras segundo suas propriedades e comportamento. O estudo teórico e a verificação prática dessas propriedades e atuação é que constituem a Mecânica dos Solos. O solo é um dos mais antigos e complexos materiais de construção utilizados pelo homem, está presente em quase todos os tipos de obras, muitas vezes suportando toda uma estrutura, portanto, é fundamental o conhecimento das características desse material, a fim de prever o seu comportamento diante das solicitações.

20 Origem e Formação Os solos têm sua origem na decomposição das rochas da crosta terrestre. Esta decomposição, deve-se aos agentes físicos e químicos, como as variações de temperatura, o vento, a chuva, etc., a presença da fauna e da flora promove o ataque químico, através da carbonatação, hidratação, oxidação. O solo apresenta-se constituído por partículas cujos vazios podem ser preenchidos por água e ar nos espaços intermediários. Esta água e ar, contidos entre as partículas de um solo influenciam consideravelmente em suas propriedades. Os grãos de maneira geral encontram-se livres para deslocar entre si. Para Pinto (2002, p.2), o comportamento do solo depende do movimento de suas partículas sólidas entre si. Uma das principais características usadas para diferenciar um solo de outro é o tamanho das partículas. A diversidade no tamanho dos grãos é enorme, mas não pode ser identificada pelo manuseio do solo. A maior ou menor concentração de cada tipo de partícula em um determinado solo depende da composição mineralógica da rocha que lhe deu origem Estrutura do Solo Estrutura de um solo é um termo que se usa para designar a situação de arranjo das partículas no interior da massa. Por consequência, se variamos o arranjo estamos variando a estrutura (SENÇO, 1997, p. 45). De acordo com Vargas (1977, p.41), Arthur Casagrande foi o primeiro a perceber a importância que representa a estrutura dos solos nas suas propriedades geotécnicas, entretanto o desenvolvimento e a explicação deste fenômeno são devidos à T. William Lambe. O solo nos oferece aspectos diferentes de estruturas, que são resultados de incessantes alterações que a crosta terrestre sofreu nesses milhares de anos,

21 18 devido aos fatores mencionados na definição de solo e de fatores que agiram e agem em seu interior. De acordo com Tsutsumi (2008), atualmente a estrutura dos solos podem ser classificadas em: Estrutura Simples (Figura 1): É aquela produzida quando as forças devidas ao campo gravitacional terrestre são claramente predominantes na disposição das partículas. As partículas se dispõem apoiando-se diretamente umas sobre as outras e cada partícula possuem vários pontos de apoio. Possui como característica principal: a capacidade de compactação e a orientação das partículas. Figura 1: Estrutura fofa e estrutura compactada. Fonte: Tsutsumi, Estrutura Alveolar (Figura 2): Esta estrutura se considera típica e grãos de pequeno tamanho (0,02 mm de diâmetro ou algo menores), que se depositam em um meio contínuo, normalmente água e, algumas vezes, ar. Figura 2: Estrutura alveolar Fonte: Tsutsumi, 2008.

22 19 Estrutura Floculada (Figura 3): Quando no processo de sedimentação, duas partículas de diâmetros menores que 0,02 mm chegam a se tocar, se aderem com força e se sedimentam juntas, assim como várias outras partículas podem unir-se ao grupo, formando um grumo, com estrutura similar a um painel. Este mecanismo produz uma estrutura muito frágil e solta, com grande volume de vazios, chamada floculenta. Figura 3: Estrutura floculenta Fonte: Tsutsumi, Estrutura Composta (Figura 4): A estrutura é formada em condições que permitem a sedimentação de partículas grossas e finas simultaneamente; isto ocorre frequentemente na água do mar ou lagos, com conteúdo apreciável de sais, onde o efeito floculante dos sais coexiste com o arraste de ventos, correntes de água, etc. Figura 4: Estrutura Composta. (a) em formação: (b) após formação. Fonte: Tsutsumi, 2008.

23 20 Estrutura em Castelo de Cartas (Figura 5): Alguns investigadores como Goldschmidt e Lambe tem sugerido uma interpretação diferente sobre a formação de uma estrutura floculenta e a estrutura resultante entre si. Segundo estas idéias a forma lamelar típica dos minerais de argila é fundamental no resultado da estruturação dos solos finos. Deve ser notado que, segundo esta hipótese de estruturação, também corresponde ao solo um importante volume de vazios. Figura 5: Estrutura em Castelo de Cartas. Fonte: Tsutsumi, Estrutura Dispersa (Figura 6): Qualquer perturbação que possa existir como deformação por esforço cisalhante, tende em geral a diminuir os ângulos entre as diferentes lamelas do material. Conforme isso esteja ocorrendo, atuam entre as partículas pressões osmóticas inversamente proporcionais ao espaçamento entre elas. As pressões osmóticas tendem a fazer com que as partículas se separem e assumam uma posição tal como mostrado esquematicamente na figura a seguir. (a) Zona de maior pressão osmótica (b) Pressão osmótica Figura 6: Estrutura Dispersa. Fonte: Tsutsumi, 2008.

24 21 Deve-se notar que o conjunto de estruturas, antes descrito sumariamente, não constitui uma série de reais possibilidades na natureza, senão, simplesmente algumas das hipóteses de estruturação de que se comenta atualmente Perfil Genérico do Solo Para Senço (1997, p. 47), a ação dos agentes naturais, chamados agentes de intemperismo (de ordem física, química, físico-química e biológica) pode ser local ou levada a outros locais produzindo: Solos de alteração ou residuais (alterações in situ); Solos transportados: depósitos de partículas que sofreram erosão e foram transportadas para outros locais; Solos superficiais: constituem o capeamento dos dois solos anteriores. Produto da ação dos agentes naturais sobre os solos residuais e transportados Forma dos Grãos A forma dos grãos e seu diâmetro dependem da natureza da rocha original e dos agentes geológicos que atuaram predominantemente na formação do solo (SENÇO, 1997, p. 56). A rocha que deu origem ao solo é em geral composta por diversos minerais. Sob a ação dos agentes e do intemperismo, a rocha se decompõe e se desagrega, acumulando no próprio local ou sendo transportada e depositada posteriormente. Durante o transporte e a deposição, por consequência do atrito entre os grãos, vai se produzindo um desgaste entre eles, tornando-os mais arredondados. As frações mais grossas do solo, como pedregulhos, são constituídas por grãos angulares, arredondados e menos achatados. Quando essas partículas são

25 22 arrastadas, fazendo com que suas arestas tornem-se arredondadas, dizemos que possuem uma forma sub-angular. As formas angulares são típicas de areias residuais, e as areias vulcânicas apresentam essa forma em partículas cristalizadas. As areias marinhas são geralmente angulares. A forma arredondada é frequente nas areias de rio e em algumas formações de praia, se bem que no primeiro caso, predominam as formas sub-arredondada e sub-angular, pois as partículas que não se arrastam, não sofrem o efeito abrasivo. As areias eólicas são de grão fino e arredondado. Algumas areias possuem uma porcentagem relativamente elevada de partículas lamelares de mica. Nos solos finos, como silte e argila, a forma das partículas tende a ser achatada, porque as argilas, em sua maior parte adotam a forma laminar; com exceção de alguns minerais que possuem forma fibrosa. A forma laminar é a mais frequente nos minerais de argila. A forma fibrosa é muito mais rara (haloisita, e algumas outras formas mineralógicas não muito comuns). Angular Sub-angular Sub-arredondado Arredondado Esférico Figura 7: Forma das partículas Fonte: Tsutsumi, Constituição Mineralógica Quanto à constituição mineralógica dos grãos, pode-se dizer que os grãos maiores do solo, como pedregulhos, são constituídos por fragmentos de rocha que podem conter em sua composição um ou mais minerais. Os grãos de areias são compostos principalmente por quartzo. As partículas de argilas são também constituídas de um único mineral, que em geral, pertence a um dos grupos seguinte: caolinita e montmorilonita, minerais que possuem uma estrutura cristalina laminar. A natureza mineralógica dos grãos não exerce influência sobre as propriedades das frações mais grossas do solo, como as areias e pedregulhos.

26 23 Porém, devido à própria natureza dos minerais das argilas, bem como seu reduzido tamanho, estas partículas apresentam atividade coloidal pronunciada, decorrendo daí a influência da natureza mineralógica dos grãos nas propriedades das frações mais finas do solo. 2.2 Caracterização dos Solos Análise Granulométrica A análise granulométrica consiste na determinação dos diâmetros das diversas partículas existentes no solo. A forma mais direta de obter-se o diâmetro dos grãos é passando-os através de uma série de peneiras com aberturas conhecidas. Esse processo permite identificar os diâmetros superiores a 0,075 mm, que é a menor abertura de peneira disponível. Para grãos inferiores a esse diâmetro, utiliza-se o processo de sedimentação. Portanto é comum apresentar a análise granulométrica combinada, que consiste em três etapas: peneiramento grosso, sedimentação e peneiramento fino. As dimensões das partículas do solo são muito variáveis, sendo designadas pelas frações: pedregulho, areia, silte e argila, conforme o tamanho predominante de seus grãos (DAS, 2007). As características e o comportamento desses solos ficam determinados, em última análise, pelo tamanho das partículas, uma vez que as forças gravitacionais predominam sobre as demais. Terzaghi adotou a seguinte classificação: Frações muito grossas e grossas dos solos - grãos maiores que 0,06 mm; Fração fina - grãos variando de 0,06 mm a 0,002 mm; Fração muito fina - grãos menores que 0,002 mm.

27 24 Para ele, a característica geral dos solos de granulação variada é determinada quase que exclusivamente pelas propriedades dos constituintes de menor dimensão. Porém, vale lembrar que no caso da argila, a presença de quantidades mesmo relativamente pequenas dessa fração. tem um efeito marcante nas propriedades do solo que a contém. O método para análise granulométrica é prescrito pela norma NBR 7181/1984, da ABNT Peneiramento É o processo de separação das frações através de peneiras com malhas de aberturas padronizadas e um vibrador. O conjunto de peneiras segundo a norma ABNT: NBR 5734/80, é formado por 52 peneiras de malhas quadradas e com aberturas variando entre 105 mm a 0,037 mm. Embora existam peneiras com aberturas menores, na prática esse processo só é empregado para partículas superiores a 0,075 mm (# n 200). Quando o solo possui uma porcentagem elevada de finos que são descartados, faz-se primeiramente uma lavagem deste solo na # n 200, seguido da secagem em estufa do material retido e posterior peneiramento. Esta prática é mais recomendada pelo fato dos resultados serem mais corretos do que o uso direto da amostra seca sem a lavagem. Figura 8: Conjunto de peneiras.

28 Sedimentação De acordo com Senço (1997, p. 80), a sedimentação consiste em medir a velocidade de deposição das partículas num meio líquido, associando-se os valores ao diâmetro dessas partículas. Empregado para partículas menores que 0,075 mm. Este método baseiase na lei de Stokes (1850) a qual estabelece uma relação entre o diâmetro da partícula e sua velocidade de sedimentação em um meio líquido de viscosidade e sua massa específica conhecidos. A expressão da lei de Stokes é a seguinte: v = z = ρs ρw. g. ø² t 18 η Onde: η = coeficiente de viscosidade do meio dispersor (varia com a temperatura); Ø = "diâmetro equivalente" da partícula, isto é, o diâmetro de uma esfera de mesma massa específica e que sedimenta com a mesma velocidade; ρs = massa específica das partículas do solo; ρw = massa específica do meio dispersor; v = velocidade de sedimentação da esfera. A equação foi obtida para o caso de uma esfera de massa específica, bem definida, caindo em um meio líquido indefinido. As condições existentes em um ensaio de sedimentação simulam estas condições. Portanto, a lei de Stokes fornece o diâmetro equivalente da partícula e não o seu verdadeiro valor.

29 Curva de Distribuição Granulométrica A também chamada de curva granulométrica, é a forma mais comum de representação dos resultados, é feita graficamente através de uma curva granulométrica traçada por pontos em um diagrama semi-logarítimico, como demonstrado na Figura 9. Figura 9: Curva granulométrica Fonte: Tsutsumi, Podemos observar, na curva de distribuição representada na Figura 9, que sobre o eixo das abscissas são marcados os logarítmicos das dimensões das partículas e sobre o eixo das ordenadas as porcentagens em massa, dos grãos de diâmetros inferiores aos da abscissa correspondente. A classificação granulométrica de um de solo, deve ser feita pelo comportamento do solo e não pela predominância de grãos de um determinado tamanho. Para auxiliar a identificação das características de uniformidade e graduação dos solos, são definidos os seguintes índices obtidos diretamente do gráfico (Figura 10):

30 27 Figura 10: Obtenção do diâmetro efetivo Fonte: Tsutsumi, Diâmetro Efetivo (D10 ou De): É o diâmetro correspondente a 10% em peso total de todas as partículas menores que ele. O valor de D10 fornece uma das informações necessárias para o cálculo da permeabilidade, utilizado no dimensionamento de filtros e drenos. D30 e D60: diâmetros correspondentes a 30% e 60% em peso total das partículas menores que eles. Grau de Uniformidade (U): O grau de uniformidade indica a falta de uniformidade, sendo tanto menor quanto mais uniforme for o solo. U = D60 / D10 Quanto menor o grau de uniformidade, maior é a inclinação da curva granulométrica, e o solo é mais bem graduado, segundo a seguinte classificação: U < 5: muito uniforme 5 < U < 15: uniformidade média U > 15: desuniforme.

