UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAlBA CENTRO DE CIENCIAS E TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA C I V I L
A INFLUfiNCIA DE ADITIVOS QUlMICOS EM PROPRIEDA DES SELECIONADAS E DE ENGENHARIA DE SOLOS VERMELHOS TROPICAIS DO NORTE E NORDESTE DO BRASIL
Por
AREOBALDO OLIVEIRA AFLITOS
CAMPINA GRANDE - PARAlEA - BRASIL ABRIL - 1 9 8 1
A INFLUENCIA DE ADITIV0S QUlMICOS EM PROPRIEDA DES SELECIONADAS E DE ENGENHARIA DE SOLOS VERMELHOS TROPICAIS DO NORTE E NORDESTE DO BRASIL
AREOBALDO OLIVEIRA AFLITOS
TESE SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DA COORDENACAO DOS PROGRA MAS DE POS-GRADUACAO E PESQUISA DO CENTRO DE CIENCIAS E TECNOLOGIA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAlBA COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSARIOS PARA A OBTENCAO DC GRAU DE MES TRE EM CIENCIAS ( M . S c ) .
Aprovado p o r :
COMISSAO
CAMPINA GRANDE - PARAlBA - BRASIL ABRIL - 1 9 8 1
R E S U M O Foram estudados c i n c o s o l o s l a t e r l t i c o s do N o r t e e N o r d e s t e do B r a s i l , t e n d o em v i s t a a v e r i f i c a c a o dos e f e i t o s de a d i t i v o s q u i m i c o s ( C a l , NaOH e NaCl) em p r o p r i e dades s e l e c i o n a d a s e de e n g e n h a r i a . I n i c i a l m e n t e f o r a m d e t e r m i n a d a s p r o p r i e d a d e s ca r a c t e r i z a n t e s t a i s como: a r e a e s p e c i f i c a , pH, a, CTC, mate r i a o r g a n i c a , com p o s i c a o q u i m i c a , a m o r f o s , massa e s p e c i f i ca r e a l , composigao g r a n u l o m e t r i c a e composigao m i n e r a l 5 g i c a , e t c . P o s t e r i o r m e n t e v e r i f i c o u - s e a i n f l u e n c i a dos a d i t i v o s c o n s i d e r a d o s , em d i v e r s a s proporcoes,. nas s e g u i n t e s p r o p r i e d a d e s ; l i m i t e s de A t t e r b e r g , compactagao d i n a m i c a e t e n s a o de r u p t u r a a compressao nao c o n f i n a d a (RCS) . F i n a l _ mente f o r a m p e s q u i s a d a s c o r r e l a g o e s e r e g r e s s o e s e s t a t i s t i cas, se bem que de v a l i d a d e limitada d e v i d o ao pequeno nume r o de s o l o s e s t u d a d o s . E s t a s i n t e r r e l a g o e s t i v e r a m p o r ob j e t i v o serem u t i l i z a d a s como dados a u x i l i a r e s na j u s t i f i c a t i v a de c e r t o s comportamentos, bem como poderao e v e n t u a l ^ mente e com c r i t e r i o , s e r e m u t i l i z a d a s p a r a p r e v i s a o de comportamento de o u t r o s s o l o s de mesma f i s i o g r a f i a .
Apos os e s t u d o s r e a l i z a d o s o b s e r v o u - s e p a r a cada um dos a d i t i v o s , o s e g u i n t e comportamento g l o b a l : 0 c l o r e t o de s o d i o (NaCl) se m o s t r o u como um a g e n t e pouco p r o m i s sor p a r a m e l h o r a r as p r o p r i e d a d e s estudadas dos s o l o s em r e l a c a o ao h i d r o x i d o de s o d i o (NaOH),cal e c a l + t r a c o s de NaOH, a p r e s e n t a n d o r e s u l t a d o s d e s a l e n t a d o r e s p a r a a d i t i ^ v a r s o l o s nas c o n d i g o e s da p r e s e n t e p e s q u i s a . 0 h i d r o x i d o de s o d i o (NaOH) se m o s t r o u como um p r o m i s s o r a g e n t e p a r a
i i
m e l h o r a r as c a r a c t e r i s t i c a s p e s q u i s a d a s dos s o l o s , nao obs_ t a n t e t e n h a a p r e s e n t a d o r e s u l t a d o s i n f e r i o r e s a c a l e c a l + t r a c o s de NaOH. A c a l se m o s t r o u como um e f e t i v o a g e n t e p a r a m e l h o r a r as c a r a c t e r i s t i c a s de p l a s t i c i d a d e , r e s i s t e n c i a a i m e r s a o e c a p a c i d a d e de s u p o r t e de c a r g a dos so l o s e s t u d a d o s . A c a l + t r a g o s de NaOH e x i b i u r e s u l t a d o s s u p e r i o r e s a c a l e o h i d r o x i d o de s o d i o (NaOH) i s o l a d a m e n t e a p r e s e n t a n d o - s e como um a g e n t e m u i t o p r o m i s s o r p a r a me l h o r a r as c a r a c t e r i s t i c a s a n t e r i o r m e n t e d e s c r i t a s dos s o -l o s .
A B S T R A C T
T h i s t h e s i s p r e s e n t s r e s u l t s and t e c h i n i q u e s used t o i n v e s t i g a t e e n g i n e e r i n g s o i l p r o p e r t i e s a f f e c t e d by c h e m i c a l a d d i t i v e s (Lime, NaOH and NaC1). S o i l s f r o m N o r t h and N o r t h o e s t B r a z i l were t e s t e d .
I n i t i a l l y p r o p e r t i e s were d e t e r m i n e d such as s p e c i f i c a r e a , PH, CEC, o r g a n i c and amorphous m a t e r i a l , e s p e c i f i c g r a v i t y , g r a n o l o m e t r i c , m i n e r a l o g i c a l and c h e m i c a l c o m p o s i t i o n . Them were c o n s i d e r e d t h e a c t i o n o f a d i t i v e s i n s e v e r a l c o n t e n t s , i n t h e f o l l o w i n g p r o p e r t i e s . A t t e r b e g l i m i t s dynamic c o m p a c t i o n and u n c o n f i n e t e d s t r e n g t c o m p r e s s i o n . Were used c o r r e l a t i o n and
s t a t i s t i c a l r e g r e s s i o n b u t w i t h l i m i t e d v a l i d i t y becouse o f t h e number o f samples. The o b j e c t i v e t o t h o s e r e l a t i o n s were t o h e l p t h e i n t e r p r e t a t i o n o f some b e c h a v i o u r s o f system s t u d i e d .
The r e s u l t s w o u l d be used as g u i d e l i n e s f o r p r e v i o u s o f o t h e r s o i l s b e c h a v i o u r s . I n t h e r e s e a r c h was o b t a i n e d t h a t t h e sodium c h l o r i d e (NaC1), does n o t show i t s e l f l i k e a f a i r a g e n t t h e improve t h e s o i l p r o p e r t i e s t e s t e d , them t h e sodium
h y d r o x i d e (NaOH), l i m e and l i m e p l u s NaOH t r a c e s . The sodium h y d r o x i d e shows i t s e l f l i k e a good a g e n t t o i m p r o v e t h e s o i l c h a r a c t e r i s t i c s s t u d i e d , b u t i t has a l o w e r r e s u l t tham l i m e and l i m e p l u s NaOH t r a c e s . The l i m e shows i t s e l f l i k e a r e a l agent t o improve t h e p l a s t i l i t y c h a r a c t e r i s t i c s i m m e r s i o n r e s i s t a n c e and s t a n d c a p a c i t y t o t h e t e s t e d s o i l s . Lime p l u s NaOH t r a c e s p r e s e n t s b e t t e r r e s u l t s t h a n l i m e and t h e sodium h y d r o x i d e o n l y showing i t s e l f l i k e a r e s u l t s t h a n l i m e and t h e sodium h y d r o x i d e o n l y showing i t s e l f l i k e a w e l l a g e n t t o
i v s p i t e o f t h e f a c t t h a t l i m e and l i m e p l u s t r a c e s o f NaOH a r e b e t t e r c h e m i c a l a d d i t i v e s . Lime i s ad e f f e c t i v e a g e n t t o improve t h o c h a r a c t e r i s t i c s o f p l a s t i l i t y , r e s i s t e n d t w a s o f t e f f e c t o f w a t e r and b e a r i n g c a p a c i t y o f t e s t e d s o i l s . Lime p l u s t r a c e s o f NaOH p r e s e n t s b e t t e r b e h a v i o u r t h a n sodium n i d r o x i d e (NaOH) used s o l e l y and i s a p r o m i s s i n g a g e n t t o improve t h e s o i l c h a r a c t e r i s t i c s as d e s c r i b e d p r e v i o u s l y .
A G R A D E C I M E N T O S Ao o r i e n t a d o r P r o f . Dr. Heber C a r l o s F e r r e i r a , p e l o s e n s i n a m e n t o s t r a n s m i t i d o s , c r i t i c a s c o n s t r u t i v a s , r e v i s a o do t e x t o e p e l a d e d i c a c a o d e m o n s t r a d a , f a t o s es ses que c o n t r i b u i r a m d e c i s i v a m e n t e p a r a c o n c l u s a o d e s t a d i s s e r t a c a o de m e s t r a d o . A U n i v e r s i d a d e E s t a d u a l de F e i r a de Santana p e l a l i c e n c a c o n c e d i d a p a r a r e a l i z a c a o do Curso de M e s t r a d o , bem como p e l a a j u d a r e c e b i d a na r e s o l u c i o dos mais d i v e r sos p r o b l e m a s .
A ATECEL - A s s o c i a c a o T e c n i c o C i e n t i f i c a E r n e s t o L u i z de O l i v e i r a J u n i o r , na pessoa do P r o f . F r a n c i s c o Bar bosa de Lucena, Coordenador da A r e a de G e o t e c n i a , p e l o a p o i o c o n s t a n t e demonstrando seu e s p l r i t o empreendedor.
