CONSTRUÇÃO COM TIJOLOS CRUS DE SOLO CIMENTO ESTABILIZADO

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1 CONSTRUÇÃO COM TIJOLOS CRUS DE SOLO CIMENTO ESTABILIZADO Bolsista: João Mauricio Fernandes de Souza Orientador: Prof. José Dafico Alves RESUMO No Brasil existem sérios problemas ambientais no que se refere à extração indiscriminada de recursos naturais e à constante geração de resíduos agroindustriais. Buscando soluções que minimizem esta degradação ambiental, o presente trabalho pesquisou misturas de solo + cimento + resíduo agroindustrial, sendo utilizado, como recurso natural, o solo; como estabilizante, o cimento e a cal; e, como resíduo agroindustrial, as raspas de borracha de pneus e fino de pedreira. O objetivo deste trabalho foi estudar os efeitos da adição de combinações de (cimento:cal:solo:resíduo) nas propriedades físico-mecânicas, bem como avaliar a viabilidade técnica da confecção desses tijolos com solo predominantemente de cerrados. Para tal, foram realizados ensaios de limite de liquidez, limite de plasticidade, análise textural e compactação normal de Proctor a escolha do melhor solo a ser utilizado dentre 4 amostras de solo predominantes no cerrado brasileiro. A partir deste estudo preliminar, foi escolhido um dos solos para ser utilizado para a confecção de tijolos para posterior caracterização físico-mecânica. Foram moldados ainda tijolos compostos apenas de cimento:cal: solo para servirem de testemunha em relação aos outros traços propostos. Não foi possível obter resultados satisfatórios tendo as raspas de borracha de pneus como aglomerante. A avaliação dos corpos-de-prova de (cimento:cal:solo) e (cimento:cal:solo:fino de pedreira), consistiu na aplicação dos ensaios de compressão simples aos 7 dias, de absorção d água. Depois de determinadas e estatisticamente analisadas as principais características físicas e mecânicas das misturas de (cimento:cal:solo) e (cimento:cal:solo:fino de pedreira) pôde-se concluir que a resistência dos tijolos aos 28 dias apesar de estar um pouco abaixo do recomendado pela ABNT e absorção de água ter ficado bem próxima ao ideal, o fino de pedreira apresentou-se como promissor material para utilização na fabricação de tijolos prensados a serem utilizados em construções e instalações rurais e que ainda é preciso aprofundar os estudos em relação a adição de raspas de borracha de pneus a alvenaria compostas por solo-cimento. PALAVRAS-CHAVE: materiais alternativos de construção, resíduos, solo-cimento. INTRODUÇÃO Apesar de todo ser humano ter direito à moradia, ainda continua sendo um grande obstáculo para maioria da população mundial o acesso a um local digno para viver com um mínimo de conforto e dignidade. A natureza oferece materiais em abundância para construir habitações. O que falta é uma divulgação maior de tecnologias apropriadas para se utilizar os vários produtos naturais na construção de casas e abrigos. É um problema que só poderá ser

2 resolvido com investimentos em novas tecnologias e equipamentos mais simplificados para que as comunidades possam construir suas casas. Hoje temos as construções convencionais com tecnologias de ponta e as não convencionais com tecnologias e materiais não convencionais. Nesta segunda categoria, além de serem as mais econômicas são também as que podemos definir como mais ecologicamente corretas. O solo foi um dos primeiros materiais de construção empregados pelo homem. Datase que há cerca de dez mil anos começaram as primeiras edificações para abrigar o homem das intempéries, com a utilização de solo, pedras, madeiras e palhas. No Brasil, a prática também é antiga, principalmente no meio rural e regiões interioranas, sendo destaque a utilização do solo para produzir o adobe, pau-a-pique e taipa de pilão. Porém, com o advento da tecnologia e industrialização, a terra se tornou um material construtivo secundário e de baixo valor comercial e cultural. Visando soluções que minimizem esta degradação ambiental e ao mesmo tempo reduzam os custos do produto final, há a necessidade do desenvolvimento e materiais e técnicas que utilizem racionalmente os recursos naturais, que necessitem de pouco investimento financeiro, gerem tecnologias apropriadas, busquem conteúdo energético de fontes próximas ao local da construção e aproveitem os materiais residuais para redução da queima ou lançamento em locais e condições inadequadas. Neste âmbito, diversos pesquisadores têm estudado o resgate do solo como componente construtivo; porém, para a melhoria do seu comportamento, sob o ponto de vista de aplicação à engenharia, diversos produtos têm sido adicionados a ele, conferindo ótimos resultados para aplicação em construções rurais. Ainda concentrada na fabricação de um material de menor impacto ambiental, a utilização conjunta de resíduos e matrizes cimentantes tem-se mostrado um caminho em potencial, pois além da redução de descarte ou queima dos resíduos, estes acabam substituindo parcialmente algumas matérias-primas convencionais. O objetivo deste trabalho foi produzir tijolos de solo estabilizado para construções econômicas, visando utilizar várias alternativas de estabilização de forma à obtenção de um produto com desempenho adequado e mais econômico possível. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA SOLO-CIMENTO Solo O solo é componente de maior proporção na mistura, devendo ser selecionado de modo que se possibilite o uso da menor quantidade possível de cimento. O critério para escolha do melhor solo para o experimento deve ser baseado nos preceitos das normas ABNT NBR 10832, cujos requisitos são apresentados na tabela 1. TABELA 1. Critérios da seleção de solo para a fabricação dos componentes de alvenaria

