CARACTERÍSTICAS DO SOLO PARA EXECUÇÃO DE TAIPA - PARTE II

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1 CARACTERÍSTICAS DO SOLO PARA EXECUÇÃO DE TAIPA - PARTE II Jorge de Brito, Professor Associado c/ Agregação IST 4. Plasticidade A plasticidade é determinante para avaliar a apetência dos solos para a construção em terra e fundamental quanto à técnica construtiva a adoptar. Ao caracterizar o comportamento para diferentes percentagens de água, é possível quantificar o teor em água correcto, para que um solo: seja moldável sem alterar o volume ou fragmentar (estado plástico); tenha um comportamento fluido ou semelhante ao de um líquido (estado líquido); seque sem que o seu volume se modifique (limite de retracção). Ainda que de uma forma indirecta, é também identificável a consistência dos solos ou a sua capacidade em absorver água (índice de plasticidade), o coeficiente de actividade (actividade da argila) e a amplitude da variação volumétrica (retracção relativa). O índice de plasticidade obtém-se pela diferença de valores entre o limite de liquidez e o de plasticidade. Um valor elevado deste índice indica que o solo tem grandes quantidades de argila ou argilas muito activas (terras gordas), o que, em termos construtivos, implica a utilização de teores em água superiores e uma maior probabilidade de fissuração por retracção. Por outro lado, um baixo índice indica que os solos são bastante arenosos e com pequenas quantidades de argila (terras magras), o que, ao nível da construção, se traduz numa fraca coesão. A classificação do tipo de plasticidade facilita a selecção da técnica de construção em terra que mais potencia o solo disponível, evitando-se desta forma trabalhos inúteis e onerosos, como a correcção granulométrica ou a utilização de grandes quantidades de agentes estabilizantes. O trabalho de investigação desenvolvido pelo CRATerre [5] nesta área, suporte de regulamentação para as construções em terra de diversos países, estabelece em forma de gráfico uma correlação entre os valores do limite de liquidez, limite de plasticidade e índice de plasticidade com a técnica mais adequada ou o tipo de estabilização mais conveniente (Figura 6). Os solos com um elevado índice de plasticidade são mais adequados para técnicas que utilizam um maior teor em água, ou seja, aquelas em que se utiliza o solo no estado plástico, como no adobe. Solos com baixo índice de plasticidade estão mais aptos para técnicas que introduzam meios de consistência inicial (compactação e agentes estabilizantes), como é o caso da taipa. De acordo com o guia de estabilização do CRATerre, a um elevado índice de plasticidade deve corresponder um agente estabilizante com características pouco ligantes, normalmente a cal, ou uma estabilização com fibras, de forma a reduzir a fendilhação. Pelo contrário, para um baixo índice de plasticidade, deve-se recorrer a um estabilizante fortemente ligante (betume), ou utilizar maiores percentagens de um ligante intermédio, como o cimento.

2 Figura 6 - Gráfico guia do CRAterre para estabilização dos solos [6] 4.1 Taipa natural Houben e Guillaud (1994) [5] propõem, para a taipa natural, um limite de liquidez compreendido entre 25 e 50% (preferencialmente 30-35%), um limite plástico entre 10 e 25% (preferencialmente 12-22%) e um índice de plasticidade com valores entre 25 e 29%. No entanto, o intervalo para os diversos valores propostos é bastante abrangente e nem sempre consensual. Para Alley (1948), o índice de plasticidade deverá situar-se perto de 6%, o que constitui um valor bastante baixo, comparado com as propostas de outros autores. De acordo com o Standards Australia (2002) [6], os solos mais aptos para a taipa natural são similares aos do BTC e só devem ter a quantidade suficiente de argila para dar coesão ao solo, sem reduzir a eficácia da construção (Quadro 2). Quadro 2 - Solos para taipa natural [6] Apropriados Proporções de areia + gravilha 45 a 75% (diâmetro máximo entre 6 e 20 mm) Proporção de silte 10 a 30% Proporção de argila Até 20% Índice de plasticidade Inferior a 15-30% (limite de liquidez < 40%) A camada superficial do solo; solos muito expansivos; sais dissolvidos em quantidade suficiente para reduzir a capacidade dos solos de resistir às forças de compressão e a durabilidade da construção. Na maioria dos casos, os solos disponíveis não apresentam a estrutura ideal para a construção em terra, quer ao nível da granulometria e do coeficiente de actividade da argila, quer ao nível do comportamento face às forças de compressão e da durabilidade. Se um solo com elevadas quantidades de argila pode ser corrigido adicionando-se gravilha (com diâmetro aproximado de 10 mm), a maioria dos solos necessitam de ser estabilizados, seja com cimento, cal, betume,

