RESUMO O presente artigo avalia o desenvolvimento da resistência à compressão simples (qu) e sucção matricial (Ψ) de um solo sedimentar cimentado artificialmente ao longo de 500 dias, tempo de cura pouco estudado na literatura. A compressão simples foi sistematicamente investigada ao longo de 500 dias e o os parâmetros de sucção matricial foram pesquisados ao longo de 180 dias. Para isso, um solo siltoso da Formação Guabirotuba de Curitiba/PR foi estabilizado com cal hidratada com porcentagens de 3, 5, 7 e 9% em referência à massa seca do solo em tempos de cura de 15, 30, 60, 90, 180, 360 e 500 dias para compressão simples e durante 15, 30, 60, 90 e 180 para sucção matricial. Corpos de prova foram moldados com os diferentes teores de cal (L), diferentes porosidades (η), diferentes pesos específicos secos aparentes (γd), diferentes umidades de moldagem (ω) e submetidos a ensaios de compressão simples e sucção matricial usando a técnica do papel filtro nos diferentes tempos de cura. Foi usada a relação porosidade/teor volumétrico de cal (η/Liv) para avaliar o desenvolvimento de qu. Os resultados demonstram um crescimento da resistência com o aumento do tempo de cura, com o aumento do teor de cal e com a diminuição dos vazios (isto é, maior peso específico seco). Finalmente, uma equação de dosagem para qudo solo estudado e misturado com cal foi desenvolvida com a relação η/Liv ajustada a um exponente 0,18. Finalmente, foi encontrado que 64% das misturas compactadas da cal com o solo atingem os requisitos mínimos para uso potencial em sub-base para qu ≥ 1200 κPa, de acordo com as normas atuais.

ABSTRACT This article evaluates the development of resistance of simple compression (qu) and matrix suction (Ψ) of an artificially cemented sedimentary soil over 500 days, curing time few studied in the literature. Simple compression was systematically investigated over 500 days and the matric suction parameters were investigated over 180 days. For this, a silty soil from the Guabirotuba Formation in Curitiba/PR was stabilized with hydrated lime with percentages of 3, 5, 7 and 9% in reference to the dry mass of the soil at curing times of 15, 30, 60, 90, 180, 360 and 500 days unconfined compression and for 15, 30, 60, 90 and 180 for matrix suction. Samples were molded with different lime contents (L), different porosities (η), different apparent dry specific weights (γd), different molding humidity (ω) and subjected to unconfined compression and matrix suction tests using the filter paper technique at different curing times. The porosity/volumetric lime content (η/Liv) ratio was used to evaluate the development of qu. The results demonstrate an increase in resistance with the increase of the curing time, with the increase of the lime content and with the decrease of the voids (that is, greater dry specific weight). Finally, a dosage equation for of the studied soil and mixed with lime was created with the ratio η/Liv adjusted to an exponent 0.18. Finally, it was found that 64% of the compacted mixtures of lime with soil reach the minimum requirements for potential use in sub-base for qu ≥ 1200 κPa, according to current standards.

RESUMO A resistência à compressão simples, a resistência à tração por compressão diametral e o Índice de Suporte de Califórnia (CBR) foram sistematicamente pesquisados para analisar o desempenho de um solo siltoso da região metropolitana de Curitiba (Brasil) estabilizado com cinza da indústria da produção de papel e com cal dolomítica hidratada. Uma série de ensaios de compactação na energia Proctor normal foram realizados para calcular os parâmetros ótimos de compactação das misturas solo-cinza-cal: peso específico seco máximo (γd-max) e teor de umidade ótimo (ωo). Foram adicionados e utilizados 4 teores de cinza de celulose (5%, 10%, 15% e 20% em relação à massa seca do solo) e um teor fixo de cal (L) de 5% baseado no consumo inicial de cal modificado, estabelecido a partir da interpretação das medidas de pH realizadas em várias misturas solo-cinza-cal. Os resultados demonstram que existe um aumento no teor de umidade ótimo e uma diminuição no peso específico seco máximo das curvas de compactação com o aumento do teor de cinza de celulose. Por outro lado, os ensaios de compressão simples, tração por compressão diametral e CBR revelam que existe um acréscimo nos valores de resistência mecânica das misturas até um teor de cinza de 15%. Em adição, a Espectroscopia por Dispersão de Energia (EDS) feita em uma mistura protótipo mostra que houve uma interação química entre o solo, a cal e as partículas menores da cinza de celulose. Finalmente, equações de dosagem que permitem estimar os valores da resistência das misturas foram desenvolvidas baseadas na relação semiempirica porosidade/cal (η/Liv) tendo em consideração a massa específica e o volume dos materiais, além da energia de compactação.

