Influence of reaction mechanisms in the physical and chemical properties of two tropical soils modified with cement and lime
DOI:
https://doi.org/10.14195/2184-8394_124_1Keywords:
Chemical stabilization, Reaction mechanisms, Modified soilsAbstract
This paper intends to evaluate the influence of low contents of lime and cement, in soil modification category, on chemical and physical properties of two tropical soils, emphasizing reaction mechanism influences in the short term. For these purposes, geotechnical index properties of liquid limit, plastic limit and grain size distribution were carried out in samples of mixtures of soils and 1%, 2% and 3% of lime and cement, representing physical properties of soils. Chemical characterization was based on pH, CEC, and concentration of calcium. Additionally, the effect of elapsed time between mixture and tests was evaluated. Variance statistical analyses and test of means were performed in order to verify the significance of the variable time on the IP and grain size distributions. Results showed increases on chemical parameters pH, CEC, and ions of calcium with increasing of the stabilizers contents. Alterations on physical and chemical parameters were higher in mixtures of the lateritic soil than in mixtures of the saprolitic soil. Physical properties showed higher alterations with cement, even when taking into account the instantaneous effect on
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References
Aiban, A.A. (1994). A study of sand stabilization in eastern Saudi Arábia. Engineering Geology, no. 38, pp. 65-79.
Akoto, B. K. A.; Singh, G. (1981). Some geotechnical properties of a Lime stabilizaded laterite containing a high proportion of aluminium oxide. Engineering Geology, no. 34, pp. 185-199.
Alcântara, M. A. M. (1995). Estabilização química dos solos para fins rodoviários: técnicas dis poníveis e estudo de caso dirigido à estabilização solo-cal de três solos de Ilha Solteira-SP. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil), Universidade Federal de Viçosa, 91p.
Associação Brasileira de Normas Técnicas (1986). NBR 6457: solo: amostras de solo - Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização. Rio de Janeiro, RJ, 7 p.
Associação Brasileira de Normas Técnicas (1984a). NBR 7181/84: Solo – Análise granulométrica – Procedimento. Rio de Janeiro, 13p.
Associação Brasileira de Normas Técnicas (1984b). NBR 6459/84: Solo - Determinação do limite de liquidez. Rio de Janeiro, 6p.
Associação Brasileira de Normas Técnicas (1984c). NBR 7180/84: Solo – Determinação do limite de plasticidade. Rio de Janeiro, 3p.
Associação Brasileira de Normas Técnicas (1984d). NBR 6508/84: Grãos de solos que passam na peneira de 4,8 mm - Determinação da massa específica. Rio de Janeiro, 8p.
Associação Brasileira de Normas Técnicas (1992). NBR 12253/90: Solo-cimento – Dosagem para emprego como camada de pavimento. Rio de Janeiro, 4p.
Attoh-Okine, N. O. (1995). Lime treatment of laterite soils and gravels – revisited. Construction and Building Materials, v.9, no. 5, pp. 283-287.
Banzatto, O. A.; Kronka, S. N. (1996). Experimentação agrícola. 4ª edição, FUNEP, Jaboticabal. 28
Bell, F. G. (1996). Lime stabilization of clay minerals and soils. Engineering Geology, no. 42, pp. 223-237.
Bell, F.G.; Coulthard, J.M. (1990). Stabilization of clay soils with lime. Mun. Engr. 7, pp.125-140.
Bhattacharja, S.; Bhatty, J. I.; Todres, H. A. (2003). Stabilization of clay soils by Portland cement or lime – a critical review of literature. PCA R&D Serial Nº2066, Portland Cement Association, Skokie, Illinois, USA, 60p.
Brady, N.C.; Weil, R.R. (1999). The nature and properties of soils. 12a edição, Upper Saddle River, NJ: Prentice-Hall, 881 p.
Castro, E.; Serafim Luis, A. (1974). Solo-cal na pavimentação de estradas e aeródromos. Labora tório Nacional de Engenharia Civil (LNEC), Lisboa, Portugal, Memória no. 450, pp. 45-51.
Cristelo, N.; Jalali, S. (2004). Estabilização química de um solo residual de granito. Geotecnia, no. 101, pp. 25-40.
DNIT - Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes (2006). Manual de pavimentação. 3ª ed., Publicação IPR - 719, Rio de Janeiro, RJ: Diretoria de Planejamento e Pesquisa, Coordenação Geral de Estudos e Pesquisa (DNIT), Instituto de Pesquisas Rodoviária (IPR), 274 p.
