Use of industrial grits in forest road pavements : influence of curing times on the mechanical strength and swelling of compacted soil-grits mixtures

Analisou-se a influência do teor de estabilizante, da energia de compactação e do período de cura na resistência mecânica e expansão de dois solos da Zona da Mata Norte de Minas Gerais. As amostras de solos residuais de gnaisse coletadas na cidade de Viçosa, MG, Brasil, respectivamente, de texturas argilo-arenosiltosa e areno-argilo-siltosa, foram denominadas solos 1 e 2. Empregou-se como estabilizante químico o resíduo “grits” fornecido pela empresa de Celulose Nipo Brasileira (CENIBRA); os teores, em massa, de 4, 8, 12, 16, 20, 24 e 28% desse resíduo foram utilizados nas misturas solo-“grits”. Corpos-de-prova das misturas solo- “grits” foram compactados nos teores ótimos de umidade relativos às energias de compactação dos ensaios Proctor intermediário e modificado e curados por 0, 7, 28 e 90 dias. Avaliou-se a resistência mecânica dos solos e misturas através dos seguintes parâmetros: (a) índice de suporte Califórnia (ISC ou CBR), resistência à compressão não confinada (RCNC) e resistência à tração em compressão diametral (Rt). Os resultados permitiram concluir que todos os parâmetros considerados na análise influenciaram, significativamente, a resistência mecânica das misturas solo-“grits”, sendo o comportamento das misturas solo 1-“grits” influenciado, também, pelo teor de sódio presente na constituição química do “grits”. ____________________________________________________________________________________ ABSTRACTThis paper addresses the influence of stabilizer content, compaction effort and curing time on the mechanical strength and swelling of two soils from the “Zona da Mata Norte” region, State of Minas Gerais, Brazil. Two residual gneiss soils from the municipality of Viçosa, Brazil, silt-sand-clay and silt-claysandy soils named soils 1 and 2, respectively, were used in this study. Industrial grits provided by Celulose Nipo Brasileira - CENIBRA was used as stabilizer, with contents ranging from 4 to 28 % regarding soil dry mass. Specimens of soil-grits mixtures were compacted at the Intermediate Proctor compaction effort and curing times of 0, 7, 28 and 90 days. Mechanical strength was evaluated as follows: California bearing ratio (CBR), unconfined compression strength (UCS) and indirect tensile strength (ITS). Data from the laboratorytesting program supported that all parameters affected mixture mechanical strength significantly, and the mechanical behavior of soil 1-grits mixtures were also influenced by sodium content of grits

Compaction of soil-grits mixtures for use in forestry road : influence of time between mixture and compaction on mechanical strength

Vários fatores influenciam a execução e a "performance" de camadas de pavimentos rodoviários constituídas de solos estabilizados quimicamente, com destaque para a homogeneização da mistura e o período de tempo decorrido entre a mistura e a compactação, bem como para a escolha do equipamento de compactação. Aborda-se, no presente artigo, a influência do tempo decorrido entre a mistura e a compactação (TMC) nos parâmetros de compactação e na resistência mecânica de misturas de dois solos típicos da Zona da Mata Norte de Minas Gerais, com o resíduo da indústria de celulose denominado "grits", com vistas à sua aplicação em estradas florestais. Analisa-se, também, a influência de diferentes lotes desse resíduo na resistência mecânica das misturas. Trabalhou-se com os resultados de ensaios de índice de suporte Califórnia (ISC ou CBR) realizados em corpos-de-prova de misturas moldados na energia de compactação do ensaio Proctor Intermediário. Os resultados permitem concluir que o tempo decorrido entre mistura e compactação influencia significativamente a resistência mecânica das misturas analisadas, recomendando-se, para fins práticos, que estudos dessa natureza devam ser feitos em bases regionais de ocorrência de solos. Observou-se, também, influência significativa do lote na resistência mecânica das misturas. _______________________________________________________________________________ ABSTRACTMany factors affect the construction and performance of chemically stabilized highway pavement soil layers, especially mixture homogenization, time between mixture and compaction, and selection of compaction equipment. Regarding forest road application, this paper addresses the influence of time between mixture and compaction (TMC) on compaction optimum parameters and on mechanical strength of mixtures of two typical soils from the region ‘Zona da Mata Norte’, State of Minas Gerais, and grits, a waste from the cellulose industry, as well as the influence of grits sampling on the mechanical strength of soil 2-grits mixtures. California bearing ratio (CBR) data from laboratory specimens compacted at the Intermediate Proctor compaction effort were used throughout the study. The laboratory testing data supported that time between mixture and compaction significantly affected the mechanical strength of the tested soil mixtures. Regarding soil samples and from a practical point of view, it is recommended that such studies should be always performed on regional basis. It was observed significant influence of grits sampling on the mechanical strength of soil 2-grits mixtures