Aos c o l e g a s e f u n c i o n a r i o s da U n i v e r s i d a d e Fede r a l da P a r a i b a e U n i v e r s i d a d e E s t a d u a l de F e i r a de Santana p e l o a p o i o e a u x i l i o na r e s o l u c a o das mais d i v e r s a s d i f i c u l d a d e s . Ao Academico de E n g e n h a r i a J e c o n i a s Dantas Cos t a p e l o s s e r v i c o s d a t i l o g r a f i c o s e a t o d o s que c o n t r i b u i . ram d i r e t a ou i n d i r e t a m e n t e p a r a a r e a l i z a c a o d e s t e t r a b a l h o .
v i SIMEOLOGIA UTILI7ADA Unidade 3 ys - massa e s p e c i f i c a a p a r e n t e seca kg/m 3 yg - massa e s p e c i f i c a r e a l kg/m RCS - t e n s a o de r u p t u r a a compressao
nao c o n f i n a d a com i m e r s a o kPa RCS(*) - t e n s a o de r u p t u r a a compressao
nao c o n f i n a d a sem i m e r s a o kPa
LL - l i m i t e de l i q u i d e z % LP - l i m i t e de p l a s t i c i d a d e % IP - i n d i c e de p l a s t i c i d a d e % LC - l i m i t e de c o n t r a g a o % NP - nao p l a s t i c o ou nao l i q u i d o h o t - t e o r o t i m o de umidade % h n t r - t e o r de umidade p a r a a maxima t e n s a o de r u p t u r a % CBR/ISC - i n d i c e de s u p o r t e C a l i f 5 r n i a % R - c o e f i c i e n t e de c o r r e l a c a o S - n i v e l de s i g n i f i c a n c i a GL - g r a u de l i b e r d a d e l a - i n d i c e de a t i v i d a d e IG - i n d i c e de grupo EA - e q u i v a l e n t e de a r e i a pH - p o t e n c i a l h i d r o g e n i o n i c o
Unidade o - c o n d u t i v i d a d e e l e t r i c a mS (mmho/cm) - 2 A.E. - a r e a e s p e c i f i c a m / g CTC - c a p a c i d a d e de t r o c a c a t i o n i c a meq/lOOg V - p o t e n c i a l e l e t r i c o m i l i v o l t C - p o t e n c i a l z e t a m i l i v o l t (*) Rompido sem i m e r s a o .
INDICE P a g i n a RESUMO i ABSTRACT i i i AGRADECIMENTO V SIMBOLOGIA UTILIZADA v i CAPiTULO I - INTRODUCAO 1 CAPITULO I I - RESIVAO BIBLIOGRAFICA 5
2.1 - I n t r o d u g a o 5 2.2 - S o l o Vermelho T r o p i c a l ( L a t e r i t a ) 5 2.3 - E s t a b i l i z a g a o de S o l o s 7 2.4 - Q u l m i c a do S i s t e m a C o l o i d a l . 1 1 2.5 - S i s t e m a S o l o - C a l 14 2.5.1 - T r o c a de C a t i o n s e F l o c u l a g a o / a g r e g a g a o 15 2.5.2 - Carbonatagao 16 2.5.3 - Reagao P o z o l a n i c a 16
2.6 - S i s t e m a Solo-NaOH e S o l o - C a l + Tragos de NaOH 22
2.7 - S i s t e m a Solo-NaCl 29' CAPITULO I I I - OBJETIVOS DA PESQUISA 36
CAPITULO I V - MATERIAIS 38 4.1 - I n t r o d u g a o 38 4.2 - C a l 38 4.3 - H i d r o x i d o de Sodio (NaOH) 38 4.4 - C l o r e t o de Sodio (NaCl) 39 4.5 - T i p o de Agua U t i l i z a d a 39 4.6 - S o l o s 39
A m o s t r a de S o l o s . 4.6.2 - J a z i d a s de T e i x e i r a (TEPB) 4.6.3 - J a z i d a de C u i t e (CTPB) 4.6.4 - J a z i d a de A r e i a (ARPB) 4.6.5 - J a z i d a de C a s t e l o (CAPI) 4.6.6 - J a z i d a de M o s q u e i r o (MOPA)
CAPITULO V - METODOS DE ENSAIOS PARA CARACTERIZACAO DOS MATERIAIS E PROPRIEDADES DE ENGEN-HARIA. 5.1 - I n t r o d u g a o A - M e t o d o l o g i a dos E n s a i o s p a r a C a r a c t e r i z a c a o do M a t e r i a l s . 5.2 - C a l 5.3 - H i d r o x i d o de S o d i o (NaOH) 5.4 - C l o r e t o de S o d i o (NaCl) 5.5 - S o l o s 5.5.1 - P r e p a r a g a o de A m o s t r a s 5.5.2 - T e o r de Umidade 5.5.3 - L i m i t e de L i q u i d e z 5.5.4 - L i m i t e de P l a s t i c i d a d e 5.5'. 5 - L i m i t e de C o n t r a g a o 5.5.6 - Massa E s p e c i f i c a R e a l 5.5.7 - A n a l i s e G r a n u l o m e t r i c a 5.5.8 - A r e a E s p e c i f i c a 5.5.9 - - M a t e r i a O r g a n i c a 5.5.10- P o t e n c i a l H i d r o g e n i o n i c o 5.5.11- A c e s s o r i o s como C a r b o n a t o s 5.5.12- A c e s s o r i o s como S u l f a t o s 5.5.13- C a p a c i d a d e de T r o c a de C a t i o n s (C.T.C.
Pag.
5.5.14- I d e n t i f i c a c a o M i n e r a l o g i c a 62 B - M e t o d o l o g i a dos E n s a i o s p a r a A v a l i a g a o das Pro
p r i e d a d e s de E n g e n h a r i a 63
5.6 - L i m i t e de L i q u i d e z 63 5.7 - L i m i t e de P l a s t i c i d a d e 63 5.8 - E n s a i o de Compactagao e Moldagem dos Corpos de
Prova 64 5.9 - Condicoes de Cura e E n s a i o s de Compressao nao
C o n f i n a d a (RCS) dos Corpos de Prova 65 CAPITULO V I - RESULTADOS E DISCUSSOES 67
6.1 - I n t r o d u g a o 67 A - E n s a i o s de C a r a c t e r i z a g a o dos M a t e r i a l s 67 6.2 - C a l 67 6.3 - H i d r o x i d o de Sodio (NaOH) 68 6.4 - C l o r e t o de s 5 d i o (NaCl) 68 6.5 - O u a l i d a d e de Agua 69 6.6 - L i m i t e de C o n s i s t e n c i a ( A t t e r b e r g ) S o l o N a t u r a l 69 6.6.1 - L i m i t e de L i q u i d e z 69 6.6.2 - L i m i t e de P l a s t i c i d a d e 69 6.7 - Massa E s p e c i f i c a Real 7 1 6.8 - A n a l i s e G r a n u l o m e t r i c a 73 6.9 - Area E s p e c i f i c a 73 6.10- C a r a c t e r i s t i c a G e o t e c n i c a 77 6.11- M a t e r i a O r g a n i c a 78 6.12- P o t e n c i a l H i d r o g e n i o n i c o (pH) dos S o l o s no Es_ t a d o N a t u r a l (1:2,5) 80 6.13- A c e s s o r i o s como C a r b o n a t o s 8 1 6.14- A c e s s o r i o s como S u l f a t o s 82 6.15- Capacidade de Troca de C a t i o n s (C.T.C.) 82
6.16- I d e n t i f i c a g a o M i n e r a l o g i c a 84 B - E n s a i o s p a r a A v a l i a c a o das P r o p r i e d a d e s S e l e c i o n a d a s e de E n g e n h a r i a 9 1 6.17- L i m i t e de C o n s i s t e n c i a ( A t t e r b e r g ) dos S o l o s T r a t a d o s com A d i t i v o s 9 1 6.17.1 - S i s t e m a S o l o - C a l 9 1 6.17.2 - Sistema Solc-NaOH 10 2 6.17.3 - Sistema Solo-NaCl 109 6.18- E f e i t o dos A d i t i v o s s o b r e Relacao Massa E s p e c l
f i c a A p a r e n t e Seca e Teor de Umidade 116 6.18.1 - S o l o N a t u r a l e T r a t a d o com C a l 116
6.18.2 - S o l o T r a t a d o com NaOH 130 6.18.3 - S o l o T r a t a d o com NaCl 144 6.19- E f e i t o dos A d i t i v o s sobre a Tensao de R u p t u r a
a Compressao nao C o n f i n a d a (RCS) 157 6.19.1 - S o l o N a t u r a l e T r a t a d o com C a l 157
6.19.2 - S o l o T r a t a d o com NaOH e com NaCl 169 6.19.3 - S o l o T r a t a d o com c a l + T r a g o s de NaOH 182
CAPITULO V I I - INTERACAO ESTATlSTICA 198
7.1 - I n t r o d u g a o 198 7.2 - C o n c e i t o s 198 7.3 - A n a l i s e A t r a v e s de C o r r e l a g a o e Regressao L i near S i m p l e s 2 0 1 CAPlTULO V I I I - CONCLUSOES 208 8.1 - Solo TEPB 208 8.2 - S o l o CTPB 2 1 1 8.3 - S o l o ARPB 215 8.4 - S o l o CAPI 219 8.5 - S o l o MOPA 223 8.6 - G e n e r a l i z a g o e s 226
8.6.1 - S i s t e m a S o l o - C a l 8.6.2 - S i s t e m a Solo-NaOH 8.6.3 - S i s t e m a Solo-NaCl
8.6.4 - S i s t e m a S o l o - C a l + T r a g o s de NaOH CAPITULO I X - SUGESTOES PARA PESQUISAS FUTURAS ^Referencias
B i b l i o g r a f i a I n d i c a d a Apendices
INTRODUGAO
De uma m a n e i r a g e r a l e s t a b i l i z a r um s o l o c o n s i s t e em c o r r e g i r suas p r o p r i e d a d e s , de f o r m a a c o m p a t i b i l i z a - l o a uma u t i l i z a g a o e s p e c i f i c a . Numa e t a p a p r e v i a , an t e s dos e s t u d o s de e s t a b i l i z a g a o , se f a z n e c e s s a r i o v e r i f i car o comportamento de m i s t u r a s s o l o - a d i t i v o s , p a r a que se possa o b s e r v a r a i n f l u e n c i a d e s t e s a d i t i v o s p e l o menos nas p r o p r i e d a d e s b a s i c a s dos s o l o s . I n f e r i n d o - s e d a i q u a i s as m e l h o r i a s o b t i d a s p a r a o comportamento das p r o p r i e d a d e s se l e c i o n a d a s dos s o l o s e s t u d a d o s .
A m e l h o r i a das c a r a c t e r i s t i c a s de s o l o s e uma t e c n i c a m u i t o a n t i g a . Sabe-se a t r a v e s a h i s t o r i a das c i v i l i z a c o e s , que desde o n e o l i t i c o o homem j a c o n h e c i a a com p a c t a c a o ; que os E g i p i c i o s , Gregos, Mesopotamios e Romanos c o n s t r u i r a m s i s t e m a s v i a r i o s engenhosos, u t i l i z a n d o em c e r t o s casos a d i t i v o s q u l m i c o s .
E s t a s t e c n i c a s f o r a m a p e r f e i g o a d a s na i d a d e me d i a e moderna,e o uso de a d i t i v o s q u l m i c o s vem cada vez mais se i n t e n s i f i c a n d o em t o d a s as p a r t e s do mundo, como se pode v e r a s e g u i r .