31 28 Grau de Curvatura: define-se este parâmetro complementar de uma curva granulométrica do solo como sendo: GC = (D 30)² / (D 10. D 60) Solos bem graduados têm 1 < GC < 3. A forma da curva pode ainda indicar diferentes tipos de granulometria. Assim, temos granulometria contínua ou descontínua, uniforme ou não uniforme, mal graduada ou bem graduada. O comportamento dos solos granulares é mais fácil de ser identificado através de suas curvas granulométricas, ou seja, pedregulhos e areias apresentam comportamento parecido. Já em solos finos, apenas a curva granulométrica não expressa o comportamento do material, a origem, a forma e o tamanho dos grãos devem ser analisados. 2.3 Índices Físicos Num solo, apenas parte do volume total é ocupado pelas partículas sólidas, que se acomodam formando uma estrutura. O volume restante costuma ser chamado de vazios, embora esteja preenchido por água ou ar (PINTO, 2002, p.23). Portanto, devemos reconhecer que o solo é constituído de três fases: sólida (grãos); líquida (água); gasosa (ar). A Figura 11 representa uma amostra de solo em um esquema com suas três fases separadas, com seus índices definidos e representadas pela simbologia usual. Vt = Volume total de uma amostra de solo; Vs = Volume dos sólidos (soma dos volumes das partículas sólidas); Vv = Volume dos vazios (soma dos volumes não ocupados por sólidos); Va = Parte do volume de vazios que é ocupada por água; Var = Parte do volume de vazios que está ocupada pelo ar; Pt = Peso total de uma amostra;

32 29 Ps = Peso das partículas sólidas (peso da amostra completamente seca); Pa = Peso da água presente nos vazios da amostra. Figura 11: Esquema representativo das fases do solo Fonte: Tsutsumi, O comportamento de um solo depende da quantidade relativa de cada uma das fases. Em alguns casos pode acontecer de todos os vazios estarem ocupados pela água. A massa especifica do ar é muito pequena em relação à massa especifica da água e dos sólidos, portanto, poderá ser desprezada no cálculo. Define-se então, índice físico de um solo, como sendo uma relação entre volume, entre massa ou entre massa e volume das fases constituintes de um solo. Relação entre massas: O teor de umidade de um solo é definido como a relação entre a massa de água e a massa de sólidos existentes em um mesmo volume de solo. O seu trecho de variação compreendido entre o limite inferior igual a zero e limite superior não definido. A determinação do teor de umidade de um solo é obtida em laboratório através da retirada dos pesos do solo no estado natural e após secagem em estufa a uma temperatura entre º C. Relação entre volumes: Três índices físicos são definidos como relações entre volumes: porosidade, índice de vazios e o grau de saturação. A porosidade é a relação entre o volume de vazios e o volume de solo, variando no intervalo aberto 0 a 100%. O índice de vazios, é definido como a relação entre o volume de vazios e o volume de sólidos existentes em igual volume de solo, este número deve ser

33 30 maior que 0(zero) e limite superior não definido. O grau de saturação é a relação entre o volume de água e o volume de vazios, para um mesmo volume de solo, variando no Intervalo fechado 0(zero) a 100%. Relação entre massa e volume: Com uma relação entre massa e volume, são definidas a massa específica do solo e a massa específica dos sólidos. Para a identificação do estado do solo, costuma-se empregar índices, descritos a seguir, que correlacionam os pesos e os volumes das três fases. Umidade: relação entre o peso da água e o peso dos sólidos. Para a sua determinação, pesa-se o solo no seu estado natural, seca-se em estufa até a constância de peso e pesa-se novamente. Índices de Vazios: relação entre o volume de vazios e o volume das partículas sólidas. Não pode ser calculado diretamente, mas é obtido a partir de outros índices. Porosidade: relação entre o volume de vazios e o volume total. Grau de Saturação: relação entre o volume da água e o volume de vazios. Peso Específico dos Sólidos (grãos): relação entre o peso das partículas sólidas e o seu volume. Peso Específico da Água: embora a temperatura varie um pouco, costuma-se adotar sempre igual a 1,0 g/cm 3. Peso Específico Natural: relação entre o peso total do solo e o seu volume total. Tratando-se de compactação do solo o peso específico natural é denominado peso específico úmido. Peso Específico Aparente Seco: relação entre o peso dos sólidos e o volume total. De acordo com Pinto (2006, p.25), corresponde ao peso especifico que o solo teria se viesse a ficar seco sem que houvesse variação de volume. É calculado a partir do peso especifico natural e da umidade.

34 31 Peso Específico Aparente Saturado: corresponde ao peso específico do solo se viesse a ficar saturado sem que ocorresse variação de volume. Peso Específico Submerso: é o peso específico efetivo do solo quando submerso. Serve para cálculos de tensões efetivas. Corresponde ao peso específico natural menos o peso específico da água Determinação dos Índices Físicos As massas específicas do solo e dos sólidos, e o teor de umidade são obtidos em laboratório, enquanto que os demais são calculados através das fórmulas de correlação. A massa específica dos sólidos tem ensaio próprio para a sua determinação, normatizado pela ABNT: NBR-6508/84. Quanto às unidades, o Sistema Internacional adota para a massa específica o quilograma por metro cúbico, kg/m 3, podendo também ser utilizado como unidade derivada o grama por centímetro cúbico, g/cm 3 ou tonelada por metro cúbico, t/m 3, sendo esta ultima mais usada para trabalho no campo. Na Tabela 1 podemos ver os índices físicos, seus símbolos e suas respectivas fórmulas de cálculo. Tabela 1: Índices físicos, símbolos e suas fórmulas. Nome Símbolo Equação Índice de vazios e e = V v / V s Porosidade n n = V s / Vv Grau de saturação s s = V w / Vv Umidade h h = P / P s Peso específico aparente úmido γ γ = P / V Peso específico aparente saturado γ sat Idem, para s = 100% Peso específico aparente submerso γ sub γ sub = γ sat - γa Peso específico aparente seco γ s γ s = P s / V Densidade dos grãos G s G s = γ s / γ w Fonte: ORTIGÃO, 2007.

35 Limites de Consistência Consistência refere-se ao grau de adesão entre as partículas e a resistência oferecida às forças que tendem a deformar ou romper a massa desse solo. (TERZAGUI 1973, apud TSUTSUMI, 2008, p.14) Os limites de consistência foram estabelecidos pelo Engenheiro Atterberg em 1908, para caracterizar as mudanças entre os estados de consistência. Posteriormente Casagrande apresentou uma padronização da forma de se proceder nos ensaio para a determinação desses limites. Nesses ensaios, definem-se os valores limites convencionais de umidade para o qual o solo passa do estado semisólido para o estado plástico e do estado plástico para o estado líquido. Porém a passagem de um estado para outro é gradual, muito difícil estabelecer um critério para delimitar as fronteiras. Em cada uma das "regiões" mostradas na Figura 12 o solo se comportará mecanicamente de uma forma diferente. Figura 12: Limites de consistência Fonte: DNIT, 2006, p.35 Se a umidade de um solo coesivo é muito elevada, a ponto deste solo se apresentar como um fluído denso, diz-se que o solo se encontra no Estado Líquido. Neste estado o solo praticamente não apresenta resistência ao cisalhamento. À medida que perde água, o solo (coesivo) endurece (ou fica mais viscoso). A partir de certo teor de umidade h1 = LL (Limite de Liquidez), perde sua capacidade de fluir, porém pode ser moldado facilmente e conservar sua forma. Então o solo está no Estado Plástico. Com a continuação de perda de umidade, a capacidade de ser moldado diminui, até que a partir de um teor de umidade h2 = LP (Limite de Plasticidade) uma amostra se fratura ao se tentar moldá-la. Este é o chamado Estado Semi-sólido, no qual o solo tem aparência sólida, mas sofre reduções de volume enquanto continua a secar.

36 33 Estas definições permitem, de uma maneira simples e rápida, dar uma idéia bastante clara do tipo de solo e suas propriedades Limite de Liquidez O limite de liquidez é concebido como o menor teor de umidade com que uma amostra de um solo pode ser capaz de fluir. Segundo Vargas (1977), Arthur Casagrande padronizou este ensaio, utilizando os mesmos conceitos de Atterberg, que dizia que uma massa de solo, contendo certa quantidade de água, se torna fluido e toma a forma do recipiente que o contém. No processo padronizado, utiliza-se o aparelho de Casagrande (Figura 13), com o qual se aplicam golpes deixando a concha do aparelho cair de uma altura padrão até que a ranhura se feche em uma extensão convencionada. Figura 13: Aparelho Casagrande Fonte: Tsutsumi, O procedimento é executado pelo menos cinco vezes. Amostras pequenas são retiradas na região de fechamento da ranhura, para a determinação de seu teor de umidade. Anota-se o número de golpes, necessários para fechar a ranhura, a cada tentativa. Quando o ensaio é bem executado e todos os pontos obtidos são

37 34 válidos, esses pontos dispõem-se próximos de uma linha reta, denominada reta de escoamento (Figura 14). Casagrande estabeleceu que o limite de liquidez (LL) do solo, é o teor de umidade para o qual a ranhura se fecha com 25 golpes, sendo este valor obrigatoriamente obtido no gráfico da reta de escoamento. Figura 14: Reta de Escoamento (exemplo) Fonte: Tsutsumi, ). A norma brasileira que padroniza este ensaio é a NBR 6459 (ABNT, Limite de Plasticidade O Limite de Plasticidade (LP) é o teor de umidade em que o solo, estando no estado plástico, se perder umidade, passa para o estado semi-sólido, ou seja, é o teor de umidade em que o solo começa a se fragmentar quando se tenta moldar com ele, um cilindro de acordo com um gabarito de dimensões aproximadas de 3 mm de diâmetro e cerca de 10 cm de comprimento (Figura 15). Com o processo de rolagem do cilindro, em uma placa de vidro fosco, a amostra começa a perder umidade. O momento em que a amostra apresenta fissuras caracteriza o limite de plasticidade.

38 35 Figura 15: Ensaio de Limite de Plasticidade Fonte: Tsutsumi, Índice de Plasticidade Na Mecância dos Solos, o Índice de Plasticidade (IP) é obtido através da diferença numérica entre o Limite de Liquidez (LL) e o Limite de Plasticidade (LP), ou seja: IP = LL LP É expresso em porcentagem (%), e como pode ser observado na Figura 16, o IP fica localizado entre os limites LL e LP. Figura 16: Localização do Índice de Plasticidade Fonte: Tsutsumi, 2008.

39 36 Burmister (1949) classificou o índice de plasticidade de forma qualitativa, conforme indicado a seguir: Tabela 2: Classificação de Burmister (1949) IP Descrição 0 Não-plástico 1-5 Ligeiramente plástico 5-10 Plasticidade baixa Plasticidade média Plasticidade alta > 40 Plasticidade muito alta Fonte: Das, 2007, p Limite de Contração Limite de Contração do solo é o teor de umidade onde ocorre a passagem do estado de consistência sólida para semi-sólida, ou, convencionalmente, o máximo teor de umidade a partir do qual uma redução dessa umidade não ocasiona diminuição do volume do solo. Alguns autores o definem como o menor teor de umidade capaz de saturar uma amostra do solo. Tem símbolo LC e é expresso, assim como o índice de plasticidade, em porcentagem (%). O Limite de Contração deve ser determinado sempre que o Índice de Plasticidade for alto. O Grau de Contração indica a tendência de aparecerem fissuras quando o solo sofrer secagem. O valor do LC tem pouca utilidade prática. Mas quando se executa o ensaio, determina-se também o Grau de Contração, que consente antecipar e impedir ocorrência de vários acidentes provocados por fissuração causada por secagem em maciços. Seu valor tem forte relação com o da expansão (obtido no ensaio de ISC) de solos argilosos.

40 Classificação A diversidade e a grande diferença de desempenho apresentada pelos vários tipos de solo, levaram ao seu agrupamento em conjuntos distintos. Para uma classificação dos solos, deve-se levar em conta a formação que deu origem a este solo. Porém esta classificação tem validade restrita ao meio ambiente, pois depende de alguns fatores, tais como: natureza das rochas; clima da região; agente de transporte; topografia da região e processos orgânicos ocorridos. Os solos que permanecem junto à rocha de origem são chamados de solos residuais. Para Cristelo (2001), as características específicas dos solos residuais, que os diferencia dos solos transportados, são normalmente aplicadas à presença de minerais argilosos específicos, ou a particularidades da própria estrutura. Os solos residuais desenvolvem-se em regiões onde a atividade de alteração das rochas é maior do que a atividade de erosão. Sendo assim, é uma questão de equilíbrio proporcionado por fatores como a natureza da rocha matriz, o clima, as condições de drenagem e a topografia. Os solos residuais cujas características estruturais foram visivelmente herdadas da rocha matriz são denominados solos saprolíticos. Apesar de apresentarem um alto índice de vazios, estes solos são muito resistentes, devido à coesão. (MASSAD, 2005) Em algumas regiões do Brasil, de clima quente e úmido, ocorre a formação de solos lateríticos oriundos da alta decomposição e alteração de granitos, gnaisses, arenitos e basaltos. Os solos lateríticos, de acordo com PINTO (2002), possuem um alto índice de vazios, elevada resistência a ações erosivas e alta permeabilidade. No estado natural, apresentam baixa capacidade de suporte, que é aumentada quando este é compactado, apresentando contração quando o teor de umidade diminui, não expandindo na presença de água. Ainda, de acordo com o autor, os solos lateríticos têm sua fração argila, constituída predominantemente de minerais cauliníticos, e apresentam elevada concentração de óxido de ferro e alumínio.