3 CARACTERÍSTICA REQUISITOS (%) % de solo que passe na peneira 4,8 mm (n 4) 100 % de solo que passe na peneira 0,075 mm (n 200) Limite de liquidez 45 Limite de plasticidade 18 Fonte: ABCP (1985). De acordo com a ABCP (1985), o índice de plasticidade e o limite de liquidez são limites entre os quais o solo se encontra na sua fase plástica. Já o limite de liquidez é o valor que determina se um solo se apresenta com uma umidade muito elevada a ponto de ficar num estado de um fluido muito denso. Este limite é determinado através do ensaio feito pelo aparelho de Casagrande, onde é colocada uma amostra de solo e feito um sulco na mesma por meio do bisel e logo após aplica-se golpes com altura de 1,0 cm e intensidades constantes; daí o Limite de Liquidez (LL) se dará com o teor de umidade do solo para o qual o sulco acima citado, se fecha com 25 golpes. Os solos que contenham quantidade de argila e silte superior a 50% em sua composição não são aconselháveis. Os solos arenosos requerem, quase sempre, menores quantidades de cimento do que os argilosos e siltosos; devem ser evitados solos que contenham matéria orgânica, pois esta pode perturbar a hidratação do cimento e, conseqüentemente, a estabilização do solo matéria prima (ABIKO, 1984). Fundamentos da estabilização do solo A estabilização do solo consiste em modificar as características do sistema soloágua-ar com a finalidade de se obter propriedades necessárias a uma aplicação particular. Agentes estabilizadores como o cimento, a cal, aditivos químicos, fibras vegetais ou mesmo a estabilização granulométrica, vêm sendo utilizados em larga escala para esta finalidade. Na estabilização do solo com cimento ocorrem reações de hidratação dos silicatos e aluminatos presentes no cimento, formando um gel que preenche parte dos vazios da massa e une os grãos adjacentes do solo, conferindo a ele resistência inicial; paralelamente, ocorrem reações iônicas que provocam a troca de catíons das estruturas argilominerais do solo com os íons de cálcio provenientes da hidratação do cimento adicionado. Devido a esta troca, o solo torna-se mais granular, a adesividade é reduzida e a sensibilidade à variação de umidade e a variação volumétrica se torna menores (MILANI, 2005). Características do solo-cimento compactado De um modo geral, solos de granulometria não uniforme são ideais, pois além de requererem menor teor de estabilizante, os espaços existentes entre os grãos maiores são preenchidos por partículas menores do próprio solo e, neste caso, os produtos formados das reações de solo-aditivo, ao invés de preencher os vazios, agem de forma integral na ligação

4 entre os grãos. Quando a granulometria do solo não é adequada, pode-se corrigi-la adicionando-se outros tipos de solo, (SOUSA e BARBOSA, 2000). O teor ótimo de cimento a ser adicionado ao solo depende dos critérios técnicos (resistência, durabilidade) que se pretende alcançar, sendo que as propriedades físicomecânicas (resistência à compressão, absorção de água e durabilidade) do sistema solocimento compactado esta intimamente relacionada às condições de cura (umidade e temperatura) e compactação (PICCHI et al., 1990). Os requisitos segundo a ABNT (1985), afirma que a quantidade de cimento necessária para a fabricação dos tijolos será a que lhes conferir o valor médio de resistência à compressão igual a 2,0 MPa (20 kgf/cm²), de modo que nenhum dos valores individuais esteja abaixo de 1,7 MPa (17 kgf/cm²), com idade mínima de 7 dias. A absorção de água não deve ser superior a 20%, nem apresentar valores individuais superiores a 22%. Os ensaios devem ser realizados de acordo com a NBR Solo-cimento como material de construção Segundo a ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND ABCP (1985), o solo-cimento é o produto resultante da mistura íntima de solo, cimento Portland e água que compactados na umidade ótima e sob a máxima massa específica seca, em proporções previamente estabelecidas, adquire resistência e durabilidade através das reações de hidratação do cimento. A figura 1 mostra os ingredientes básicos para produção de tijolo de solo estabilizado com cimento: Fonte: SAHARA (2008) FIGURA 1. Componentes da mistura solo-cimento. A ABCP (1985), afirma que as principais vantagens dos tijolos solo-cimento são: a) Pode, em geral, ser produzido com o próprio solo local e no canteiro de obras, reduzindo ou eliminando o custo de transporte; b) a regularidade de suas formas, a planeza e a lisuras de suas faces requerem argamassas de assentamento e de revestimento de espessura mínima e uniforme; c) pode dispensar o uso de revestimento, desde que protegido da ação direta da água, sendo, portanto, recomendável para paredes com tijolos a vista; d) não consome combustível na fabricação, por dispensar a queima; e, e) utiliza basicamente mão-de-obra não especializada.