Physical and environmental behavior of solid waste in forest road pavements

O objetivo deste estudo foi avaliar os parâmetros físicos de solos da região de Viçosa, Minas Gerais, Brasil, e misturas de rejeitos industriais conhecidos como lama-de-cal e grits. A caracterização foi realizada através dos ensaios de análise granulométrica, análise térmica e microscopia eletrônica de varredura. Foram selecionadas duas amostras de solo residual, ETA (argiloso) e VS (arenoso), as quais foram misturadas com 16, 18, 20, 22 e 24% de lama-de-cal e grits (em peso de matéria seca). As misturas de solo-lama-de-cal e solo-grits apresentaram grande capacidade de retenção de metais pesados, o que impossibilita a sua interação com o sistema hídrico pela possibilidade de contaminação do lençol freático e cursos d.água.The objective of the present study was the assessment of physical parameters of mature and young residual soils from the municipality of Viçosa, Minas Gerais, Brazil, as well as their mixtures with industrial waste known as whitewash mud and grits. Physical characterization was carried out through laboratory tests such as sieve analysis, thermal analysis and scanning microscopy. Two residual soil samples were chosen for this study, ETA (a clayey soil) and VS (a sandy soil), which were stabilized with 16 %, 18 %, 20 %, 22 % e 24 % (referred to dry weight) of residual wastes aforementioned. Data from laboratory testing program supported that mixtures of soil and residual waste had a high heavy metal retention capacity, which might be of concern due to the possibility of contamination of water table and local streams

Influence of the thermal treatment of industrial solid residue (Grits) on the mechanical resistance of a latosol for forest engineering roads

Em estudos que envolvem o tratamento de solos com aditivos químicos com fins rodoviários, merecem especial importância aquelas pesquisas orientadas no sentido de descobrir novos meios de torná-los mais econômicos e, ao mesmo tempo, mais resistentes. No presente trabalho, o resíduo sólido industrial Grits, oriundo do processo de fabricação de papel e celulose, foi aplicado a um latossolo denominado ETA, característico da microrregião de Viçosa, Minas Gerais, Brasil, com o intuito de melhorar suas características mecânicas para sua aplicação em pavimentos de estradas florestais. O Grits, após receber tratamento térmico a 200, 300, 400, 500 e 600 ºC, em mufla, foi misturado no teor de 10%, em peso, ao solo anteriormente citado. Parâmetros geotécnicos, característicos dos ensaios de compactação e resistência à compressão simples, foram utilizados para avaliar o efeito do tratamento térmico nas misturas solo+10% Grits. Os resultados indicaram que o Grits tem potencial para estabilização de solos de pavimentos de estradas florestais, sendo o melhor resultado alcançado para o Grits tratado a 600 ºC, pois houve ganhos de resistência mecânica. ____________________________________________________________________________________ ABSTRACTRoad engineering studies involving chemical stabilization of soils deserve special recognition mainly those directed to lowering the costs of forest engineering roads. This work focuses on soil stabilization of a characteristic Latosol from Viçosa, Minas Gerais, Brazil, herein named ETA, using a residue from paper and cellulose industry production, herein called Grits. Grits content of 10% related to soil dry weight was used throughout the study after residue thermal treatment using a furnace at 200, 300, 400, 500 and 600 ºC. Geotechnical standard parameters from compaction and unconfined compression tests were used to evaluate the effect of thermal treatment on the mechanical response of soil-Grits mixtures. Unconfined compression testing data show that Grits is a promising soil stabilizer, mainly after thermal treatment at 600 ºC