41 38 Existem ainda os chamados solos orgânicos, que são materiais originados a partir da decomposição de vegetais ou por acumulação de esqueletos inorgânicos e conchas de certos organismos. (TERZAGHI, 1975). O objetivo da classificação dos solos, sob o ponto de vista da engenharia, é o de poder estimular o provável comportamento do solo, ou pelo menos orientar o programa de investigação necessário para permitir a adequada análise de um problema (PINTO, 2002, p. 51) Sistemas de Classificação A elaboração de um sistema de classificação deve, partir dos conhecimentos qualitativos e quantitativos existentes, e ao longo do tempo, ir acumulando informações e corrigindo distorções, até que, em um mesmo grupo, possam ser colocados solos com características semelhantes. Na realização do processo de classificação, é importante que se faça uma análise primária, identificando previamente o tipo de solo através de testes visuais, de corte e tato entre outros. Para solos com uma considerável fração fina, é mais fácil estabelecer uma classificação baseada nos limites de Atterberg do que em relação à granulometria. Já a classificação, de solos mistos que possuem tanto frações finas como grossas, é necessária uma base tanto na granulometria quanto no índice de plasticidade Sistema de Classificação Granulométrica A composição granulométrica do solo não só corresponde à sua aparência visual, como determina especialmente para os solos grossos, as características de seu comportamento. A determinação da curva granulométrica de um solo é trabalho simples e os procedimentos atuais conduzem a uma precisão aceitável. Nela, os solos são designados pelo nome da fração principal. Esta afirmativa dever ser avaliada com

42 39 exatidão, pois se sabe que as definições não deveriam ser baseadas apenas nas frações principais, uma vez que, nem sempre são elas, que definem o desempenho de um solo. Assim, preferindo-se agrupar os solos quanto ao comportamento e não quanto às constituições, a classificação deveria denominá-lo de acordo com a fração mais ativa no seu comportamento. Para a classificação granulométrica, podem-se utilizar as próprias curvas granulométricas indicando a finura do solo e a forma da curva, ou então, através dos diagramas triangulares, muito empregados para fins agrícolas, mas pouco em Mecânica dos Solos. O sistema de classificação baseado apenas na textura utiliza a curva granulométrica e uma escala de classificação. A curva granulométrica define a distribuição das diferentes dimensões das partículas enquanto a escala define a posição relativa aos quatros grupos: pedregulhos, areias, siltes e argilas. Não há uma escala única, mas as diferenças entre elas não alteram, sensivelmente, o nome dado ao solo. A escala separa as frações do solo, segundo o tamanho das partículas, como exemplificado na Tabela 3, sendo as duas primeiras frações subdivididas. Esta escala apresenta a vantagem de utilizar para a fração grossa, areias e pedregulhos, valores representativos de aberturas de peneiras, necessitando apenas das porcentagens retidas em cada uma destas peneiras para a classificação, não necessitando traçar a curva granulométrica do material. Tabela 3: Escala granulométrica ABNT Intervalos de diâmetros Intervalos em Fração Total Subdivisões peneiras Grosso: D 76,2 Pedregulho 4,8 D 76,2 Fino: D 4.8 Areia 0,075 D < 4,8 # 10 - # 4 Grossa: 2,0 D < 4,8 # 40 - # 10 Média: 0,42 D < 2,0 # # 40 Silte 0,002 D < 0,075 Fonte: Tsutsumi, 2008.

43 Sistema AASHTO Esta classificação teve origem nos sistemas do Bureau of Public Roads e Public Roads Administration. Foi elaborada principalmente para uso dos engenheiros rodoviários e classifica subleitos em rodovias. É pouco usada atualmente, mas inspirou o sistema TRB, que será detalhado adiante. Os solos são classificados em grupos de A-1 a A-7. O melhor material de subleito é um solo bem graduado constituído principalmente de pedregulho e areia, mas contendo pequena quantidade de finos para servir de liga (A-1). Solos mal graduados, como areias finas, são difíceis de serem compactados para alcançar altas densidades e são menos desejáveis para suportar pavimentos (A-3). Solos que contem grande volume de finos são impróprios como materiais de subleito. Estes são classificados de A-4 a A-7, na ordem decrescente de adequação como material de subleito. Quando o subleito é inadequado, é executado um reforço de subleito, ou o material é substituído. Argilas com altos índices de limite de liquidez e de plasticidade estão sujeitas a variações na resistência durante os ciclos de secagem e umedecimento, que são indesejáveis. Quando nestes solos estão presentes em quantidades suficientes para influir no seu comportamento, o solo é enquadrado como A-6 ou A- 7. A classificação AASHTO usa o mesmo índice de grupo, descrito no sistema TRB Sistema de Classificação Transportation Research Board - TRB A classificação TRB, antigo HRB (Highway Research Board), tem origem no sistema empregado pela Administração de Estradas Públicas dos Estados Unidos. Tem como critério de classificação a granulometria, limite de liquidez e o índice de plasticidade. Nesta classificação, os solos são reunidos em grupos e subgrupos. Os solos granulares compreendem os grupos A-1, A-2, A-3 e os solos finos os grupos A- 4, A-5, A-6 e A-7.

44 41 O índice de grupo é definido pela expressão: IG = 0,2 a + 0,005 a.c + 0,01 b.d Onde: a = percentual de solo passante na peneira nº 200 menos 35, expresso por um número entre 0(zero) e 40, ou seja, o percentual de solo passante na peneira #200 deve ser superior ou igual a 35% e inferior ou igual a 75%. a = pp#200 35% b = percentual de solo passante na peneira nº 200 menos 15, expresso por um número entre 0(zero) e 40, ou seja, o percentual de solo passante na peneira #200 deve ser superior ou igual a 15% e inferior ou igual a 55%. b = pp#200 15% c = percentual correspondente ao limite de liquidez menos 40, expresso por um número entre 0(zero) e 20, devendo o LL deve ser superior ou igual a 40% e inferior ou igual a 60%. c = LL 40% d = percentual correspondente ao índice de plasticidade menos 10, expresso por um número entre 0(zero) e 20, o IP deve ser superior ou igual a 10% e inferior ou igual a 30%. d = IP 10% Os valores de a, b, c, d e IG deverão ser expressos em números inteiros positivos. A classificação é feita da esquerda para a direita, por processo de eliminação, razão porque o A-3 é colocado antes do A-2, como demonstrado na Tabela 4, o primeiro grupo com que coincidirem os valores encontrados no ensaio, será o grupo a que o solo pertence.

45 42 Tabela 4: Classificação TRB Classificação Solos granulares (P200 < 35%) Solos silto-argilosos (P200 > 35% Grupos A 1-a A 3 A 2 A 4 A 5 A 6 A 7 A 7-5 Subgrupos A 1-a A 1-b A 2-4 A 2-5 A 2-6 A 2-7 A 7-6 P10 < P40 < 30 < 50 > P200 < 15 < 25 < 10 < 35 < 35 < 35 < 35 > 35 > 35 > 35 > 35 LL < 40 > 40 < 40 > 40 < 40 > 40 < 40 > 40 IP < 6 < 6 NP < 10 < 10 > 10 > 10 < 10 < 10 > 10 > 10 IG < 4 < 4 < 8 < 12 < 16 < 20 Fragmentos Tipos de material de pedra, pedregulho e Areia Pedregulhos, areias siltosas areia fina ou argilosas Solos siltosos Solos argilosos Classificação como Subleito Excelente a bom Regular a mau Podemos acrescer a estes o tipo A 8: solos orgânicos/turfas, imprestáveis como bases de pavimentos Fonte: Tsutsumi, Notas: P10, P40 e P200 são as % que passam nas peneiras #10, #40 e #200; LL e IP referem-se à fração passando na # 40; Para o subgrupo A-7-5: IP<LL-30 e para o A7-6: IP>LL Sistema Unificado de Classificação de Solos - SUCS O Sistema Unificado de Classificação (Unified Soil Classification System USCS) foi idealizado por Arthur Casagrande em Esta classificação foi preparada inicialmente para aplicações no dimensionamento de pavimentos de pistas de aeroportos. Neste sistema, os solos se dividem em três tipos principais: de granulometria grossa, granulometria fina e solos orgânicos. Os solos estão distribuídos em 6(seis) grupos, representado como:

46 43 pedregulhos (G), areias (S), siltes inorgânicos e areias finas (M), argilas inorgânicas (C), e siltes orgânicos e argilas (O). Cada grupo é então dividido em subgrupos de acordo com suas propriedades índices mais importantes, como pode ser visto na Tabela 5. Os pedregulhos e as areias com pouco ou nenhum material fino são subdivididos de acordo com suas propriedades de distribuição granulométrica: bem graduado (GW e SW) ou uniforme (GP e SP). Tabela 5: Sistema Unificado de Classificação Classificação geral Tipos principais Símbolos Solos grossos (menos que 50% passando na #200) Pedregulho (Gravel) Areia (Sand) ou solos arenosos GW, GP, GC e GM SW, SP, SC e SM Baixa compressibilidade Solos finos (mais que 50% Silte (M) ou argila (C) (LL<50) ML, CL passando na #200) Alta compressibilidade (LL>50) MH, CH Solos altamente orgânicos Turfa (Peat) Pt Fonte: Tsutsumi, Sistema de Classificação para Solos Tropicais Conhecido como Classificação Miniatura Compactado Tropical MCT é um sistema proposto por NOGAMI e VOLLIBOR devido ao comportamento diferenciado dos solos tropicais, com ênfase aos projetos de estradas. Este sistema separa os solos em dois grupos: um de comportamento laterítico e outro não laterítico. A classificação MCT surgiu da percepção de que solos tropicais, devido estarem sujeitos a chuvas abundantes e frequentes, costuma comportarem-se de maneira distinta dos solos originalmente estudados no hemisfério norte. Ela busca definir as características dos solos por meio de ensaios realizados com corpos de prova de dimensões reduzidas, compactados dinamicamente, daí o nome miniatura compactado. De acordo com DNIT (2006), o MCT permite observar as

47 44 particularidades dos solos quanto ao comportamento laterítico ou saprolítico, importantes para a utilização em rodovias. O ábaco apresentado na Figura 17 é subdividido em sete regiões, onde os solos de comportamento não laterítico ocupam a parte superior e os de comportamento laterítico estão situados na parte inferior do gráfico. Figura 17: Ábaco para classificação MCT Fonte: Tsutsumi, Sistema de Classificação Pedológica Pedologia é o estudo do desenvolvimento do solo próximo à superfície. O perfil do solo geralmente mostra uma sequência de camadas, chamadas de horizontes, que se estende de 1,5 m a 3,0 m abaixo da superfície. As propriedades destes horizontes refletem nos materiais que lhe deram origem e afeta fatores ambientais tais como clima, inclinação do talude, e a vegetação sobre o processo de formação. Este sistema classifica os solos de acordo com as características dos horizontes sucessivos. As características usadas para classificação incluem cor, textura, espessura dos horizontes, etc.

48 45 Os fatores responsáveis pela formação dos horizontes que determinam as propriedades dos solos considerados na pedologia são: a rocha-mão; o clima; a vegetação; os organismos vivos; a topografia e o tempo de exposição a estes fatores. Os solos, nessa classificação apresentam-se divididos em horizontes com grau de intemperismo decrescente como identificado por VARGAS (1977). Horizonte I - Solo residual maduro: Solo que perdeu toda a estrutura da rocha-mãe, tornando-se relativamente homogêneo (Ex: argila ou areia superficial). Horizonte II - Solo residual intermediário ou solo de alteração de rocha: Solo que mantém a estrutura da rocha-mãe, porém perdeu consistência. (Ex: argila parda, vermelha ou amarela). Horizonte III - Solo residual profundo ou rocha alterada: É o horizonte por onde a alteração progrediu ao longo das fraturas ou zonas de menor resistência, deixando relativamente intactos grandes blocos de rocha original envoltos por solo de alteração de rocha. (Ex: areia argilosa com pedregulhos ou blocos de pedra). Horizonte IV - Rocha sã ou fissurada. rocha. Na Figura 18, podemos visualizar um perfil resultante da decomposição da Figura 18: Perfil resultante da decomposição da rocha Fonte: DNIT, 2006, p.18.

49 Compactação Muitas vezes, na prática da engenharia, o solo de um determinado local não oferece as condições necessárias para a obra. Ele pode ser pouco resistente, muito compressível ou apresentar características que deixam a desejar do ponto de vista econômico. Uma das possibilidades é tentar melhorar as propriedades do solo local fazendo a compactação do mesmo. A compactação é um procedimento de consolidação e melhora do solo através de técnica manual ou mecânica, visando diminuir o volume de vazios do solo. A compactação tem em vista estes dois aspectos: aumentar a intimidade de contato entre os grãos e tornar o aterro mais homogêneo melhorando as suas características de resistência, deformabilidade e permeabilidade. Para Baptista (1974, p.1), compactação é o ato de aumentar, artificialmente, o peso específico do solo por manipulação, agindo-se sob a forma de pressão, apiloamento ou vibração, de modo que as partículas do solo fiquem em estado de contato íntimo. De acordo com Pinto (2002, p. 65), quando se compacta com umidade baixa, o atrito entre as partículas é muito alto e não se consegue uma significativa redução dos vazios. Para umidades mais elevadas, a água provoca certo efeito de lubrificação entre as partículas, que deslizam entre si, acomodando-se num arranjo mais compacto. O início da técnica de compactação é atribuído ao engenheiro norte americano Ralph Proctor, que em 1933, publicou artigos sobre a compactação de aterros, mostrando ser a compactação função de quatro variáveis: Peso específico seco; Umidade; Energia de compactação; Tipo de solo. Com o processo de compactação, consegue-se promover no solo, um aumento de sua resistência e uma diminuição de sua compressibilidade e permeabilidade.

50 47 A partir das publicações de Proctor, surgiu o Ensaio de Compactação, ou Ensaio de Proctor, padronizado no mundo inteiro Curvas de Compactação Com os dados obtidos, desenha-se a curva de compactação, que consiste na representação da densidade seca em função da umidade, como se mostra na Figura 19. Figura 19: Curva de compactação Fonte: DNIT, 2006, p.42 A curva define uma densidade seca máxima (γ máx ), ao qual, corresponde a uma umidade ótima (h ót ). O ramo da curva de compactação anterior ao valor de umidade ótima é denominado de ramo seco e o trecho posterior de ramo úmido. No ramo seco, a umidade é baixa, a água contida nos vazios do solo está sob o efeito capilar e exerce uma função aglutinadora entre as partículas, à medida que se adiciona água ao solo, tornando-se mais fácil o rearranjo estrutural das partículas.

