Rheology and mechanical aspects of a self-compacting soil-cement in the fresh state

• Published in: Matéria Vol. 22; no. 3
• Main Authors: Alcantara, Marco Antônio de Morais, Nunes, Sandra Conceição Barbosa, Rio, João Filipe Meneses Espinheira, Lima, Dario Cardoso de
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Rede Latino-Americana de Materiais 01-01-2017
• Subjects: CONSTRUCTION & BUILDING TECHNOLOGY; MATERIALS SCIENCE, MULTIDISCIPLINARY; METALLURGY & METALLURGICAL ENGINEERING; resistência à compressão simples; rheology; unconfined compression strength; solo-cimento autoadensável; reologia; self-compacting soil-cement
• ISSN: 1517-7076; 1517-7076
• DOI: 10.1590/s1517-707620170003.0210

ABSTRACT The article presents a study of design parameters for the fresh self-compacting soil-cement so that it can be framed under the action of its own weight in the production of prefabricated elements. In the experimental work, it was used a residual soil of the region of Porto, Portugal, Portland cement, water and an additive of steric and electrostatic actuation as superplasticizer. The proportion of materials were related to soil dry weight with cement contents ranging from 20, 25, and 30%, water from 41, 44 and 47%, and superplasticizer from 0.66, 0.84 and 0.93%. The tests performed on fresh state fit into assessment protocols used for self-compacting mortars and concretes, and refer to the spreading test using a mini cone and the flow test with the aid of a funnel. In the hardened state, it was performed the unconfined compression test. The results indicated that the fresh self-compacting soil-cement falls technologically into the behavior observed in concretes and mortars, distinguishing the expressive influence of water and superplasticizer as fluidity agents, and soil and cement as viscosity controlling agents. Amounts of these constituents were defined in order to better optimize the conditions of fluidity and mobility of the mixtures, which may have as primary parameter of dosage the water/cement ratio, with regard to mechanical strength, and the specimens apparent density. The properties of fluidity and mobility are preferably correlated with the water/(cement+soil) ratio.
RESUMO O artigo apresenta um estudo de parâmetros de projeto para o solo-cimento autoadensável, fluido, de maneira que este possa ser moldado sob a ação do seu peso próprio na produção de elementos pré-fabricados. No trabalho experimental, trabalhou-se com um solo residual da região do Porto, Portugal, cimento Portland, água e um aditivo de atuação estérica e eletrostática como superplastificante. A proporção dos materiais foi adotada a partir do peso seco do solo, com teores que variaram de 20, 25, e 30% para o cimento, 41, 44 e 47% para a água e 0,66, 0,84 e 0,93% para o superplastificante. Os ensaios realizados no estado fresco se enquadraram nos protocolos de avaliação utilizados para argamassas e concretos autoadensáveis, podendo-se referir ao ensaio de espalhamento com a utilização do mini-cone e ao ensaio de fluidez com o auxílio do funil. No estado endurecido, foram realizados ensaios de resistência à compressão simples. Os resultados do estudo indicaram que o solo-cimento autoadensável fluido insere-se tecnologicamente no comportamento observado em concretos e argamassas, sobressaindo-se a influência expressiva da água e do superplastificante como agentes de fluidez, bem como do solo e cimento como agentes controladores da viscosidade. Teores destes constituintes foram definidos de modo a otimizar as condições de fluidez e mobilidade das misturas, que podem ter como parâmetro primário de dosagem a relação água/cimento, no que tange à resistência mecânica, e na densidade aparente dos corpos de prova ensaiados. As propriedades de fluidez e de mobilidade podem ser preferencialmente correlacionadas com a relação água/(cimento+solo).