RESUMO O presente artigo avalia o desenvolvimento da resistência à compressão simples (qu) e sucção matricial (Ψ) de um solo sedimentar cimentado artificialmente ao longo de 500 dias, tempo de cura pouco estudado na literatura. A compressão simples foi sistematicamente investigada ao longo de 500 dias e o os parâmetros de sucção matricial foram pesquisados ao longo de 180 dias. Para isso, um solo siltoso da Formação Guabirotuba de Curitiba/PR foi estabilizado com cal hidratada com porcentagens de 3, 5, 7 e 9% em referência à massa seca do solo em tempos de cura de 15, 30, 60, 90, 180, 360 e 500 dias para compressão simples e durante 15, 30, 60, 90 e 180 para sucção matricial. Corpos de prova foram moldados com os diferentes teores de cal (L), diferentes porosidades (η), diferentes pesos específicos secos aparentes (γd), diferentes umidades de moldagem (ω) e submetidos a ensaios de compressão simples e sucção matricial usando a técnica do papel filtro nos diferentes tempos de cura. Foi usada a relação porosidade/teor volumétrico de cal (η/Liv) para avaliar o desenvolvimento de qu. Os resultados demonstram um crescimento da resistência com o aumento do tempo de cura, com o aumento do teor de cal e com a diminuição dos vazios (isto é, maior peso específico seco). Finalmente, uma equação de dosagem para qudo solo estudado e misturado com cal foi desenvolvida com a relação η/Liv ajustada a um exponente 0,18. Finalmente, foi encontrado que 64% das misturas compactadas da cal com o solo atingem os requisitos mínimos para uso potencial em sub-base para qu ≥ 1200 κPa, de acordo com as normas atuais.

ABSTRACT This article evaluates the development of resistance of simple compression (qu) and matrix suction (Ψ) of an artificially cemented sedimentary soil over 500 days, curing time few studied in the literature. Simple compression was systematically investigated over 500 days and the matric suction parameters were investigated over 180 days. For this, a silty soil from the Guabirotuba Formation in Curitiba/PR was stabilized with hydrated lime with percentages of 3, 5, 7 and 9% in reference to the dry mass of the soil at curing times of 15, 30, 60, 90, 180, 360 and 500 days unconfined compression and for 15, 30, 60, 90 and 180 for matrix suction. Samples were molded with different lime contents (L), different porosities (η), different apparent dry specific weights (γd), different molding humidity (ω) and subjected to unconfined compression and matrix suction tests using the filter paper technique at different curing times. The porosity/volumetric lime content (η/Liv) ratio was used to evaluate the development of qu. The results demonstrate an increase in resistance with the increase of the curing time, with the increase of the lime content and with the decrease of the voids (that is, greater dry specific weight). Finally, a dosage equation for of the studied soil and mixed with lime was created with the ratio η/Liv adjusted to an exponent 0.18. Finally, it was found that 64% of the compacted mixtures of lime with soil reach the minimum requirements for potential use in sub-base for qu ≥ 1200 κPa, according to current standards.

RESUMO A resistência à compressão simples, a resistência à tração por compressão diametral e o Índice de Suporte de Califórnia (CBR) foram sistematicamente pesquisados para analisar o desempenho de um solo siltoso da região metropolitana de Curitiba (Brasil) estabilizado com cinza da indústria da produção de papel e com cal dolomítica hidratada. Uma série de ensaios de compactação na energia Proctor normal foram realizados para calcular os parâmetros ótimos de compactação das misturas solo-cinza-cal: peso específico seco máximo (γd-max) e teor de umidade ótimo (ωo). Foram adicionados e utilizados 4 teores de cinza de celulose (5%, 10%, 15% e 20% em relação à massa seca do solo) e um teor fixo de cal (L) de 5% baseado no consumo inicial de cal modificado, estabelecido a partir da interpretação das medidas de pH realizadas em várias misturas solo-cinza-cal. Os resultados demonstram que existe um aumento no teor de umidade ótimo e uma diminuição no peso específico seco máximo das curvas de compactação com o aumento do teor de cinza de celulose. Por outro lado, os ensaios de compressão simples, tração por compressão diametral e CBR revelam que existe um acréscimo nos valores de resistência mecânica das misturas até um teor de cinza de 15%. Em adição, a Espectroscopia por Dispersão de Energia (EDS) feita em uma mistura protótipo mostra que houve uma interação química entre o solo, a cal e as partículas menores da cinza de celulose. Finalmente, equações de dosagem que permitem estimar os valores da resistência das misturas foram desenvolvidas baseadas na relação semiempirica porosidade/cal (η/Liv) tendo em consideração a massa específica e o volume dos materiais, além da energia de compactação.