51 48 No ramo úmido, a umidade é elevada e a água se encontra livre na estrutura do solo, absorvendo grande parte da energia de compactação. Com os ensaios, pretende-se determinar os parâmetros ideais da compactação, que assegurarão as propriedades necessárias para o projeto. Isso se traduz em determinar qual é a umidade que se requer com uma energia de compactação dada para conseguir a densidade seca máxima que se pode ter para um determinado solo Energia de Compactação A densidade seca máxima e a umidade ótima determinada no ensaio descrito como Ensaio Normal de Compactação ou Ensaio Proctor Normal não são índices físicos do solo. Estes valores dependem da energia aplicada na compactação. Denomina-se energia de compactação (Ec) ou esforço de compactação o trabalho executado referido à unidade de volume após a compactação. A energia de compactação é definida pela seguinte expressão: Ec = n.p.n.h V (Kg.cm/cm³) Onde: n = número de golpes. P = peso do soquete. H = altura de queda. V = volume de solo compactado. N = número de camadas. Para Senço (1997, p.132), a energia de compactação considerada a melhor situação, é aquela que dá a massa específica aparente máxima, onde se obtém a menor porcentagem de vazios, com o melhor entrosamento entre as partículas.

52 49 As energias de compactação, frequentemente empregadas no Brasil, adotam as especificações da ABNT através da NBR 7182/84, que estabelece as energias de compactação normal, intermediária e modificada para se determinar à correlação entre o teor de umidade e a massa específica aparente do solo seco. Quanto maior for a energia empregada para compactar um solo tanto maior será a densidade atingida, porém, a umidade ótima deverá ser mais baixa (VARGAS, 1977, p. 52). Na Tabela 6 podemos ver a energia de compactação necessária para cada tipo de ensaio Proctor (normal, intermediário e modificado) que serão vistos a seguir: Cilindro Tabela 6: Energia de compactação Energia Característica de cada Energia Normal Intermediária Modificada Soquete Pequeno Grande Grande Pequeno Nº de camadas Nº de golpes por camada Nº de camadas Grande Nº de golpes por camada Altura do disco espaçador (mm) 63,5 63,5 63,5 Fonte: NBR 7182 (ABNT, 1984) Métodos de Compactação Sendo a compactação aplicada em diversas obras de engenharia, serão os tipos de obra e de solo disponíveis que irão ditar, o processo de compactação a ser empregado, a umidade em que o solo deve se encontrar na ocasião e a densidade a ser atingida. Os métodos de compactação mais utilizados são: compactação dinâmica ou por impacto; compactação estática ou por pressão; compactação por pisoteamento ou por amassamento, e compactação por vibração.

53 Ensaios de Compactação A compactação é uma prática de estabilização de solos que se dá por aplicação de alguma forma de energia (impacto, vibração, compressão estática ou dinâmica). Seu efeito atribui ao solo um aumento de seu peso específico e resistência ao cisalhamento, e uma diminuição do índice de vazios, permeabilidade e compressibilidade. Na compactação, as quantidades de partículas e de água permanecem constantes; o aumento da massa específica corresponde à eliminação de ar dos vazios. Há, portanto, para a energia aplicada, certo teor de umidade, denominado umidade ótima, que conduz a uma massa específica máxima, ou uma densidade máxima. Conforme Caputo (1988, p. 175), o ensaio original para a determinação da umidade ótima e do peso específico máximo de um solo é o ensaio de Proctor, proposto em 1933, pelo engenheiro americano que lhe deu o nome. Atualmente, este ensaio é conhecido como ensaio normal de Proctor e, no Brasil, encontra-se padronizado pela ABNT através da norma da NBR 7182/86 (Solo Ensaio de Compactação) Compactação no Campo A energia de compactação no campo pode ser aplicada, como em laboratório, de três maneiras diferentes: por meios de esforços de pressão, impacto, vibração ou por uma combinação destes. Os métodos de compactação de campo geralmente combinam a vibração com a pressão, já que a vibração utilizada separadamente se manifesta pouco eficiente, sendo a pressão necessária para diminuir o volume de vazios entre as partículas do solo. Os equipamentos de compactação são divididos em três categorias: os soquetes mecânicos; os rolos estáticos e os rolos vibratórios.

54 51 Soquetes: São compactadores de impacto usados em locais de difícil acesso para os rolos compressores, como em valas, trincheiras, etc. Possuem peso mínimo de 15 Kgf, podendo ser manuais ou mecânicos. A camada compactada deve ter 10 a 15 cm para o caso dos solos finos e em torno de 15 cm para o caso dos solos grossos. Rolos Estáticos: Os rolos estáticos compreendem os rolos pé-decarneiro, os rolos lisos de roda de aço e os rolos pneumáticos. Rolos Vibratórios: Nos rolos vibratórios, a constância da vibração influi no processo de compactação do solo. São utilizados eficientemente na compactação de solos granulares (areias), onde os rolos pneumáticos ou pé-de-carneiro não atuam com eficácia. Este tipo de rolo quando não são usados corretamente produzem supercompactação. A espessura máxima da camada é de 15 cm Controle da Compactação no Campo É de grande importância que haja o controle da compactação em campo, que tem como objetivo comprovar se as propriedades do solo compactado estão obedecendo aos padrões das especificações técnicas. Para que se possa efetuar um bom controle de compactação do solo em campo, temos que atentar para os seguintes aspectos: Tipo de solo; Espessura da camada; Entrosamento entre as camadas; Número de passadas; Tipo de equipamento; Umidade do solo; Grau de compactação alcançado

55 52 O Grau de Compactação é definido pela seguinte expressão: GC = γ s campo x 100 γ s máx Onde: GC = grau de compactação; γ s campo= massa específica aparente seca obtida no campo após compactação; γ s máx = massa específica aparente seca obtida em laboratório, com o ensaio tomado como referência. Em alguns casos, devem-se obter valores de grau de compactação superiores a 95%, dependendo da camada a ser executada. Caso estas especificações não sejam atendidas, o solo terá de ser revolvido, e uma nova compactação deverá ser efetuada. 2.7 Índice de Suporte Califórnia O ensaio de Índice de Suporte Califórnia (ISC), ou California Bearing Ratio (CBR) foi realizado por O.J. Poter, diretor da Divisão de Materiais do Califórnia Highway Departament, no final dos anos 30, para definir a resistência dos materiais granulares empregados nos serviços de pavimentação. O ISC é um ensaio que expressa a relação entre a pressão necessária para produzir uma penetração de um pistão num corpo de prova de solo e a pressão necessária para produzir a mesma penetração em um corpo de prova padrão (DNIT, 2006). Para a realização do ensaio são moldados corpos-de-prova com teores de umidade indicados pelos ensaios de compactação (h ót ). Sobre estes corpos de prova são colocados anéis de contrapeso, que tem como finalidade simular as cargas do pavimento. A averiguação da resistência à penetração é realizada após os corpos de prova terem permanecido 4 dias em imersão. Durante esse período são feitas as

56 53 leituras de expansão. O ISC é relacionado a uma resistência padrão e determinado somente para 2,54 e 5,08 mm de penetração. Para os solos granulares, as amostras são compactadas na umidade ótima, para três energias de compactação diferentes, em virtude da natureza desses materiais que muitas vezes não geram resultados confiáveis. Nesses solos, a expansão não influencia consideravelmente nos resultados do ISC. Os solos finos, ao contrário dos solos granulares sofrem os efeitos da expansão, que varia conforme seu percentual de argila. Para estes materiais, os ensaios são usualmente realizados variando as condições de umidade e densidade, também podem usar três energias diferentes. (YODER e WITCZAK, 1975, apud SOUZA JUNIOR. 2005). Figura 20: Aparelho utilizado no ensaio de ISC A densidade, a umidade e a textura dos solos são os principais fatores que afetam os resultados do ISC. O ensaio de ISC é utilizado para avaliar a capacidade de suporte do subleito de rodovias. O valor obtido no ensaio, expresso em porcentagem, é utilizado nas equações empíricas para o dimensionamento de pavimentos flexíveis, através do Método do DNER.

57 54 As exigências quanto ao limite do ISC e da expansão impostas por esse método de dimensionamento são as seguintes: (DNER, 1981). Os materiais do subleito devem apresentar ISC 2% e expansão 2%; Os materiais para reforço do subleito devem apresentar ISC maior que o do subleito e expansão <1%; Os materiais para a sub-base devem apresentar ISC 20% e expansão <1%, com IG igual a 0; Os materiais para a base devem apresentar ISC 80% e expansão< 0,5%, LL 25% e IP 6%. No Brasil, a NBR 9895/87 (Solo - Índice de Suporte Califórnia) prescreve o método para determinar o valor do ISC e da expansão de solos em laboratório. 2.8 Estabilização dos Solos A estabilização de um solo significa conferir-lhe a capacidade de resistir e suportar as cargas e os esforços induzidos pelo tráfego normalmente aplicados sobre o pavimento e também às ações erosivas de agentes naturais sob as condições mais adversas de solicitação consideradas no projeto. Chama-se estabilização de solos o processo pelo qual se confere ao solo uma maior resistência estável às cargas ou desgaste ou à erosão, por meio de compactação, correção da sua granulometria e da sua plasticidade ou de adição de substâncias que lhe confiram uma coesão proveniente da cimentação ou da aglutinação dos seus grãos. (VARGAS, 1977, P. 93) A utilização correta das técnicas de estabilização de solos leva à redução nos tempos de execução da obra, viabiliza a industrialização do processo construtivo além de proporcionar uma considerável economia para o empreendimento em questão (PESSOA, 2004). A estabilização de um solo consiste no estudo da resistência do solo e da suplementação necessária a esta resistência. Baseado neste estudo é escolhido um

58 55 método qualquer para a suplementação da resistência, e isto é feito segundo análises econômicas e técnicas do problema em questão. Para Silva (2007), a estabilização não é necessariamente um processo ao qual toda e qualquer propriedade de um solo é alterada para melhor. A aplicação de qualquer método exige a identificação clara das propriedades do solo que se pretende melhorar Métodos de Estabilização De acordo com Marques (2005, p.65), podem ser citados os seguintes tipos de estabilização: mecânica, granulométrica, química, elétrica e térmica. Além destes, tem surgido nos últimos tempos, uma grande variedade de outros métodos e processos construtivos que visam oferecer ao solo, características de resistência e melhoria de suas qualidades naturais e que podem ser classificados como métodos especiais de estabilização. Podemos citar como exemplo, os solos reforçados com geossintéticos, drenos verticais de areia; micro estacas; estabilização via fenômenos de condução em solos, entre outros Estabilização Mecânica A estabilização mecânica consiste na alteração das propriedades dos solos através da adição ou retirada de partículas de solo. Este método consiste, basicamente, no emprego de um material ou na mistura de dois ou mais materiais, de modo a se enquadrarem dentro de uma determinada especificação. Também é chamada de estabilização granulométrica e abrange vários métodos para projeto de mistura de agregados. A alteração das propriedades dos solos pode ser também realizada por compactação. A estabilização por compactação estabelece uma condição de densificação máxima relacionada a uma energia de compactação e a uma umidade

59 56 ótima. Na execução das camadas do pavimento, esse método é sempre utilizado, mesmo quando complementar a outros métodos de estabilização Estabilização Física A estabilização física pode ainda ser classificada como: estabilização elétrica e estabilização térmica. A estabilização elétrica consiste na passagem de uma corrente elétrica pelo solo a estabilizar. As descargas sucessivas de alta tensão são usadas no adensamento de solos arenosos saturados e as de baixa tensão contínua são usadas em solos argilosos empregando-se os fenômenos de eletrosmose, eletroforese e consolidação eletroquímica. Já a estabilização térmica, é feita através do emprego de energia térmica, por meio de congelamento, aquecimento ou termo-osmose. A solução do congelamento normalmente é temporária, alterando-se a textura do solo. O aquecimento busca rearranjos na rede cristalina dos minerais constituintes do solo. A termo-osmose é uma técnica de drenagem onde se promove a difusão de um fluido em um meio poroso pela ação de gradientes de temperatura Estabilização Química A estabilização química dos solos refere-se às alterações produzidas na sua massa pela introdução de uma pequena quantidade de aditivo, suficiente para melhorar as propriedades físicas e mecânicas do solo, possibilitando o seu emprego para fins construtivos. (FRANÇA, 2003, p.7). Quando utilizada para solos granulares visa principalmente melhorar sua resistência ao cisalhamento por meio de adição de pequenas quantidades de ligantes nos pontos de contato dos grãos. Os ligantes mais utilizados são: cimento portland, cal, pozolanas, materiais betuminosos, certas resinas.

60 57 Nos solos argilosos (coesivos) encontramos estruturas floculadas e dispersas que são mais sensíveis à presença de água, influenciando a resistência ao cisalhamento. É comum a adição de agentes químicos que provoquem a dispersão ou floculação das partículas, ou uma substituição prévia de cátions inorgânicos ou cátions orgânicos hidro-repelente seguida de uma adição de cimentos. Diversos aditivos químicos podem ser utilizados como estabilizantes de solos, desde produtos industrializados até subprodutos ou resíduos industriais. Dentre eles podemos destacar: cimento, cal, betume, resina, cinza volante, escória de alto-forno; aditivos a base de ácidos, lignina, silicatos de sódio, aluminatos de cálcio, sulfatos de potássio, óxidos de ferro, cinzas pozolâmicas; restos de atividades agrícolas como palha de arroz, casca de amendoim, bagaço de cana-de-açúcar; e materiais vegetais como restos de madeira, sobras de papel, polpa de celulose. O tratamento de solos com estes materiais tem dois objetivos: melhorar os solos muito úmidos e realizar camadas de solo suficientemente rígidas, capazes de permitir o tráfego da obra e suportar a construção das camadas superiores. (CRISTELO, 2001) Estabilização com Aplicação de Aditivo Os aditivos químicos estabilizantes são substâncias que ao serem adicionados aos solos conferem a estes uma melhoria em suas características mecânicas e redução da higroscopicidade. A principal aplicação dos aditivos desde o início diz respeito à pavimentação, quando foram utilizados na construção de estradas vicinais, visando o aumento da resistência e a redução do desgaste e a formação de pó das camadas de subleito e revestimento primário (TRINDADE, 2005).

