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Cristian Chacn Quispe
Comportamento de um solo argiloso estabilizado com cinzas de resduo slido urbano sob carregamento esttico
Dissertao de Mestrado
Dissertao apresentada como requisito parcial para obteno do grau de Mestre pelo Programa de Ps-Graduao em Engenharia Civil do Departamento de Engenharia Civil do Centro Tcnico Cientfico da PUC-Rio.
Orientadora: Michle Dal To Casagrande
Rio de Janeiro Maro de 2013
DBDPUC-Rio - Certificao Digital N 1112019/CA
Cristian Chacn Quispe
Comportamento de um solo argiloso estabilizado com cinzas de resduo slido urbano sob carregamento esttico
Dissertao apresentada como requisito parcial para obteno do grau de Mestre pelo Programa de Ps-Graduao em Engenharia Civil do Departamento de Engenharia Civil do Centro Tcnico Cientfico da PUC-Rio. Aprovada pela Comisso Examinadora abaixo assinada.
Prof. Michle Dal To Casagrande Orientador
Departamento de Engenharia Civil - PUC-Rio
Prof. Celso Romanel Departamento de Engenharia Civil - PUC-Rio
Prof. Karla Salvagni Heineck Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Prof. Maria Esther Soares Marques Instituto Militar de Engenharia
Prof. Jos Eugenio Leal Coordenador Setorial do Centro
Tcnico Cientfico PUC-Rio
Rio de Janeiro, 22 de Maro de 2013
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Todos os direitos reservados. proibida a reproduo total
ou parcial do trabalho sem autorizao da universidade, do
autor e da orientadora.
Cristian Chacn Quispe
Graduou-se em Engenharia Civil pela Universidade
Nacional de Engenharia do Per (LimaPeru) em 2009.
Trabalhou em projetos e obras geotcnicas no Peru no
perodo 20072010. Ingressou no mestrado na Pontifcia
Universidade Catlica do Rio de Janeiro em 2011,
desenvolvendo Dissertao na linha de pesquisa de
Geotecnia Experimental aplicada a solos reforados.
Ficha Catalogrfica
Quispe, Cristian Chacn Comportamento de um solo argiloso estabilizado com cinzas de resduo slido urbano sob carregamento esttico / Cristian Chacn Quispe ; orientadora Michle Dal To Casagrande 2013. 150 f. il. (color.) ; 30 cm
Dissertao (mestrado) Pontifcia Universidade Catlica do Rio de Janeiro, Departamento de Engenharia Civil, 2013.
Inclui bibliografia
1. Engenharia civil Teses. 2. Cinzas de resduo slido
urbano. 3. Estabilizao de solos. 4. Cinza volante. 5. Cinza de fundo. 6. Ensaios triaxiais. I. Casagrande, Michle Dal Ta I. Pontifcia Universidade Catlica do Rio de Janeiro. Departamento de Engenharia Civil. III. Ttulo.
CDD: 624
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Dedico esta Dissertao ao meu pai
Daro L. Chacn Iporre que est no cu,
minha me Marcelina M. Quispe Loayza
e meu irmo Edwin F. Ccente Quispe .
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Agradecimentos
A Deus, por ser sempre meu guia em tudo o que eu fao.
Ao meu pai, Dario L. Chacn Iporre, que agora est no cu, mas sempre acreditou
em mim, em minha capacidade e confiou em mim, sendo seu ltimo filho, para
cumprir a promessa de ter ingressado a melhor universidade do Per, a UNI, e
agora acabar um passo mais e ser um futuro mestre numa das melhores
universidades do Brasil, PUC-Rio.
A minha me, Marcelina M. Quispe Loayza, por ser o melhor exemplo que eu
tenho na vida, exemplo de esforo e perseverana para conseguir qualquer
objetivo proposto.
A meu irmo, Edwin Fernando Ccente Quispe, por ser mais que um irmo, um
exemplo de vida e com que vou ficar agradecido a minha vida toda.
A minha namorada, Leydi Del Rocio Silva Callpa, pela compreenso, carinho e
amor em todo momento.
A Pontifcia Universidade Catlica do Rio de Janeiro PUC-Rio, e ao Programa
de Ps-Graduao em Engenharia Civil, pela oportunidade de estudar nesta
prestigiosa instituio.
A minha orientadora, Professora Michle Dal To Casagrande, com quem sempre
me senti vontade. Obrigado por ter me aceitado como seu orientado, foi a
melhor escolha que eu fiz no ano passado depois de no poder trabalhar com o
professor Sayo por seu problema de sade. Obrigado por me ajudar em todo
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momento desta pesquisa e por ser mais que uma orientadora, ser uma amiga com
quem espero contar a vida toda.
A meus amigos do Peru Jhon, Hans, Diego, Joao, Marco, Abraham, Luis, Hugo,
Alfonso por suas mensagens de apoio e me cumprimentar com muito afeto cada
vez que voltei para Peru nestes dois anos.
