CBUQ

Mecanismos de reação da mistura solo-cimento

O processo de estabilização do solo com o cimento ocorre a partir do desenvolvimento das reações químicas que são geradas na hidratação do cimento (mistura do cimento com água). A partir daí, desenvolvem-se vínculos químicos entre as superfícies dos grãos do cimento e as partículas de solo que estão em contato com o mesmo. Sendo assim, durante o processo de estabilização do solo com cimento, ocorrem dois tipos de reações: as reações de hidratação do cimento Portland e as reações entre os argilominerais e a cal liberada na hidratação do cimento (C3S, b-C2S, C3A, C4AF + H2O). Estas reações podem ser exemplificadas da seguinte forma:

Reações de hidratação do cimento

C3S + H2O® C3S2Hx (gel hidratado) + Ca(OH)2
Ca(OH)2® Ca++ + 2(OH)-
Se o PH da mistura abaixar: C3S2Hx ® CSH + Cal

Reações entre a cal gerada na hidratação e os argilominerais do solo:
Ca++ + 2(OH)- + SiO2 (Sílica do solo) ® CSH
Ca++ + 2(OH)- + Al2O3 (Alumina do solo) ® CAH

As últimas reações são chamadas pozolânicas e ocorrem em velocidade mais lenta. O CSH é um composto cimentante semelhante ao C3S2Hx.

Nos solos granulares desenvolvem-se vínculos de coesão nos pontos de contato entre os grãos (semelhante ao concreto, porém o ligante não preenche todos os espaços).

Nos solos argilosos a ação da cal gerada sobre a sílica e alumina do solo resulta o aparecimento de fortes pontos entre as partículas de solo.
Surge então a seguinte questão: Por que os solos granulares respondem melhor à estabilização com cimento? Porque nos solos argilosos a reação da cal gerada na hidratação e os argilominerais ocasionam uma queda no PH da mistura, afetando a hidratação e o endurecimento do cimento. Se o PH abaixar, o composto C3S2Hx reage novamente formando CSH e cal. Como o C3S2Hx é responsável pela maior parte da resistência da mistura solo-cimento, o aparecimento do CSH é indesejável quando provém deste composto, sendo benéfico apenas quando