61 Características Físicas de Alguns Aditivos Os aditivos possuem características bastante distintas. Representando classes ou categorias diferenciadas, alguns são orgânicos, outros químicos. Dessa forma, se faz necessário conhecer algumas de suas propriedades a fim de se verificar a viabilidade da utilização dos mesmos. Na Tabela 7 são apresentadas as principais propriedades físicas que caracterizam alguns dos aditivos abordados nessa revisão bibliográfica. Tabela 7: Características dos aditivos. Densidade Aditivo Aspecto Cor Específica (g/cm³) a 25 C Solubilidade em Água ph Toxidade EMC² Líquido Marrom escuro 1,006 a 1,01 Infinita 8,5 ±1 Não tóxico Ecolopavi Líquido Castanho 1,06 Total 12 Não tóxico Dynacal Líquido Verde escuro 1,04 Infinita - - Vixil I Pó/líquido Amarelo - Total 2,8-4,5 Não tóxico Moldenzol 43 Líquido Verde escuro 1,04 Total 10,5-11,2 Tóxico 1 DS Líquido Verde escuro 1,04 Total 10,5 Não tóxico Rheocem 3 0 Pó granular Cinza 3,1 Total 12,5 - Homy Solo GB Líquido Castanho 1,059 Total 12,87 Não tóxico Terrazyme Líquido Marrom escuro 1,04 Infinita - Não tóxico Perma Zyme Líquido Marrom escuro Não tóxico Fonte: Brazetti, (1998) apub Silva (2007) Aditivos Existentes no Mercado De acordo com BRAZETT (1998) os aditivos podem se subdividir em naturais, artificiais, patenteados, ligninas, derivados e outros tipos. A Tabela 8 apresenta uma relação de aditivos, seus fabricantes, a composição e a origem de cada um. 1. Pode causar poluição dos solos e das águas, devido à elevação do teor de alcalinidade.

62 59 Tabela 8: Relação de aditivos, seus fabricantes, origem e composição básica. Aditivo Fabricante Composição Origem EMC² SSPco Bioenzima EUA Ecolopavi Idesa Amazônia Sal orgânico Brasil Dynacal Dynacal Composto metalo-orgânico Brasil Vixil I Melbar Lignina de madeira Brasil Moldenzol 43 Gienex Composto metalo-orgânico Brasil Enzymatic Enzymatic Bioenzima Austrália DS Dynasolo Composto metalo-orgânico Brasil Rheocem 30 Rogertec Sílica e quartzo Brasil CON-AID CON-AID PLUS Ácido sulfônico aromático África do Sul Homy Solo GB Homy Química Composto metalo-orgânico Brasil Terrazyme Natureplus - INC Enzima natural EUA Perma Zyme International Enzimes INC Bioenzima EUA Fonte: Brazetti (1998. apub SILVA 2007) Os aditivos, a serem utilizados como reforço de solos, devem satisfazer algumas condições que vislumbrem a questão ambiental, embora muitos deles sejam produzidos sem essa preocupação. A bibliografia consultada recomenda que o aditivo ideal deva ter algumas características como ser hidrófobo, solúvel em água, ser resistente à oxidação e ao ataque de microorganismos, deve ser aplicável como um líquido de baixa viscosidade além de ser barato ou capaz de necessitar pequenas quantidades quando forem mais caros. A seguir são descritas algumas características e usos dos aditivos mencionados na Tabela 8, exceto Perma Zyme, que será apresentado no item do presente trabalho EMC² O EMC² é um catalisador biológico superconcentrado cuja formulação serve para aumentar a densidade, cimentação, resistência à umidade e estabilidade de materiais terrosos. Segundo o fabricante, essa bioenzima promove mecanismos de adsorção, troca iônica, ligações covalentes e micro-encapsulação das partículas do solo, o que garante uma maior coesão e um intertravamento do material compactado.

63 60 As principais aplicações do EMC² são: estradas vicinais e carreadoras, ruas e estradas não pavimentadas, pátios e aterros sanitários, pistas de pouso, base e sub-base para pavimentação, fazendas, sítios e chácaras, ciclovias e pistas de Cooper, trilhas e caminhos ecológicos e urbanização de loteamentos Ecolopavi O Ecolopavi é um sal químico de origem orgânica, líquido, totalmente solúvel em água, que atua como um catalisador, promovendo e facilitando a troca iônica, permitindo maior coesão, melhor ligação entre as partículas finas dos solos, impermeabilizando-as. Os solos estabilizados com o produto adquirem trabalhabilidade, tornando se compactáveis, têm redução na absorção de água, na ascensão capilar, no poder de sucção e na expansibilidade, além disso, ganham um aumento de suporte no ensaio ISC. Com relação ao meio ambiente, a utilização deste estabilizante químico promove uma redução na exploração das jazidas de solos granulares, segundo o fabricante. O campo de aplicação do Ecolopavi é dado por reforço de solos, reforço de pavimentos, impermeabilização dos fundos de lagoas de estabilização de esgoto doméstico e das estações de tratamento de lixo Dynacal O Dynacal, segundo as especificações fornecidas pelo fabricante, é um composto organometálico alcalino derivado de um hidrocarboneto saturado. Sua função é impermeabilizar o solo, tornando-o mais estável e conferindo-lhe capacidade de suporte ao tráfego permanente. Como atua sobre as partículas finas do solo é capaz de aumentar sua capacidade de suporte a fim de absorver cargas de tráfego, reduzir sua expansão e sucção, assim como dispensar o uso de agregados no processo de pavimentação.

64 Lignosulfonato VIXIL I O lignosulfonato é um complexo polímero orgânico derivado da lignina da madeira, representando cerca de 20 a 30 % do seu peso seco. O VIXIL I é um lignosulfonato de cálcio e magnésio que é totalmente solúvel em água, apresentando reação ácida, podendo ser facilmente neutralizado com soda cáustica, se necessário. Sua composição apresenta aproximadamente 20 a 25% de açúcares redutores, predominantemente do tipo hexoses e carboidratos ácidos. O fabricante cita que as principais aplicações do VIXILI são: aglomerantes, aditivos para concreto, briquetes e paletts de carvão e minérios, cerâmicas, defensivos agrícolas, extintores de incêndios, fabricação de baterias, negro-de-fumo, produtos de limpeza industrial, ração animal, refratários, tintas para fundição, além do reforço de solos Moldenzol 43 Segundo o fornecedor, o Moldenzol 43 é um composto à base de resinas e óleos vegetais que pode ser aplicado sempre que se tratar de um solo que não é capaz de resistir à ação das rodas de veículos sem esboroar (desmanchar). Afirma também que os solos tratados com o produto devem ser submetidos a ensaios de laboratório para uma possível verificação de sua utilização ou não em camadas de pavimentos. As principais aplicações relacionadas ao Moldenzol 43 são: melhoramento de solos, camadas de pavimentos, revestimentos de bacias de decantação, tratamento de efluentes e execução de aterros sanitários.

65 Enzymatic O Enzymatic é um biocatalizador de solos, fabricado na Austrália foi desenvolvido para melhorar as propriedades de cimentação, impermeabilização, e estabilização de solos. Segundo o fabricante, o produto possui algumas características como: Quando utilizado como pavimento primário, não altera a aparência do solo; Pode ser utilizado como base ou sub-base para asfaltamento; Facilidade de aplicação; Produto ambientalmente correto DS-328 De acordo com o prospecto do fabricante, o DS-328 foi desenvolvido para a finalidade de estabilizar solos, assim como na aplicação de pavimentação de estradas de rodagem, acostamentos, pistas de pouso, estacionamentos, etc. O DS-328 é um aditivo químico baseado num composto metálo-orgânico desenvolvido para a estabilização de solos e utilizado na pavimentação de estradas de rodagem, acostamentos, ruas, pátios de estacionamento, aeroportos, etc. Sua ação resulta em uma coesão estável e permanente ligação entre as partículas do solo, protegendo-as da ação prejudicial da água (FERREIRA e FREIRE, 2001). Segundo o fabricante, a utilização do produto proporciona algumas vantagens como: redução do volume de transporte como consequência do reaproveitamento do solo local; redução do impacto ambiental causado pela exploração de jazidas e pedreiras, diminuição da absorção de água, ascensão capilar e poder de sucção do solo; elevação do CBR, redução da expansibilidade do solo, além de não necessitar de equipamentos sofisticados para a devida aplicação, não ser tóxico, corrosivo ou inflamável.

66 Rheocem 30 O Rheocem 30, ou cimento hidráulico é um micro-cimento que é indicado para a realização de injeções no solo, rochas e estruturas de concreto. Devido ao tamanho de suas partículas, penetra com facilidade nos poros do solo, impermeabilizando-o. O fabricante enuncia que o produto possui pega inicial e final muito mais rápida do que os cimentos normais e finos. Suas principais propriedades e benefícios são: altíssima fluidez, elevado grau de penetração em micro-fissuras e solos, longo tempo de trabalhabilidade Conaid Silva, (2007, p.44), explica que o aditivo pertence a um grupo de compostos orgânicos, os sulfactantes, que associados a certos cátions metálicos promovem a estabilização de solos argilosos. De acordo com o fabricante, para o melhor entendimento da atuação do Estabilizador de Solos CON-AID é necessário ater-se aos conceitos referentes à parcela de argila contida na maioria dos solos. Dentre os principais benefícios que o fabricante anuncia estão: o incremento de capacidade de suporte e trabalhabilidade de solos; melhoria das características de resistência de solos frágeis; mantendo a estabilidade do solo sob umidade, melhorando as propriedades dos solos argilosos, diminuindo a manutenção nas estradas de terra além de reduzir o nível de poeira. O CON-AID pode ser utilizado em praticamente todos os solos argilosos (melhorando suas características físicas e químicas) ou naqueles que possuam pelo menos 5 % de argila (facilitando a compactação).

67 Homy Solo GB Segundo dados do fabricante o Homy Solo GB é um composto líquido, organometálico, alcalino, derivado de hidrocarbonetos insaturados, solúvel em água. É de origem brasileira e tem a função de impermeabilizar e estabilizar solos para a construção de estradas, aterros sanitários e aeroportos a baixo custo. Esse aditivo atua sobre as partículas finas do solo, aumentando sua capacidade de suporte, reduzindo sua expansão e sucção, não havendo a necessidade do uso de pedras e outros agregados no processo. O Homy Solo GB é um aditivo que ao ser diluído em água necessita da incorporação de um reagente, que pode ser o sulfato de alumínio ou a cal para produzir o efeito de impermeabilização, capaz de reduzir capilaridade, pelo simples fato de que as partículas argilosas são capazes de absorver parte desse reagente produzindo mudanças na atividade superficial Terrazyme O Terrazyme é um aditivo a base de melaço de cana, superconcentrado e que possui a finalidade de melhorar a trabalhabilidade e as características do solo. Segundo o fabricante, o produto é capaz de promover o colapso dos materiais orgânicos do solo alterando suas propriedades físicas e químicas. O Terrazyme é composto basicamente por: extrato fermentado de melaço de cana, sulfactantes não iônicos, potássio como clorido, alumínio como sulfato e cálcio como clorido. As principais aplicações do Terrazyme são: sub-base de melhoramento antes da pavimentação com asfalto, estradas de terra, mineração, áreas agrícolas, estradas vicinais, áreas de controle à erosão, ruas, rodovias, pátios de estacionamento, campos de aviação, conserto e vedação de buracos em estradas de terra.

68 65 3 DESENVOLVIMENTO 3.1 Introdução O presente trabalho compreende um estudo experimental efetuado com um solo da formação Palermo, o qual foi estudado nos seguintes estados: Natural; Estabilizado com aditivo orgânico Perma Zyme. Este trabalho teve por objetivo analisar o comportamento das propriedades mecânicas (ISC e expansão) do solo, objeto de estudo, quando estabilizado com aditivo Perma Zyme, nas concentrações de 1/1000 e 1/500, nos tempos de cura de 3(três) e 7(sete) dias, com o intuito de compará-las com as características mecânicas exigidas pelo DNIT, para o emprego do mesmo em obras de pavimentação. O programa experimental da presente pesquisa foi realizado no Laboratório de Mecânica dos Solos, localizado no Instituto de Pesquisa Ambientais e Tecnológicas - IPAT, da Universidade do Extremo Sul Catarinense - UNESC. Para a caracterização física e mecânica do solo na condição natural, foram realizados os seguintes ensaios: Granulometria: por peneiramento e sedimentação; Limite de liquidez (LL); Limite de plasticidade (LP); Compactação na energia Proctor Normal; Índice de Suporte Califórnia (ISC); Expansão. Para a determinação das propriedades mecânicas do solo estabilizado com aditivo foram executados ensaios de Índice de Suporte Califórnia (ISC) e expansão.

69 Materiais Solo O solo utilizado neste estudo foi coletado na área onde encontra-se situado o IPAT, ou seja, na Rodovia Governador Jorge Lacerda, km 4,5, no município de Criciúma SC. As Figuras 21 e 22 apresentam a localização do ponto de coleta do solo. Figura 21: Localização da jazida de solo (IPAT) Fonte: Google Earth, 2009.

70 67 Figura 22: Local de coleta do solo. Conforme a geologia regional, esta área situa-se na bacia hidrográfica do Rio Araranguá, onde afloram rochas sedimentares e vulcânicas. Na faixa costeira também ocorre uma diversidade enorme de depósitos de areia, silte e argila, relacionados a processos marinhos e continentais. A geologia do local é formada por um solo (S2) resultante da alteração de rochas sedimentares pertencentes à Formação Palermo e tendo como cobertura, solo (S1) resultante da alteração de rochas da Formação Serra Geral encontrada na área sob a forma de soleiras de diabásio intensamente alterado, como ilustra a Figura 23. S1 S2 Figura 23: Formação do solo.

