FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA DA ESTABILIZAÇÃO POR TROCA DE CÁTIONS

Segundo Milton  Vargas,  em sua Introdução à  Mecânica dos  Solos: “Nas  argilas, a água  intersticial estará sujeita  à  força  atrativa  das  partículas,  a  qual  decai  rapidamente  com  a  distância  à  superfície  do  grão.

Portanto,  a água  intersticial estaria  sujeita a pressões de intensidades  variáveis. Em primeiro lugar, numa distância  da  ordem  de  grandeza  de  algumas  moléculas,  a  pressão  atrativa  é  da  ordem  de  grandeza  de milhares  de  atmosferas.  Ora,  os  trabalhos  de  Bridgman,  sobre  o  estado  da  água,  sob  pressões elevadíssimas, mostraram que, nessas condições, a água é sólida, mesmo na temperatura ambiente de 15 a  25º.  É  a  camada  de  água  solidificada  dos  solos.  Nos  pontos  de  contato  dos  grãos,  os  filmes  de  água solidificada  interpenetram-se,  estabelecendo  um  vínculo  rígido  entre  os  grãos,  e  emprestando-lhe  coesão verdadeira.  Também  contribui  para  a  coesão  verdadeira,  embora  menos  intensamente,  uma  segunda camada de água  sujeita a  pressões, de ordem capilar, até de dezenas de atmosferas. Suas propriedades são as de líquido viscoso preso aos grãos. É a camada de água adsorvida, atraída por forças moleculares suficientemente elevadas para imobilizá-la. Finalmente, o restante da água é livre de se mover pela ação da gravidade,  nos  canalículos  do  solo”.  Estas  forças  moleculares  atrativas  decorrem  da  interação  entre  o campo  eletro-magnético,  que  se  forma  à  superfície  das  partículas  coloidais,  e  as  moléculas  de  água ionizadas pela ação do campo. A neutralização das cargas eletromagnéticas, pela troca de cátions estável e permanente,  impede  a  formação  da  camada  de  água  adsorvida,  que  provoca  o  afastamento  entre  as superfícies  das  partículas.  Desta  maneira,  o  solo  estabilizado  terá  reduzida  ao  mínimo  sua  absorção, tornando-se impermeável, e conseqüentemente, estabilizado.

3 – O QUE É O ECOLOPAVI – Estabilizante Químico de Solos para Pavimentação

O ECOLOPAVI é um sal químico de origem orgânica, líquido totalmente solúvel em água, que atua como um catalisador, promovendo e facilitando a troca iônica, permitindo maior coesão entre as partículas finas dos  solos,  impermeabilizando-as.  Sua  forte  ação  aglutinante  é  devida  ao  fenômeno  da  troca  de  base, eliminando o campo eletro-magnético que se forma no entorno das partículas, que ioniza as moléculas da água, fazendo-as aderirem fortemente à superfície, formando a camada de água adsorvida, que aumenta a distância entre as superfícies, diminuindo a força atrativa.

Possui as seguintes características físico-químicas:

a)     Aspecto: líquido transparente;

b)     Cor: castanho;

c)     Odor: característico;

d)     Solubilidade: total;

e)     Alcalinidade livre c/(NaOH): 0,7% a 1,5%;

f)      Densidade 20ºC +/- 4ºC: 1,050 g/ml a 1,070 g/ml;

g)     Insolúveis em álcool etílico: máximo 1%;

h)     Sólidos totais a 105ºC (3 horas): 40,0% a 42,0%;

i)      pH concentrado: 12,0  a 14,00;

j)      Toxicidade: produto não tóxico, não inflamável, não corrosivo;

k)     Resfriamento de 0ºC a 5ºC,em 3 horas: não precipita, não turva, não solidi

4 – EMPRÊGO DO ESTABILIZANTE ECOLOPAVI

Todo  o  solo  que  visualmente  resista  à  ação  das  cargas  das  rodas  dos  veículos  comerciais  quando  seco, sem se esboroar, está apto a ser estabilizado com ECOLOPAVI.

Partindo-se  desta  premissa  e,  como  os  métodos  de  dimensionamento  de  pavimentos  baseiam-se  na seleção  de  materiais  segundo  sua  resistência  à  penetração  de  um  pistão  em  uma  amostra  moldada  e saturada, como no Método CBR, os solos estabilizados com ECOLOPAVI devem ser submetidos a ensaios em laboratório, para determinação da possibilidade de sua utilização em camadas de pavimentos.

Como a resistência ao cisalhamento de um solo é o resultado da soma de dois fatores, o atrito intergranular e a coesão, pode-se determinar previamente: 

a)  Solos  areno-argilosos  com  muito  atrito  intergranular  podem  ser  estabilizados  com  ECOLOPAVI  na proporção de 1:1.00  em peso, e neutralizante Sulfato de Alumínio, na proporção de 1:5.00  em peso. Sua fração areia garante grande resistência devida ao atrito intergranular, e sua fração argila, impermeabilizada com ECOLOPAVI, acrescenta mais a resistência devida à coesão, alcançando altos valores de CBR.

b)  Solos  argilo-arenosos  ou  argilo-siltosos,  mais  finos,  com  pouco  ou  nenhum  atrito  intergranular, necessitam da adição de aglomerantes do tipo cal hidratada ou cimento Portland para que atinjam maiores valores  de  CBR,  na  proporção  de  1%  a  3%  em  peso,  além  da  adição  de  ECOLOPAVI  na  proporção  de 1:1.50   em  peso.  O  aumento  da  resistência  é,  neste  caso,  diretamente  proporcional  ao  aumento  da dosagem do aglomerante.

Como os solos são extremamente variáveis na natureza, torna-se necessário pesquisar em laboratório as dosagens  mais  adequadas  para  a  sua  estabilização,  levando-se  em  conta  também  os  aspectos econômicos.