Ferraz, R.L. (1994). Contribuição ao estudo da estabilização de solos para fins rodoviários e Habi tacionais. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil), Universidade Federal de Viçosa, 180p.
Guimarães, J.E.P. (1971). Estabilização de solos: nova e importante aplicação da cal, seus conceitos e suas vantagens. Boletim no. 5, São Paulo, SP: ABPC, 67 p.
Guimarães, J.E.P. (1997). A Cal – Fundamentos e aplicações na engenharia civil. 1ª edição. São Paulo: PINI, 99 p.
Herrin, M.; Mitchell, H. (1961). Lime-soil mixtures. Highway Research Board Bulletin, Washington D. C., no. 304, pp. 99-121.
Herzog, A.; Mitchell, J.K. (1963). Reactions accompanying the stabilization of clay with cement. Highway Research Record, Washington D.C, no. 36, pp. 146–171.
Hilt, G.H.; Davidson, D.T. (1960). Lime fixation in clayey soils. Highway Research Record, Washington D. C., no. 262, pp. 20-32.
Ingles, O.G.; Metcalf, J.B. (1973). Soil stabilization principles and practice. Swikey e Sans, New York, E.U.A, 374 p.
Lima, D.C.; Machado, C.C.; Carvalho, C.A.B.; Silva, C.H.C.; Pereira, R.S.; Trindade, T.P.; Barbosa, P.S.A. (2003). A experiência da UFV no emprego de estabilizantes químicos em estradas florestais. 6º Simpósio Brasileiro sobre colheita e transporte florestal, Belo Horizonte, Minas Gerais. Viçosa, MG: Sociedade de Investigações Florestais (SIF), pp. 69-117.
Meurer, E.J. (2006). Fundamentos de química dos solos. 3ª edição, Porto Alegre, EVANGRAF, 285p.
Nogami, J.S.; Villibor, D.F. (1995). Pavimentação de baixo custo com solos lateríticos. São Paulo: Villibor, 213p.
O’ Flaherty, C. A. (1979). Highway engineering. London, Edward Arnold, v.2, 458p. 29
Osinubi, K. J (2006). Compactive delay effects on properties of lime-treated soil. Journal of Materials in Civil Engineering, v. 18, no. 2, pp. 250-258.
Osula, D.O.A. (1991). Lime modification of problem laterite. Engineering Geology, no. 30, pp. 141- 154.
Osula, D.O.A. (1996). A comparative evaluation of cement and lime modification of laterite. Engineering Geology, v. 42, no. 1, pp. 71-81.
Pinto, C.S (1964). Estudo da avaliação dda capacidade de suporte de um solo pela adição de pequena quantidade de cal ou de cimento. Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo, São Paulo, SP, 41p.
Portelinha, F. H. M.; Lima, D. C.; Carvalho, C. A. B; Fontes, M. P. F (2011). Mineralogical mechanisms of strength improvement in cement modification. Proceedings of 14th Pan- -American CGS geotechnical conference. Toronto, Canada, 6p.
Raij, B. van; Quaggio, J.A.; Cantarella, H.; Ferreira, M.E.; Lopes, A.S.; Bataglia, O.C. (1987). Análise química de solo para fins de fertilidade. Campinas, Fundação Cargill, 170p.
Rico, A.; Del Castillo, H. (1977). La ingenieria de suelos en las vias terrestres. México, D.F.: Editoral Limusa S.A., v. 2, 643p.
Rogers, C.D.F.; Glendinning, S. (2000). Lime requirement for stabilization. Transportation Research Board. 79th Annual Meeting. Washington, D.C.
Sant´Ana, A.P. (2003). Caracterização tecnológica de misturas solo-escória de alto forno granu lada moída para fins rodoviários. Dissertação (Mestrado Engenharia Civil), Universidade Federal de Viçosa, Minas Gerais, 71p.
TRB – Transportation Research Board (1976). State of the art - lime stabilization: reactions, pro perties, design, construction. Report no. 180, Washington, DC, 31p.
Trindade, T.P. (2006). Caracterização tecnológica de solos residuais estabilizados quimicamente com vistas a aplicações em estradas e em obras geotécnicas de caráter ambiental. Tese (Doutorado em Engenharia Civil), Universidade Federal de Viçosa, Minas Gerais, 254p.
