A estabilização ou melhoramento químico dos solos possui importante relevância na engenharia geotécnica. Modifica certas características dos solos tais como, teor de umidade, resistência mecânica, durabilidade, e outras, de maneira a melhorar o seu comportamento, tornando-os capazes de responder de forma satisfatória às solicitações previstas. No entanto, para atender a estas solicitações, é necessário conhecer o comportamento químico e mineralógico que ocorre durante as reações de estabilização do solo. O objetivo desta pesquisa é entender o comportamento dos aspectos químicos e mineralógicos que ocorrem em um solo fino proveniente da Estação de Tratamento de Água (ETA) da Universidade Federal de Viçosa (UFV) tratado quimicamente mediante incorporação de lama de cal. Para tal, as análises químicas foram realizadas de acordo com os procedimentos da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA, 1997) e a análise mineralógica do solo foi realizada via difração de raios X, utilizando duas frações de solo separadas pela peneira de 53 µm. Como resultado comprovou-se a basicidade do estabilizante químico e quantificou-se as somas de bases responsáveis pelas reações de troca catiônica na mistura solo-lama de cal que visa promover a melhora da sua trabalhabilidade. Estes resultados destacam o potencial da estabilização com lama de cal como uma técnica eficaz para melhorar as propriedades do solo, tornando-o mais adequado para diversas aplicações em engenharia civil e geotécnica.