Tese de mestrado em Geologia Aplicada, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2010No âmbito dum Protocolo celebrado entre o LNEC e o Grupo Mota-Engil (Grupo ME), está em curso um programa de investigação, no qual também participa a FCUL, que tem por objectivo a valorização dos finos de duas pedreiras de granito do Grupo ME, em infraestruturas de transportes e obras geotécnicas. Os resultados já obtidos mostram que a condutividade hidráulica, k, embora baixa, não é suficiente para viabilizar a sua reciclagem na construção de barreiras de confinamento hidráulico, onde o valor mínimo requerido é k 1x10-9m/s.
Tendo em vista a avaliação da viabilidade da aplicação dos finos na construção destas barreiras, na presente dissertação é estudado o melhoramento da capacidade de confinamento hidráulico destes materiais após tratamento com pequenas percentagens de bentonite (2%, 4% e 6%).
Na recolha bibliográfica efectuada não foram encontrados estudos sobre o desempenho hidráulico de misturas de finos de pedreira com bentonite, embora existam com solos naturais, principalmente areias.
O programa experimental começou por contemplar o estudo das propriedades índice (composição granulométrica e limites de consistência) e físicas (qualidade dos finos, expansibilidade e relação peso volúmico seco - teor em água de compactação) das misturas. A avaliação do melhoramento do desempenho hidráulico das misturas em relação ao dos finos, envolveu o estudo da k de doze provetes, seis de cada uma das pedreiras, compactados com teor em água 2% inferior ao teor em água óptimo, pelos métodos Proctor normal e modificado. A observação ao microscópio electrónico de varrimento permitiu caracterizar a microestrutura das misturas e dos finos de uma das pedreiras. Os resultados obtidos evidenciam que o melhoramento do desempenho hidráulico dos finos com a bentonite é mais eficiente com os da pedreira de Famalicão do que com os da pedreira de Cervães e que só nas misturas de Famalicão é atingido o objectivo proposto.An ongoing research program, under a Protocol established between LNEC and Mota-Engil Company (ME Company), in which FCUL also participates, intends the recycling of fine grained-materials from two granite quarries of ME Company for application in the construction of transport infrastructures and geotechnical works. The results obtained so far show that their hydraulic conductivity, k, is low but not enough for application in the construction of hydraulic barriers, where the minimum required is k ≤ 1x10-9m/s.
In order to assess the feasibility of applying those fine-grained materials on the construction of such barriers, this thesis focuses on the improvement of the hydraulic containment capacity of these materials after treatment with small percentages of bentonite (2%, 4% and 6%).
A review of the available literature has yielded no studies on the hydraulic performance of quarry fines with bentonite, although there are studies using natural soils, especially sands.
The experimental program started with the study of the index properties (particle size distribution and consistency limits) and physical properties (blue methylene adsorption, swelling and unit weight of dry soil – moisture content of compaction) of the mixtures. Comparative assessment of the improvement of the hydraulic performance of the mixtures and the fine-grained materials from the quarries involved the study of the k parameter for twelve specimens, six from each quarry, compacted with moisture content 2% below the optimum moisture content, according to both standard and modified Proctor methods. Scanning electron microscopy has made possible the study of the microstructure of both the mixtures and the fine-grained materials from one of the quarries.
The data obtained show that the improvement of hydraulic performance of the fine-grained materials with the bentonite is more efficient in the Famalicão quarry fines than in the Cervães quarry fines, so the aim of the present study can only be achieved in the mixtures from Famalicão quarry fines