71 68 A Formação Palermo é representada predominantemente por folhelhos síltico argilosos, tendendo formar solos tipo, silte argilosos e argilas siltosas, com coloração variando entre o cinza, o amarelo e o roxo, como ilustrado na Figura 24, tanto no horizonte C, quanto no horizonte B. O ISC médio destes solos está em torno de 2,9% e expansão média de 6,4%. Solos com este comportamento, segundo os critérios do DNIT, não podem ser utilizados como camada de subleito em obras de pavimentação, devido a sua elevada expansão. Uma forma de tentar melhorar as propriedades mecânicas deste tipo de solo, enquadrando-o nas especificações do DNIT, é estabilizá-lo através do uso de aditivos, como no presente trabalho. Figura 24: Estratigrafia do solo Aditivo Perma Zyme é um estabilizador de solos que vem sendo desenvolvido a cerca de 30 anos pela empresa International Enzymes INC, localizada nos Estados Unidos. Como representante mais próxima do Brasil, temos a empresa Caminos Argentinos SA, localizada na Argentina, que é a representante exclusiva de Perma Zyme para toda a América Latina. De acordo com o fabricante, Perma Zyme é um aditivo muito utilizado na pavimentação rodoviária, pois possui capacidade de reduzir significantemente os custos das obras de pavimentação. Por isso vem sendo utilizado em diversos

72 69 países, como China, Rússia, Canadá, além do próprio EUA, país que desenvolveu o produto Composição e Reação do Perma Zyme Perma Zyme possui uma formulação composta por enzimas não-tóxicas, fabricado através de um processo de fermentação natural utilizando apenas compostos orgânicos. Enzimas são biomoléculas que catalisam as reações, ou seja, provocam um aumento na velocidade com que essas reações ocorrem. Quando o produto é misturado na água e aplicado no solo antes da compactação do mesmo, ele atua sobre as partículas do solo através de um processo de colagem catalítica, produzindo um efeito de cimentação na camada de solo. Diferentemente dos produtos inorgânicos ou derivados do petróleo que apenas criam um vínculo temporário entre os grãos, Perma Zyme provoca a união, ligando as partículas durante o processo de compactação do solo, transformando-o em uma camada densa que resiste à penetração da água, erosão e desgaste, proporcionando uma maior capacidade de carga, podendo assim ser utilizado em diversos ambientes. As enzimas são proteínas que ocorrem naturalmente nas moléculas. Cada enzima é especialmente adaptada para promover uma reação química dentro ou entre as outras moléculas. As próprias enzimas são modificadas por essas reações, servindo como um ligante para as outras moléculas, acelerando enormemente a taxa normal de reações químicas e físicas. Quando há um bloqueio ou simples diminuição das reações necessárias para a junção das partículas do solo, é então empregado Perma Zyme como tratamento, promovendo essas reações e permitindo um rearranjo das partículas do material. Isso ocorre devido ao multienzimático que promove um equilíbrio dos elétrons rompendo a tensão superficial da água existente no solo (Figura 25), causando um rápido processo de cimentação.

73 70 Figura 25: Processo de reação do Perma Zyme Fonte: Caminos Argentinos SA, Características Físicas do Solo Exigidas para o Uso do Perma Zyme De acordo com o fabricante, o solo a ser estabilizado com o aditivo, objeto de estudo, deve possuir as seguintes características: Percentual de finos (passante na peneira 200) 20%; Índice de Plasticidade (IP) 6%. A água a ser utilizada na mistura solo-aditivo, não deve possuir cloro, sendo preferencialmente destilada. A quantidade de água a ser adicionada a mistura, é a necessária para deixar o solo na sua umidade ótima. A eficácia de Perma Zyme depende de alguns fatores, tais como: tipo de solo a ser empregado; estrutura do solo; composição química; composição mineralógica. O estabilizante mencionado neste estudo não altera a estrutura do solo, nem sua composição mineralógica, mantém a cor inicial do solo, é hidrossolúvel, não compacta automaticamente, necessitando de equipamento próprio para isto.

74 Aplicações do Perma Zyme Perma Zyme pode ser aplicado em: Construções rodoviárias: estabilizador de camadas de sub-base e base; estabilização da camada superficial de pátios de parques, estacionamentos, estradas e pistas de corrida, reduzindo a poeira; Construção civil: reforço de fundações; estabilização de barragens. Outras aplicações: vedação de lagoas de estabilização ou decantação, inclusive de produtos poluentes; estabilização de taludes; impermeabilização de aterros sanitários; injetado em paredes de solo, como nas escavações de minas ou subsolos, fazendo com que através da cimentação da camada superficial não ocorra o desprendimento do solo Vantagens do uso de Perma Zyme De acordo com o fabricante, Perma Zyme vantagens: possui as seguintes Aumenta a densidade do solo: catalisa a criação de novas estruturas entre as partículas do solo, ligando-as entre si. Reduz o esforço de compactação: promovendo uma rápida e cuidadosa dispersão da umidade, aumentando a lubrificação das partículas do solo permitindo que o mesmo atinja a compactação com menos esforço. Necessita de menor quantidade de água: reduz em 25% a quantidade de água necessária para atingir o nível de umidade ótima necessária a compactação do material. Melhora a capacidade de carga: devido à ligação entre as partículas, reduz a tendência do solo de se expandir após a compactação.

75 72 Baixa permeabilidade: a ligação dos grãos elimina os vazios, diminuindo a capacidade de a água migrar no material tratado com Perma Zyme. Elimina a necessidade de importação de material: quando Perma Zyme é usado no tratamento de solos utilizados em obras de pavimentação, não há necessidade de buscar em outros locais materiais com as características exigidas, como ISC e expansão, para ser utilizado no local da obra. Compatibilidade de tempo e local: podem ser aplicados a uma variedade de locais e condições de tempo, como locais sujeitos à neve ou elevadas temperaturas, clima seco ou propício a chuvas, ou ainda no topo de montanhas ou embaixo de minas ou barragens. Reduz a manutenção: devido à camada resistente criada pelo produto, evita o desgaste da superfície tanto pelo uso quanto pelas atividades climáticas, necessitando assim de um trabalho mínimo de manutenção. Facilidade de conservação e uso: Perma Zyme é vendido na forma líquida concentrada, isso elimina parte dos processos de armazenamento, pré-mistura e movimentação de grandes quantidades de material. Manuseio seguro: por não ser tóxico, não danifica os equipamentos nem provoca reações de irritação, vermelhidão ou queimaduras nos tecidos da pele, olhos e mucosas. Não contem ingredientes inflamáveis, não é explosivo, é um produto biodegradável, por isso não prejudicará os seres humanos, animais e vegetais. Na Figura 26 pode-se perceber como se dá o comportamento de uma camada de solo natural comparada a uma camada estabilizada com Perma Zyme.

76 73 Figura 26: Comparativo entre solo natural e solo tratado com Perma Zyme. Fonte: Caminos Argentinos SA, As dosagens utilizadas na mistura solo-aditivo, foram as recomendadas pelo fabricante, que estão expressas na Tabela 9. Aditivo Perma Zyme Perma Zyme Tabela 9: Dosagens de aditivo. Dosagem 1/1000 (1 g de aditivo para 1000 g de solo seco) 1/500 (1 g de aditivo para 500 g de solo seco) É importante esclarecer que todas as informações contidas nesta pesquisa, referentes ao aditivo Perma Zyme foram extraídas do site da empresa Caminos Argentinos SA, representante do produto. 3.3 Métodos Metodologia de Campo A amostra coletada no campo foi transportada ao Laboratório de Mecânica dos Solos da UNESC e acondicionada em local apropriado, com sua devida identificação.

77 Metodologia de Laboratório A sequencia de procedimentos realizados em laboratório pode se conferida no fluxograma a seguir: Melhoria das Propriedades Mecânicas de um Solo da Formação Palermo Estabilizado com Perma Zyme, Visando Aplicação em Obras de Pavimentação Coleta e Transporte das Amostras ao LMS Secagem ao Ar Peneiramento na # 2,0 mm e # 4,8 mm Solo Natural Solo Perma Zyme Caracterização: Preparação da Solução: LL, LP 1/1000 Granulometria por 1/500 Sedimentação Compactação (Energia Proctor Normal) Moldagem do CP`s para ISC Moldagem dos CP`s para ISC Cura de 3 dias Cura de 7 dias Imersão em água por 4 dias Imersão em água por 4 dias ISC e Expansão ISC e Expansão (Energia (Energia Proctor Normal) Proctor Normal) Figura 27: Fluxograma dos procedimentos adotados em laboratório.

78 75 Após ser coletado e transportado para o IPAT, o material foi colocado em bandejas e permaneceu no LMS por alguns dias para que ocorresse a secagem ao ar. Passado este tempo de secagem, o solo foi então preparado para que pudessem ser realizados os ensaios necessários. O preparo do material consiste em destorroar o solo no almofariz com o auxílio da mão de gral (Figura 28) e passá-lo na peneira de malha 4,8 mm para eliminar a porcentagem mais grossa do solo, denominada pedregulho (Figura 29). Depois desta etapa o solo foi armazenado em embalagens com identificação e quantidade suficiente para realização dos ensaios (Figura 30). Figura 28: Destorroamento do solo. Figura 29: Solo passado na peneira 4,8 mm.

79 76 Figura 30: Solo armazenado nas embalagens Ensaios de Caracterização Os ensaios de caracterização física e mecânica foram realizados de acordo com os procedimentos exigidos pelas normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) correspondentes a cada ensaio (Tabela 10). Tabela 10: Normas referentes aos ensaios. Ensaio Norma ABNT Preparação das amostras do solo NBR 6457/86 Granulometria NBR 7181/84 Caracterização Física Limite de Liquidez NBR 6459/84 Limite de Plasticidade NBR 7180/84 Compactação NBR 7182/86 Caracterização Mecânica ISC e Expansão NBR 9895/87 Os ensaios de caracterização foram realizados com a finalidade de classificar o solo de acordo com sistema de classificação TRB. Para isso, as amostras de solo foram submetidas aos ensaios físico-mecânicos, sendo eles: Análise granulométrica, por sedimentação e por peneiramento, para determinar a textura do solo natural; Determinação dos limites de liquidez e plasticidade do solo natural;

80 77 Ensaio de Compactação (Energia Proctor Normal), para a determinação da umidade ótima do solo natural; Ensaio de ISC e expansão Análise Granulométrica (NBR 7181/84) Análise Granulométrica por Peneiramento Peneiramento Grosso: para este ensaio usa-se o material que ficou retido na peneira 2,0 mm, que anteriormente foi lavado para retirar todos os finos e levado para a estufa para ser seco, a uma temperatura de ± 105 C. Com a amostra completamente seca, deu-se inicio ao peneiramento grosso, passando-se o material nas peneiras de diâmetros 50, 38, 25, 19, 9,5 e 4,8 mm. O processo pode ser realizado com o auxílio de um agitador mecânico ou manualmente. Neste caso agitamos as peneiras manualmente como mostra a Figura 31. Anotam-se então os pesos do material retido em cada peneira. Figura 31: Agitador mecânico.

81 78 Peneiramento Fino: neste ensaio utiliza-se o material retido e lavado na peneira 0,075 mm, posteriormente seco em estufa. A amostra de solo seco é então peneirada nas peneiras de diâmetros 1,2, 0,6, 0,42, 0,25, 0,15 e 0,075 mm. Os pesos retidos em cada peneira são então anotados. Os resultados da análise granulométrica por peneiramento podem ser verificados nos apêndices A, B e C Análise Granulométrica por Sedimentação Para o ensaio de sedimentação utilizou-se 70 g da amostra de solo retida na peneira 2,0 mm. Anteriormente prepara-se uma solução de 125 ml com hexametafosfato de sódio como agente defloculante e deixa-se em repouso por 12 horas (Figura 32). Mistura-se o solo a esta solução e coloca-se no aparelho dispersor (espargidor) (Figura 33). Feito isso, a mistura é agitada no aparelho dispersor durante 15 min. Figura 32: Solução defloculante

82 79 Figura 33: Aparelho dispersor A etapa seguinte consiste em transferir essa mistura para uma proveta de vidro e completar com água destilada, até que a mistura atinja a marca dos 1000 ml. A proveta é então mergulhada num tanque com água, para que a temperatura seja mantida constante, onde permanece durante 24 horas, tempo necessário para ser feita a última leitura (Figura 34). Figura 34: Provetas imersas em água As leituras de sedimentação são feitas com o densímetro, nos tempos de 0,5, 1, 2, 4, 8, 15, 30 min. e 1, 2, 4, 8, 12, 24 horas. Para realizar as leituras o densímetro é mergulhado na mistura por 15 segundos, só então é feita a leitura

83 80 (Figuras 35). Em todas as leituras verificou-se a temperatura que se encontrava as amostras. Figura 35: Densímetro dentro da mistura. Com as leituras finalizadas, despejou-se a mistura na peneira 0,075 mm. O material retido foi lavado com água para retirar todos os finos (Figura 36) e levado para secar na estufa a uma temperatura de ± 105 C. Figura 36: Material lavado após sedimentação. Os apêndices D, E e F mostram os resultados obtidos para a curva granulométrica.

84 Limite de Liquidez (NBR 6459/84) O ensaio de Limite de Liquidez foi realizado colocando-se uma porção do solo, passante na peneira 40 (0,42 mm), no recipiente e adicionando-se água até que este se torne uma pasta homogênea. Em seguida, essa mistura é colocada no aparelho Casagrande e é realizado então o ensaio conforme recomenda a norma que regula o mesmo (Figura 37). Foram realizadas 5 (cinco) etapas para cada ensaio, cujo parâmetro para a determinação da umidade é o número de golpes. Essas etapas foram obtidas através dos intervalos apresentados na Tabela 11. Para que sejam obtidas as etapas, as amostras foram homogeneizadas elevando-se a quantidade de água utilizada em cada uma delas. Para cada uma das etapas descritas foi retirada uma cápsula com uma parcela da mistura e levada à estufa para a determinação da umidade. Tabela 11: Etapas e número de golpes correspondente Etapa Número de Golpes Figura 37: Ensaio de Limite de Liquidez.