ABSTRACT The unconfined compressive strength, the splitting tensile strength and the California Bearing Ratio (CBR) were systematically investigated to analyze the performance of a silt soil from the metropolitan region of Curitiba (Brazil) stabilized with cellulose ash and with hydrated dolomitic lime. A series of compaction tests on normal Proctor energy were performed to calculate the optimum compaction parameters of the soil- cellulose ash-lime mixtures: maximum dry unit weight (γd-max) and optimum moisture content (ωo). Four percentages of cellulose ash (5%, 10%, 15% and 20% in relation to the dry mass of the soil) were added and used, and a fixed content of lime (L) of 5% based on the modified initial consumption of lime and established from the interpretation of pH measurements performed on several soil-ash-lime mixtures. The results demonstrate that there is an increase in the optimum moisture content and a decrease in the maximum dry unit weight of the compaction curves with increasing the cellulose ash content. On the other hand, the tests of unconfined compression, splitting tensile and CBR show that there is an increase in the mechanical strength values of the blends up to an optimal content of 15%. In addition, Energy Dispersion Spectroscopy (EDS) made in a prototype blend shows that there was a chemical interaction between soil, lime and the smallest particles of cellulose ash. Finally, dosing equations that allow estimation of the strength values of the blends were developed based on porosity/lime index (η/Liv) considering the specific gravity and volume of the materials besides the compaction energy.

RESUMO O presente artigo avalia o desenvolvimento da resistência à tração por compressão diametral ou tração indireta (qt) e da compressão simples (qu) de dois solos cimentados artificialmente sob cura de 28 dias. Para isso, dois solos siltosos (amarelo e rosa) característicos da Formação Guabirotuba de Curitiba/BR foram estabilizados com cimento de alta resistência inicial (ARI) com porcentagens de 3, 5, 7 e 9% em referência à massa seca dos solos. Corpos de prova de 50 mm de diâmetro e 100 mm de altura (de volume=196,35 cm3) foram moldados com diferentes teores de cimento (C), diferentes pesos específicos secos aparentes (γd) e com uma umidade de moldagem (ω) constante em 23% e depois submetidos à ensaios de compressão simples e de tração indireta. Foi usada a relação vazios/cimento representado pela relação porosidade/teor volumétrico de cimento (η/Civ) para avaliar o desenvolvimento de qu e qt além de variáveis como C, porosidade (η) e γd. Os resultados demonstram um crescimento da resistência com o aumento do teor de cimento e com a diminuição dos vazios (isto é, maior peso específico seco e menor η). Uma equação de dosagem para qu e qt dos solos estudados e misturados com cimento foi desenvolvida com o uso da relação η/Civ ajustada a um expoente 0,44 para fazer compatível a variação entre η/Civ-qu qt. As equações de dosagem obtiveram coeficientes de determinação acima de 94%. Finalmente, se encontrou uma relação empírica de tração/compressão constante de 0,16 e de 0,14 para o solo amarelo e rosa, respectivamente.

ABSTRACT This paper evaluates the development of splitting tensile strength (qt) and unconfined compressive strength (qu) of two soils artificially cemented over 28 days. For this, two silty soils (yellow and purple) characteristics of the Guabirotuba Formation of Curitiba/Brazil were stabilized with initial high strength cement with percentages of 3, 5, 7 and 9% in reference to the dry mass of the soils. Specimens with 50 mm diameter and 100 mm high (volume of 196,35 cm3) were molded with the different cement contents (C), different molding dry unit weights (γd), and molding moisture (ω) constant at 23% and subjected to tests of unconfined compression and splitting tensile. The ratio of voids/lime represented by the porosity/volumetric cement content ratio (η/Civ) was used to evaluate the development of qu and qt in addition to variables such as C, η and γd. The results show an increase of the mechanical resistance with the increase of the cement content and with the decrease of the voids (i.e., higher specific dry weight and lower η). A dosing equation for qu and qt of the soils studied and mixed with cement was developed using the η/Civ ratio adjusted to an exponent 0,44 to make η/Civ-qu qt variation rates compatible. The dosage equations obtained coefficients of determination above 94%. Finally, an empirical constant of splitting/compressive ratio of 0,16 and 0,14 for the yellow and purple soil, respectively, was found.