Segundo M i c h a e l s ( 1 9 5 5 ) , a p a r t i r de 1930 as ne c e s s i d a d e s m i l i t a r e s da epoca i n c e n t i v a r a m a u t i l i z a g a o de a d i t i v o s q u i m i c o s p a r a melhoramento do desempenho das e s t r a d a s p a r a o t r a f e g o dos v e i c u l o s m i l i t a r e s . A A s s o c i a gao dos p r o d u t o r e s de c l o r e t o de c a l c i o (CaC^) em 1936, p u b l i cou t r a b a l h o s r e f e r e n t e s a p r e p a r o de m i s t u r a de s o l o s com c l o r e t o de c a l c i o . E a r t h (19 36) r e p o r t a metodos p a r a e s t a b i l i z a r m a t e r i a l s com c l o r e t o de c a l c i o (CaCl^) . O KRB (1936) r e p o r t a numa r e v i s a o de l i t e r a t u r a a h i s t o r i a , t e o r i a , meto-dos de p r o j e t o , c o n s t r u g a o e manutengao de r o d o v i a s com
2
c l o r e t o de s o d i o . Looker e t a l i i (1938) r e p o r t a m p e s q u i sas com c l o r e t o de sodio (NaCl) estabilizando calcareos. Olmstead
(194 0) d e s c r e v e metodos p a r a a produgao de m a t e r i a l s e s t a b i l i z a d o s com s a i s . Em 1952 o MIT ( M a s s a c h u s t t s I n s t i t u t e o f T e c n o l o g y ) r e p o r t a nos a n a i s da c o n f e r e n c i a s o b r e e s t a b i l i z a g a o de s o l o s uma s e r i e de t r a b a l h o s s o b r e as d i v e r sas f a s e s d e s t a t e c n i c a . S h e e l e r (1961) r e p o r t a um s u m a r i o s o b r e dosagem e dimensionamento de v a r i a s m i s t u r a s de sais p a r a u t i l i z a g a o em r o d o v i a s . D u a r t e (1961) r e p o r t a r e s u l t a dos de p e s q u i s a s com a u t i l i z a g a o de hidroxido de sodio (NaOH) pa r a redugao da p e r m e a b i l i d a d e em c a n a i s de i r r i g a g a o . Zol kov (1962) p e s q u i s o u as i n f l u e n c i a s de c l o r e t o s , h i d r o x i d o s de s o d i o e c a l c i o nos l i m i t e s de c o n s i s t e n c i a de a r g i l a s a l t a m e n t e p l a s t i c a s . W i l l o u g h g y e t a l i i (1968) d e s e n v o l -veram um metodo p a r a i d e n t i f i c a g a o de p r o d u t o s de reagao em a r g i l a s e s t a b i l i z a d a s com a l c a l i s . I n g l e s (1970) r e p o r t a os p r o v a v e i s mecanismos de a r g i l a s e s t a b i l i z a d a s com a l c a l i s e a c i d o s i n o r g a n i c o s . Chadda e Uppal (1971) r e p o r tarn • a u t i l i z a g a o de hidroxido de scdio (NaOH) em e s t a b i l i z a g a o de s o l o s l a t e r l t i c o s da I n d i a . Guida (1971) r e p o r t a a u t _ i l i z a g a o de acido f o s f o r i c o (H0PO^) para e s t a b i l i z a r solos l a t e r l t i
cos f i n o s do Sudeste do B r a s i l . M i c h e e v e P e t r u c h i n (1963) r e p o r t a m a u t i l i z a g a o de s a i s p a r a r e f o r g o de fundagoes em i n d u s t r i a s em Moscou. 0 ' F l a h e r t y e Gray (19 74) r e p o r t a m a i n f l u e n c i a de a l c a l i s m e t a l i c o s e seus compostos nas p r o p r i e d a d e s de r e s i s t e n c i a s de m i s t u r a s s o l o - c a l .
E s t e s sao a l g u n s dos m u i t o s t r a b a l h o s ao l o n g o de mais de 50 anos, que demonstram o i n t e r e s s e i n t e r n a c i o n a l em f o m e n t a r e m e t o d i z a r uma t e c n o l o g i a adequada p a r a u t i l i z a g a o de a d i t i v o s q u l m i c o s . No B r a s i l poucos t r a b a l h o s f o r a m e f e t u a d o s com o uso de a d i t i v o s q u l m i c o s em s o l o s , p r i n c i p a l m e n t e nos l a t e r i t i c o s . Se f a z e n d o n e c e s s a r i o , p o r t a n t o o d e s e n v o l v i m e n t o de p e s q u i s a s s o b r e o comportamento r e s u l t a n t e do uso de
a d i t i v o s p a r a m e l h o r i a de p r o p r i e d a d e s e numa e t a p a f i n a l e s t a b i l i z a g a o de d i v e r s o s t i p o s de s o l o s , mormente os l a t e r i t i c o s que tem comportamento anoma-lo e sao abundantes no N o r t e e N o r d e s t e do B r a s i l .
JUSTIFICATIVA - S e n t i n d o a premente n e c e s s i d a d e de m a i o r e s e s t u d o s s o b r e o comportamento dos s o l o s l a t e r i t i c o s exis_ t e n t e s no N o r t e e N o r d e s t e do B r a s i l p a r a uso p r i n c i p a l m e n t e em r o d o v i a s o I n s t i t u t o de P e s q u i s a s R o d o v i a r i a s (IPR) do Departamento N a c i o n a l de E s t r a d a s e Rodagem (DNER) i n i . c i o u o e s t u d o desses s o l o s .
Numa e t a p a i n i c i a l a t r a v e s de c o n t r a t o de c o n s u l t o r i a com Lyons A s s o c i a t e s f o r a m d e s e n v o l v i d o s e s t u d o s p r e l i m i n a r e s s o b r e os s o l o s l a t e r i t i c o s b r a s i l e i r o s . P o s t e r i o r m e n t e , o IPR i n i c i o u e s t u d o s mais e s p e c i f i c o s podendo-se d e s t a c a r os que sao r e a l i z a d o s nos l a b o r a t o r i e s de so-l o s do DEC/CCT/UFPb. Desta m a n e i r a se fazem n e c e s s a r i o s es t u d o s sobre o comportamento de s o l o s l a t e r i t i c o s , como o que o r a se r e a l i z a e c u j o s r e s u l t a d o s s e r a o o b v i a m e n t e u t e i s , como c o n t r i b u i g a o , no seu s e n t i d o mais amplo a enge n h a r i a n a c i o n a l .
Neste e s t u d o p r e v i o da i n f l u e n c i a de a d i t i v o s q u l m i c o s em s o l o s l a t e r i t i c o s f o r a m s e l e c i o n a d o s c i n c o a m o s t r a s de j a z i m e n t o s nos Estados da P a r a i b a , P i a u i e Para de forma a se t e r uma r e l a t i v a d i v e r s i f i c a g a o g e o c l i m a t i c a d e s t e s s o l o s e os s e g u i n t e s a d i t i v o s : c a l ; h i d r o x i d o de so d i o e c l o r e t o de s o d i o em v i r t u d e das r a z o e s que a b a i x o passa-se a enumera-las Cal,a e s c o l h a d e s t e a d i t i v o deveu-se ao f a t o de ser um m a t e r i a l l a r g a m e n t e u t i l i z a d o p a r a a e s t a b i l i z a g a o de s o l o s bem como j a e x i s t i r na a t u a l i d a d e um r a z o a v e l co nhecimento sobre os mecanismos de sua agao nos s o l o s , alem do f a t o s e r um m a t e r i a l de c o n s t r u g a o l a r g a m e n t e e x i s t e n t e no B r a s i l .
4
veu-se ao f a t o de r e c e n t e m e n t e t e r s i d o i m p l a n t a d a uma u n i dade p a r a produgao de soda c a u s t i c a no e s t a d o de A l a g o a s sendo u t i l i z a d a como m a t e r i a p r i m a a salgema p r o v e n i e n t e do e s t a d o de S e r g i p e . Alem de e s t a r e m em p l a n e j a m e n t o duas o u t r a s u n i d a d e s f a b r i s p a r a producao de soda . c a u s t i c a , uma no e s t a d o de S e r g i p e e o u t r a no e s t a d o do R i o Grande do N o r t e onde se u t i l i z a r a salgema e c l o r e t o de s o d i o como ma t e r i a p r i m a . Tambem deve s e r mencionado o f a t o ( v e r r e v i sao b i l b i o g r a f i c a ) de que a so'da c a u s t i c a p o s s i b i l i t a m o d i f i _ cagoes quando em c o n t a t o com as f r a g o e s f i n a s dos s o l o s , o que sem d u v i d a i r a i n f l u e n c i a r no s e u comportamento.
C l o r e t o de s o d i o , a e s c o l h a d e s t e a d i t i v o deveu-se ao f a t o de s e r o c l o r e t o de s o d i o l a r g a m e n t e p r o d u z i d o no v i z i n h o e s t a d o do Rio Grande do N o r t e sendo e s t e o p r i m e i r o p r o d u t o r n a c i o n a l . Deve-se tambem m e n c i o n a r , que o c l o r e t o de s o d i o tern s i d o usado p a r a m o d i f i c a r p r o p r i e d a des de s o l o s , nao havendo c o n t u d o e v i d e n c i a s ( v e r r e v i s a o b i b l i o g r a f i c a ) da formagao de p r o d u t o s c i m e n t i c i o s o que r e s t r i n g e o seu uso como a d i t i v o .
REVISAO BIBLIOGRAFICA
2.1 - INTRODUGAO
E s t a r e v i s a o tem p o r escopo d e l i m i t a r a c o n c e i t u a gao dos s o l o s v e r m e l h o s t r o p i c a i s e s t u d a d o s , que s e r a o chama dOs n e s t a d i s s e r t a g a o de s o l o s l a t e r i t i c o s , como e mais co n h e c i d o nos meios r o d o v i a r i o s e e s t a de a c o r d o com o t e r m o o r i g i n a l p r o p o s t o p o r Buchanan, ( 1 8 0 7 ) . Nao o b s t a n t e r e c o n h e ga-se a e x i s t e n c i a i n t e r n a c i o n a l de uma gama de p r o p o s i g o e s , p a r a d e f i n i g a o , o r i g e m e c l a s s i f i c a g a o de s o l o s vermelhos t r o -picais, sendo, segundo< Lucena ( 1 9 7 6 ) , a mais i n t e r e s s a n t e no mo mento, a p r o p o s t a p e l o e s t u d o f e i t o em c o n j u n t o p e l o DNER, LYONS ASSOCIATES e UNESCO.
Em s e g u i d a , a p r e s e n t a - s e uma r e v i s a o g e r a l da u t i _ l i z a g a o de s a i s e bases i n o r g a n i c a s i s o l a d o s e como t r a g o s p a r a s o l o - c a l , s o l o - c a l + c i n z a v o l a n t e e s o l o - c i m e n t o .