5 FINOS DE PEDREIRA Atualmente 90% da produção nacional de areia natural, no Brasil, é obtida a partir da extração em leito de rios e os 10% restantes, de outras fontes como, várzeas, depósitos lacustres, mantos de decomposição de rochas, pegmatitos e arenitos decomposto, (ALMEIDA e SILVA, 2005). A exaustão de áreas próximas aos grandes centros consumidores, a restrição desta atividade extrativa pelos órgãos de fiscalização ambiental, tem resultado na exploração de areia em locais cada vez mais distantes dos grandes centros urbanos (LIMA, 2004) e, considerando-se ainda o incremento dos custos de transporte, limites de peso transportado por eixo e aumento das distâncias de carga, causando a elevação do custo final do produto e degradação em outras áreas (TERRA, 2000). Diante disso, diversos pesquisadores propuseram-se a estudar a viabilidade de produzir à areia artificial a partir dos finos de pedreiras que antes ficavam empilhados nos pátios sem destinação adequada, poluindo o ar e os cursos d água. Segundo MENDES e SOARES (2000), os finos de pedreira caracterizam-se por serem materiais granulometricamente situados abaixo da fração 4,8 mm (peneira n 4 da série Tyler), derivados do processo de perfuração, detonação e principalmente, de redução granulométrica e peneiramento de rochas utilizadas para a produção de brita e que em instalações típicas de britagem, a porcentagem de produção destes materiais podem alcançar a marca de 15% do total de material britado, estando condicionada ao equipamento britador e às características da rocha britada. Os principais problemas ambientais associados à produção e estocagem destes resíduos dizem respeito à alta concentração de material particulado em suspensão na atmosfera, ao assoreamento e turvamento de cursos d água, ao desconforto visual causado pelas pilhas de estocagem e à inutilização de áreas potencialmente férteis. Os solos mais apropriados para serem utilizados nas misturas de solo-cimento são aqueles de constituição, predominantemente, arenosa (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND, 1986; ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 1992). PISSATO E SOARES (2006), adicionaram finos de pedreira ao solo superficial com o intuito de corrigir, granulometricamente, a mistura e melhorar as características do solo argiloso e, assim preparar o solo-cimento de forma, economicamente viável, utilizando menores quantidades de cimento para estabilização, como proposta pela ABCP (1986), obtendo resultados no ensaio de compressão simples superiores ao valor mínimo de 2,1 MPa admitido pela ABNT (1992) para solo-cimento e concluíram ainda que a quantidade acrescentada de finos de pedreira levou a um aumento proporcional na resistência da mistura de solo-cimento, apontando que quanto maior for a quantia de finos, menor será o teor de cimento necessário para a estabilização demonstrando que a utilização dos finos de pedreira na adição ao solo-cimento é uma alternativa viável e pode permitir a sua aplicação em locais com solo predominantemente argilosos.

6 RASPAS DE PNEUS O destino final de pneus fora de uso tem se tornado um grande problema para o Brasil; uma vez que, 100 milhões de pneus velhos encontram-se espalhados em aterros, terrenos baldios, rios e lagos. Em aterros os pneus produzem criadouros de mosquitos que podem espalhar doenças e freqüentemente constituem perigos de incêndios (TRIGO, 2005). Para SILVA (2007), a reciclagem é uma das propostas que mais ganha estímulo como forma de combater os problemas citados. No entanto, reciclar pneus chamados inservíveis ainda é um desafio. Como possibilidade de reaproveitamento, o pó e as raspas de pneus velhos gerados na recauchutagem têm sido introduzidos como adições no concreto, visando à melhoria de certas propriedades como: tenacidade e resistência ao impacto, isolamento térmico e acústico. De acordo com MARTINS e AKASAKI (2005), as raspas de pneus são obtidas basicamente da banda de rodagem de pneus que são submetidos ao processo de recauchutagem. Neste processo é feita a raspagem mecânica da banda de rodagem para que a carcaça do pneu fique apta a sofrer efetivamente o processo de recauchutagem (aderência de uma nova banda de rodagem) e então retorne ao uso. A quantidade de borracha utilizada na mistura também altera o resultado final, pois de acordo com GÜNEYISI et al. (2004, apud FREITAS, 2007) em um estudo experimental no desenvolvimento de misturas de concreto com borracha, ao investigarem a resistência à compressão, resistência à tração e módulo de elasticidade, concluíram que a quantidade de borracha não deve exceder 25% no volume total de agregado devido à severa redução na resistência e que apesar da baixa resistência, a substituição dos agregados por borracha confere propriedades mecânicas interessantes em argamassas à base de cimento, pois as partículas de borracha atuam como "inibidoras" das fissuras permitindo maior deformação para argamassas de cimento antes da localização da macrofissura. A maioria dos estudos sobre a aplicação das raspas de borracha de pneu apresenta queda nas propriedades mecânicas estudadas, principalmente na resistência a compressão. Entretanto, não é o seu caráter químico que restringe sua utilização, mas sim as alterações físicas que ele causa nas misturas à base de cimento ao ser incorporado (TRIGO, 2008). De modo geral, pode-se concluir que as composições adicionadas de borracha de pneu são indicadas para uso em elementos que exijam baixa resistência mecânica, menor peso e absorção de água, bom isolamento térmico e acústico, além de boa resistência ao impacto. CAL De acordo com CRISTELO (2001), a estabilização de solos com cal produz melhorias significativas na textura e estrutura do solo, reduzindo a plasticidade e originando aumentos na resistência mecânica. Por outro lado, o aumento de resistência desenvolvido na mistura solocal está diretamente associado à redução substancial do seu potencial de deformação.

