UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO CAMPUS …sinop.unemat.br/site_antigo/prof/foto_p_downloads/fot_14155aula_09... · _____ NBR 8419: Apresentação de projetos de aterros de resíduos

Aula 09 – SOLO BENTONITA

Eng. Civil Augusto Romanini (FACET – Sinop)

Sinop - MT

2016/1

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO

CAMPUS DE SINOP

FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGIAS

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

TÉCNICAS DE MELHORAMENTO DE SOLOS

Apresentação da disciplina

Aula 01 – Solos Tropicais

Aula 02 – Estabilização Mecânica Aula 03 – Estabilização Granulométrica

Aula 04 – Estabilização Solo Cimento Aula 05 – Estabilização Solo - Cal

Aula 07 – Estabilização Solo - Betume Aula 08 – Estabilização – Compostos orgânicos

Aula 09 – Estabilização – Solo Bentonita

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Aula 06 – Práticas de campo

Aula 10 – Solo Reforçado com Fibras Aula 11 – Estabilização de Solos moles

AULAS

Aula 00 – Apresentação/Introdução

Parte II – Métodos Especiais

Parte IA – Métodos Tradicionais Básicos

Parte IB – Métodos Tradicionais Básicos

Parte I – Métodos Tradicionais Básicos

Solo Bentonita

Estabilização

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Solo Bentonita11/05/2017 4

Solo Bentonita Conceito inicial

Bentonita é uma mineral constituído essencialmente por argilominerais do grupo das esmectitas e origina-se mais

frequentemente das alterações de cinzas vulcânicas. Seu nome faz alusão a um depósito de argila esmectítita na

região de Fort Benton, Wyoming (EUA).

As bentonitas caracterizam-se por apresentar:

• Partículas muito finas;

• Elevada carga superficial;

• Alta capacidade de troca catiônica;

• Elevada área superficial

• Inchamento quando em presença de água.


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Solo Bentonita

Como apresenta características próprias, passou a

ser caracterizada como uma argila especial, assim

denominada de bentonita.

A bentonita tem usos múltiplos, mas destaca –se

quando utilizada para construção de estruturas

impermeabilizantes:

a) As estruturas impermeabilizantes mais

comuns são os liners utilizados em aterros

sanitários.

b) Aditivo para evitar o desmoronamento de

pares em estruturas de contenção ou

estacas escavadas.

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• Na engenharia civil e trabalhos com fundações, para sustentação de solo, na forma de

lodo bentonítico.

• Na construção, como material de selamento.

• No tratamento de solo, para melhorar a condutividade do mesmo, melhorando o

aterramento das redes de distribuição de energia elétrica.

• Na indústria petrolífera ligada com água para fabricar lodos de perfuração.

• Na elaboração de graxas lubrificantes.

• Na elaboração de aromatizantes.

• Na indústria do vinho como clarificante protêico.

• Na transcrição in vitro a partir de DLPs de Rotavirus.

• Alimentação animal para eliminação de toxinas de alimentos (este uso encontra fenomenologia

similar entre animais selvagens, como entre os macacos e os elefantes).

Solo Bentonita


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Estacas escavadas com lama bentonitica.

Barreiras de impermeabilização - Liners

Solo Bentonita Usos


Solo Bentonita Usos


Definição: São estacas de grande diâmetros, podem

ser denominadas de estacões. Tem execução rápida e

são utilizadas em diversos tipos de solos, pois quase

não há restrição quanto as execuções. O uso de lama

bentonítica facilita o procedimento anterior e a

concretagem é realizada in loco.

São vantagens da execução de estacas deste tipo:

• Execução sem vibração e ruídos;

• Possibilidade de atravessar camadas do solo de

grande resistência devido as ferramentas de

escavação;

• Execução rápida;

• Possibilidade de atingir grandes profundidades;

• Possibilidade de resistir a grandes cargas com um

único elemento de fundação, reduzindo deste modo

o volume dos blocos;


Solo Bentonita Usos



Lama Estabilizadora

Uma das funções básicas da lama é criar uma película impermeável nas paredes da

escavação, chamada ‘cake’, formada pela penetração da lama nos vazios do solo. Esta

película permite que a lama exerça empuxo contra as paredes da escavação, para estabiliza-

la.

Solo Bentonita Usos



Lama Estabilizadora

Para proteger contra desmoronamentos as paredes

de escavações realizadas em solos instáveis ou

abaixo do lençol d'água empregam-se fluidos

estabilizantes (lama bentonítica ou polímero).

Solo Bentonita Usos


A lama bentonítica pode ( e deve ) ser reciclada por meio

de desarenação ou correção da mistura com lama nova

para que se atinja os parâmetros recomendados ( e que

garantam a formação do “cake”) .

Com o decorrer do uso a lama deve ser totalmente

substituída.

Ph da mistura

Peso específico da mistura

Viscosidade

Resistência ao cisalhamento


Lama Estabilizadora

Solo Bentonita Usos



Execução

São estacas escavadas mecanicamente, moldadas “in loco” e executadas com emprego de lama

bentonítica (para suporte das escavações) com concretagem submersa.

As principais fases de execução de um estacão são:

Escavação de poço com cerca de 2 metros de profundidade e colocação de um tubo de aço

(tubo-guia) para proteção do topo da escavação.