Utilização do resíduo sólido industrial (lama-de-cal) em pavimentos de estradas florestais

O objetivo do presente estudo foi avaliar os efeitos do resíduo sólido industrial (lama-de-cal) nas propriedades geotécnicas de amostras de solo da região de Alagoinhas, BA, Brasil. Das sete amostras coletadas, apenas duas foram selecionadas, por apresentar maior potencial geotécnico. Utilizaram-se ensaios de caracterização, CBR e permeabilidade, cujos resultados indicaram que a amostra de solo denominada good gravel quando estabilizada com lama-de-cal, na dosagem de 20 e 25%, foi a mais promissora. ____________________________________________________________________________________ ABSTRACTThe objective of the present study was to evaluate the effects of industrial solid waste (whitewash mud) on geotechnical properties considering the following engineering parameters: California Bearing Ratio (CBR), Atterberg limits and Permeability test. Seven soil samples derived from Alagoinhas, Bahia - Brazil, were classified by the Transportation Research Board (TRB) system. Two were selected as having a great geotecnical potential classified as A-3 (0) and A-2-4 (0), whitewash mud contents 10%, 15%, 20% and 25% dry weight and medium compaction effort were studied in the laboratory testing program. The results indicated the soil denominated good gravel as being the most promising one, when stabilized with whitewash mud, reaching the best results with the dosage of 20 and 25% of whitewash mud

Paradigmatic analysis using genetic programming

Paradigmatic analysis consists in the segmentation of a musical piece through the identification of relations between different parts of the piece, and the classification of the identified segments into categories. In this paper we describe how a genetic programming system can be used to make the paradigmatic analysis of monophonic musical pieces, using a simple fitness function inspired in the Kolmogorov complexity estimation. We make use of automatically defined functions in order to represent segments. Relations are made explicit through the reuse of segments and the application of transformations to these segments

Produtividade e custos do processador trabalhando em povoamentos de Eucalyptus grandis Hill ex Maiden.

In the present work a time study was conducted with the objective of adjusting equations to estimate the time of activities, productivity, operational costs and the production of the processor used in a harvest operation of stands of Eucalyptus grandis in plain topography in the state of Bahia, Brazil. The operational cycle of the processor consisted of the time spent to process a tree, and was divided in to stages, which were assessed using the methotodology of single activity times. The sampling unit was the operational cycle of the machine. The statistical analysis was based on regression analysis considering the selection procedure “stepwise”. With the adjusted equations it was possible to estimate the productivity of the machine taking into account the of tree diameter. Considering an operational efficiency of 70 % under the circumstances of the study, the productivity of the processor was 25,8 m3 cc/h, the operational costs 47,90 US$/h and the production costs 1,86 US$/m3 cc. On the basis of the obtained results it can be concluded that the time of tree processing has varied directly according to the diameter increase diameter; the preparation time, contrary to the processing time, only shows a weak correlation with tree diameter; productivity of the processor is directly proportional to tree diameter, when expressed in volume and inversely proportional when expressed in tree number; the costs per cubic meter of wood processed varies inversely with of increased diameter; from the operational costs, fixed costs had the highest proportion followed by the variable costs, administrative costs and costs for manpower; the production costs of the processor decreased exponentially with increasing tree diameter.No presente trabalho foi realizado um estudo de tempos com o objetivo de ajustar equações para estimar o tempo das atividades, a produtividade, o custo operacional e da produção do processador utilizado em um sistema de colheita de madeira de povoamentos de Eucalyptus grandis Hill ex Maiden, em topografia plana, no Estado da Bahia. O ciclo operacional do processador consistiu no tempo gasto para processar uma árvore e foi dividido em etapas as quais foram cronometradas, usando a metodologia dos tempos individuais. A unidade amostral foi constituída do ciclo operacional da máquina. A análise estatística baseou-se em estudo de regressão, sendo utilizado o procedimento de modelagem de regressão "stepwise". Com as equações ajustadas, foi possível estimar a produtividade da máquina em função do diâmetro das árvores. Nas condições do estudo, considerando uma eficiência operacional de 70%, a produtividade do processador foi de 25,8 m³cc/h, o custo operacional 47,90 US$/h e o custo de produção de 1,86 US$/m³cc. Com base nos resultados obtidos, pode-se concluir que: o tempo de processamento das árvores varia diretamente com o aumento do diâmetro; o tempo de preparação, ao contrário do tempo de processamento, possui uma baixa correlação com o diâmetro das árvores; a produtividade do processador é diretamente proporcional ao aumento do diâmetro das árvores, quando expressa em volume, e inversamente proporcional, quando expressa em número de árvores; o custo por metro cúbico de madeira processada com processador, varia numa relação inversa ao aumento do diâmetro; do custo operacional do processador, o custo fixo é o de maior proporção, seguido do custo variável, administrativo e da mão-de-obra; e, o custo de produção do processador diminui em forma exponencial com o aumento do diâmetro das árvores

