Análise da interação interpartículas e do processo de fissuração de um solo expansivo tratado com areia, cal e cinza de casca de arroz

Abstract

os expansivos são solos não saturados que apresentam como característica principal o aumento de volume quando umedecidos e contração quando ressecados. Essa variação volumétrica pode causar vários danos às obras de engenharia. Sendo assim, é necessário fazer a correção do solo disponível no local para que ele se torne estável para a sua utilização. O presente trabalho tem como objetivo avaliar o comportamento reológico e a dinâmica de fissuração de um solo de alta expansividade do município de Paulista/PE e de sua mistura com areia (50%), cal hidratada (5%) e cinza de casca de arroz – CCA (10%). O estudo do comportamento reológico está associado com a interação entre as partículas do solo com o fluido e foi realizado através do ensaio squeeze-flow. Para o processo de propagação de fissuras foi utilizado um aparato que permite monitorar o processo de propagação de fissuras com medida de temperatura, umidade relativa do ar, umidade do solo, além de capturar imagens através de uma câmera. O processamento de imagens foi realizado através do software ImageJ para quantificar os índices geométricos como largura média da fissura, comprimento total da fissura, área fissurada, número de segmentos de fissuras e CIF (razão entre área fissurada e área inicial da amostra). A curva carga versus deslocamento apresenta comportamento elástico, plástico e plástico com endurecimento dependendo da quantidade de água e da consistência do solo e das misturas. Os resultados mostraram que é possível relacionar a umidade com o comportamento do solo observado através dos índices reológicos. A faixa de deslocamento e a intensidade de cada estágio da curva carga versus deslocamento variam de acordo com a composição dos materiais (teores de água e ar, dimensão mínima e máxima das partículas e presença de aditivos). O solo argiloso e as misturas tendem a fissurar mais facilmente com alto teor de água e o potencial de retração e fissuração atenua com a diminuição do teor de água. Os resultados sugerem que a adição de areia, cal ou CCA é um método que possibilita a redução do processo da fissuração por ressecamento devido à interação das partículas do solo com esses materiais que aumenta a resistência ao fissuramento. A propagação de fissuras nas misturas ocorre em forma de “T” ou “Y” em toda a superfície da amostra juntamente com sua contração. Todos os índices geométricos das fissuras aumentaram com a diminuição da umidade e próximo ao fim do ensaio diminuíram, comportamento encontrado no solo natural e nas misturas. O processo de propagação de fissuras devido à secagem desenvolve-se em três estágios de contração: inicial, primário e secundário. No inicial, a amostra perde umidade superficial sem ocorrer contração ou aparecimento de fissuras significativas. O segundo estágio corresponde a fase de maior aumento dos índices geométricos com o tempo devido à redução de umidade. Na contração secundária, há redução dos índices geométricos com o tempo.