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???metadata.dc.type???: Dissertação
Title: Biocimentação em solo argiloso residual de basalto
Other Titles: Biocementing in residual basalt clay soil
???metadata.dc.creator???: Callai, Nicole Deckmann 
???metadata.dc.contributor.advisor1???: Thomé, Antônio
???metadata.dc.description.resumo???: Os processos biotecnológicos vêm ganhando destaque na construção civil, especialmente em um momento em que se buscam materiais e/ou técnicas alternativas e sustentáveis para suprir a crescente demanda por infraestrutura urbana. A biocimentação é um processo microbiológico de precipitação de carbonato de cálcio utilizado para melhoria das propriedades de solos, como aumento da resistência à compressão e redução da permeabilidade de solos arenosos, porém ainda encontra muitas limitações quanto à aplicação em solos de grãos finos. Pensando nisso, o objetivo deste trabalho é avaliar a eficiência da biocimentação em um latossolo argiloso residual de basalto, analisando a influência do método de aplicação da solução de alimentação na precipitação da calcita e sua consequente resposta mecânica. Para tanto, foram extraídas amostras indeformadas de solo cilíndricas de 5,3cm de diâmetro e 8cm de altura, posteriormente submetidas à percolação/injeção da solução biocimentante, e realizado o ensaio de compressão simples para analisar a influência do método de aplicação na eficiência da biocimentação. Também foram realizados os ensaios de difração de raios X (DRX), fluorescência de raios X (FRX) e espectroscopia no infravermelho (FTIR) para avaliar a ocorrência e distribuição da calcita pelos corpos de prova. Baseado em resultados de ensaio que analisava a influência do índice de vazios e da umidade de moldagem na precipitação da calcita, decidiu-se pela utilização de amostras indeformadas dado que nenhum dos fatores analisados exerceu influência significativa na biocimentação dos corpos de prova. Os resultados do ensaio de compressão simples não foram estatisticamente diferentes para as amostras biocimentadas e não biocimentadas, sendo que os corpos de prova percolados apresentaram resistência média de 38,24kPa, os injetados de 33,80kPa e os brancos de 29,01kPa, todos com elevados desvios padrão devido à grande variabilidade dos dados. Os resultados de resistência à compressão foram atribuídos aos índices de vazios das amostras, que apresentavam certa discrepância devido à heterogeneidade do solo. Foi observada uma correlação de Pearson de -0,54 entre índice de vazios e resistência à compressão, indicando uma dependência inversa. A difração e a fluorescência comprovaram a existência de maior quantidade de carbonato de cálcio no terço superior das amostras em comparação com os terços médio e inferior, indicando que a eficiência da biocimentação diminui com o aumento da profundidade. O ensaio FTIR caracterizou mineralogicamente as amostras, apontando a existência de carbonato de cálcio nas biocimentadas. Por fim, conclui-se que nem a percolação e nem a injeção foram métodos eficientes para melhoria do comportamento mecânico do solo, pois proporcionam a ocorrência da biocimentação mas não em quantidade suficiente e nem em distribuição uniforme pelos corpos de prova.
Abstract: Biotechnological processes have been gaining prominence in civil construction, especially at a time when alternative and sustainable materials and/or techniques are being sought to supplement the growing demand for urban infrastructure. Biocementation is a microbiological process of calcium carbonate precipitation used to improve the soil properties, such as increased compressive strength and reduced permeability of sandy soils, but still finds many limitations on application in fine-grained soils. Based on that, the objective of this work is to evaluate the efficiency of biocementation in a basalt clayey oxisol, analyzing the influence of the application method of the feed solution on the calcite precipitation and its consequent mechanical response. For that, undisturbed cylindrical soil samples of 5,3cm in diameter and 8cm in height were extracted, subsequently subjected to percolation/injection of the biocementing solution, and a simple compression test was performed to analyze the influence of the application method on the biocementation efficiency. X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF) and infrared spectroscopy (FTIR) tests were also performed to assess the calcite occurrence and distribution across the samples. Based on test results that have analyzed the influence of the void index and molding humidity on calcite precipitation, it was decided to use undisturbed samples since none of the factors analyzed have had a significant influence on the specimens biocementation. The results of the simple compression test were not statistically different for the biocemented and non-biocemented samples, with the percolated specimens showing 38,24kPa of average resistance, the injected specimens showing 33,80kPa and the white specimens, 29,01kPa, all of them with high standard deviations due to the great data variability. The compressive strength results were attributed to the sample void indices, which showed some discrepancy due the soil heterogeneity. A Pearson correlation of -0,54 was observed between void index and compressive strength, indicating an inverse dependence. Diffraction and fluorescence proved the existence of a greater calcium carbonate amount in the sample upper third compared to the middle and lower thirds, indicating the biocementation efficiency decreases with increasing depth. The FTIR test has been characterized mineralogically the samples, showing the calcium carbonate existence in the biocemented ones. Finally, it is concluded that neither percolation or injection were efficient methods to improve the soil mechanical behavior, because they provide biocementation occurrence, but not in sufficient quantity or even in uniform distribution among the samples.
Keywords: Basalto
Solos - Formação
Mecânica do solo
???metadata.dc.subject.cnpq???: ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
???metadata.dc.language???: por
???metadata.dc.publisher.country???: Brasil
Publisher: Universidade de Passo Fundo
???metadata.dc.publisher.initials???: UPF
???metadata.dc.publisher.department???: Faculdade de Engenharia e Arquitetura – FEAR
???metadata.dc.publisher.program???: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental
Citation: CALLAI, Nicole Deckmann. Biocimentação em solo argiloso residual de basalto. 2021. 100 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental) - Universidade de Passo Fundo, Passo Fundo, RS, 2021.
???metadata.dc.rights???: Acesso Aberto
URI: http://tede.upf.br:8080/jspui/handle/tede/2174
Issue Date: 30-Apr-2021
Appears in Collections:Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental

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