Estudo da influência da sucção na pressão de expansão de materiais argilosos com a técnica da transferência de vapor 

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Souza, Rafaela Faciola Coelho de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Argilominerais; Clay mineralogy; Control suction; Pressão de expansão; Sucção controlada; Swell pressure; Transferência de vapor; Vapour transfer
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18132/tde-19102015-105616/

Este trabalho apresenta a quantificação da expansão e suas características, principalmente a influência da sucção, em amostras de materiais sedimentares argilosos provenientes da Formação Corumbataí, aflorantes no interior do estado de São Paulo. Foram testadas amostras indeformadas, e amostras destorroadas e compactadas em diferentes umidades, em ensaios de pressão de expansão a volume constante por inundação, e também, com sucção controlada por meio da técnica da transferência de vapor. Foram ensaiadas, ainda, misturas compactadas desse material com bentonita em diferentes proporções, e misturas de bentonita com material não expansivo arenoso oriundo da Formação Botucatu. O controle de sucção foi realizado pelo uso de soluções salinas de NaCl em concentrações preparadas para impor sucções de 40.000, 25.000, 10.000 e 5.000 kPa. Para a realização dos ensaios, construiu-se um sistema de aplicação de cargas e de aquisição automática dos dados de pressão. Para acelerar o processo de umedecimento por vapor, utilizou-se um reservatório externo ligado em uma bomba de ar adaptada para promover a circulação do vapor de ar para dentro da célula edométrica, especialmente construída para esta pesquisa. Os resultados de expansão nos ensaios com inundação mostraram pressões de expansão crescentes com a diminuição dos teores de umidade, e consequente aumento da sucção inicial das amostras ensaiadas, bem como crescentes com o aumento na proporção de bentonita nas misturas, com valores máximos em torno de 700 kPa para o ensaio com a bentonita pura compactada seca. A análise da microestrutura das amostras por meio da porosimetria por intrusão de mercúrio permitiu constatar que as amostras indeformadas apresentaram variação, apenas, nos macroporos após a expansão; e as compactadas na umidade ótima e, posteriormente secas ao ar, não mostraram evolução significativa após a expansão. Na microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi possível verificar a mudança nos vazios das amostras, bem como, visualizar a variação na estrutura e na textura. Além disso, no MEV foram confirmados, também, os argilominerais determinados na caracterização mineralógica. Os resultados dos ensaios de expansão com sucção controlada mostraram ausência de pressão de expansão para as amostras da Formação Corumbataí nas condições indeformada, e na condição compactada na umidade ótima e posteriormente seca ao ar. No entanto, esse material, quando compactado seco na forma de pó, e também, compactado seco misturado com bentonita em diferentes proporções, revelou pressões de expansão com a transferência de vapor, assim como, as misturas de bentonita com material não expansivo da Formação Botucatu. A ausência de expansão foi justificada pela forma lenta de umedecimento proporcionada pela transferência de vapor que, apesar de promover o aumento do teor de umidade das amostras, não mobilizou variação volumétrica suficientemente capaz de transmitir como pressão de expansão. Portanto, os ensaios de expansão, com a utilização da técnica de transferência de vapor, foram efetivos para avaliar a expansão somente nos casos em que argilominerais com potencial expansivo estavam presentes em proporções consideráveis.