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Document Type: Dissertação
Title: Influência do cimento rico em pozolana e da emulsão asfáltica na porosidade e propriedades mecânicas da BGTC
Authors: Nunes, Verônica Janaína Melo Barreto
Issue Date: 29-Dec-2022
Advisor: Albuquerque, Fernando Silva
Resumo : Em vias com altas solicitações de cargas de tráfego, as bases e sub-bases de brita graduada tratada com cimento (BGTC) são alternativas para aumentar a capacidade de carga da estrutura e diminuir as deformações no pavimento. Entretanto, essas misturas apresentam matriz heterogênea e elevada porcentagem de vazios em seu arranjo estrutural, mesmo considerando a energia modificada de compactação e o arranjo granulométrico no sentido de se projetar mistura com o conceito de máxima densificação. Desse modo, sabendo-se dos efeitos negativos da elevada porcentagem de vazios na BGTC, o presente estudo teve por objetivo analisar a influência do uso da emulsão asfáltica como aditivo à mistura e do tipo de cimento Portland na redução da porosidade da BGTC e na melhoria das suas propriedades mecânicas. Para tal, foi elaborado um plano experimental constituído de ensaios de caracterização física, ensaios mecânicos e avaliação da porosidade. Adotando-se como misturas de referências em seus respectivos teores de cimento as misturas com 3,0% e 5,0% de CP II-F 32, analisou-se as propriedades mecânicas de misturas de BGTC com 3,0% e 5,0% de CP IV 32 RS e misturas com 3,0% de CP II-F 32 com uso de emulsão asfáltica como aditivo. Os resultados obtidos para as misturas estudadas indicaram que dos parâmetros avaliados (teor de cimento, tipo de cimento, tempo de cura e uso de emulsão asfáltica), como esperado, o teor de cimento nas misturas apresenta maior significância no incremento de rigidez, resistência e redução da porosidade da BGTC. Constatou-se que, para o mesmo teor de cimento, a substituição do cimento tipo CP II-F 32 pelo cimento CP IV 32 RS nas misturas cimentas é responsável pelo aumento da resistência e rigidez, e pela redução da porosidade. No que diz respeito a utilização de emulsão asfáltica catiônica como aditivo à BGTC, a de ruptura lenta resultou na redução da RCS e RTCD aos 7 dias de cura, em todos os teores investigados. Por outro lado, o uso 0,5% de emulsão asfáltica de ruptura rápida foi responsável pelo aumento da resistência à tração e à compressão aos 28 dias e pela redução da porosidade da BGTC. Constatou-se, ainda, a relação entre a redução da porosidade e o melhor desempenho mecânico (resistência e rigidez) nas misturas estudadas. As imagens da macroestrutura (imagens de alta resolução) e microestrutura (por MEV) corroboraram com os resultados obtidos no laboratório, sendo possível observar uma estrutura mais compacta e densa nas misturas que obtiveram menores índices de vazio e absorção.
Abstract: On roads with high traffic loads, cement-treated crushed stones (CTCS) bases and sub-bases are alternatives to increase the load capacity of the structure and reduce pavement deformations. However, these mixtures present a heterogeneous matrix and a high percentage of voids in their structural arrangement, even considering the modified compaction energy and the granulometric arrangement in the sense of designing the mixture with the concept of maximum densification. Thus, knowing the negative effects of the high percentage of voids in the CTCS, the present study aimed to analyze the influence of the use of asphaltic emulsion as an additive to the mixture and the type of Portland cement in the reduction of the porosity of the CTCS and in the improvement of its mechanical properties. For this, an experimental plan consisting of physical characterization tests, mechanical tests and porosity evaluation was elaborated. Adopting the mixtures with 3.0% and 5.0% of CP II-F 32 as reference mixtures in their respective cement contents, the mechanical properties of mixtures of BGTC with 3.0% and 5.0% of CP IV 32 RS were analyzed as well as the properties of mixtures with 3.0% CP II-F 32 using asphaltic emulsion as additive. The results obtained for the mixtures studied indicated that, of the evaluated parameters (cement content, type of cement, curing time and use of asphalt emulsion), as expected, the cement content in the mixtures presents greater significance in the increase of stiffness, resistance and CTCS porosity reduction. It was found that, for the same cement content, the replacement of CP II-F 32 cement by CP IV 32 RS cement in the cement mixtures is responsible for the increase in strength and stiffness, and for the reduction of porosity. With regard to the use of cationic asphaltic emulsion as an additive to CTCS, the slow rupture resulted in the reduction of RCS and RTCD after 7 days of curing, in all investigated contents. On the other hand, the use of 0.5% fast breaking asphalt emulsion was responsible for the increase in the tensile and compressive strength at 28 days and for the reduction in the porosity of the CTCS. It was verified, still, the relation between the porosity reduction and the better mechanical performance (resistance and rigidity) in the mixtures studied. The images of the macrostructure (high resolution images) and microstructure (by SEM) corroborate the results obtained in the laboratory, being possible to observe a more compact and dense structure in the mixtures that obtained lower void and absorption indices.
Keywords: BGTC
Porosidade
Resistência
Emulsão asfáltica
Cimento Portland pozolânico
CTCS
Porosity
Strength
Asphalt emulsion
Portland pozzolanic cement
Subject CNPQ: ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Language: por
Institution: Universidade Federal de Sergipe (UFS)
Program Affiliation: Pós-Graduação em Engenharia Civil
Citation: NUNES, Verônica Janaína Melo Barreto. Influência do cimento rico em pozolana e da emulsão asfáltica na porosidade e propriedades mecânicas da BGTC. 2022 153 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2022
URI: https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/17931
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Civil

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