7 A adição de cal ao solo provoca floculação de suas partículas e, conseqüentemente, alterações nas suas propriedades geotécnicas, as quais, de acordo com VALENCIANO (1999), são as seguintes: aumento do limite de plasticidade e diminuição do limite de liquidez e do índice de plasticidade; achatamento das curvas de compactação, com aumento do teor de umidade ótima e diminuição do peso específico aparente seco máximo, além de aumento da resistência, durabilidade e estabilidade volumétrica. MATERIAIS E MÉTODOS O experimento foi conduzido no Laboratório de Concreto na Unidade Universitária de Ciências Exatas e Tecnológicas (UnUCET) da Universidade Estadual de Goiás, Anápolis-GO. SOLO Foram colhidas 4 frações de solos típicos de cerrado em diferentes setores da Agência Rural de Anápolis - GO, passantes na peneira 4,80 mm de abertura de malha. As amostras foram peneiradas, secas ao ar e acondicionadas em sacos especiais até o momento de serem utilizadas. Os ensaios de caracterização das frações de solo foram realizados em conformidade com as Normas Brasileiras pertinentes, a seguir descritas: NBR Amostras de solo Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização (ABNT, 1986a); NBR Solo - Determinação do limite de liquidez (ABNT, 1984c); NBR 6508 Determinação da massa específica dos grãos de solo (ABNT,1984b); NBR 7180-Solo - Determinação do limite de plasticidade (ABNT, 1984d); NBR Solo - Análise granulométrica (ABNT, 1984a); NBR Solo - Ensaio de compactação normal de Proctor (ABNT, 1986b); O critério para escolha do melhor solo para o experimento foi baseado nos preceitos das normas ABNT NBR e ABNT NBR CIMENTO PORTLAND Foi utilizado Cimento Portland CP IV 32 com pozolana cujas características físicas, químicas e mecânicas atenderam aos requisitos da norma NBR 5736 (ABNT,1991) como pode ser visto na tabela 02. TABELA 2. Características físicas e químicas do cimento portland CP IV 32. CP IV-32 Especificações ABNT ENSAIOS FÍSICOS Blaine (cm²/g) - NBR NM 76 Tempo de início de pega (h:min) >1 NBR NM 65 Tempo de fim de pega (h:min) <12 NBR NM 65 Finura na peneira # 200 (%) <8,0 NBR 11579

8 Finura na peneira # 325 (%) - NBR 9202 Expansibilidade a quente (mm) <5,0 NBR Consistência normal (%) - NBR NM 43 Resistência à compressão 1 dia (MPa) - NBR 7215 Resistência à compressão 3 dias (MPa) >10,0 NBR 7215 Resistência à compressão 7 dias (MPa) >20,0 NBR 7215 Resistência à compressão 28 dias (MPa) >32,0 NBR 7215 ENSAIOS QUÍMICOS Perda ao fogo (%) <4,5 NBR 5743 Resíduo insolúvel (%) - NBR 5744 Trióxido de enxofre - SO 3 (%) <4,0 NBR 5745 Óxido de cálcio livre - CaO Livre (%) - NBR 7227 Óxido de magnésio - MgO (%) <6,5 NBR 9203 Óxido de alumínio - Al 2 O 3 (%) - NBR 9203 Óxido de silício - SiO 2 (%) - NBR 9203 Óxido de ferro - Fe 2 O 3 (%) - NBR 9203 Óxido de cálcio - CaO (%) - NBR 9203 Equivalente alcalino (%) - - FONTE: A escolha do cimento CPIV-32 deveu-se à sua eficiência na execução de obras com solo-cimento. O cimento CPIV-32 foi adquirido em casa idônea do ramo da construção civil. CAL Foi utilizada cal hidratada CH-III (de uso corrente em pinturas), da marca Unical a qual atendeu às especificações da norma NBR 7175 (ABNT, 1992a). Foi também adquirida em casa comercial do ramo da construção civil. ÁGUA Em todo o experimento foi utilizada água potável proveniente de poço semi-artesiano localizado na área da Universidade Estadual de Goiás UnUCET, Campus Henrique Santillo. FINOS DE PEDREIRA Foi utilizado pó de pedra previamente caracterizado por Furnas Centrais Elétricas, Goiânia GO, para a composição dos tijolos. RASPAS DE BORRACHA DE PNEUS

9 Foram utilizadas raspas de borracha de pneus, conforme figura 2, provenientes da indústria de recapagem. FIGURA 2. Raspas de borracha de pneus. ESCOLHA DO TRAÇO Foram utilizados para a confecção dos tijolos os seguintes traços: 1:0,3:8,0:0,7 (relação cimento: cal: solo: agregado) Apesar de estudos já realizados terem indicado que as reações de estabilização do solo arenoso são mais eficientes com o cimento e, para o solo argiloso, com a cal, na presente pesquisa foi estudado os efeitos dos tipos de combinações aglomerantes finos de pedreira e raspas de borracha de pneus sobre os solos estudados. Para efeito de comparação da resistência final dos tijolos enriquecidos com agregado, também foram moldados tijolos compostos somente de cimento: cal: solo, no seguinte traço: 1:0,3:8,7 (relação cimento: cal: solo). PREPARO DA MISTURA O solo, o cimento, a cal e os agregados a serem misturados foram medidos em volume, para maior facilidade da operação e ter volume suficiente para a fabricação de tijolos durante uma hora de funcionamento da prensa (aproximadamente 0,10 m³). Para maior precisão foi usada balanças de precisão disponíveis no laboratório. O solo destorroado e peneirado, e o restante do material foram misturados como se fosse uma argamassa, até a completa homogeneização, que é alcançada quando a mistura adquiriu coloração uniforme. A água foi adicionada aos poucos até que se obteve uniformidade de mistura para colocação na prensa. A verificação da umidade da mistura foi feita, com razoável precisão, da seguinte forma prática (ABCP, 1986): a) tomou-se um punhado da mistura e apertou-se energicamente entre os dedos e a palma da mão; ao se abrir a mão, o bolo tinha a marca deixada pelos dedos; b) deixando-se o bolo cair de uma altura aproximada de 1 m, sobre uma superfície dura; ele se esfarelou ao chocar-se com a superfície.