ABSTRACT The unconfined compressive strength, the splitting tensile strength and the California Bearing Ratio (CBR) were systematically investigated to analyze the performance of a silt soil from the metropolitan region of Curitiba (Brazil) stabilized with cellulose ash and with hydrated dolomitic lime. A series of compaction tests on normal Proctor energy were performed to calculate the optimum compaction parameters of the soil- cellulose ash-lime mixtures: maximum dry unit weight (γd-max) and optimum moisture content (ωo). Four percentages of cellulose ash (5%, 10%, 15% and 20% in relation to the dry mass of the soil) were added and used, and a fixed content of lime (L) of 5% based on the modified initial consumption of lime and established from the interpretation of pH measurements performed on several soil-ash-lime mixtures. The results demonstrate that there is an increase in the optimum moisture content and a decrease in the maximum dry unit weight of the compaction curves with increasing the cellulose ash content. On the other hand, the tests of unconfined compression, splitting tensile and CBR show that there is an increase in the mechanical strength values of the blends up to an optimal content of 15%. In addition, Energy Dispersion Spectroscopy (EDS) made in a prototype blend shows that there was a chemical interaction between soil, lime and the smallest particles of cellulose ash. Finally, dosing equations that allow estimation of the strength values of the blends were developed based on porosity/lime index (η/Liv) considering the specific gravity and volume of the materials besides the compaction energy.

RESUMO O presente artigo avalia o desenvolvimento da resistência à tração por compressão diametral ou tração indireta (qt) e da compressão simples (qu) de dois solos cimentados artificialmente sob cura de 28 dias. Para isso, dois solos siltosos (amarelo e rosa) característicos da Formação Guabirotuba de Curitiba/BR foram estabilizados com cimento de alta resistência inicial (ARI) com porcentagens de 3, 5, 7 e 9% em referência à massa seca dos solos. Corpos de prova de 50 mm de diâmetro e 100 mm de altura (de volume=196,35 cm3) foram moldados com diferentes teores de cimento (C), diferentes pesos específicos secos aparentes (γd) e com uma umidade de moldagem (ω) constante em 23% e depois submetidos à ensaios de compressão simples e de tração indireta. Foi usada a relação vazios/cimento representado pela relação porosidade/teor volumétrico de cimento (η/Civ) para avaliar o desenvolvimento de qu e qt além de variáveis como C, porosidade (η) e γd. Os resultados demonstram um crescimento da resistência com o aumento do teor de cimento e com a diminuição dos vazios (isto é, maior peso específico seco e menor η). Uma equação de dosagem para qu e qt dos solos estudados e misturados com cimento foi desenvolvida com o uso da relação η/Civ ajustada a um expoente 0,44 para fazer compatível a variação entre η/Civ-qu qt. As equações de dosagem obtiveram coeficientes de determinação acima de 94%. Finalmente, se encontrou uma relação empírica de tração/compressão constante de 0,16 e de 0,14 para o solo amarelo e rosa, respectivamente.

ABSTRACT This paper evaluates the development of splitting tensile strength (qt) and unconfined compressive strength (qu) of two soils artificially cemented over 28 days. For this, two silty soils (yellow and purple) characteristics of the Guabirotuba Formation of Curitiba/Brazil were stabilized with initial high strength cement with percentages of 3, 5, 7 and 9% in reference to the dry mass of the soils. Specimens with 50 mm diameter and 100 mm high (volume of 196,35 cm3) were molded with the different cement contents (C), different molding dry unit weights (γd), and molding moisture (ω) constant at 23% and subjected to tests of unconfined compression and splitting tensile. The ratio of voids/lime represented by the porosity/volumetric cement content ratio (η/Civ) was used to evaluate the development of qu and qt in addition to variables such as C, η and γd. The results show an increase of the mechanical resistance with the increase of the cement content and with the decrease of the voids (i.e., higher specific dry weight and lower η). A dosing equation for qu and qt of the soils studied and mixed with cement was developed using the η/Civ ratio adjusted to an exponent 0,44 to make η/Civ-qu qt variation rates compatible. The dosage equations obtained coefficients of determination above 94%. Finally, an empirical constant of splitting/compressive ratio of 0,16 and 0,14 for the yellow and purple soil, respectively, was found.