Influência do método de depreciação no custo de transporte de madeira

Wood transport, predominantly made by road in Brazil, represents one of the most costly segments of this sector. Depreciation, one of the fixed costs in forestry production, is included in the use and replacement of machines. Their depreciation is calculated by different methods and the best ones should be used to improve costs in wood industry. The objective of this study was to evaluate the influence of four depreciation methods on the cost of forest road transportation. The depreciation methods used were: Caires, Cole, Exponential and Linear. The depreciation and transportation costs were determined using the freight cost simulation spreadsheet for the Road Transportation of Loads, developed by the Agência Nacional de Transportes Terrestres (ANTT). The monthly depreciation of the truck was R$1,630.25, R$ 2,276.64, R$2,400.96 and R$ 2,422.40 with the Caires, Exponential, Linear and Cole methods, respectively. The lowest transport cost was R$13.71 with the Caires method, followed by R$ 13.72, R$16.72 and R$ 16.92 from the Linear, Cole and Exponential methods, respectively. The lower values of depreciation and transport cost per ton obtained by the Caires method are due to this method considering factors other than the current age and the useful life of the machine and adjusting the model and the coefficients of use for specific situations. This portrays the situations found in the field, generating costs closer to the real ones. The best estimation of the depreciation and wood transport cost was obtained with the Caires method in all the studied situations, evidencing the need to consider maintenance and labor factors in its calculation.  The adoption of this method also represents a great saving of financial resources in the long term.O transporte de madeira no Brasil, predominantemente rodoviário, representa um dos segmentos mais onerosos do setor. A depreciação, um dos custos fixos na produção florestal, é incluída na utilização e substituição de máquinas. Essa depreciação pode ser calculada por meio de diferentes métodos, e os melhores devem ser utilizados para aperfeiçoar os custos nessa área. O objetivo deste estudo foi avaliar a depreciação de um caminhão e o custo de transporte rodoviário florestal, usando quatro métodos de análise: Caires, Cole, Exponencial e Linear. Os custos de depreciação e de transporte foram determinados utilizando a planilha de simulação de custos de frete para o Transporte Rodoviário de Cargas, desenvolvida pela Agência Nacional de Transportes Terrestres (ANTT). Constatou-se que a depreciação mensal do caminhão foi de R$1.630,25, R$ 2.276,64, R$2.400,96 e R$ 2.422,40, calculada pelos métodos de Caires, Exponencial, Linear e de Cole, respectivamente. O menor custo de transporte foi de R$13,71, obtido pelo método de Caires, seguido de R$ 13,72, R$16,72 e R$ 16,92, obtidos pelos métodos Linear, Cole e Exponencial, respectivamente. Os menores valores de depreciação e custo de transporte por tonelada obtidos pelo método de Caires se devem ao fato de esse método considerar outras variáveis, além da idade atual e da vida útil da máquina, e ajustar o modelo e os coeficientes de utilização para situações específicas. Isso retrata as condições encontradas em campo, portanto gera custos próximos aos reais. A estimativa da depreciação de transporte florestal foi melhor pelo método de Caires, em todas as situações estudadas, o que evidencia a necessidade de considerar fatores de manutenção e trabalho no cálculo da depreciação. A adoção desse método também representa grande economia de recursos financeiros no longo prazo