10 FABRICAÇÃO DO TIJOLO Os tijolos, referentes a cada mistura de solo, cimento, cal e aglomerante, foram moldados de acordo com a norma NBR 8491 (ABNT, 1984e). Após o procedimento de preparo das misturas, está foi colocada no molde da prensa e então realizadas as prensagens (Figura 3), de acordo com os procedimentos indicados pela norma NBR (ABNT, 1989). Após seis horas da prensagem, os tijolos foram levados à câmara úmida para cura durante o período de 7 dias. Depois foram retirados da câmara úmida ecolocados sobre uma bancada, à espera do momento de serem submetidos aos ensaios de compressão simples e de absorção d água. FIGURA 3. Tijolos sendo moldados na prensa manual. Para cada mistura de solo, cimento, cal e aglomerante foram moldados 10 tijolos para os ensaios de compressão simples, sendo 5 deles para cada idade (7, 28 dias) e mais 3 tijolos para o ensaio de absorção de água aos 7 dias de idade. ENSAIO DE COMPRESSÃO SIMPLES APLICADO AOS TIJOLOS De acordo com a norma brasileira NBR 8492 (ABNT, 1984f), os tijolos foram capeados a face inferior e superior, sendo tudo feito com a mesma pasta de cimento. Logo após o endurecimento da pasta de cimento, os prismas de tijolos foram deixados por 24 horas imersos em água, antes de serem submetidos à compressão simples (Figura 4). A resistência à compressão simples foi calculada individualmente para cada tijolo, dividindo-se a carga de ruptura pela área da seção transversal do mesmo. FIGURA 4. Ensaio de compressão simples aplicado aos 7 dias de idade.

11 ENSAIO DE ABSORÇÃO D ÁGUA APLICADO AOS TIJOLOS O ensaio de absorção d água aplicado aos tijolos foi realizado de acordo com os procedimentos da NBR 8492 (ABNT, 1984f). Os tijolos foram levados à estufa, entre 105 C e 110 C, até constância de peso, obtendo-se assim a massa do tijolo seco em estufa, em gramas. Em seguida, os tijolos foram imersos em água durante 24 h. Após este período, os tijolos foram retirados, enxugados superficialmente e novamente pesados, anotando-se sua massa saturada, em gramas. Os valores individuais de absorção d água, expressos em porcentagem, serão obtidos pela Equação 1 e a absorção média foi determinada pela média aritmética de três repetições. em que: M 2 M A= M M 1 : Massa corpo-de-prova seco em estufa (g); M 2 : Massa corpo-de-prova saturado (g); A: absorção d água (%) % (1) EQUIPAMENTOS DE LABORATÓRIO Os seguintes equipamentos de laboratório foram empregados para a realização dos ensaios: peneira de 4,8 mm de abertura de malha, agitador mecânico para os ensaios de análise granulométrica dos solos; aparelho de Casagrande e picnômetro para determinação dos índices físicos dos solos; balança analítica, da marca, com sensibilidade de 0,05 g; estufa de temperatura regulável, para a determinação de umidade; máquina universal para a realização dos ensaios de compressão simples dos tijolos, carregamento estático e contínuo em prensa da marca PAVITEST com capacidade de 100 ton; moldes cilíndricos metálicos e soquete para a realização do ensaio de compactação de Proctor; câmara úmida para a cura dos tijolos; máquina para fabricação de tijolos, da marca PERMAQ, modelo MTS-010 (Figura 5) com capacidade de fabricação de dois tijolos por prensagem, tijolos tipo II (25 x 12,5 x 6,25 cm³); outros (pá de pedreiro, espátulas, Becker, etc.).

12 Fonte: PERMAQ (2008) FIGURA 5. Prensa manual para tijolos PERMAQ. ANÁLISE ESTATÍSTICA Para a caracterização físico-mecânica dos tijolos, a análise estatística foi realizada através de uma análise de variância Teste F de Snedecor referente aos efeitos do tipo de mistura solo-cimento-cal-agregado aos 7 dias de idade sobre as variáveis: resistência à compressão simples e absorção de água. Utilizou-se um delineamento experimental inteiramente casualizado, e mesmo sendo o teste de F significativo foi realizada a aplicação do teste Tukey para a comparação das médias, ao nível de 5% de probabilidade estatística. Para tal foi empregado o pacote estatístico SISVAR - Sistema de análise estatística para dados balanceados (FERREIRA, 2000). RESULTADOS E DISCUSSÃO CARACTERIZAÇÃO FÍSICA DOS MATERIAIS Material Solo A Tabela 03 sumariza os resultados dos ensaios de caracterização física, aplicados as 04 amostras de solo. O solo escolhido para moldagem dos tijolos foi o de número 3, pois o mesmo apresenta todas as características necessárias para o bom desempenho da execução de alvenarias compostas por solo-cimento como recomenda a ABCP (1985), tais como maior porcentagem de areia, limites de liquidez, plasticidade e índice de plasticidade dentro da faixa recomendada e a menor umidade ótima de compactação. Além de possuir uma maior porcentagem de areia na sua composição o que permite a estabilização do solo com quantidades menores de cimento e conferem aos tijolos melhor resistência final (ABIKO, 1984). TABELA 3. Características físico-mecânicas dos solos estudados. Solo Parâmetros Areia grossa Distribuição Granulométrica Areia fina Areia total Argila Silte Limite de Liquidez (LL) 36,74 31,52 35,23 38,65 Índices físicos Limite de Plasticidade (LP) 27,91 24,62 26,26 30,31 Índice de Plasticidade (IP) 8,84 6,91 8,97 8,34 Classificação Bureau of Public Roads argiloso argiloso argiloarenoso argiloarenoso

