THE INFLUENCE OF SAND AND CEMENT ON THE LATERITIC SOIL COMPACTION WITH IRON ORE TAILINGS

Abstract

The characteristics of lateritic soils vary significantly, depending on the laterization process they have undergone. Due to this diversity, physicochemical and mechanical tests may be necessary to assess the feasibility of using it. This research aimed to characterize the soil and sedimented iron ore tailings (IOT) and analyze, through compaction tests, the influence of the Portland cement and the sand in the mixtures used for rammed earth (RE) construction. Three groups were proposed for compaction tests: Group 1 (reference – only soil), Group 2 (40% sand + soil), and Group 3 (40% sand + 2.5% Portland cement). Each group consisted of five mixtures with varying content of soil replacement by IOT. The results showed that, although Groups 2 and 3 increased the maximum dry density values in the mixtures without IOT compared to Group 1, the mixtures did not reach the minimum requirements specified by the Brazilian standard for RE. Additionally, the mixtures without IOT presented high optimal moisture content. The use of IOT in mixtures positively reduced the optimum water content and increased the dry density values, which are important parameters to RE production.

As características dos solos lateríticos variam significativamente, dependendo do processo de laterização a que foram submetidos. Devido a essa diversidade, análises físico-químicas e mecânicas podem ser necessários para avaliar a viabilidade. Esta pesquisa teve como objetivo caracterizar o solo e os rejeitos de minério de ferro sedimentados (RMF) e analisar, por meio de testes de compactação, a influência do cimento Portland e da areia nas misturas usadas para a taipa de pilão. Três grupos foram propostos para os testes de compactação: Grupo 1 (referência), grupo 2 (40% de areia) e grupo 3 (40% de areia e 2,5% de cimento Portland). Cada grupo consistia em cinco misturas com conteúdo variável da substituição do solo pelo RMF. Os resultados mostraram que, embora os Grupos 2 e 3 tenham aumentado os valores máximos de densidade seca nas misturas sem RMF em comparação ao Grupo 1, as misturas não atingiram os requisitos mínimos especificados pela norma brasileira de taipa de pilão. Além disso, as misturas sem RMF apresentaram elevado teor de umidade. O uso do RMF em misturas reduziu a quantidade de água ótima para compactação e aumentou os valores de densidade seca, que são parâmetros importantes para a produção da taipa de pilão.

Las características de los suelos lateríticos varían significativamente, dependiendo del proceso de laterización al que hayan sido sometidos. Debido a esta diversidad, pueden ser necesarios análisis físico-químicos y mecánicos para evaluar la viabilidad. Esta investigación tuvo como objetivo caracterizar el suelo y los residuos de mineral de hierro sedimentados (RMF) y analizar, a través de pruebas de compactación, la influencia del cemento Portland y de la arena en las mezclas utilizadas para la tierra apisonada. Se propusieron tres grupos para las pruebas de compactación: Grupo 1 (referencia), Grupo 2 (40% de arena) y Grupo 3 (40% de arena y 2,5% de cemento Portland). Cada grupo consistía en cinco mezclas con contenido variable de sustitución del suelo por RMF. Los resultados mostraron que, aunque los Grupos 2 y 3 aumentaron los valores máximos de densidad seca en las mezclas sin RMF en comparación con el Grupo 1, las mezclas no cumplieron con los requisitos mínimos especificados por la norma brasileña de tierra apisonada. Además, las mezclas sin RMF presentaron un alto contenido de humedad. El uso de RMF en las mezclas redujo la cantidad de agua óptima para la compactación y aumentó los valores de densidad seca, que son parámetros importantes para la producción de tierra apisonada.