A todos meus amigos da PUC-Rio, comeando por meus amigos da sala 607D,
Frank, Nilthson, Phillip, Julio, Fredy, Juliana, Rafael e aos meus amigos da Ps-
graduao Alexander, Elvis, Luis Fernando, Eliot Jorge, Gary, Lidia, Manuella,
Ingrid, Alena, Joo e mais pelos momentos de conversa e amizade que vai ficar
para a vida toda.
Aos professores da Engenharia Civil da PUC-Rio pelas aulas ditadas e os
conhecimentos transmitidos durante estes dois anos de mestrado.
A Usina Verde S.A. na pessoa do Eng. Jorge Pesce, pelo fornecimento das cinzas
utilizadas neste estudo.
A pessoal de Iniciao Cientfica, Phillipe, Tatiana, Paula e Marina, pela ajuda e
realizao de parte dos ensaios de caracterizao desta dissertao.
A Monica Moncada pela ajuda, auxlio e disposio fornecida no Laboratrio de
Geotecnia e Meio Ambiente. Aos tcnicos do laboratrio Amaury, meu grande
amigo, e Josu pelo apoio para realizar os ensaios.
A CAPES pela oportunidade e financiamento desta pesquisa.
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Resumo
Quispe, Cristian Chacn; Casagrande, Michle Dal To. Comportamento
de um solo argiloso estabilizado com cinzas de resduo slido urbano
sob carregamento esttico. Rio de Janeiro, 2013. 150 p. Dissertao de
Mestrado. Departamento de Engenharia Civil, Pontifcia Universidade
Catlica do Rio de Janeiro.
A gesto dos Resduos Slidos Urbanos (RSU) e seu consequente
reaproveitamento ou no um problema existente no Brasil e no mundo. No
Brasil, a produo de energia mediante incinerao de RSU ainda est na sua
etapa inicial, como por exemplo, com a implantao da Usina Verde no campus
da UFRJ, com a consequente produo de subprodutos, como as cinzas volante e
de fundo. Este estudo apresenta o comportamento de um solo coluvionar argiloso
estabilizado com cinzas de RSU sob carregamento esttico, tendo como principal
objetivo avaliar a influncia destas cinzas misturadas com o solo para possveis
aplicaes em obras geotcnicas. Para isso foram realizados ensaios de
caracterizao fsica, qumica e mecnica, como ensaios de compactao Proctor
Normal e ensaios triaxiais consolidados isotropicamente drenados (CID), para o
solo puro e misturas solo-cinza. Foram avaliadas as influncias do teor de cinzas
(20%, 30% e 40% de cinza volante e de cinza de fundo), bem como do tempo de
cura (30 e 60 dias). Os resultados mostram que todas as misturas solo-cinza
apresentam melhores parmetros de resistncia, em comparao do solo puro,
onde as misturas solo-cinza volante apresentaram melhores resultados quando
comparadas s misturas solo-cinza de fundo. A variao de teor de cinza
adicionado ao solo, sem cura, mostra que para maiores teores de cinza volante a
coeso diminui e ocorre o contrrio com a cinza de fundo. Com relao ao tempo
de cura, na maioria dos casos houve melhora do comportamento das misturas
solo-cinza em comparao ao obtido sem cura. O teor de cinza (volante ou de
fundo), tempo de cura e a tenso de confinamento influenciam na deformao
volumtrica das misturas solo-cinza, apresentando menores deformaes
volumtricas para maiores teores de cinza e maiores tempos de cura. As misturas
com 40% de cinza volante e 30% de cinza de fundo apresentaram as melhores
caractersticas de resistncia e poderiam ser utilizadas como estabilizante no solo
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estudado, cumprindo exigncias geotcnicas e ambientais, alm de rebaixar os
custos de obra e dar um destino mais nobre para as cinzas de RSU.
Palavras-chave
Cinzas de resduo slido urbano; estabilizao de solos; cinza volante;
cinza de fundo; ensaios triaxiais.
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Abstract
Quispe, Cristian Chacn; Casagrande, Michle Dal To (Advisor).
Behavior of clayey soil stabilized with municipal solid waste ashes
under static load. Rio de Janeiro, 2013. 150 p. MSc. Dissertation
Departamento de Engenharia Civil, Pontifcia Universidade Catlica do Rio
de Janeiro.
Management of Municipal Solid Waste (MSW) and its subsequent reuse or
not is an existing problem in Brazil and the world. In Brazil, the production of
energy through incineration of MSW is still in its initial stage, for example, with
the implementation of Usina Verde on campus at UFRJ, with the consequent
production of byproducts, such as fly and bottom ashes. This study presents the
behavior of a colluvial clayey soil stabilized with ashes from MSW under static
load, with the main objective to evaluate the influence of these ashes mixed with
the soil for possible