Separadamente e m o s t r a d a uma r e v i s a o e s p e c i f i c a de c a l h i d r a t a d a , h i d r o x i d o de s o d i o (NaOH), c l o r e t o de s o d i o
(NaCl) e sempre que p o s s i v e l , e n f o c a n d o sua a p l i c a g a o a so l o s t r o p i c a i s .
2.2 - SOLO VERMELHO TROPICAL LATERIZADO
E s t a a i n d a c o n f u s a , nao o b s t a n t e a e x i s t e n c i a de r a z o a v e l c a b e d a l de p e s q u i s a s , uma d e f i n i g a o e c l a s s i f i c a g a o para os s o l o s v e r m e l h o s t r o p i c a i s , que bem se adeque a enge
6 n h a r i a c i v i l . 0 que se tern h o j e e um emaranhado de p r o p o s i goes onde s o l o s de mesma c l a s s i f i c a g a o se comportam de forma d i v e r s a e os de c l a s s i f i c a g a o d i f e r e n t e s tendem, as v e z e s , a um comportamento s i m i l a r . 0 nome " l a t e r i t e " f o i p r i m e i r a m e n t e empregado na l i t e r a t u r a , segundo F e r r e i r a ( 1 9 7 6 ) , em 1807, p e l o e n g e n h e i r o i n g l e s F r a n c i s Buchanan p a r a d e s i g n a r um m a t e r i a l p o r e l e e n c o n t r a d o em M a l a b a r , na I n d i a , que p o s s u i a a p e c u l i a r i d a d e de e n d u r e c e r quando e x p o s t o ao s o l . Os n a t i v o s da I n d i a cha mavam a e s t e m a t e r i a l , a e s t a epoca, de " i t i c a c u l l u " em a l gumas r e g i o e s e de " s h u r i c u l l u " em o u t r a s . Buchanan achou melhor chama-lo de " l a t e r i t e1, ' ( p a l a v r a que vem do l a t i m l a t e
r i t i s , l a t e r = t i j o l o ) . V a l e r e s s a l t a r que esse m a t e r i a l a p r e s e n t a v a c o r v e r m e l h a e/ou a m a r e l a c h e i o de c a v i d a d e s e po
r o s , c o n t e n d o uma grande q u a n t i d a d e de f e r r o , Buchanan ( 1 8 0 7 ) . E n t r e t a n t o f o i ao m a t e r i a l em s i , nao ao f e r r o , que f o i dado p o r Buchanan o cognome de " l a t e r i t e ' ' . D a i em d i a n t e um grande numero de d e f i n i g o e s vem sendo dado p a r a m a t e r i a l s t r o p i c a i s s e m e l h a n t e s ao d e s c r i t o p o r e l e .
Segundo Lucena ( 1 9 7 6 ) , no B r a s i l , o s s o l o s verme l h o s t r o p i c a i s , dependendo da r e g i a o onde se e n c o n t r e m , sao p o p u l a r m e n t e c o n h e c i d o s p e l o s nomes de " p i g a r r a " , "canga",
" t a u a " , " s a i b r o " , " t a p i o c a n g a " , " m o c o r r o " , " r e c i f e s " , e t c . Ja na l i n g u a g e m t e c n i c a dos meios r o d o v i a r i o s sao a s s i s t e m a t i c a m e n t e chamados de s o l o s l a t e r i t i c o s . No B r a s i l a d e f i n i g a o o f i c i a l de s o l o s v e r m e l h o s t r o p i c a i s e f o r m u l a d a p e l o DNER ( 1 9 7 4 ) , i n s p i r a d a na c l a s s i c i f i c a g a o p r o p o s t a p o r W i n t e r c o r n e C h a n d r a s e n k h a r a n , segun do c i t a g a o de Lucena (1976) e F e r r e i r a ( 1 9 7 6 ) , baseada na r e l a g a o s i l i c a / s e s q u i o x i d o s de f e r r o mais a l u m i n i o da f r a g a c c o l o i d a l menor do que 2ym, c o n j u n t a m e n t e com expansao menor que 0,2% medida no e n s a i o I.S.C. (DNER-ME-49-74), a s s i m como a presenga a p r e c i a v e l de s e s q u i o x i d o s de f e r r o , t e n d e n c i a ao c o n c r e c i o n a m e n t o , e n d u r e c i m e n t o sob e x p o s i g a o ao s o l e b a i x o
t e o r de m a t e r i a o r g a n i c a . 2.3 - ESTABILIZAGAO DE SOLOS E s t a b i l i z a r um s o l o c o n s i s t e em a l t e r a r - l h e uma ou mais p r o p r i e d a d e s , c o n f e r i n d o - l h e a n e c e s s a r i a s u p l e m e n t a cao, a f i m de t o r n a - l o u t i l i z a v e l em e s t r u t u r a s de t e r r a , i s t o e, e s t r a d a s , b a r r a g e n s , e t c . A s u p l e m e n t a c a o de p r o p r i e d a des dos s o l o s e de uso m u i t o a n t i g o , r e p o r t a n d o - s e aos p r i m o r d i o s das c i v i l i z a c o e s Gregas, E g l p c i a s Mesopotamias e Ro manas e n t r e o u t r a s , C a b r e r a (1979) . Para a t i n g i r t a l o b j e t i vo u t i l i z a - s e p r o c e s s o s mecanicos ( f i s i c o s ) , q u l m i c o s e/ou f i s i c o - q u i m i c o s .
Toda e s t a b i l i z a g a o r e q u e r um e s t u d o do s o l o n a t u r a l d i s p o n i v e l , bem como os meios economicos e p r a t i c o s ne c e s s a r i o s a m o d i f i c a r - l h e as p r o p r i e d a d e s , o b t e n d o - s e a s s i m os p a r a m e t r o s n e c e s s a r i o s ao bom desempenho quando em s e r v i go. Assim sendo, os metodos mais u s u a i s p a r a s u p l e m e n t a g a o de c a r a c t e r i s t i c a s de s o l o s se baseiam na m i s t u r a r a c i o n a l de m a t e r i a l s como: s o l o s o l o , s o l o c i m e n t o , s o l o c a l e s o l o -betume, e n t r e o u t r o s . No e n t a n t o d e v i d o a d i s p o n i b i l i d a d e de e f l u e n t e s i n d u s t r i a l s e/ou c o n g e n e r e s q u l m i c o s , tern h a v i d o p r o p o s i g o e s de a p l i c a g a o de a d i t i v o s q u l m i c o s na e s t a b i l i z a gao de s o l o s , p r i n c i p a l m e n t e em c i r c u n s t a n c i a s e s p e c i a i s on de s o l u g o e s t e m p o r a r i a s sao a c e i t a v e i s e/ou a l t o s c u s t o s pos
sam s e r j u s t i f i c a d o s .
A e s t a b i l i z a g a o f i s i c a ( s o l o - s o l o ) c o n s i s t e na mo d i f i c a g a o da e s t r u t u r a do s o l o n a t u r a l a t r a v e s da i n d u g a o de e n e r g i a mecanica em c o n d i g o e s e s p e c i f i c a s de umidade, f a v o r e cendo m e l h o r embricamento e n t r e p a r t i c u l a s do s o l o que con duz a uma m a i o r " d e n s i f i c a g a o " . E s t a e s t a b i l i z a g a o tambem ca r a c t e r i z a - s e p e l a s v a r i a g o e s nas p r o p r i e d a d e s dos s o l o s a t r a ves da m o d i f i c a g a o do e s t a d o de t e n s a o do s i s t e m a , p e l a i n d u
) s gao de e n e r g i a t e r m i c a , e l e t r i c a , redugao da p r e s s a o i n t r e s t i c i a l ( p r e s s a o n e u t r a ) e n t r e o u t r o s p r o c e s s o s . A e s t a b i l i z a g a o q u i m i c a c o n s i s t e na a l t e r a g a o da e s t r u t u r a do s o l o m e d i a n t e a i n s e r s a o de p r o d u t o s que vao r e a g i r com os componentes do s o l o , o c o r r e n d o c o n s e q u e n t e f o r magao de novos compostos os q u a i s sao r e s p o n s a v e i s p e l a s mo d i f i c a g o e s do comportamento do s o l o . Em g e r a l o c o r r e , a l i a d o a e s t e , um p r o c e s s o f i s i c o - q u i m i c o .
Os e s t a b i l i z a n t e s q u l m i c o s sao i n o r g a n i c o s ou o r g a n i c o s que p o r sua vez podem ser a c i d o s , n e u t r o s ou a l c a l i n o s . Os a d i t i v o s i n o r g a n i c o s sao mais empregados que os o r g a n i c o s v i s t o que e s t a o menos p r o p e n s o s a r e s t r i g o e s c o m e r c i a i s , t a i s como p a t e n t e s , marcas r e g i s t r a d a s e o u t r a s .
A agao de a g e n t e s q u l m i c o s nos s o l o s se p r o c e s s a a t r a v e s de e f e i t o s f i s i c o s , q u l m i c o s e/ou f i s i c o - q u i m i c o s . Se o c o r r e r uma agao e f e t i v a , p r o v a v e l m e n t e j u n t o com a e s t r u t u r a formada, a p a r e c e r a uma m a t r i z que p o d e r a s e r : c o n t i n u a se r e c o b r i r as p a r t i c u l a s do s o l o e as p r o p r i e d a d e s do s i s t e m a assim c o n s t i t u i d c s e r a o e s s e n c i a l m e n t e as da m a t r i z ; ou des c o n t i n u a se a g i r p r i n c i p a l m e n t e a t r a v e s da m o d i f i c a g a o da su p e r f i c i e das p a r t i c u l a s do s o l o , ( e s p e c i a l m e n t e as do a r g i . l o - m i n e r a l ) , e/ou i n t e r c o n e c t a n d o , ( s o l d a n d o ) , as p a r t i c u l a s d e s t e .
Os fenomenos mais comuns e n t r e s o l o e a d i t i v o sao: v a r i a g a o de t e m p e r a t u r a , h i d r a t a g a o , e v a p o r a g a o , s o r g a o , t r o c a de c a t i o n s , p r e c i p i t a g a o , p o l i m e r i z a g a o , o x i d a g a o , d i s s o l u g a o e r e c r i s t a l i z a g a o , e n t r e o u t r o s , TRR (1976) .
Os a d i t i v o s q u l m i c o s , atuam interagindo aos componen t e s do s o l o (normalmente o a r g i l o - m i n e r a l ) com subsequente p r e c i p i t a g a o de compostos c i m e n t i c i o s e/ou a l t e r a n d o as p r o p r i e d a d e s do s o l o .
