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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34606| Título: | Uso de agregado reciclado de resíduos de construção e demolição na estabilização de um solo siltoso melhorado com cimento para aplicação em base de pavimentos urbanos |
| Título(s) alternativo(s): | Use of recycled aggregate from construction and demolition waste in the stabilization of a silty soil improved with cement for application as base layer of urban pavements |
| Autor(es): | Orioli, Monigleicia Alcalde |
| Orientador(es): | Izzo, Ronaldo Luis dos Santos |
| Palavras-chave: | Agregados (Materiais de construção) Solo-cimento Solos - Agregação Pavimentos de concreto Solos - Compactação Reaproveitamento (Sobras, refugos, etc.) Resíduos como material de construção Materiais - Ensaios de compressão Deformações e tensões Aggregates (Building materials) Soil cement Soil-binding Pavements, Concrete Soil compaction Recycling (Waste, etc.) Waste products as building materials Materials - Compression testing Strains and stresses |
| Data do documento: | 28-Mai-2024 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | ORIOLI, Monigleicia Alcalde. Uso de agregado reciclado de resíduos de construção e demolição na estabilização de um solo siltoso melhorado com cimento para aplicação em base de pavimentos urbanos. 2024. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2024. |
| Resumo: | O presente estudo tem como objetivo avaliar o uso de agregado reciclado (AR) de resíduos de construção e demolição (RCD) no desempenho de um solo siltoso da Formação Guabirotuba melhorado com cimento e analisar seu uso em camada de base de pavimentos urbanos. Foram realizados ensaios de resistência à compressão simples (RCS) com teores de AR de 10%, 20% e 30%, combinados com 5% de cimento por peso seco de solo, em tempos de cura de 0, 7, 14 e 28 dias, e com diferentes energias de compactação. Diversos parâmetros, como teor de AR, energia de compactação, massa específica seca máxima (ρd máx) e porosidade/volume de cimento (η/Ciυ) foram considerados. Ensaios de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) foram realizados para complementar as análises. Além disso, o estudo analisou o comportamento resiliente e a deformação permanente (DP) do solo siltoso estabilizado com cimento e AR. Por fim, foi analisado o emprego dos materiais como camada de base de pavimentos urbanos, por meio do dimensionamento utilizando o método MeDiNa. Os resultados mostraram que a adição de AR resultou em um aumento da massa específica seca máxima, correlacionando-se diretamente com o aumento da RCS ao longo do tempo. Em particular, para a energia de compactação modificada, a mistura com 30% de AR alcançou RCS de cerca de 2.300 kPa aos 28 dias, o que representa um valor 35% superior à mistura sem AR, que apresentou RCS na ordem de 1.700 kPa. Equações estabelecendo a relação entre η/Ciυ e RCS indicaram que valores menores de η/Ciυ resultam em maiores valores de RCS, sendo que η/Ciυ teve uma influência maior do que o conteúdo de AR. A Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) revelou que a incorporação de 30% de AR melhorou a estrutura do solo, aumentando sua estabilidade. Os resultados indicam que a mistura apresentou aumento significativo no módulo de resiliência em relação ao solo puro. Para o maior par de tensões ensaiadas, na energia modificada, o MR da mistura (70%solo-30% AR) + 5% cimento (627 MPa) é cerca de 47% maior que o da mistura solo + 5% cimento (437 MPa) e 825% maior em relação ao solo puro (76 MPa). Além disso foram observados baixos valores de DP e um comportamento de acomodamento favorável de todos os materiais ensaiados, sugerindo que os mesmos são adequados para uso em camadas de pavimentos quanto a este parâmetro. Em termos de dimensionamento do pavimento urbano, a mistura com 30% de AR e 5% de cimento foi a mais adequada, atendendo aos critérios de projeto estabelecidos. Assim, a utilização de AR em conjunto com cimento demonstrou ser viável dos pontos de vista técnico e ambiental para a camada de base de pavimentos urbanos, contribuindo para a sustentabilidade e eficiência das infraestruturas urbanas. |
| Abstract: | The present study aims to evaluate the use of recycled aggregate (RA) from construction and demolition waste (CDW) in the performance of a silty soil from the Guabirotuba Formation improved with cement and to analyze its use in the base layer of urban pavements. Unconfined compressive strength (UCS) tests were performed with RA contents of 10%, 20% and 30%, combined with 5% cement by dry weight of soil, at curing times of 0, 7, 14 and 28 days, and with different compaction efforts. Several parameters, such as RA content, compaction effort, maximum dry specific mass (ρd max) and porosity/cement volume (η/Ciυ) were considered. Scanning Electron Microscopy (SEM) tests were performed to complement the analyses. Furthermore, the study analyzed the resilient behavior and permanent deformation (PD) of silty soil stabilized with cement and RA. Finally, the use of these materials as a base layer for urban pavements was analyzed by means of dimensioning using the MeDiNa method. The results showed that the addition of RA resulted in an increase in the maximum dry specific mass, directly correlating with the increase in UCS over time. In particular, for the modified compaction effort, the mixture with 30% RA reached UCS of approximately 2.300 kPa at 28 days, which represents a value 35% higher than the mixture without RS, which presented RCS in the order of 1.700 kPa. Equations establishing the relationship between η/Ciυ and RCS indicated that lower values of η/Ciυ result in higher RCS values, with η/Ciυ having a greater influence than the RA content. Scanning Electron Microscopy (SEM) revealed that the incorporation of 30% RA improved the soil structure, increasing its stability. The results indicate that the mixture showed a significant increase in the resilient modulus compared to pure soil. For the highest pair of stresses tested, at the modified effort, the RM of the mixture (70% soil-30% RS) + 5% cement (627 MPa) is approximately 47% higher than that of the mixture soil + 5% cement (437 MPa) and 825% higher compared to pure soil (76 MPa). Furthermore, low PD values and favorable accommodation behavior were observed for all tested materials, suggesting that they are suitable for use in pavement layers regarding this parameter. In terms of urban pavement design, the mixture with 30% RS and 5% cement was the most suitable, meeting the established design criteria. Thus, the use of RA in conjunction with cement proved to be viable from a technicaland environmental point of view for the base layer of urban pavements, contributing to the sustainability and efficiency of urban infrastructures. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34606 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil |
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