85 82 De posse dos valores de umidade, é traçado um gráfico, cujo valor do LL é determinado pela umidade correspondente a 25 golpes. O Limite de Liquidez determinado para o solo natural em estudo foi baseado na média de 3(três) repetições do ensaio. Seus resultados podem ser verificados nos apêndices A, B e C Limite de Plasticidade (NBR 7180/84) Para o ensaio de Limite de Plasticidade foi preparado uma amostra de solo passante na peneira número 40 (0,42 mm), a mesma utilizada para o ensaio de LL. Acrescenta-se água a esta amostra de solo até que se forme uma pasta homogênea. O procedimento do ensaio consiste em moldar uma amostra da massa de solo conforme um molde de metal com as seguintes dimensões: 3 mm de diâmetro por 10 cm de comprimento. Isso é feito através da rolagem dessa amostra no vidro fosco. Essa etapa é repetida até que o cilindro moldado inicie o processo de fissuração devido à perda de umidade (Figura 38). Figura 38: Limite de Plasticidade. Quando o cilindro apresentar fissuras, é colocado na cápsula, pesado e levado para a estufa para que ocorra a secagem.

86 83 O resultado para o Limite de Plasticidade foi obtido através da média de 3(três) ensaios, sendo que para cada ensaio foram moldados 5(cinco) cilindros. Os resultados de LP podem ser verificados nos apêndices A, B e C Compactação (NBR 7182/86) O ensaio de compactação foi realizado na energia de compactação Proctor Normal em cilindro pequeno e sem reuso do material. Para este ensaio separou-se uma amostra de cerca de 10 kg de solo em estado natural, seco ao ar e destorroado, passante na peneira 4,8 mm. O ensaio de compactação é feito para obtenção da umidade ótima necessária para realização do ensaio de ISC. Para fazer o ensaio, necessita-se do solo na umidade ótima. Como não é possível obter este resultado de imediato, adota-se uma umidade 5% abaixo da umidade presumível, que segundo a norma é muito próxima da umidade dada pelo IP. Nas etapas seguintes, os teores de umidade serão dados pela umidade da etapa anterior acrescida em 2%. Como é necessário que se tenha conhecimento da umidade em que o solo se encontra no momento do ensaio, faz-se isso através do método da frigideira (Figura 39). Ao mesmo tempo, amostras do solo são retiradas e levadas à estufa para que se obtenha a real umidade do material (Figura 40). Figura 39: Umidade através do método da frigideira.

87 84 Figura 40: Amostra de solo na estufa. O solo é então misturado com a água necessária para que atinja a umidade ótima, até que se torne homogêneo (Figura 41). Uma maneira de identificar se o solo está homogeneizado é analisar se sua cor se encontra uniforme. Feito isso, o solo é dividido em três porções, colocado no cilindro e compactado. A compactação é feita com 26 golpes de soquete com massa de 2,5 kg, caindo de uma altura de 30,5 cm, a cada camada de solo que é acrescentada no cilindro (Figura 42). Figura 41: Homogeneização do solo.

88 85 Figura 42: Ensaio de compactação. Concluída essa etapa, é retirado o anel que complementa o cilindro e feita a regularização da superfície com o auxílio de uma régua, pesa-se o conjunto (cilindro+solo). Posteriormente o solo compactado é retirado do molde, pois como escrito anteriormente, o ensaio foi realizado sem reuso do material. Podemos visualizar estes processos nas Figuras 43, 44 e 45. Com os valores de peso específico seco e umidade, obtidos no ensaio, traça-se a curva de compactação, da qual determina-se o peso específico seco máximo e a umidade ótima. Foram realizados três ensaios de compactação e os resultados são dados através da média desses ensaios. As curvas de compactação do solo natural podem ser verificados nos apêndices G, H,I e J. Figura 43: Regularização da superfície.

89 86 Figura 44: Pesagem do cilindro. Figura 45: Retirada do solo compactado Índice de Suporte Califórnia (NBR 9895/87) O ensaio de ISC do solo no estado natural e da mistura solo-aditivo nas diferentes dosagens, foi realizado na umidade ótima média obtida nos ensaios de compactação do solo no estado natural. Moldaram-se os corpos-de-prova utilizandose o cilindro grande e o soquete de 4,536 kg que é solto de uma altura de 47,5 cm.

90 87 Os corpos-de-prova foram preparados pesando-se uma amostra de solo de 3,5 kg, passante na peneira 4,8 mm, e reservando. Enquanto isso, uma solução de água destilada + aditivo é preparada, sendo que esta solução deve conter água suficiente para que o solo atinja a umidade ótima (Figuras 46 e 47). Figura 46: Amostra de solo. Figura 47: Preparo da solução de Perma Zyme A quantidade do produto, calculado em relação ao peso seco, foi adicionado a água (destilada) necessária para a obtenção da umidade ótima e acrescentada ao solo. Convém salientar que, da quantidade de água a ser adicionada ao solo, para que o mesmo atinja a sua umidade ótima, foi reduzida a quantidade de aditivo a ser adicionado ao mesmo, uma vez que o aditivo é um

91 88 composto líquido. Logo, a quantidade de líquido a ser adicionado ao solo para que o mesmo atinja a umidade ótima, é a soma de água+aditivo. Com o material necessário preparado, mistura-se a solução (água+aditivo) ao solo até que esta mistura se torne homogênea (Figura 48). Figura 48: Mistura de solo + solução. Após a homogeneização, a mistura é colocada no cilindro, onde é compactada na energia de Proctor Normal. São feitas cinco camadas de solo aplicando-se 12 golpes em cada uma delas. Após esta etapa, é feita a regularização da superfície do corpo-de-prova, retira-se o espaçador e pesa-se o conjunto (cilindro + solo). Todo este procedimento pode ser visualizado nas Figuras 49, 50 e 51. Figura 49: Colocação do solo.

92 89 Figura 50: Moldagem do corpo de prova. Figura 51: Retirada do espaçador. Após os procedimentos dispostos acima, os corpos-de-prova foram armazenados em local apropriado, respeitando-se os tempos de cura adotados neste estudo. Como visto inicialmente, esses tempos são de 3(três) e 7(sete) dias. A temperatura (t) ambiente durante o processo de cura deve estar dentro do seguinte intervalo: 0 C t 40 C. Depois do processo de cura, os corpos foram imersos em água por 4(quatro) dias. Durante a imersão foram feitas as leituras de expansão do solo. (Figura 52).

93 90 Figura 52: CP`s imersos com medidor de expansão. Com isso, pode-se fazer uma comparação entre os resultados obtidos, a fim de verificar a influência do aditivo nas propriedades mecânicas do solo. A verificação da resistência a penetração é realizada na prensa padrão para ensaios de ISC. Um corpo-de-prova é colocado na prensa, ajustando-se o aparelho medidor (Figura 53). Figura 53: Ajuste do corpo na prensa. Feito isso inicia-se o procedimento onde são feitas as leituras para vários pontos de penetração. Esses dados são passados diretamente para um computador que armazena as informações de cada corpo rompido. Porém utilizamos apenas dois pontos para o cálculo de ISC: 2,54 e 5,08 mm de penetração (Figura 54).

94 91 Figura 54: Ensaio ISC. Os resultados de ISC e expansão podem ser verificados nos apêndices da seguinte maneira: Solo natural: apêndices K, L e M; Dosagem de 1/1000 com 3(três) dias de cura: apêndices N, O e P; Dosagem de 1/500 com 3(três) dias de cura: apêndices Q, R e S; Dosagem de 1/1000 com 7(sete) dias de cura: apêndices T, U e V; Dosagem de 1/500 com 7(sete) dias de cura: apêndices W, X e Y.

95 92 4 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS 4.1 Caracterização Física do Solo A caracterização física do solo da formação Palermo, objeto de estudo, compreende os ensaios de LL e LP, os cálculos do IP, IG e a classificação segundo a TRB, cujos resultados encontram-se na Tabela 12. Tabela 12: Características físicas do solo Característica AM 01 AM 02 AM 03 Média LL 56 57,7 60,3 58 LP 34 36,4 35,7 35,37 IP 22 21,3 24,6 22,63 % passante #200 99,42 99,03 98,24 98,9 IG TRB A7-5 A7-5 A7-5 A 7-5 Com base na classificação TRB, pode-se afirmar que as 3(três) amostras analisadas pertencem ao mesmo tipo de solo, ou seja, a um A 7-5, apresentando-se assim como solo fino, altamente plástico (IP médio = 22,63%), e suscetível a sofrer grandes variações volumétricas devido a sua sensibilidade as mudanças de umidade. Este tipo de solo não deve ser empregado em hipótese nenhuma em camada de subleito. Através da classificação granulométrica foi possível determinar as frações de argila, silte e areia presentes no solo. O solo apresentou uma média de 98,9% de material passante na peneira #200 (silte + argila), sendo o solo definindo como siltoargilo-arenoso.

96 Caracterização Mecânica do Solo A caracterização mecânica compreende os ensaios de compactação, ISC e expansão. Os ensaios de compactação são realizados para se obter a umidade ótima necessária para o ensaio de ISC. Os valores de umidade ótima e densidade seca máxima obtidos estão representados na Tabela 13. Tabela 13: Características mecânicas do solo Característica AM 01 AM 02 AM 03 Média γ máx (g/cm³) 1,36 1,39 1,37 1,35 H ót. 29,5 29, , ISC e Expansão para Solo em Estado Natural Os ensaios de ISC e expansão do solo no estado natural foram realizados para a determinação das propriedades mecânicas do mesmo. Posteriormente esses resultados serão comparados com os resultados obtidos para as misturas soloaditivo. A moldagem dos corpos-de-prova foi realizada na umidade ótima média (28,5%) obtida nos ensaios de compactação na energia Proctor Normal. Os resultados para o ISC e expansão do solo natural estão descritos na Tabela 14. Tabela 14: ISC e expansão do solo natural Característica AM 01 AM 02 AM 03 Média ISC 3,60 2,50 3,00 3,37 Expansão 1,60 3,25 2,34 2,40 De acordo com o DNIT, o material utilizado na camada de subleito do pavimento deve apresentar um ISC 2% e uma expansão 2%. Conforme pode ser visto na tabela acima (Tabela 14), os resultados médios obtidos são ISC = 3,37% e uma expansão = 2,40%, ou seja, o ISC está de acordo com o estabelecido pelo DNIT, porém a expansão excedeu o limite de 2% imposto pelo mesmo. Com isso,

97 94 este solo não poderá ser utilizado como subleito em seu estado natural, pois não atendeu as recomendações com relação à expansão ISC e Expansão para a Mistura Solo-Aditivo com 3 dias de Cura Para fazer uma análise da influência do aditivo nas propriedades mecânicas do solo, foram realizados ensaios de ISC e expansão para amostras da mistura solo-aditivo. As dosagens utilizadas do aditivo em estudo, estabelecidas de acordo com as recomendações do representante, foram de 1/1000, ou seja, 1 g de aditivo para cada 1000 g de solo seco, e 1/500 (1g de aditivo para 500 g de solo seco). A moldagem dos corpos-de-prova da mistura solo-aditivo foi realizada na umidade ótima média do solo (28,5%), obtida nos ensaios de compactação na energia Proctor Normal. Os corpos-de-prova foram imersos após 3(três) dias de cura, tempo estabelecido pelo fabricante. Após 4(quatro) dias de imersão os mesmos foram rompidos na prensa, como recomenda a norma referente ao ensaio (NBR 9895/87). A Tabela 15, apresenta os resultados de ISC e expansão obtidos para as dosagens de 1/1000 e 1/500 no tempo de cura de 3(três) dias. Tabela 15: ISC e expansão solo-aditivo com cura de 3 dias Característica AM 01 AM 02 AM 03 Média ISC 1/1000 6,40 5,30 6,00 5,90 ISC 1/500 6,00 5,90 4,60 5,50 Expansão 1/1000 3,48 3,36 3,65 3,50 Expansão 1/500 3,48 3,06 3,11 3,22 A análise dos resultados quanto ao comportamento médio do ISC da mistura, demonstra que houve um aumento significativo do mesmo nas duas dosagens, quando comparado ao ISC médio da amostra natural (Gráfico 1).

98 95 Gráfico 1: Análise comparativa entre ISC do solo natural e solo+aditivo 6 5,9 5, ,37 Solo Natural PZ 1/1000 PZ 1/ Solo Natural PZ 1/1000 PZ 1/500 Na mistura solo-aditivo de 1/1000, o aumento do ISC médio foi de 75%, ou seja, passou de 3,37% para 5,9%. Na mistura solo-aditivo de 1/500 o aumento foi de 63%, passando de 3,37% para 5,5%. No entanto, quanto à expansão, o comportamento médio da mesma ao contrário do esperado, sofreu um acréscimo significativo nas duas dosagens, quando comparada a expansão média da amostra no estado natural (Gráfico 2). Gráfico 2: Análise comparativa entre expansão do solo natural e solo+aditivo 3,5 3 3,5 3,22 2,5 2,4 2 1,5 Solo Natural PZ 1/1000 PZ 1/ ,5 0 Solo Natural PZ 1/1000 PZ 1/500 Na mistura solo-aditivo de 1/1000, houve um aumento de 45%, ou seja, passou de 2,4% para 3,5%. Na mistura solo-aditivo de 1/500, esse aumento foi de 34%, passando de 2,4% para 3,22%.

