Efeitos da estabilização polimérica no comportamento mecânico de solo tropical argiloso sob carregamentos estáticos e cíclicos

Abstract

O estudo de materiais locais e alternativos para a estabilização de aterros, bases de estradas, erosão de encostas e controle de poeira é essencial para atender aos requisitos legais, disponibilizando alternativas acessíveis e de fácil aplicação para a redução no custo total de transporte. Com esse objetivo, a presente dissertação aborda os efeitos da estabilização química por meio da adição de um polímero acrílico de estireno no comportamento microestrutural e sob carregamentos estáticos e cíclicos e microestrutural de um solo tropical argiloso da região de Brasília-DF. O programa experimental compreendeu a caracterização completa dos materiais (física, química e mineralógica), a definição das condições experimentais ótimas e a realização de ensaios mecânicos (compressão simples, ISC e compressão triaxial monotônica, deformação permanente e módulo de resiliência). O solo foi classificado como um silte de baixa plasticidade (ML) e A-5, com elevado grau de intemperismo, conforme resultados do DRX. Os principais minerais e argilominerais identificados foram caulinita, gibbsita e óxidos de ferro (hematita, goethita e maghemita). A caracterização do polímero confirmou sua natureza orgânica e a ausência de minerais inorgânicos. Na etapa de dosagem, avaliou-se concentrações de 10% a 60% de polímero, definindo-se o teor de 50% (em relação à massa de água) como a dosagem ótima para a energia de compactação Proctor Intermediária, baseando-se nos resultados de resistência à compressão simples. Observou-se que a adição do polímero reduz a massa específica seca máxima e aumenta ligeiramente a umidade ótima devido à densidade do aditivo. As análises microestruturais, que incluíram Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e porosimetria, indicaram que a estabilização ocorre por mecanismos físicos, nos quais o polímero forma filmes que revestem e unem os grãos (“efeito cola”) após a cura e evaporação da água, preenchendo macroporos e sem alterar significativamente os microporos ou formar novos minerais. Os ensaios mecânicos demonstraram que o tempo de cura influencia diretamente no ganho de resistência. O ISC do solo estabilizado apresentou um incremento de aproximadamente 10% em comparação ao solo natural na condição imersa, atingindo valores superiores aos requisitos normativos para subleito. Concluiu-se que a estabilização polimérica atua principalmente no aumento da coesão do material, oferecendo uma alternativa técnica viável para a melhoria de solos tropicais.