This study investigated the use of ladle furnace slag fines (F_LF) for soil stabilisation. It contributes to the current state-of-the-art by comparing the effects of F_LF on engineering properties of clayey and sandy soils, evaluating the effects of different curing periods on mechanical performance of soil-F_LF mixtures, and investigating the resilient behaviour of the stabilised tropical soils. The present experimental programme covers the characterisation of F_LF and soils, compaction, unconfined compression, diametral compression, CBR, and resilient modulus tests of soil-F_LF mixtures. F_LF provided increases in mechanical properties of both soils in all tests. Some highlights are the improvements in the CBR index of the clayey soil from 8% to 44%, and the sandy soil from 7% to 140%, together with significant reductions in CBR swelling and improvements in the resilient behaviour. The benefits can be mainly attributed to improvements in cementitious reactions, cation exchange capability, and the filler effect provided by F_LF.

Steelmaking wastes have been reused in civil construction to decrease environmental damages. This work evaluated the use of fines of oxidising electric arc furnace (EAF) steel slag (F_EAF) as stabilising agents of two different soils Tests for geotechnical characterisation of soils and chemical, physical, and morphological characterisation of F_EAF were carried out. Natural soils and soil-F_EAF mixtures were subjected to standard Proctor compaction, unconfined compression strength (UCS), California Bearing Ratio (CBR), and resilient modulus (RM) tests. F_EAF provided UCS increases up to 128%, maximum dry density increases up to 6% and optimal moisture content reductions up to 10%. The highest improvements were provided by 15% of F_EAF (UCS increases from 7 to 56 days of A-7-5(19) and A-2-7(0) soils were 60% and 21%, respectively). Regardless of the curing period, CBR index of A-7-5(19) soil with 15% F_EAF was 60–65% of CBR index of A-2-7(0) soil containing 15% F_EAF. Similar reductions (27–29%) in CBR swelling were observed in both soils. Incorporation of 15% F_EAF into A-7-5(19) and A-2-7(0) soils provided RM increases of 30% and 45%, respectively. Mechanical properties increases were attributed to filler effects and improvements in cementitious reactions F_EAF improved soils’ performance, enabling their use in pavement design and earthworks.

Geomechanical properties of mixtures of iron ore tailings improved with Portland cement

RESUMO Esta pesquisa teve por objetivo principal avaliar a influência do tipo de geotêxtil de reforço, solo, posição de inserção do reforço geossintético e energia de compactação no comportamento mecânico de solos reforçados com geotêxtil. Esta avaliação foi baseada nos resultados dos ensaios de Resistência à Compressão Não Confinada (RCNC) e de Resistência ao Cisalhamento Direto (τpico). Para a avaliação da influência desses fatores no comportamento mecânico, utilizaram-se testes não-paramétricos, conforme o número de amostras de cada fator. Foram aplicados os testes de Kruskal-Wallis para os fatores “solo” e “tipo de geotêxtil” e de Mann-Whitney para os fatores “posição de inserção do geotêxtil” e “energia de compactação”. De um modo geral, os resultados não mostraram diferenças significativas de RCNC dos solos reforçados comparativamente aos não reforçados. Para o cenário que envolveu a avaliação do comportamento de diferentes solos reforçados, a diferença entre os resultados foi dependente da mobilização do reforço. Em relação aos distintos geotêxteis aplicados e às diferentes posições de localização destes elementos, notou-se que tais fatores não exerceram efeitos estatisticamente significantes sobre o parâmetro RCNC. Quando analisadas as diferentes energias de compactação, observou-se que o aumento dessa energia levou ao incremento do contato do geossintético com o solo, aumentando as forças de atrito de interface e gerando maiores acréscimos de RCNC. Quando analisados os resultados referentes aos ensaios de resistência ao cisalhamento direto, percebeu-se que as mudanças de energia de compactação, solo e tipo de geotêxtil não apresentaram diferença estatisticamente significante sobre o parâmetro τpico e que a inserção de diferentes geotêxteis nos distintos solos estudados não promoveu completa interação entre os materiais, proporcionando a deficiência do atrito de interface.