13 Ensaio de compactação normal de Proctor Umidade ótima (%) 25,67 23,44 22,94 25,72 Material Finos de Pedreira As tabelas 4 e 5 apresentam os resultados das análises dos finos de pedreira. TABELA 4. Características físicas e químicas dos finos de pedreira. Propriedades dos Finos de Pedreira Registro Massa específica (g/cm³) 2,74 Superfície específica (cm²) Limites Perda ao fogo 2,65 Dióxido de silício (SiO 2 ) 66,59 - Óxido de alumínio (Al 2 O 3 ) 10,22 Óxido de ferro (Fe 2 O 3 ) 6,22 Componentes Óxido de cálcio total (CaO) 3,63 - Químicos (%) Óxido de magnésio (MgO) 3,64 - Óxido de sódio (Na 2 O) 2,12 Óxido de potássio (K 2 O) 2,65 Equivalente alcalino - (Na 2 O) 3,86 Anidrido sulfúrico SO 3 Índice de atividade pozolânica com cimento 70,28 - I.A.P. Cim = Índice de Atividade Pozolânica com Cimento (limite pela NBR 5752/92-75,0% Fonte: Furnas Centrais Elétricas (2007). Material Raspas de Borracha TABELA 5. Caracterização das raspas de borracha de pneu Caracterização da raspas de borracha de pneu Peneiras (mm) % Retida Acumulada 0,075 0,149 0,297 0,595 1,19 2,38 4,76 6,3 9,5 12, ,4 Fibra ,08 88,15 35,26 1, Diâm. máximo (mm) Mód. de finura Massa específica absoluta (g/cm³) aparente (g/cm³) Absorção (%) Pulverulento (%) Massa unitária Aparente seca (g/cm³) Aparente 4% (g/cm³) Matéria orgânica 1,19 2,2 1,09 0, Fonte: FRANÇA (2004). TIJOLOS COM RASPAS DE BORRACHA DE PNEUS A tentativa de estabilizar o composto solo-cimento com raspas de borracha de pneus até agora se mostrou inviável, visto que não foi possível moldar tijolos na prensa manual de forma satisfatória.

14 Partindo do traço inicial proposto, o composto não atingiu a plasticidade necessária para moldagem. Em caráter experimental visando melhorar as reações entre o cimento e a borracha as raspas de borracha foram mergulhadas em uma calda de cimento antes de serem adicionadas ao traço a ser moldado, contudo o procedimento se mostrou insuficiente para melhorar as características plásticas do composto permitindo a compactação na prensa. Para aumentar gradativamente a quantidade de cimento (em massa) no traço proposto de forma a tornar o traço mais plástico e permitir a moldagem. Inicialmente após a hidratação do cimento, o composto atingiu a coesão próxima do ideal para moldagem dos tijolos, porém pelas características físicas da borracha, que após a deformação, volta ao seu estado inicial, após a compactação do composto, ao proceder com a retirada dos tijolos da prensa, os tijolos apresentam diversas fissuras, o que impossibilita retirá-lo da prensa sem que ele se quebre, como pode ser notado na Figura 6. FIGURA 6. Tijolo moldado com raspas de borracha de pneus. ENSAIOS DOS PARAMETROS FÍSICOS DOS TIJOLOS Ensaio de compressão simples aos 7 dias de idade A tabela 6 apresenta os resultados da análise de variância referente aos efeitos dos dois tratamentos propostos, aos 7 dias de idade sobre a variável resistência à compressão simples. Foi utilizado um delineamento inteiramente casualizado, e posteriormente aplicou-se o teste de Tukey para a comparação das médias, ao nível de 5% de probabilidade estatística. TABELA 6. Análise de variância referente à variável resistência à compressão simples preliminar de corpos-de-prova (MPa) aos 7 dias de idade. FONTE DE VARIAÇÃO G.L. S.Q. Q.M. VALOR F PROB.>F Tratamentos 1 0, , , * Erro 8 0, ,17967 Coeficiente de Variação: 30,65% Média Geral: 0,489MPa *não significativo a 5% de probabilidade. Pela tabela 6, pode-se afirmar que o fator estudado, composição dos traços dos tijolos, (cimento:cal:solo e cimento:cal:solo:finos de pedreira), promoveram efeitos significativos na variável resistência à compressão simples dos tijolos. Como os dados são qualitativos procedeu-se um teste de médias.

