Estabilização de solo laterítico utilizando resíduo de cana de açúcar (cinza)

Abstract

O Estado de São Paulo é referência global no cultivo e na produção de derivados de cana-de-açúcar, nas quais são utilizadas rodovias vicinais, muitas delas não pavimentadas, para o escoamento da safra entre a área da colheita e as usinas de processamento de açucar e álcool. Para escoar a produção da usina até os centros de distribuição, o transporte rodoviário tem sido o principal meio logístico, tanto do Estado de São Paulo como do Brasil, sendo que apenas 12,4% das rodovias do país são pavimentadas. Além disso, o solo laterítico é o solo mais encontrado em todo o país, sendo necessário estabilizá-lo para compor bases e sub-bases de pavimentos, o que eleva os custos das pavimentações. Considerando que os veículos necessitam de uma boa infraestrutura para que se tenha segurança na trafegabilidade, a custos módicos, esta dissertação tem como objetivo avaliar o uso de solo laterítico do próprio local da usina, incorporado ao resíduo proveniente da queima do bagaço de cana-de-açúcar, para possibilitar a viabilidade técnica e ambiental na manutenção e construção de pavimentos. O comportamento do compósito, sólido laterítico - cinza, foi avaliado por meio de ensaios de caracterização dos materiais e ensaios mecânicos. A metodologia baseou-se na coleta de amostra de solo laterítico da região de Barretos, a qual foi submetida aos ensaios de Proctor Intermediário, Índice de Suporte Califórnia (Califórnia Bearing Ratio - CBR) e Resistência a Compressão Simples. A amostra de cinza do bagaço de cana-de- açúcar foi coletada e submetida a ensaios de analise granulométrica e caracterização pozolânica. Para realização da estabilização do solo foram utilizados cimento Portland CPII-E-32, Cal Hidratada e Cinza do bagaço de cana-de-açúcar. Preparou-se misturas solo –5%cimento, solo–5% cal, solo–5% cinza, solo–5% cinza–1% cal e solo– 5%cinza– 2% cal. Após ampla serie de ensaios, foram encontradas as resistências para o solo natural e as respectivas misturas. O CBR obtido para o solo natural foi de 40%. A introdução de 5% de cinza no solo natural, sem adição de aglomerantes, acarretou na diminuição do CBR para 32%, o que o impossibilita para o uso em camadas de sub-base e base de pavimentação. Em contrapartida, a inserção de 5% de cinza e 1% de cal atingiu CBR de 78%, possibilitando seu uso em camadas de sub-base de pavimentação. Além disso, com a mistura 5% de cinza e 2% de cal atingiu-se CBR de 83%, o que permite seu uso em camadas de base de pavimentos. Deste modo, pôde-se concluir pela viabilidade técnica e ambiental do uso da cinza, em camadas de sub-base e base de pavimentação.

Sao Paulo State is a global reference in the cultivation and production of sugar cane derivatives, and side roads, many of them dirt ones, are used to move the crop between the harvesting area and the sugar and alcohol processing plants. To transport the production from the plants to distribution centers, roads have been the main logistics means, not only in Sao Paulo State but also all over Brazil. However, only 12.4% of the roads in the country are paved. Moreover, the lateritic soil is the most common in the country, and it needs to be stabilized to compose bases and sub-bases of pavements, which makes the costs of having roads paved even higher. Taking into account that good infra structure is required so safe trafficability is provided, at low costs, this work aims to assess the use of lateritic soil of the sugar cane plant site itself, incorporated to the residue from the sugar cane bagasse burn, to make the construction and maintenance of pavements technically and environmentally viable. The behavior of the composite lateritic solid – ash was assessed by means of material characterization trials as well as mechanical trials. The methods were based on the collection of lateritic soil samples in Barretos region, which were submitted to Intermediate Proctor, California Bearing Ratio (CBR), and Resistance to Simple Compression. The sugar cane bagasse ash was collected and submitted to granulometric analysis and pozzolanic characterization. CPII-E-32 cement, hydrated lime, and sugar cane bagasse ash were used to perform the stabilization of the soil. Mixtures were prepared in the following proportions: soil - 5% cement, soil – 5% lime, soil – 5% ash, soil - 5% ash -1% lime, and soil - 5% ash – 2% lime. After a broad range of tests, resistances for the natural soil and the respective mixtures were found. The natural soil CBR was 40%. The use of 5% ash in the natural soil, with no addition of binders, caused the CBR to decrease to 32%, making it impossible to use it in the layers of base and sub-base of pavement. On the other hand, the addition of 5% ash and 1% lime caused the CBR to increase to 78%, making it possible its use in the layer of base and sub-base of pavement. In addition to that, the mixture of 5% ash and 2% lime reached the CBR of 83%, making it possible its use in the layers of pavement base. Therefore, it may be concluded that the use of ash is environmentally and technically viable in the layers of base of sub base of pavement.