Os a d i t i v o s a c i d o s mais u t i l i z a d o s sao a c i d o fos f o r i c o e os f o s f a ' t o s que atuam com bons r e s u l t a d o s em s o l o s c u j o a r g i l o - m i n e r a l p r e d o m i n a n t e s e j a a c l o r i t a , (onde c a l e c i m e n t o nao tern e f e i t o s bem d e f i n i d o s ) ou com s o l o s de o r i
gem v u l c a n i c a , s e r v i n d o tambem p a r a s o l o s l a t e r i t i c o s f i n o s segundo Guida ( 1 9 7 1 ) , c u j o p r i n c i p a l mecanismo de r e a c a o se p r o c e s s a a t r a v e s do a t a q u e a c i d o ao a r g i l o - m i n e r a l , d i s s o l vendo o a l u m i n i o e p r e c i p i t a n d o um f o s f a t o h i d r a t a d o de a l u m i n i o , ou s i l i c o - f o s f a ' t o s . 0 uso d e s t e s a d i t i v o s e v e t a d o p a r a a p l i c a g a o em s o l o s a l c a l i n o s , s i l t e s e a r e i a s . E s t e s a d i t i v o s nao sao t o x i c o s . E x p e r i e n c i a s de l a b o r a t 5 r i o com HF c o n d u z i d a s p o r I n g l e s e M e t c a l f ( 1 9 7 3 ) , demonstraram a e f i c a c i a d e s t e a c i d o em e s t a b i l i z a r s o l o s , e x c e t u a n d o os r i c o s em a l u m i n i o como os c a u l i n s , b a u x i t o s , s o l o s l a t e r i t i c o s , etc., a t r a v e s do a t a q u e a s i l i c a da a r e i a ou a r g i l a formando s i l i . c o f l u o r e t o s i n s o l u v e i s , c o n t u d o sua a p l i c a g a o na p r a t i c a e pouco v i a v e l , uma vez que e s t e e extremamente c o r r o s i v o e de a l t o c u s t o .
(*)
V a r i o s s a i s tern s i d o e n s a i d o s como e s t a b i l i z a n t e em l a b o r a t o r i o , T h o r n b u r n e Mura (19 6 8 ) , no e n t a n t o , q u e r s e j a p e l o seu desempenho pouco adequado, ou por questoes econo micas ou por l i m i t a d a v i a b i l i d a d e t e c n i c a e economica, somen t e poucos s a i s tern s i d o u t i l i z a d o s no campo. 0 NaCl e CaCl2? segundo T h o r n b u r n e Mura (1968) e O ' F l a h e r t y (1978) tern s i d o os mais u t i l i z a d o s em c o n s t r u g o e s de e s t r a d a s p o r mais de 50 anos, no Estados Unidos (U.S.A.), Canada como tambem na Euro pa.
S a i s como c l o r e t o de b a r i o ( B a C l ^ ) , s u l f a t o de b a r i o ( B a S 04) , s u l f a t o de a l u m i n i o ( A l2( S 04)3) e s u l f a t o
de magnesio (MgS04) f o r a m e x t e n s i v a m e n t e p e s q u i s a d o s pe
l o MIT ( M a s s a c h u s e t t s I n s t i t u t e o f T e c n o l o g y ) e o u t r o s e g e r a l m e n t e mostram-se nao e f e t i v o s c o n f o r m e Kozan e P i
(*) S a i s sao r e s u l t a n t e s da n e u t r a l i z a g a o de um a c i d o p o r u ma base, podem s e r n e u t r o s , a c i d o s ou b a s i c o s , em d e c o r r e n c i a de ser completamente n e u t r a l i z a d o ou a i n d a perma necer h i d r o g e n i o a c i d o H+ ou h i d r o x i l a OH , r e s p e c
-t i v a m e n -t e na e s -t r u -t u r a do s a l f orrnado. F e l -t r e e -t a l i i (1969) .
10 m e n t e l (1965) . K a t t i e Barve (1962) e s t u d a n d o s o l o s p r e t o s e x p a n s i v o s de Poona, I n d i a , r e p o r t a m e f e i t o s b e n e f i c o s de pe quenas q u a n t i d a d e s de KC1, M g C l2, B a C l2/ NaCl, FeCl3 e NH4
HPO4, t a i s a d i t i v o s t o r n a v a m p o r o s a a massa do s o l o .
Os s a i s tambem veem sendo e s t u d a d o s como a d i t i v o s s e c u n d a r i o s p a r a c a l , c a l - c i n z a - v o l a n t e e c i m e n t o . D a v i d s o n , Mateos e K a t t i (1959) que p e s q u i s a r a m a i n f l u e n c i a de 47 a d i t i vos q u l m i c o s na t e n s a o de r u p t u r a a compressao nao c o n f i n a d a
(R.C.S.) de m i s t u r a s de a r e i a de Ottawa com c a l - c i n z a v o l a n t e relataram que a m a i o r i a dos s a i s b a s i c o s ( a l c a l i n o s ) e l e v a ram em a t e 200% a t e n s a o de r u p t u r a a compressao nao c o n f i n a da nos 7 d i a s i n i c i a i s de c u r a , porem e s t e g r a d i e n t e de as censao nao c o n t i n u o u com a mesma i n t e n s i d a d e apos 4 meses de c u r a . 0 c a r b o n a t o de s o d i o (Na2C03) f o i c o n s i d e r a d o o mais p r o m i s s o r dos s a i s b a s i c o s e n s a i a d o s . A m a i o r i a dos s a i s neu t r o s u t i l i z a d o s c o n f e r i r a m uma e l e v a c a o media de 80% na t e n sao de r u p t u r a (R.C.S.), sendo os mais p r o m i s s o r e s o KNO4, NaMn04. 3H2O, LiS04.H20, HF, LiN03« Os s a i s a c i d o s nao a p r e sentaram a p r e c i a v e l e l e v a c a o na t e n s a o de r u p t u r a (R.C.S.) , sendo d e s t e grupo os mais p r o m i s s o r e s o CaCl2/ MnCl2.4H2O.
Os t e o r e s de a d i t i v o s empregados s i t u a r a m - s e na f a i x a de 0,5 a 1,0 p o r c e n t o . Mateos e D a v i d s o n (1961) rel.atam o u s o de Na2C03 e NaCl em m i s t u r a de a r e i a - c a l - c i n z a v o l a n t e , onde o Na2C03 m o s t r o u - s e e f e t i v o em s o l o s a r e n o s o s e l o e s f r i a v e l , sendo p r e j u d i c i a l em m i s t u r a s com a r g i l a s m o n t m o r i l o n i t i c a s . O NaCl m o s t r o u - s e b e n e f i c o p a r a melhoramento de t e n s o e s de r u p t u r a a l o n g o tempo em a r e i a s e l o e s f r i a v e l , e s t a b i l i z a dos com c a l - c i n z a v o l a n t e . Ladd e t a l i i (1968) u t i l i z a n d o Na2C03 como t r a q o q u i m i c o em m i s t u r a s o l o - c a l r e l a t a m uma
e l e v a c a o na t e n s a o de r u p t u r a (R.C.S.) de a t e 150% a 28 d i a s apos c u r a umida.
No c i m e n t o a a d i c a o de s a i s como a d i t i v o s secunda r i o s vem sendo i n v e s t i g a d o mesmo a n t e s de 1940, segundo T h o r n b u r n e Mura (1968) mormente o NaCl e C a C l2- Lambe e Moh
t r a g o s de C a C l2, KC1, K2C r207 e N a2C 03, r e l a t a m que os e f e i
-t o s d e s -t e s -t r a g o s s o b r e o l o e s e pequeno, mas o Na2CC>3 e
K2C r207 e l e v a r a m a t e n s a o de r u p t u r a (R.C.S.) dos s i l t e s em
mais de 150%. Notaram tambem que nao o c o r r i a i n c r e m e n t o na massa e s p e c i f i c a a p a r e n t e , o que l e v a a s u g e r i r a formagao
de a d i c i o n a l a g e n t e s c i m e n t i c i o s . L a g u r o s e D a v i d s o n (1963)
pesquisando a i n f l u e n c i a de CaS04, Na2S04, C a C l2 e Na2C03 co
mo t r a g o s ( a d i t i v o s s e c u n d a r i o s ) em m i s t u r a s de c i m e n t o com s i l t e s , a r g i l a s e a r e i a s , r e l a t a m cue o Na2S04 f o i o mais e
f e t i v o em e s t a b i l i z a r " t o p - s o i l s " o r g a n i c o s que eram a c i d o s
e com b a i x o t e o r de a r g i l a . Nos s o l o s os a d i t i v o s secunda
r i o s mais e f e t i v o s f o r a m CaS04 e C a C l2; a a v a l i a g a o da e f e t i
v i d a d e f o i r e a l i z a d a a t r a v e s de e n s a i o s t r i a x i a i s e compres sao nao c o n f i n a d a . O u t r o s t r a b a l h o s tern s u g e r i d o ( T h o r n b u r n
e Mura, 1 9 6 8 ) , que o e f e i t o r e l a t i v o dos t r a g o s q u l m i c o s de
pende da t e x t u r a , do t i p o de a r g i l o - m i n e r a l e da a c i d e z do s o l o . A i n f l u e n c i a das bases h i d r o x i d o de s 5 d i o (NaOH) e h i d r o x i d o de c a l c i o (Ca(OH)2) bem como do s a l c l o r e t o de s o d i o
(NaCl) nos s o l o s s e r a c o n s i d e r a d a p o s t e r i o r m e n t e de forma se parada p o r s e r de i n t e r e s s e ao p r e s e n t e e s t u d o .
2.4 - OUlMICA DO SISTEMA COLOIDAL
O d e s e n v o l v i m e n t o da " q u i m i c a c o l o i d a l das a r g i l a s p a r e c e s e r e s s e n c i a l p a r a uma m e l h o r e l u c i d a g a o da e s t a b i l i z a g a o q u i m i c a de s o l o s , mormente com s a i s e a l c a l i s .
0 problema da o r i g e m da i n t e r a g a o s u p e r f i c i a l de uma p a r t i c u l a c o l o i d a l h i d r o f i l i c a e da m a n e i r a como essa i n t e r a g a o i n f l u i na f l o c u l a g a o ou d i s p e r s a o das p a r t i c u l a s tem s i d o b a s t a n t e e s t u d a d o , sendo as e s c o l a s de Grim, Law, V e r
wey, Overbuk, K r u y t e Demjaguim, ( c i t a d o s p o r Souza Santos
(1975)) as que mais se aproximaram de um modelo f i n a l , mos t r a n d o - s e no e n t a n t o c o n t r a r i a s em d i v e r s o s p o n t o s .