O controle da entrada de água de chuva no interior do aterro de resíduos sólidos urbanos durante sua construção e após seu fechamento é crucial para manter o controle da geração de lixiviado. Este fator pode contribuir para a elevação de gastos com tratamento e monitoramento e para a instabilidade mecânica do aterro. Por esta razão, o sistema de cobertura final de um aterro de resíduos sólidos urbanos é decisivo ao controle da entrada de água no mesmo. Na maioria dos casos, o sistema de cobertura final é composto por solo compactado. Frequentemente, um solo adequado para a cobertura não é encontrado nos arredores do aterro; portanto, recursos têm que ser despendidos para o transporte do mesmo até o devido local. Uma alternativa seria a utilização de uma barreira capilar construída com resíduos pré-tratados mecânica e biologicamente. No entanto, o uso deste material para esta construção ainda não foi bem estudado, e as diversas variáveis envolvidas no funcionamento de uma barreira capilar construída com resíduos sólidos pré-tratados mecânica e biologicamente são desconhecidas. O objetivo deste trabalho foi analisar os parâmetros envolvidos no funcionamento de uma barreira capilar construída exclusivamente de resíduos sólidos urbanos pré-tratados mecânica e biologicamente. Observou-se que este utilizado como material de uma barreira capilar pode funcionar de maneira equivalente àquela construída com solo, sendo boa a sua capacidade de retenção da água de chuva.

The control of rainwater entry into the municipal solid waste landfill during its construction and after its closure is crucial to keep track of leachate generation. This is a factor that may contribute to the increase of costs on treatment and monitoring and to the mechanical instability of the landfill. For this reason, the final cover system of a municipal solid waste landfill is critical for controling the water entering into the landfill. In most cases, the final cover system is made of compacted soil. Often, suitable soil for landfilling is not found in its surroundings, and resources must be expended in transporting the soil to the landfill site. An alternative would be to use a capillary barrier constructed with mechanical and biologically pretreated waste. However, the use of this material to construct capillary barriers has not been studied and several variables involved in the operation of a capillary barrier constructed with municipal solid mechanical and biologically pretreated waste landfill are unknown. The objective of this study was to analyze the parameters involved in the operation of a capillary barrier built exclusively solid waste pre-treated mechanically and biologically. It was observed that the MSW MBT used as a capillary barrier material may function similarly to that constructed with soil, with a good capacity for rain water retention

Emissões gasosas de aterros de resíduos estão entre as maiores fontes antrópicas de metano (CH4), um dos principais gases de efeito estufa. Buscou-se neste trabalho estudar uma alternativa econômica de minimizar a emissão desses gases em aterros de resíduos sólidos urbanos. Essa alternativa compreende o uso de coberturas de aterros com capacidades oxirredutoras especiais na presença de CH4. Ainda visando melhorar a relação qualidade/custo do empreendimento, escolheu-se o composto como um dos materiais a serem empregados na cobertura. O outro material é um solo (Argissolo Vermelho-Amarelo silte-argiloso). Para isso, estudou-se em laboratório o comportamento de quatro cenários: composto de resíduo sólido urbano (RSU), solo e duas misturas, em diferentes proporções, de composto e solo. Objetivou-se avaliar a sua adequação e compatibilidade ambiental como meio oxidante de CH4 em biofiltros. Quatro biofiltros de 60 cm de altura foram construídos em tubos de PVC com diâmetro interno de 10 cm. Cada filtro continha 2,3 L de material oxidante, no início do experimento. O gás empregado foi uma mistura de CH4 e ar, a qual foi introduzida pela parte de baixo de cada biofiltro; o fluxo de gás foi ajustado para 150 mL min-1, por rotâmetro. Cem dias após o início do experimento, o biofiltro que apresentou os melhores resultados foi o composto de RSU, com taxa de oxidação de 990 g m-3 dia-1 , correspondendo a uma eficiência de 44 %. Pode-se concluir que os quatro substratos estudados têm capacidade oxidativa satisfatória, podendo ser utilizados de forma vantajosa como material de cobertura do aterro de resíduos sólidos urbanos.

Landfill gas emissions are one of the main sources of anthropogenic methane (CH4), a major greenhouse gas. In this paper, an economically attractive alternative to minimize greenhouse gas emissions from municipal solid waste landfills was sought. This alternative consists in special biofilters as landfill covers with oxidative capacity in the presence of CH4. To improve the quality/cost ratio of the project, compost was chosen as one of the cover substrates and soil (Typic red yellow-silt-clay Podzolic) as the other. The performance of four substrates was studied in laboratory experiments: municipal solid waste (MSW) compost, soil, and two soil-compost at different proportions. This study aimed to evaluate the suitability and environmental compatibility as a means of CH4 oxidation in biofilters. Four biofilters were constructed in 60 cm PVC tubes with an internal diameter of 10 cm. Each filter contained 2.3 L of oxidizing substrate at the beginning of the experiment. The gas used was a mixture of CH4 and air introduced at the bottom of each biofilter, at a flow of 150 mL min-1, by a flow meter. One hundred days after the beginning of the experiment, the best biofilter was the MSW compost with an oxidation rate of 990 g m-3 day-1 , corresponding to an efficiency of 44 %. It can be concluded that the four substrates studied have satisfactory oxidative capacity, and the substrates can be used advantageously as cover substrate of MSW landfills.