Escavação a estaca até a profundidade de projeto, mantendo o furo cheio de lama

bentonítica a fim de estabilizar as paredes da escavação (fase 1).

Limpeza do fundo da escavação, tratamento da bentonita (fase 2) e colocação da armadura

(fase 3).

Lançamento do concreto, de baixo para cima, através de tubos de concretagem (fase 3).

Recuperação do tubo-guia. Estaca pronta (fase 4)

Solo Bentonita Usos



Solo Bentonita Usos



Solo Bentonita Usos



Solo Bentonita Usos



Solo Bentonita Usos



Solo Bentonita Usos

Barreiras de impermeabilização - Liners Dosagem

No Brasil, o estudo da dosagem pode ser realizado conforme a norma da ABCP para solo -

cimento, no entanto com devidas modificações. A principal modificação está relacionado a

redução da permeabilidade de respectivo solo com adição de bentonita

Mistura

Permeabilidade

Redução da

PermeabilidadeTrocas catiônicas

Melhor resposta á ação

da água

Solo Bentonita Água

Duas estabilizações


Solo Bentonita Usos


O procedimento da normalmente é conduzido nas premissas de outras técnicas de

estabilização de solo.

a) Identificar e classificar o solo

b) Escolher os teores de bentonita para o ensaio de compactação

c) Executar o ensaio de compactação para os teores

d) Executar o ensaio de permeabilidade de carga variável

e) Escolher o teor de bentonita adequado com base nos resultados obtidos.

São opcionais e alternativos:

a) Ensaios de resistência – Tração e Compressão

b) Ensaios de permeabilidade utilizando o liquido lixiviado

c) Ensaios de durabilidade por molhagem – secagem e imersão.

d) CBR – Expansão

e) Retração

f) Modelo Experimental para verificar permeabilidade “em campo”


Solo Bentonita Usos


Mistura

Moldagem

Saturação

Leituras

Análise de dados


1,0E-08

1,0E-07

1,0E-06

1,0E-05

1,0E-04

0 2 4 6 8 10 12

Coeficie

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Teor de bentonita (%)

Peso e

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Teor de umidade

Estrutura

Floculada

Estrutura

Paralela

Estrutura

Intermediária

Ramo ÚmidoAdição de

Bentonita

Lambe e Whitman (1969) Daniel (1993)

Fonte

: A

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Solo Bentonita Usos



Solo Bentonita Usos



Solo Bentonita Usos



Leitura Recomendada 13 - Correção da permeabilidade de

um solo tropical com adição de bentonita. Romanini e Benatti

2015

Solo Bentonita


ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 6459: Solo - determinação do limite de liquidez.

Rio de Janeiro, RJ, 1984a. 6 p.

______ NBR 7180: Solo - determinação do limite de plasticidade. Rio de Janeiro, RJ, 1984b. 3 p.

______ NBR 7181: Solo - análise granulométrica. Rio de Janeiro, RJ, 1984c. 13 p.

______ NBR 7182: Solo - ensaio de compactação. Rio de Janeiro, RJ, 1986. 10 p.

______ NBR 8419: Apresentação de projetos de aterros de resíduos sólidos urbanos. Rio de Janeiro, RJ, 1992. 7 p.

______ NBR 14545: Determinação do coeficiente de condutividade hidráulica de solos argilosos a carga variável. Rio

de Janeiro, 2000.12 p.

BOSCOV, M. E. G. Geotecnia Ambiental. São Paulo: Oficina de textos, 2008. 248 p.

CETESB – Companhia de Tecnologia e de Saneamento Ambiental de São Paulo - Resíduos Sólidos Ambientais. São

Paulo/SP. 1993.

DALLA ROZA, A. E. CRISPIM, F. A. Estabilização mecânica de um solo de Sinop- MT. 2013. 9 p. Trabalho de

Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil). Universidade do Estado de Mato Grosso.Sinop, MT;

DANIEL, D.E. Clay Liners. In: Geotechinical practice for waste disposal. London: Chapman e Hall. 1993. Chapter 8.

p.137-163.

Google Maps. Disponível em < https://www.google.com.br/maps/@-11.7726915,-55.3786509,12z?hl=pt-BR>. Acesso

em: 8 de Fevereiro de 2015.

LAMBE, T. W. WHITMAN, R.V. Soil Mechanics, SI Version. New York, John Wiley and Sons Inc. 533 p.1969

LUKIANTCHUKI, J. A. Influência do teor de bentonita na condutividade hidráulica e na resistência ao cisalhamento de

um solo arenoso utilizado como barreira impermeabilizante. 2007. 150 p. Dissertação de Mestrado (Mestrado em

Geotecnia). Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo. São Carlos.

MACAMBIRA, I. Q. Comportamento hidráulico de alguns solos lateríticos para o uso como barreira impermeável. 2002.

127 p.Dissertação de Mestrado (Mestrado em Geotecnia). Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São

Paulo. São Paulo.

MORANDINI, T. L. C. Condutividade hidráulica e compatibilidade em combinações de solo tropical e bentonita para uso

em barreiras. 2009. 191 p. Dissertação de Mestrado (Mestrado em Geotecnia) Universidade Federal de Ouro Preto.

Ouro Preto.

Solo Bentonita

Solo Bentonita

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