12 Grim (1945, 1965) e Law (1958, 1959, 1 9 6 0 ) , c i t a dos por Souza Santos ( 1 9 7 5 ) , p r o c u r a m e x p l i c a r as p r o p r i e d a des c o l o i d a i s em fungao apenas da agua de s o l v a t a g a o ( l i g a gao q u i m i c a e n t r e s o l v e n t e e s o l u t o ) que no caso p a r t i c u l a r , do s o l v e n t e u t i l i z a d o s e r agua, chama-se h i d r a t a g a o . E x i s t e m e v i d e n c i a s e x p e r i m e n t a i s i n d i c a n d o que a agua a d s o r v i d a na s u p e r f i c i e dos a r g i l o - m i n e r a i s , mormente nos p i a n o s b a s a i s , e c o n s t i t u i d a por m o l e c u l a s o r i e n t a d a s de agua que tern p r o p r i e d a d e s d i f e r e n t e s da agua l i q u i d a , e s t a n d o bem p r o x i m a s
(*)
ao modelo s o l i d o ou r i g i d o . Sua e s p e s s u r a pode s e r de t r e s ou mais m o l e c u l a s e com t r a n s i c a o de agua s o l i d a p a r a agua l i q u i d a g r a d u a l ou b r u s c a , sendo que e s t a camada de a gua d e v e r a t e r e s t a b i l i d a d e e e s p e s s u r a dependente e n t r e ou t r o s f a t o r e s , d a m i n e r a l o g i a das p a r t i c u l a s , da n a t u r e z a dos c a t i o n s , dos a n i o n s a d s o r v i d o s e da m a t e r i a o r g a n i c a . A n a t u r e z a dessa agua e os f a t o r e s que i n f l u e m na sua formagao sao os elementos f u n d a m e n t a l s que d e t e r m i n a m as p r o p r i e d a d e s do s i s t e m a . T a l agua pode s e r e l i m i n a d a a t e m p e r a t u r a r e l a t i v a mente b a i x a 100 a 150°C (a agua de h i d r o x i l a s e e l i m i n a d a a t e m p e r a t u r a s u p e r i o r a 300°C) . Verv/ay e Overbuk ( 1 9 4 8 ) ; K r u y t
( 1 9 5 2 ) , c i t a d o s p o r Souza Santos ( 1 9 7 5 ) , bem como K e a g l e r ( 1 9 6 4 ) , M e l i e n z e K i n g (1975) r e f e r e m - s e a e x i s t e n c i a da du p l a camada i o n i c a , sendo a i n t e r n a formada p e l o s i o n s a d s o r v i d o s a s u p e r f i c i e do r e t i c u l a d o c r i s t a l i n o da p a r t i c u l a
i o n s d e t e r m i n a d o r e s do p o t e n c i a l z e t a e a camada e x t e r n a c o n s t i t u i d a p e l o s i o n s de c a r g a o p o s t a do e l e t r o l i t o e s t a b i l i z a n t e . A p r i m e i r a h i p o t e s e p a r a a e x i s t e n c i a de uma d u p l a camada i o n i c a f o i proposta por Helmholtz, conforme M i t c h e l l (1976),que
(*) 0 termo s e m e l h a n t e ao g e l o ou com a e s t r u t u r a de g e l o f o i e v i t a d o mesmo na sua forma mais g e r a l , p o r q u e a e£ t r u t u r a dessa camada de agua a d s o r v i d a d i f e r e s i g n i f i c a t i v a m e n t e d a q u e l a do r e t i c u l a d o c r i s t a l i n o do g e l o con forme Souza Santos (1980) .
no seu modelo s u g e r i u que a e s t a b i l i d a d e dos c o l o i d e s s e r i a fungao da d i f e r e n g a de p o t e n c i a l d e s e n v o l v i d a e n t r e as duas camadas r i g i d a s e s e r i a congnominada essa DDP ^ * ^ de " p o t e n c i a l z e t a " , que pode ser d e d u z i d o a p a r t i r do modelo de um condensador p i a n o . P o t e n c i a l z e t a = = (em m i l i v o l t ) (£) onde: d = e s p e s s u r a da d u p l a camada 2 q = c a r g a s u p e r f i c i a l em Coulomb/cm D = c o n s t a n t e d i e l e t r i c a do meio
H = DDP que d e s l o c a a p a r t i c u l a com uma v e l o c i d a de n = v e l o c i d a d e da p a r t i c u l a em cm/s u = v i s c o s i d a d e 0 p o t e n c i a l z e t a e f u n g a o l i n e a r da e s p e s s u r a da camada e e quern d e t e r m i n a se a p a r t i c u l a c o l o i d a l f i c a em suspensao ou e p r e c i p i t a d a . O r i g i n a n d o - s e d a i o c o n c e i t o de p o t e n c i a l z e t a c r i t i c o que d e t e r m i n a se o s o l e e s t a v e l (mo v i m e n t o b r a w n i a n o ) e d e f l o c u l a , ou i n s t a v e l e f l o c u l a , nao e x i s t i n d o n e u t r a l i z a g a o de c a r g a s . A s s i m sendo, e s t e c o n c e i t o de H e l m h o l t z , a d m i t i d o por b a s t a n t e tempo, e x p l i c a v a qua l i t a t i v a m e n t e uma boa p a r t e dos fenomenos c o l o i d a i s , f a l h a n do q u a n t o ao p r o p r i o d i s c e r n i m e n t o do p o t e n c i a l z e t a c r i t i c o que t e r i a um minimo quando D = 0 e q = 0 que sao i m p o s s i v e i s de o c o r r e r , p o i s os i o n s tern uma dimensao f i n i t a e d i f e r e n t e de z e r o . Bem como, as d i s c r e p a n c i a s q u a n t o aos i o n s de c a r g a o p o s t a a do e l e t r o l i t o e s t a b i l i z a n t e e dos i o n s d e t e r m i n a d o r e s do p o t e n c i a l que por e s t a r e m em movimento no s e i o do l i q u i d o , nao p o d e r i a m e s t a r r i g i d a m e n t e l i g a d o s , a uma d i s t a n c i a f i x a , aos i o n s a d s o r v i d o s na s u p e r f i c i e da p a r t i .
14 c u l a . E s t e s fenomenos l e v a r a m a uma r e f o r m u l a g a o da d u p l a ca mada i o n i c a , i m a g i n a n d o - s e d e s t a f e i t a um modelo s u b s t i t u t i vo com d u p l a camada i o n i c a d i f u s a , s u r g i n d o a s s i m , os mode
l o s m o d i f i c a d o s p o r Growy, Chapman e S t e r n e d e s e n v o l v i d o s p o r V e r w a y e Overbuk ( 1 9 4 8 ) , K r u y t (1952) e Demjaguim (1954), conforme Souza Santos (197 5 ) , que p r o c u r a m a p l i c a r o c o n c e i t o de f o r c a s de a t r a g a o de l o n g o a l c a n c e ao s i s t e m a p a r a ex p l i c a r as c o n c l u s o e s de H e l m h o l t z .
0 fenomeno da t r o c a de c a t i o n s e m u i t o i m p o r t a n t e em s o l o s , p r i n c i p a l m e n t e na s u p e r f i c i e das a r g i l a s que n o r malmente tern c a r g a n e g a t i v a , c o n f o r m e G r i m (1962) . M i e l e n z e K i n g ( 1 9 5 5 ) , T h o r n b u r n e Mura (1968) e Souza Santos (1975) admitem que essas c a r g a s n e g a t i v a s r e s u l t a m de l i g a g o e s que bradas nos l a d o s das p a r t i c u l a s de a r g i l a , a s s i m como de pos_ s i v e i s s u b s t i t u i g o e s de c a t i o n s na e s t r u t u r a do a r g i l o - m i n e r a l ; e l e s propoem t a l s u b s t i t u i c a o tambem como fungao da " f a c i l i d a d e de s u b s t i t u i g a o ou t r o c a " , ( s e r i e l i o t e r a p i c a ) . Grim
(1962) a d v e r t e que e s t a ordem de d i s p o n i b i l i d a d e de t r o c a ca t i o n i c a nao e a b s o l u t a , mas pode v a r i a r em fungao do t i p o e q u a n t i d a d e do a r g i l o - m i n e r a l p r e s e n t e , bem como da p r e s e n g a em excesso de algum i o n que t e n d e r a s e r a d s o r v i d o em m a i o r e s c a l a . I n f l u e n c i a tambem a p e r c e n t a g e m de m a t e r i a o r g a n i c a , que e x i b e c a p a c i d a d e de t r o c a de c a t i o n s (C.T.C.), em g e r a l s u p e r i o r a dos a r g i l o - m i n e r a i s , podendo a i n d a r e p e l i r ca t i o n s i n o r g a n i c o s , r e d u z i n d o a s s i m a C.T.C. dos a r g i l o - m i n e r a i s em s i e aumentando as vezes a do c o n j u n t o . 2.5 - SOLO-CAL Esta. r a z o a v e l m e n t e a c e i t a as d i v e r s a s r e a g o e s que ocorrem e n t r e a c a l e o s o l o quando m i s t u r a d o s , TRR ( 1 9 7 6 ) . Troca c a t i o n i c a e f l o c u l a g a o / a g r e g a g a o sao r e a g o e s i n i c i a i s e r a p i d a s que i n f l u e n c i a m na t r a b a l h a b i l i d a d e , p l a s t i c i d a d e ,
massa e s p e c i f i c a a p a r e n t e seca, n r o p r i e d a d e s t e n s a o - d e f o r m a
(*) - ~ gao e r e s i s t e n c i a i m e d i a t a , apos m i s t u r a e apos c u r a . A
depender do t i p o de s o l o pode o c o r r e r ou nao uma r e a g a o pozo l a n i c a que c o n s i s t e na formagao de v a r i o s a g e n t e s c i m e n t i c i o s , os q u a i s c o n t r i b u e m p a r a o aumento da t e n s a o de r u p t u r a (RCS) e d u r a b i l i d a d e , do s i s t e m a s o l o - c a l e que depende tambem alem do t i p o de s o l o , do t i p o de c a l , bem como do tem po e t e m p e r a t u r a de c u r a , Anday (19 6 3 ) , A c a r b o n a t a g a o da c a l e uma reagao que pode o c o r r e r no s i s t e m a . E s t a s r e a g o e s e n t r e s o l o - c a l tem s i d o d e s c r i t a s na l i t e r a t u r a p o r : G o l d b e r g e K l e i n ( 1 9 5 2 ) , H i l l e Davidson ( 1 9 6 0 ) , H e r r i u e M i t c h e l l ( 1 9 6 1 ) , McDowell (1959, 1 9 6 0 ) , Thompson ( 1 9 6 6 ) , C a r t m e l l e Bergh ( 1 9 6 9 ) , H a r t y ( 1 9 7 1 ) , Moore ( 1 9 7 1 ) , Rosemberg
( 1 9 7 4 ) , Ola (1975, 1 9 7 7 ) , TRR ( 1 9 7 6 ) , F e r r o ( 1 9 7 7 ) , Q u e i r o z de C a r v a l h o (1979) . A s e g u i r sao s u m a r i z a d o s as mais impor t a n t e s r e a g o e s quando da m i s t u r a de c a l ao s o l o . 2,5.1 - T r o c a de C a t i o n s e F l o c u l a g a o / A g r e g a g a o Quando o s o l o e a c a l sao i n t i m a m e n t e m i s t u r a d o s mormente em s o l o s com c a p a c i d a d e de t r o c a c a t i o n i c a d i s p o n i v e l e/ou p o s s i v e l , e m . v i r t u d e da " f a c i l i d a d e de s u b s t i t u i g a o •4" + 4 * + ou t r o c a " , Souza Santos ( 1 9 7 5 ) , L i > Na > K > Rb > Cs > Mg2+ > Ca^+ > Sr^+ > H 3 0+ a l i a d a a c o n c e n t r a g a o de i o n s t r o
c a v e i s e/ou a d s o r v i d o s , os c a t i o n s c a l c i o e/ou magnesio per mutam-se com os i o n s p r e s e n t e s e/ou a d s o r v i d o s no a r g i l o - m i _ n e r a l . E s t a reagao m o d i f i c a o p o t e n c i a l e l e t r i c o na s u p e r f i . c i e das p a r t i c u l a s , ( p o t e n c i a l z e t a i n f e r i o r ao c r i t i c o ) co mo r e s u l t a d o o s i s t e m a f l o c u l a e agrega as p a r t i c u l a s de a r g i l a p r o d u z i n d o uma m o d i f i c a g a o na t e x t u r a e m e l h o r i a na t r a b a l h a b i l i d a d e da m i s t u r a . (*) t e n s a o de r u p t u r a a compressao nao c o n f i n a d a
2.5.2 - Carbonatagao
16
E uma reagao i n d e s e j a v e l que o c o r r e com a c a l quan do r e a g e com o d i o x i d o de carbono (CO2), da a t m o s f e r a , que p r o v a v e l m e n t e r e d u z a e l e v a c a o da t e n s a o de r u p t u r a (RCS) do s i s t e m a s o l o - c a l , em d i f e r e n t e s g r a u s , em v i r t u d e da f o r macao de a g e n t e s c i m e n t i c i o s m u i t o f r a c o s e s o l u v e i s , que sao os c a r b o n a t o s de c a l c i o e/ou magnesio, dependendo do t i p o de c a l u t i l i z a d a , a q u a l s e r i a m e l h o r u t i l i z a d a na r e a g a o po-z o l a n i c a Eades e t a l i i , (1962) . Deve s e r uma preocupagao cons t a n t e nas o b r a s a f i m de m i n i m i z a - l a e/ou e v i t a - l a p a r a se o b t e r m e l h o r e s r e s u l t a d o s na e s t a b i l i z a g a o com c a l .
