Avaliação da redução da expansividade de solo estabilizado com resíduo de beneficiamento de rochas ornamentais

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Braz, Raabi Inarair Ferreira
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Brasil
UFRN
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/62659
Resumo: Expansive soils exhibit volumetric instability when exposed to variations in moisture content. Understanding the mechanisms of soil expansion and identifying effective stabilization techniques are critical for minimizing structural and economic losses in civil construction. Among the various stabilization methods, chemical stabilization is particularly notable, typically involving the addition of Portland cement or hydrated lime. However, the high costs and environmental impact associated with producing these materials have prompted researchers to explore alternative stabilizers, including industrial solid waste, which is often produced in large quantities and inadequately disposed of. This study aims to analyze the volumetric stabilization of expansive soil using ornamental rock processing waste, evaluating improvements in the soil's mechanical, hydraulic, and deformability properties. Expansive soil samples were collected in Mossoró, RN, and stabilized by incorporating ornamental rock processing waste at replacement rates of 11.10%, 25.00%, and 42.86% of the total soil mass. Preliminary analyses of the expansive soil, waste material, and soil-waste mixtures included particle size distribution (sieving and sedimentation), Atterberg limits, and specific gravity tests. Chemical characterization was conducted using X-ray fluorescence (XRF) and X-ray diffraction (XRD). Finally, mechanical behavior was assessed through consolidation tests to determine expansion pressure. The results indicate that incorporating ornamental rock processing waste into expansive soil shows significant potential for mitigating soil expansivity. The reduction in clay content and the addition of non-plastic materials improved the mechanical properties of the soil, enhancing its strength and suitability for civil engineering applications. This approach presents an effective and environmentally sustainable solution for managing expansive soils.
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This study aims to analyze the volumetric stabilization of expansive soil using ornamental rock processing waste, evaluating improvements in the soil's mechanical, hydraulic, and deformability properties. Expansive soil samples were collected in Mossoró, RN, and stabilized by incorporating ornamental rock processing waste at replacement rates of 11.10%, 25.00%, and 42.86% of the total soil mass. Preliminary analyses of the expansive soil, waste material, and soil-waste mixtures included particle size distribution (sieving and sedimentation), Atterberg limits, and specific gravity tests. Chemical characterization was conducted using X-ray fluorescence (XRF) and X-ray diffraction (XRD). Finally, mechanical behavior was assessed through consolidation tests to determine expansion pressure. The results indicate that incorporating ornamental rock processing waste into expansive soil shows significant potential for mitigating soil expansivity. The reduction in clay content and the addition of non-plastic materials improved the mechanical properties of the soil, enhancing its strength and suitability for civil engineering applications. This approach presents an effective and environmentally sustainable solution for managing expansive soils.Os solos expansivos apresentam instabilidade volumétrica ao sofrer variação de umidade. É importante a compreensão deste mecanismo de expansão e as técnicas de estabilização deste tipo de solo, visando a minimização de prejuízos na construção civil. Dentre as possibilidades de técnicas para melhoramento de solo expansivo, destaca-se a estabilização química, comumente realizada com a adição de cimento Portland ou cal hidratada. Os custos e o impacto ambiental para produção desses materiais têm incitado pesquisadores a utilizar resíduos sólidos como estabilizadores, pois são produzidos abundantemente em indústrias e na maioria dos casos possui destinação irregular. Esta pesquisa objetiva analisar a estabilização volumétrica de um solo expansivo com resíduo de beneficiamento de rochas ornamentais, observando a melhoria de propriedades mecânicas, hidráulicas e de deformabilidade do solo. Para isso, o solo expansivo foi coletado em Mossoró-RN e estabilizado com substituição de resíduo de beneficiamento de 11,10%, 25,00% e 42,86% na massa total do solo. O solo, resíduo de beneficiamento de rochas ornamentais e misturas soloresíduo foram analisados, inicialmente, pelos ensaios preliminares: análise granulométrica por peneiramento e sedimentação, limites de Atterberg e densidade real dos grãos, posteriormente foram realizados os ensaios de caracterização química: Fluorescência de Raio X (FRX), Difração de Raio X (DRX) e por fim os ensaios de caracterização mecânica: ensaio de adensamento – pressão de expansão. As misturas de solo expansivo com resíduo de rocha ornamental apresentam um potencial promissor para mitigar a expansividade, alterando positivamente as propriedades mecânicas do solo. A redução na fração de argila e a inclusão de materiais não plásticos podem melhorar a resistência do solo, oferecendo uma abordagem eficaz para o manejo de solos expansivos em projetos de engenharia civil.Universidade Federal do Rio Grande do NorteBrasilUFRNPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTALIngunza, Maria Del Pilar Durantehttp://lattes.cnpq.br/4526304179354720https://orcid.org/0000-0001-6994-7559http://lattes.cnpq.br/1925954531585024Bezerra, John EloiFrança, Fagner Alexandre Nunes dehttps://orcid.org/0000-0002-8113-622Xhttp://lattes.cnpq.br/6854485206744906Severo, Ricardo Nascimento FloresBraz, Raabi Inarair Ferreira2025-02-11T17:33:43Z2025-02-11T17:33:43Z2024-09-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfBRAZ, Raabi Inarair Ferreira. Avaliação da redução da expansividade de solo estabilizado com resíduo de beneficiamento de rochas ornamentais. Orientadora: Dra. Maria Del Pilar Durante Ingunza. 2024. 69f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/62659info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRN2025-02-11T17:34:36Zoai:repositorio.ufrn.br:123456789/62659Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/repositorio@bczm.ufrn.bropendoar:2025-02-11T17:34:36Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
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