3 fibras ou silicato de sódio. Normalmente, o agente estabilizante mais utilizado é o cimento portland, em quantidades que oscilam entre 4 e 12%, valores em massa. 4.2 Taipa estabilizada com cimento Os solos para a construção em taipa estabilizada com cimento devem ter quantidades limitadas de argila, de forma a assegurar a durabilidade e a estabilidade das construções. No entanto, a quantificação da argila existente no solo (teste de sedimentação), por si só, não é suficiente para avaliar o seu comportamento à água, já que a existência de argilas com diferentes graus de reactividade implica a utilização de testes mineralógicos mais rigorosos. No Standards Australia (2002), são propostas as características aceitáveis para a construção em terra estabilizada com cimento (Quadro 3). Quadro 3 - Solos para taipa estabilizada com cimento [6] Apropriados Proporções de areia + gravilha 45 a 80% (diâmetro máximo entre 6 e 20 mm) Proporção de silte 15 a 30% Proporção de argila Até 25% Índice de plasticidade 2 a 22% (limite de liquidez < 40%) A camada superficial do solo; percentagens de matéria orgânica superiores a 1 ou 2%; solos muito expansivos; sais dissolvidos em quantidade suficiente para reduzir a capacidade dos solos de resistir às forças de compressão e a durabilidade da construção. 4.3 Taipa estabilizada com cal Embora a cal aérea não tenha, actualmente, um uso muito significativo na construção em taipa, as suas características permitem antever a sua revalorização [4]. É que enquanto que o cimento actua como ligante junto das partículas de maior dimensão dos solos, a cal aérea reage quimicamente com os minerais de argila, dando origem a um aumento dos agregados da fracção fina. Em estudos já efectuados, a cal deve ser utilizada, sobretudo, na estabilização de solos expansivos (Venkatarama & Lokras, 1998) e em quantidades que tendem a aumentar com o coeficiente de actividade da argila (Houben & Guillaud, 1994; Montgomery, 1998; Norton, 1997). A actual utilização da cal é normalmente combinada com o cimento, já que, quando os solos contêm coeficientes de actividade da argila demasiado elevados para a estabilização com cimento, é frequente proceder à acção combinada dos dois agentes. Enquanto que o cimento aumenta a resistência à compressão, a cal diminui a reactividade das argilas, aglomerando-as. De acordo com o Standards Australia (2002), os solos estabilizados com cal devem apresentar as características indicadas no Quadro 4.

4 Quadro 4 - Solos para taipa estabilizada com cal [6] Apropriados Proporções de areia + gravilha 5 a 70% (diâmetro máximo entre 10 e 12 mm) Proporção de silte 10 a 60% Proporção de argila 20 a 60% Índice de plasticidade 20 a 30% (limite de liquidez entre 35 e 50%) A camada superficial do solo; proporções de material fino (argila + silte) inferiores a 30%; percentagens de matéria orgânica superiores a 20%; solos com presença excessiva de sulfatos. 4.4 Taipa estabilizada com betume A estabilização com betume permite aumentar a resistência dos solos à presença da água e melhorar o comportamento mecânico das construções. Para a utilização do betume, é normalmente necessária muita água, pois só é possível uma distribuição homogénea através da mistura de solventes, pela dispersão numa emulsão ou aquecendo-o, o que torna este agente mais adequado para a estabilização de solos a utilizar no estado plástico. É no entanto possível utilizá-lo na construção em taipa quando não diluído. Para o Standards Australia (2002), a estabilização com betume adequa-se melhor a solos predominantemente arenosos (Quadro 5). Quadro 5 - Solos para taipa estabilizada com betume [6] Apropriados Proporções de areia + gravilha 60 a 90% (diâmetro máximo de 6 mm) Proporção de silte 15 a 30% Proporção de argila 5 a 10% Índice de plasticidade 0 a 10% (limite de liquidez entre 25 e 35%) A camada superficial do solo; solos muito expansivos; solos alcalinos; solos com a presença de muita matéria orgânica ou de sulfatos; sais dissolvidos em quantidade suficiente para reduzir a capacidade dos solos de resistir às forças de compressão e a durabilidade da construção (limite proposto de 0,25%). 4.5 Taipa estabilizada com fibras Apesar de, tal como o betume, a utilização das fibras ser mais adequada para a estabilização de solos aplicados no estado plástico, essa apetência tem géneses diferentes. Enquanto que, no caso do betume, surge pela necessidade de o dissolver em água para o misturar com o solo, no caso das fibras é o próprio solo que, contendo elevadas quantidades de argila, necessita de valores superiores de teor em água para ser trabalhado. A estabilização com fibras permite reduzir ou evitar a fissuração durante o processo de secagem e aumentar a resistência mecânica. Não constituindo um agente muito utilizado na construção em taipa, é, em todo o caso, relevante comparar as diferentes características que cada solo apresenta e os agentes estabilizantes mais adequados, propostos no Standards Australia (2002) (Quadro 6):

5 Quadro 6 - Solos para taipa estabilizada com fibras [6] Apropriados Proporções de areia + gravilha 30 a 80% (diâmetro máximo de 20 mm) Proporção de silte 10 a 30% Proporção de argila 10 a 30% Índice de plasticidade 15 a 35% (limite de liquidez entre 30 e 50%) A camada superficial do solo; solos muito expansivos. 5. Referências [1] Rogério Galante, A Construção em Taipa e a Reciclagem de Materiais, Relatório de estágio para a obtenção do Grau de Licenciado em Arquitectura, IST, Lisboa, [2] António Eusébio, Reabilitação e Melhoramento de Paredes de Terra Crua - Taipa, Dissertação de Mestrado em Construção, IST, Lisboa, [3] Jorge de Brito e Inês Flores, Paredes em Terra Crua, Folhas da Disciplina de Tecnologia da Construção de Edifícios, Mestrado em Construção, IST, Lisboa, [4] Vasilios Maniatidis e Peter Walker, A Review of Rammed Earth Construction, University of Bath, Bath, [5] Hugo Houben e Hubert Guillaud, Traité de Construction en terre, CRAterre, França, [6] Standards Australia, The Australian Earth Building Handbook, Sydney, 2002.