2.5.3 - Reagao P o z o l a n i c a
A r e a g a o e n t r e c a l , agua, s i l i c a e/ou a l u m i n a f o r mando a g e n t e s c i m e n t i c i o s e chamada de r e a g a o p o z o l a n i c a do
s o l o - c a l . Pode-se d i z e r com base na l i t e r a t u r a que a c a l r e a ge com a s i l i c a ou a a l u m i n a formando r e s p e c t i v a m e n t e s i l i c a t o e/ou a l u m i n a t o de c a l c i o h i d r a t a d o . Segundo T r a n s p o r t a t i o n Research Board (1976) o que f o i d i t o pode s e r s u m a r i z a do como: C a ( O H )2 -*• C a2 + + 2 ( 0 H ) ~ C a2 + + 2 (OH) + S i 02 ( s i l i c a da a r g i l a ) •»• CSH + A l20 ^ ( a l u m i n a da a r g i l a ) •* CAH Segundo I n g l e s e M e t c a l f ( 1 9 7 3 ) , tem-se:
NaS^H + CH -v NH + CAS4H •*• NS + produtos de degradagao (1)
LNH + C2SH J (2CH)
tcSH
(1) Como a s i l i c a e p r o g r e s s i v a m e n t e r e m o v i d a , a l u m i n a t o de c a l c i o a l u m i n a sao formados r e s i d u a l m e n t e .
onde: S - S i 0 2 H = H20 A = AI2O3 N = Na20 C = CaO Segundo I n g l e s e M e t c a l f (1973) o mecanismo da reagao s o l o - c a l , que e ben semelhante ao do c i m e n t o P o r t l a n d , d i f e r i n d o em v i r t u d e do s i l i c a t o de c a l c i o (no c i m e n t o ) ,
o b t i d o da h i d r a t a g a o do s i l i c a t o de c a l c i o a n i d r o que e l e p o s s u i na sua composigao, independendo do t i p o de s o l o . 0 que nao a c o n t e c e com a c a l que e n e c e s s a r i o r e a g i r com os a r g i l o s - m i n e r a i s ou com algum o u t r o f i n o ( p r o v a v e l m e n t e amor f o s de s i l i c a e a l u m i n a ) , o r i g i n a n d o s i l i c a t o s e/ou a l u m i n a t o s que se t o r n a m g e l s , p r o g r e d i n d o i m e d i a t a m e n t e p a r a co b r i r e l i g a r f r a c o e s de a r g i l a no s o l o b l o q u e a n d o os p o r o s d e s t e . Com o tempo e s t e s g e l s se c r i s t a l i z a m em s i l i c a t o de c a l c i o h i d r a t a d o como a t o b e r m o r i t a e " h i l l e b r a n d i t e " , m i c r o c r i s t a i s que podem tambem e n t r e l a g a r - s e mecanicamente. E s t a reagao somente s e r a p o s s i v e l se h o u v e r agua s u f i c i e n t e p a r a c a r r e a r i o n s c a l c i o (Ca ) p a r a a s u p e r f i c i e do a r g i l o - m i n e r a l , e/ou c o l o c a - l o s em c o n t a t o s com o u t r a p r o v a v e l f o n t e de s i l i c a e a l u m i n a ( a m o r f o s ) .
Eades e Grim (1966) sugerem que com a a d i g a o de c a l um a l t o pH e d e s e n v o l v i d o no s i s t e m a , p r o p o r c i o n a n d o dis_ s o l u g a o de s i l i c a e a l u m i n a da e s t r u t u r a da a r g i l a que po dem r e a g i r com os i o n s c a l c i o p r e s e n t e s , r e s u l t a n t e s da i o n i zagao da c a l . Diamond e K i n t e r (1965) p o s t u l a m que o p r o c e s so de reagao em um meio a l t a m e n t e a l c a l i n o , como no s i s t e m a s o l o - c a l , e n v o l v e a d i s s o l u g a o dos dados das p a r t i c u l a s ( s i l i c a t o s e/ou a l u m i n a t o s ) , s e g u i n d o - s e a p r e c i p i t a g a o de p r o d u t o s de r e a g a o . Diamond e t a l i i ( 1 9 6 6 ) , Ormsby e B o l z
(1966) tendem a a d m i t i r a i d e i a de que r e a g o e s q u i m i c a s de s u p e r f i c i e podem o c o r r e r e novas f a s e s s e r i a m n u c l e a d a s d i r e t a m e n t e acima da s u p e r f i c i e das p a r t i c u l a s de a r g i l a . Re
18 ferem-se tambem como p r o v a v e l " s o l u g a o - p r e c i p i t a c a o e q u l m i ca de s u p e r f l c e " , i s t o e, p r o c e s s o de h i d r a t a g a o - c r i s t a l i z a gao. C a b r e r a e Nwakmna (1979) e s t u d a n d o as p r o p r i e d a d e s pozo l a n i c a s e mecanismo de reagoes e n t r e c a l e s o l o s v e r m e l h o s t r o p i c a i s (solos l a t e r i t i c o s ) m o s t r a r a m cue o mecanismo de reagao do s i s t e m a s o l o - c a l , pode s e r um p r o c e s s o de d i f u s a o c o n t r o l a d a . Referem-se tambem a formagao de o u t r o s a g e n t e s c i m e n t i c i o s ao l a d o dos s i l i c a t o s e a l u m i n a t o s de c a l c i o h i d r a t a d o s , p o r exemplo f e r r o - a l u m i n a t o e f e r r o - s i l i c a t o de c a l c i o . Se o s o l o t r a t a d o com c a l e s a t u r a d o com i o n s c a l c i o ou m a t e r i a o r g a n i c a o p r o c e s s o de e s t a b i l i z a g a o e p o s s i v e l de nao o c o r r e r , d e v i d o a c a p a c i d a d e de t r o c a de c a t i o n s s e r minima ou nao o c o r r e r s i g n i f i c a t i v a m e n t e , Q u e i r o z de Car v a l h o (1979) e Souza Santos ( 1 9 7 5 ) . A c a r b o n a t a g a o do s o l o -c a l e uma r e a g a o i n d e s e j a v e l que e p o s s i v e l -c o n t r o l a r em l a b o r a t o r i o , mas que deve s e r uma preocupagao c o n s t a n t e em c o n s t r u g o e s a f i m de m i n i m i z a - l a , se nao e v i t a - l a , p o i s e um uso p r o v a v e l m e n t e pouco i d e a l p a r a c a l que s e r i a m e l h o r u t i l i z a d a na r e a g a o p o z o l a n i c a . Segundo o TRR (1976) e Q u e i r o z de C a r v a l h o (1979) os mais i m p o r t a n t e s f a t o r e s que i n f l u e n c i a m as r e a g o e s do s i s t e m a s o l o - c a l sao: t i p o , o r i g e m da s i l i c a e a l u m i n a e pos s i v e l m e n t e f e r r o ; ( e n t r e t a n t o o s i s t e m a s o l o - c a l e b a s t a n t e complexo e f a t o r e s como t e o r de m a t e r i a o r g a n i c a a t i v a m i nimizam a r e a g a o s o l o - c a l ) ; o pH do s o l o ; presenga e x c e s s i v a de s o d i o t r o c a v e l ; m i n e r a l o g i a da a r g i l a ; presenga de c a r b o n a t o s ; i n d i c e s s i l i c a / s e s q u i o x i d o s (de f e r r o mais a l u m i n i o ) ; i n d i c e s i l i c a / a l u m i n a ; e n t r e o u t r o s f a t o r e s tem p a r t i c i p a g a o marcante nos p r o c e s s o s de reagao do s i s t e m a .