15 TABELA 7. Teste Tukey referente ao ensaio de compressão simples preliminar de corpos-deprova (MPa) aos 7 dias de idade. Cimento:cal:solo Tratamentos Médias 0,37 a Cimento:cal:solo:finos de pedreira 0,608 b Médias seguidas da mesma letra minúscula não diferem entre si, pelo teste de Tukey (p<0,05). De acordo com os resultados da Tabela 7, o tratamento de melhor desempenho mecânico foi o do tijolo fabricado com cimento:cal:solo:finos de pedreira, confirmando os resultados obtidos no ensaio de compressão simples dos corpos-de-prova. Ensaio de compressão simples aos 28 dias de idade A tabela 8 apresenta os resultados da análise de variância referente aos efeitos dos dois tratamentos propostos, aos 7 dias de idade sobre a variável resistência à compressão simples. Foi utilizado um delineamento inteiramente casualizado. TABELA 8. Análise de variância referente à variável resistência à compressão simples de corpos-de-prova (MPa) aos 28 dias de idade. FONTE DE VARIAÇÃO G.L. S.Q. Q.M. VALOR F PROB.>F Tratamentos 1 0, , ,462 0,2658* Erro 7 0, , Coeficiente de Variação = 13,60% Média Geral = 1,134 MPa *não significativo a 5% de probabilidade. Pela tabela 8, pode-se afirmar que o fator estudado, composição dos traços dos tijolos, (cimento:cal:solo e cimento:cal:solo:finos de pedreira), pelo teste de F a 5% de significância, não existe diferença entre os tratamentos aos 28 dias de idade. Ensaio de absorção de água aos 7 dias de idade A tabela 9 apresenta os resultados da análise de variância referente aos efeitos dos dois tratamentos propostos, aos 7 dias de idade sobre a variável absorção de água. Foi utilizado um delineamento inteiramente casualizado, e posteriormente aplicou-se o teste de Tukey para a comparação das médias, ao nível de 5% de probabilidade estatística. TABELA 9. Análise de variância referente à variável absorção de água de corpos-de-prova (%) aos 7 dias de idade. FONTE DE VARIAÇÃO G.L. S.Q. Q.M. VALOR F PROB.>F Tratamentos 1 70, , ,359 0,0445* Erro 4 33, , Coeficiente de Variação = 10,78% Média Geral = 26,87% *não significativo a 5% de probabilidade. Pela tabela 9, pode-se afirmar que o fator estudado, composição dos traços dos tijolos, (cimento:cal:solo e cimento:cal:solo:finos de pedreira), promoveram efeitos significativos

16 na variável absorção de água dos tijolos. Como os dados são qualitativos procedeu-se um teste de médias, cujos resultados estão na tabela 11. TABELA 10. Teste Tukey referente à variável absorção de água de corpos-de-prova (%) aos 7 dias de idade. Tratamentos Cimento:cal:solo Cimento:cal:solo:finos de pedreira Médias seguidas da mesma letra minúscula não diferem entre si, pelo teste de Tukey (p<0,05). Médias 30,29 a 23,45 b De acordo com os resultados da Tabela 10, o tratamento de melhor desempenho quanto a absorção de água foi o do tijolo fabricado com cimento:cal:solo:finos de pedreira, confirmando os resultados obtidos no ensaio de absorção de água dos corpos-de-prova. CONCLUSÕES a utilização de borracha de raspas de pneus como agregado na composição de tijolos a base de solo cimento não foi satisfatória; apesar dos valores do ensaio de compressão simples aos 7 e 28 dias de idade ainda estarem abaixo do exigido pela ABNT (NBR 8492) para tijolos compostos por solocimento, é possível notar que a incorporação de finos de pedreira ao traço aumentou a resistência dos tijolos em relação ao traço composto apenas por cimento:cal:solo; o ensaio de absorção de água dos corpos-de-prova aos 7 dias de idade se mostrou inadequado nos tijolos compostos por cimento:cal:solo e bem próximo do ideal nos tijolos compostos por cimento:cal:solo:fino de pedreira; apesar dos resultados dos ensaios de compressão simples (2MPa) e absorção (20%) estarem abaixo do exigido pela ABNT, vale ressaltar que o ensaio proposto pela ABNT se refere aos tijolos do tipo comum, o que foi feito foi a adaptação da NBR 8492 para a aplicação nos tijolos confeccionados no trabalho, ficando como sugestão a adequação da norma para ensaio dos chamados blocos inteligentes ; o fino de pedreira mostrou-se promissor como material alternativo de construção, uma vez que racionaliza o uso da terra e minimiza o descarte desse material em condições e locais inadequados; para prosseguimento deste trabalho sugere-se estudar, com maior profundidade, aspectos técnicos como durabilidade, variação dimensional, propriedades termofísicas e perda de massa dos tijolos de cimento:cal:solo:fino de pedreira e estudos sobre a incorporação de raspas de borracha de pneus na execução de alvenarias que tenham o solo-cimento como base. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABIKO, A.K. Tecnologias apropriadas: tijolos e paredes monolíticas de solocimento. 115 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia da Construção Civil) Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 1980.