99 ISC e Expansão para Mistura Solo-Aditivo com 7 dias de Cura Com o objetivo de analisar as propriedades mecânicas do solo em estudo, realizaram-se ensaios de ISC e expansão nas amostras de solo-aditivo, com as seguintes dosagens adotadas para o aditivo: 1/1000 e 1/500. A moldagem dos corpos-de-prova da mistura solo-aditivo foi realizada na umidade ótima média do solo (28,5%), obtida nos ensaios de compactação na energia Proctor Normal. Os corpos-de-prova foram imersos após 7 (sete) dias de cura, tempo estabelecido pelo fabricante. Após 4 (quatro) dias de imersão os mesmos foram rompidos na prensa, como recomenda a norma referente ao ensaio (NBR 9895/87). Este procedimento foi adotado para o tempo de cura de 7 (sete) dias, tempo sugerido pelo DNIT. Após a cura os corpos-de-prova foram inundados por 4 (quatro) dias, em seguida foram rompidos na prensa de ISC, de acordo com a norma NBR 9895/87. A Tabela 16, mostra os resultados de ISC e expansão obtidos para as dosagens de 1/1000 e 1/500 no tempo de cura de 7 (sete) dias. Tabela 16: ISC e expansão solo-aditivo com cura de 7 dias Característica AM 01 AM 02 AM 03 Média ISC 1/1000 4,20 5,00 5,00 4,73 ISC 1/500 2,40 3,10 2,60 2,70 Expansão 1/1000 3,09 3,13 3,16 3,13 Expansão 1/500 3,39 3,10 3,11 3,20 A análise dos resultados expostos acima, quanto ao desempenho médio do ISC da mistura, demonstra que houve um aumento do mesmo na dosagem de 1/1000, quando comparado ao ISC médio da amostra em estado natural. Enquanto que na dosagem 1/500, ocorreu uma redução no seu valor médio, como observado no Gráfico 3.

100 97 Gráfico 3: Análise comparativa entre ISC do solo natural e solo+aditivo 5 4,73 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 3,37 2,7 Solo Natural PZ 1/1000 PZ 1/500 Solo Natural PZ 1/1000 PZ 1/500 Como visto no gráfico acima, a mistura solo-aditivo de 1/1000, apresentou um aumento no ISC médio de 40%, ou seja, passou de 3,37% para 4,73%. Já na mistura solo-aditivo de 1/500 houve uma redução de 25%, passando de 3,37% para 2,7%. Porém, em termos de expansão, o comportamento médio da mesma apresentou um acréscimo expressivo nas duas dosagens, quando comparada a expansão média da amostra no estado natural. Gráfico 4: Análise comparativa entre expansão do solo natural e solo+aditivo 3,5 3 3,13 3,2 2,5 2,4 2 1,5 Solo Natural PZ 1/1000 PZ 1/ ,5 0 Solo Natural PZ 1/1000 PZ 1/500 Na mistura solo-aditivo de 1/1000, houve um aumento de 30% na expansão média, ou seja, passou de 2,4% para 3,13%. Na mistura solo-aditivo de 1/500, esse aumento foi de 33%, passando de 2,4% para 3,2%.

101 98 5 CONCLUSÃO A pesquisa desenvolvida no presente trabalho, teve por objetivo estudar o comportamento das propriedades mecânicas (ISC e expansão) de um solo da formação Palermo, estabilizado com aditivo orgânico Perma Zyme. Os resultados obtidos no experimento permitiram as seguintes conclusões: 1. Em termos de ISC, conforme demonstra o Gráfico 5, a mistura soloaditivo que apresentou melhor comportamento foi a 1/1000 (1g de aditivo para 1000 g de solo seco), com o tempo de cura após a moldagem dos corpos-de-prova de 3 (três) dias. Para esta dosagem, os resultados quanto ao comportamento médio do ISC da mistura (5,9%), apresentou um aumento significativo, ou seja, um acréscimo de 75% em relação ao ISC médio da amostra natural (3,37%). 2. Conforme pode ser observado no Gráfico 5, o tempo de cura, ao contrário do esperado, não representou um aumento no valor médio do ISC da mistura, e sim uma redução, que pode ser observada em ambas as dosagens. No caso da dosagem 1/500 (2,7%), essa redução foi de 25% em relação ao ISC médio do solo no estado natural (3,37%). Gráfico 5: Análise comparativa entre os ISC médios obtidos para os tempos de cura de 3 e 7 dias 6 5,9 5,5 5 4, ,37 2,7 Solo Natural PZ 1/ PZ 1/ Solo Natural 3 dias 7 dias

102 99 3. A análise do Gráfico 5, permite concluir que o aumento da dosagem de aditivo no solo, ou seja, acrescentar o dobro de aditivo para a mesma quantidade de solo, provoca uma redução no valor do ISC médio. O ponto mais crítico ocorreu na dosagem 1/500, no tempo de cura de 7 (sete) dias, para o qual obteve-se o menor valor do ISC médio do experimento (2,7%). 4. Em termos de expansão, conforme demonstra o Gráfico 6, ao contrário do esperado, observou-se um acréscimo na expansão da mistura soloaditivo, nas diferentes dosagens, ou seja, não houve redução do valor obtido, para o solo em seu estado natural. A dosagem que apresentou a menor expansão foi a 1/1000, com o tempo de cura após a moldagem dos corpos-de-prova de 7 (sete) dias. Nesta dosagem os resultados quanto ao comportamento médio da expansão da mistura (3,13%), apresentou um aumento significativo, ou seja, um acréscimo de 30% em relação ao expansão média da amostra natural (2,4%). 5. Conforme pode ser observado no Gráfico 6, o tempo de cura propiciou uma redução insignificante no valor médio da expansão da mistura solo-aditivo nas diferentes dosagens. Gráfico 6: Análise comparativa entre as Exp. médias obtidas para os tempos de cura de 3 e 7 dias 3,5 3,5 3,22 3,13 3,2 3 2,5 2,4 2 1,5 1 Solo Natural PZ 1/1000 PZ 1/500 0,5 0 Solo Natural 3 dias 7 dias

103 A estabilização do solo da formação Palermo, objeto de estudo, com o aditivo orgânico Perma Zyme, não atingiu completamente o objetivo esperado, que era de enquadrar as propriedades mecânicas do mesmo nas especificações do DNIT para utilização em camada de subleito. Visto que, ao contrário do esperado, não se conseguiu reduzir a expansão para o máximo de 2%, conforme exigência do DNIT. Uma provável explicação para a piora do parâmetro expansão seria um comportamento expansivo do aditivo adotado no experimento, fato este que requer comprovação. 7. A estabilização de solos da formação Palermo com aditivos químicos, tem se mostrado insatisfatórias quanto ao parâmetro de expansão, ou seja, ao invés de reduzir a expansão, como apregoado pelos seus fabricantes, o que tem ocorrido é um acréscimo no valor da expansão. Esta afirmativa encontra-se embasada no presente trabalho e na constatação feita por Santos (2008), na tentativa de estabilizar um solo da formação Palermo com o aditivo CON-AID. É importante esclarecer que os resultados obtidos servem apenas para expressar a reação do produto com o solo estudado, não sendo válida nenhuma conclusão a respeito da veracidade da atuação desse produto em outros tipos de solos. Fica como sugestão para trabalhos futuros: Verificar se o aditivo orgânico Perma Zyme é expansivo. Para tanto deverá ser feita uma análise química do aditivo e adicioná-lo a um solo não expansivo, como por exemplo, a areia. Verificar a influência do aditivo orgânico Perma Zyme no comportamento quanto à permeabilidade dos solos da formação Palermo, com o intuito de utilizá-los como camada impermeabilizante em depósitos de rejeito de carvão e de bacias de decantação.

104 101 REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT): NBR 6457: Amostras de solos - Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização. Rio de Janeiro, NBR-7180: Determinação do Limite de Plasticidade. Rio de Janeiro, NBR-7181: Análise granulométrica. Rio de Janeiro, NBR-7182: Solo Ensaio de Compactação. Rio de Janeiro, NBR 6459 Determinação do Limite de Liquidez. Rio de Janeiro, CAPUTO, Homero Pinto. Mecânica dos Solos e Suas Aplicações. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, v. 3 CRISTELO, Nuno Miguel Cordeiro. Estabilização de Solos Residuais Graníticos Através da Adição de Cal f. Dissertação. (Escola de Engenharia) - Universidade do Minho, Portugal. BAPTISTA, Cyro de Freitas Nogueira. Pavimentação. 3 ed.porto Alegre:Globo v. BAPTISTA, Cyro de Freitas Nogueira. Pavimentação. 4 ed.porto Alegre:Globo p.il. DAS, Braja M. Fundamentos de Engenharia Geotécnica. São Paulo: Thomson, p. Il. DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS E RODAGENS (DNER). Método de Projeto de Pavimentos Flexíveis. 3. ed. Rio de Janeiro, DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRA-ESTRUTURA DOS TRANSPORTES (DNIT). Manual de Pavimentação. 3. ed. Rio de Janeiro, Estabilizante Químico. Disponível em: Acesso em: 24 abr MARIANO, Evelise Gonçalves. Melhoria das Propriedades Mecânicas de um Solo Estabilizado com Cal, Cimento e CON-AID Visando Aplicação em Obras de Pavimentação f. Monografia (Curso de Engenharia Civil) Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma. ORTIGÃO, J.R.A. Introdução a Mecânica dos Solos dos Estados Críticos. Net. Disponível em:< em: 11 abr

105 102 Perma Zyme. Disponível em: Acesso em: 18 abr PINTO, Carlos de Souza. Curso Básico de Mecânica dos Solos. 2.ed São Paulo: Oficina de Textos, p.il. SENÇO, Wlastermiler de. Manual de Técnicas de Pavimentação. São Paulo: PINI, v.671p. il. SANTOS, Aline Selau. Análise das Propriedades Mecânicas dos Solos Estabilizados com Aditivo Químico CON-AID Para o Emprego em Obras de Pavimentação f. Monografia (Curso de Engenharia Civil) Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma. SILVA, Claudia Claumann. Comportamento de Solos Siltosos Quando Reforçados com Fibras e Melhorados com Aditivos Químicos e Orgânicos f. Dissertação (Curso de Pós-Graduação em Construção Civil-Setor de Tecnologia) - Universidade Federal do Paraná, Curitiba. TSUTSUMI, Mitsuo. TRN018 - Mecânica dos Solos I. Net. Juiz de Fora, jul Disponível em: < Acesso em: 20 mar VARGAS, Milton. Introdução à Mecânica dos Solos. São Paulo: McGraw-Hill do Brasil, p.

106 APÊNDICE 103

107 104 APÊNDICE A: ENSAIOS CARACTERIZAÇÃO DO SOLO AMOSTRA 01

108 105

109 106 APÊNDICE B: ENSAIOS CARACTERIZAÇÃO DO SOLO AMOSTRA 02

110 107

111 108 APÊNDICE C: ENSAIOS CARACTERIZAÇÃO DO SOLO AMOSTRA 03

112 109

113 110 APÊNDICE D: CURVA GRANULOMÉTRICA DO OLO AMOSTRA 01

114 111

115 112 APÊNDICE E: CURVA GRANULOMÉTRICA DO SOLO AMOSTRA 02

116 113

117 114 APÊNDICE F: CURVA GRANULOMÉTRICA DO SOLO AMOSTRA 03

118 115

119 116 APÊNDICE G: ENSAIO DE COMPACTAÇÃO DO SOLO AMOSTRA 01

120 117

121 118 APÊNDICE H: ENSAIO DE COMPACTAÇÃO DO SOLO AMOSTRA 02

122 119

123 120 APÊNDICE I: ENSAIO DE COMPACTAÇÃO DO SOLO AMOSTRA 03

124 121

125 122 APÊNDICE J: ENSAIO DE COMPACTAÇÃO DO SOLO MÉDIA DOS 3 ENSAIOS

126 123

127 124 APÊNDICE K: ENSAIO DE CARACTERIZAÇÃO MECÂNICA SOLO NATURAL AMOSTRA 01

128 125

129 126 APÊNDICE L: ENSAIO DE CARACTERIZAÇÃO MECÂNICA SOLO NATURAL AMOSTRA 02

130 127

131 128 APÊNDICE M: ENSAIO DE CARACTERIZAÇÃO MECÂNICA SOLO NATURAL AMOSTRA 03

132 129

133 130 APÊNDICE N: ENSAIO DE CARACTERIZAÇÃO MECÂNICA SOLO-PERMAZYME 1/1000 COM CURA DE 3 DIAS AMOSTRA 01

134 131

135 132 APÊNDICE O: ENSAIO DE CARACTERIZAÇÃO MECÂNICA SOLO-PERMAZYME 1/1000 COM CURA DE 3 DIAS AMOSTRA 02

136 133

137 134 APÊNDICE P: ENSAIO DE CARACTERIZAÇÃO MECÂNICA SOLO-PERMAZYME 1/1000 COM CURA DE 3 DIAS AMOSTRA 03

138 135

139 136 APÊNDICE Q: ENSAIO DE CARACTERIZAÇÃO MECÂNICA SOLO-PERMAZYME 1/500 COM CURA DE 3 DIAS AMOSTRA 01

140 137

141 138 APÊNDICE R: ENSAIO DE CARACTERIZAÇÃO MECÂNICA SOLO-PERMAZYME 1/500 COM CURA DE 3 DIAS AMOSTRA 02

142 139

143 140 APÊNDICE S: ENSAIO DE CARACTERIZAÇÃO MECÂNICA SOLO-PERMAZYME 1/500 COM CURA DE 3 DIAS AMOSTRA 03

144 141

145 142 APÊNDICE T: ENSAIO DE CARACTERIZAÇÃO MECÂNICA SOLO-PERMAZYME 1/1000 COM CURA DE 7 DIAS AMOSTRA 01

146 143

147 144 APÊNDICE U: ENSAIO DE CARACTERIZAÇÃO MECÂNICA SOLO-PERMAZYME 1/1000 COM CURA DE 7 DIAS AMOSTRA 02

148 145

149 146 APÊNDICE V: ENSAIO DE CARACTERIZAÇÃO MECÂNICA SOLO-PERMAZYME 1/1000 COM CURA DE 7 DIAS AMOSTRA 03

150 147

151 148 APÊNDICE W: ENSAIO DE CARACTERIZAÇÃO MECÂNICA SOLO-PERMAZYME 1/500 COM CURA DE 7 DIAS AMOSTRA 01

152 149

153 150 APÊNDICE X: ENSAIO DE CARACTERIZAÇÃO MECÂNICA SOLO-PERMAZYME 1/500 COM CURA DE 7 DIAS AMOSTRA 02

154 151

155 152 APÊNDICE Y: ENSAIO DE CARACTERIZAÇÃO MECÂNICA SOLO-PERMAZYME 1/500 COM CURA DE 7 DIAS AMOSTRA 03

156 153