No p r e s e n t e momento a s i g n i f i c a n c i a da p r e s e n g a do f e r r o na r e a g a o s o l o - c a l nao e s t a completamente e s t u d a d a , e x i s t e m e v i d e n c i a s como a a n t e r i o r m e n t e c i t a d a ( C a b r e r a e Nwa kamma) da presenga de a g e n t e s c i m e n t i c i o s compostos com f e r r o . O u t r o s a u t o r e s , Townsend e t a l i i ( 1 9 6 9 ) , d i s c o r d a m e
p o s t u l a m a i n i b i c a o da reagao s o l o - c a l com a p r e s e n g a do f e r r o . Do que d i s c o r d a m o u t r o s g r u p o s H a r t y e Tompson ( 1 9 7 3 ) , S c h o f i e l d ( 1 9 6 2 ) , K a s s i f f . ( 1 9 6 2 ) , e t c . C a r t m e l l e B e r g h
( 1 9 6 9 ) , estudando s o l o s l a t e r i t i c o s na N i a s s a l a n d i a , Rode s i a , v e r i f i c a r a m que com a a d i c a o de c a l e s t e s s o l o s a p r e s e n tavam um comportamento semelhante q u a n t o a v a r i a g a o no i n d i ce de p l a s t i c i d a d e que e r a r e d u z i d o . 0 mesmo nao a c o n t e c e u com H a y t e r , C a r v i u s e Morgan (1966) que a d i c i o n a r a m 3% a 4% de c a l em r e l a g a o ao peso seco do s o l o , nao havendo s i g n i f i c a t i v a s a l t e r a c o e s nas c a r a c t e r i s t i c a s de p l a s t i c i d a d e , nem elevagao-no ISC*; no e n t a n t o , o t r e c h o e x p e r i m e n t a l p o r e l e s e x e c u t a d o nao a p r e s e n t o u s i n a i s de r u p t u r a ap5s d o i s anos em s e r v i g o . C a r t m e l l e Bergh (1969) com s i m i l a r e x p e r i e n c i a em Zambia (Rodesia) c i t a m t e r e m o b t i d o uma e l e v a g a o na r e s i s t e n c i a , a v a l i a d a p e l o ISC, com a a d i g a o de 3% de c a l . Teores ma i o r e s que e s t e a p r e s e n t a r a m uma r e d u g a o no ISC*. H a r t y e Ca i r n s ( 1 9 6 6 ) , e s t u d a n d o s o l o s l a t e r i t i c o s na N i g e r i a O r i e n t a l , r e f e r e m - s e que t a i s s o l o s ao serem t r a t a d o s com c a l a p r e s e n t a m um comportamento pouco comum em r e l a g a o ao l i m i t e de l i q u i d e z . Apos m i s t u r a d o s s o l o - c a l f o r a m e n s a i a d o s i m e d i a tamente e apos 7 2 h o r a s , em ambos os casos o c o r r e u uma r e d u gao no i n d i c e de p l a s t i c i d a d e ( I P ) . P r i n c i p a l m e n t e p a r a os e n s a i o s r e a l i z a d o s l o g o apos m i s t u r a , t a l d i m i n u i g a o se de veu a um a l t o g r a d i e n t e d e s c e n d e n t e do l i m i t e de l i q u i d e z
( L L ) , h a j a v i s t o que o l i m i t e de p l a s t i c i d a d e pouco se a l t e r o u e a t e m o s t r o u uma c e r t a t e n d e n c i a p a r a d i m i n u i r . Es
ses p e s q u i s a d o r e s r e l a t a m tambem uma r e d u g a o na massa e s p e c i f i c a a p a r e n t e seca e aumento no t e o r de umidade o t i m a do so l o t r a t a d o com c a l se comparado aos v a l o r e s do s o l o sem o t r a t a m e n t o , ( p a r a t e o r e s c r e s c e n t e s de c a l na m i s t u r a ) . C a r t m e l l e Bergh (19 69) r e l a t a m que nem sempre a r e d u g a o na massa es p e c i f i c a a p a r e n t e seca e aumento do t e o r o t i m o de umidade e d i r e t a m e n t e p r o p o r c i o n a l aos c r e s c e n t e s t e o r e s de c a l . Ocor
20 r e n d o as vezes p a r a um menor t e o r de c a l , m a i o r umidade o t i ma, que p a r a um o u t r o t e o r m a i o r de c a l . Esses mesmos p e s q u i
sadores r e f e r e m - s e a um s u b s t a n c i a l ganho na capacj^oade de su p o r t e dos s o l o s t r a t a d o s com c a l , a v a l i a d o a t r a v e s de en s a i o s de i n d i c e de s u p o r t e C a l i f o r n i a (ISC) e compressao nao c o n f i n a d a (RCS), e n f a t i z a m que o b e n e f i c i o na c a p a c i d a d e de s u p o r t e tem e s t r e i t a l i g a c a o com o t e o r de c a l e tempo de c u r a . H a y t e r e C a i r n s (1966) e K a s s i f (1962) tambem c o n c o r dam com esse comportamento p a r a o s i s t e m a s o l o l a t e r i t i c o -c a l . Lyon A s s o c i a t e s I n c . (1971) apos e f e t i v a r e m um e s t e n s i v o e s t u d o das p r o p r i e d a d e s e desempenho de s o l o s l a t e r i t i c o s da A f r i c a , r e p o r t a m que u t i l i z a n d o c a l p a r a e s t a b i l i z a r a q u e l e s s o l o s , o b t i v e r a m c r e s c i m e n t o na r e s i s t e n c i a e d u r a b i l i d a d e com a e l e v a c a o da p e r c e n t a g e m de c a l na m i s t u r a , bem como uma c o n s i d e r a v e l r e d u c a o no i n d i c e de p l a s t i c i _ dade.Referem-se tambem que os s o l o s e s t u d a d o s (de v a r i a s p a r t e s da A f r i c a ) responderam de d i f e r e n t e s f o r m a s a a d i g a o de c a l . H a r t y e Thompson (1973) r e f e r i n d o - s e aos f a t o r e s que a f e t a m a r e a c a o p o z o l a n i c a de s o l o s t r o p i c a i s e s u b t r o p i c a i s em s o l o s c l a s s i f i c a d o s como o x i s o l o s e u l t i s o l o s . Ap5s a r e a l i z a c a o de a n a l i s e e s t a t i s t i c a r e l a t a m que p a r a m e t r o s como: t e o r de s i l i c a ; a l u m i n a ; c o e f i c i e n t e s i l i c a / s e s q u i o x i d o s e s i l i c a / a l u m i n a ; nao a f e t a m s i g n i f i c a t i v a m e n t e a r e a t i v i d a d e (*) a c a l LR p a r a os o x i s o l o s . Enquanto a r e a t i v i d a d e a c a l nos u l t i s o l o s f o i s i g n i f i c a t i v a m e n t e a f e t a d a p e l o t e o r de s i _ l i c a , c o e f i c i e n t e s i l i c a / s e s q u i o x i d o s e t e o r de f e r r o . J u s t i f i c a r a m a d i f e r e n g a no comportamento dos u l t i s o l o s e o x i s o l o s como d e c o r r e n t e do i n t e m p e r i s m o a que os s o l o s f o r a m sub m e t i d o s . Nos o x i s o l o s o i n d i c e s i l i c a / s e s q u i 5 x i d o s m o s t r o u
-(*) e s t e p a r a m e t r o e d e t e r m i n a d o p e l a d i f e r e n c a e n t r e a m a x i ma t e n s a o de r u p t u r a a compressao nao c o n f i n a d a do s o l o -c a l e do s o l o n a t u r a l moldado no t e o r de umidade o t i m a .
se s i g n i f i c a n t e com o i n d i c e de i n t e m p e r i s m o . Para os u l t i s o l o s o pH f o i m e l h o r c o r r e l a c i o n a d o . Como c o n c l u s a o d e s t e e s t u d o e s t e s p e s q u i s a d o r e s r e l a t a r a m que os s o l o s t r o p i c a i s e s u b t r o p i c a i s , sao s o l o s i n t e m p e r i z a d o s e que a r e a t i v i d a d e a c a l nao p o d e r i a s e r p r e v i s t a a t r a v e s de uma u n i c a p r o p r i e dade, mas embasada no c o n h e c i m e n t o de o u t r a s p r o p r i e d a d e s i n t r i n s e c a s do s o l o .
Tov/send e t a l i i (1969) e s t u d a n d o os e f e i t o s da mol dagem de s o l o s l a t e r i t i c o s , referem-se a o c o r r e n c i a de bene f i c i o s , v i s t o que e x i s t e i n c r e m e n t o da r e s i s t e n c i a , que e l e s a t r i b u i r a m ao e s f a c e l a m e n t o dos s e s q u i o x i d o s que r e c o b r e m a s u p e r f i c i e das p a r t i c u l a s (ou a t e grumos) de a r g i l a , aumen t a n d o a p e r c e n t a g e m de f i n o sf que p o r sua vez reduzem a agao
a b r a s i v a ( a t r i t o e n t r e p a r t i c u l a s ) do s i s t e m a . E s t e s p e s q u i sadores e s t u d a n d o a i n f l u e n c i a dos s e s q u i o x i d o s nas p r o p r i e dades dos s o l o s l a t e r i t i c o s , c o n c l u i r a m : q u e e x i s t e m f o r t e s
evidencias de cme os s e s q u i 5 x i d o s reduzem a r e a t i v i d a d e a c a l desses s o l o s ; que sua e x t r a g a o m i n i m i z a tambem i m p o r t a n t e s reagoes do s i s t e m a s o l o - c a l ; que a r e t i r a d a dos s e s q u i 5 x i d o s m o d i f i c a as c a r a c t e r i s t i c a s dos componentes a m o r f o s ; que os amorfos de s i l i c a e a l u m i n a sao os m a i o r e s f o m e n t a d o r e s das reagoes de e s t a b i l i z a g a o .
Ola ( 1 9 7 7 ) , p e s q u i s a n d o s o l o s l a t e r i t i c o s da N i g i r i a , o b j e t i v a n d o detectar o p o t e n c i a l da e s t a b i l i z a g a o com c a l n e s t e s s o l o s , r e l a t a que a d i g a o de c a l m e l h o r a as c a r a c t e r i s t i c a s de e n g e n h a r i a dos s o l o s como: a c e n t u a d o aumento
no l i m i t e de p l a s t i c i d a d e e l e v e aumento no l i m i t e de l i q u x _ dez com c o n s e q u e n t e redugao do i n d i c e de p l a s t i c i d a d e , c r e s c i m e n t o da r e s i s t e n c i a a v a l i a d a p e l o RCS e ISC. S u g e r i u que a e l e v a g a o dos v a l o r e s da r e s i s t e n c i a , como p r o v a v e l d e c o r r e n c i a da formagao de a g e n t e s c i m e n t i c i o s s i l i c a t o s e/ou a l u m i n a t o s de c a l c i o .
Q u e i r o z de C a r v a l h o ( 1 9 7 9 ) , e s t u d a n d o as p r o p r i e dades que a f e t a m a e s t a b i l i z a g a o de s o l o s l a t e r i t i c o s do Nor d e s t e do B r a s i l , com c a l , c o n c l u i que os l i m i t e s de . A t t e r