17 ABIKO, A.K. Solo-Cimento: tijolos, blocos e paredes monolíticas. IPT/Ded, Tecnologia Edificações, 13:61-64, ALMEIDA, S.L.M.; SILVA, V.S. Areia artificial: uma alternativa econômica e ambiental para o mercado nacional de agregados. Anais do II SUFFIB - SEMINÁRIO: O Uso da Fração Fina da Britagem, Cuchierato et al. (eds) ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND ABCP. Fabricação de tijolos solo-cimento com a utilização de prensas manuais. ABCP e outros - São Paulo, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND ABCP. Tipos básicos de cimento. ABCP - São Paulo, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT, Rio de Janeiro. NBR 5735 Cimento Portland pozolânico. Rio de Janeiro, p. NBR Amostras de solo Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização. Rio de Janeiro, 1986a. 9 p. NBR Solo - Determinação do limite de liquidez. Rio de Janeiro, 1984c. 6 p. NBR Grãos de solo que passam na peneira de 4,8 mm - Determinação da massa específica. Rio de Janeiro, 1984b. 2 p. NBR 7175 Cal hidratada para argamassas. Rio de Janeiro, 1992a. 5 p. NBR 7180-Solo - Determinação do limite de plasticidade. Rio de Janeiro, 1984d. 3 p. NBR Solo - Análise granulométrica. Rio de Janeiro, 1984a. 13 p. NBR Solo - Ensaio de compactação. Rio de Janeiro, 1986b. 10 p. NBR Tijolo maciço de solo-cimento. Rio de Janeiro, 1984e. 4 p. NBR Tijolo maciço de solo-cimento - Determinação da resistência à compressão e da absorção d água. Rio de Janeiro, 1984f. 5 p. NBR Fabricação de tijolo maciço de solo-cimento com a utilização de prensa manual. Rio de Janeiro, p. NBR Solo cimento: Dosagem para emprego como camada de pavimento. Rio de Janeiro: ABNT, BARBOSA, N.P.; TOLÊDO FILHO, R.D. Construção com terra crua. In: TOLÊDO FILHO, R.D.; NASCIMENTO, J.W.B.; GHAVAMI, K. Materiais não convencionais para construções rurais. Campina Grande: UFPB/SBEA, cap. 4, p CEMPRE. Pneus O mercado para Reciclagem. Disponível na Internet no endereço (Acesso em 20 de setembro de 2008). CIMENTO. Parâmetros Físicos do Cimento CPIV-32. Disponível na internet no endereço em 26 de novembro de 2008). CRISTELO, N.C. Estabilização de solos residuais graníticos através da adição de cal. Dissertação. Portugal, (Mestrado em Engenharia Civil). Universidade do Minho, Portugal.

18 D AGOSTINO, L.Z.; SOARES, L. O uso de finos de pedreira de rocha graníticognáissica em substituição às areias naturais na elaboração de argamassa. São Paulo, UNESP, Geociências, v. 22, n. 1, p , FIORAVANTI, C. Uma casa de terra. Globo Ciência, p , dezembro de FRANÇA, V.H. Aderência aço-concreto Uma análise do comportamento do concreto fabricado com resíduos de borracha. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) Departamento de Engenharia Civil, Faculdade de Engenharia Civil de Ilha Solteira - UNESP, FREITAS, C. Estudo do desempenho mecânico de concreto com adição de partículas de borracha para aplicação como material de reparo em superfícies hidráulicas. Dissertação (Pós graduação em Engenharia - PIPE) Setor de Tecnologia, Universidade Federal do Paraná Curitiba, LIMA, R.C. Areia artificial : uma alternativa para uso em construção civil. XIII Jornada de Iniciação Científica CETEM, MARTINS, I.R.F.; AKASAKI, J.L. Avaliação da adição de fibras de borracha de pneus no comportamento do CAD. Anais do 47º Congresso Brasileiro do Concreto - Volume V - Inovações Tecnológicas para o Concreto Trabalho 47CBC p. V , MENDES, K.S.; SOARES, L. O emprego de finos de pedreira em pavimentos de concreto compactado a rolo. São Paulo SP. IBRACOM MILANI, A.P.S. Avaliação físico-mecânica de tijolos de solo-cimento e de solocal adicionados de casca de arroz. Campinas, SP: [s.n.], NEVES, L. Aplicação dos finos gerados pela produção de pedras britadas graníticas no concreto misturado em substituição às areias naturais Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) Departamento de Engenharia de Minas, Escola politécnica, Universidade de São Paulo, SP, PICCHI, F.A.; CINCOTTO, M.A.; BARROS, J.M.C. Tijolos de solo-cal. Revista A Construção, São Paulo, p. 93-8, Tecnologia de edificações IPT / Ded90. PIRES, I.B.A. A utilização do tijolo ecológico como solução para construção de habitações populares. Dissertação (Graduação em Engenharia Civil) Departamento de Engenharia Civil da Universidade de Salvador Salvador Bahia, PISSATO, E.; SOARES, L. Utilização de finos de pedreira em misturas de solocimento: correção granulométrica de um solo argiloso. Exacta, São Paulo, v.4, n. 1, p jan/jun SAHARA. Tijolos Ecológicos. Disponível na internet na página: (Acesso em 20 de setembro de 2008). SILVA, C.C. Comportamento de solos siltosos quando reforçados com fibras e melhorados com aditivos químicos e orgânicos. Dissertação (Mestrado em Construção Civil) Setor de Tecnologia, Universidade Federal do Paraná Curitiba, SOUSA, S.M.T.; BARBOSA, N. P. Estabilização granulométrica de solos para a confecção de tijolos prensados de terra crua. In: ENCONTRO NACIONAL DE TECNOLOGIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 8., 2000, Salvador. Anais... Salvador: [s.n], 2000.

19 TECHNE - Solo-cal. Disponível na Internet no endereço 1.asp. (Acesso em 20 de setembro de 2008). TERRA, L.E.M. Finos de pedreira para confecção de concreto estrutural práticas recomendadas. São Paulo SP. IBRACOM TRIGO, A.P.M. Estudo de lajes com adição de Resíduo de pneu Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) Departamento de Engenharia Civil, Faculdade de Engenharia Civil de Ilha Solteira - UNESP, VALENCIANO, M.D.C.M. Incorporação de resíduos agroindustriais e seus efeitos sobre as características físico-mecánicas de tijolos de solo melhorado com cimento. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola) Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Estadual de Campinas - SP, AGRADECIMENTOS Ao CNPq pela bolsa concedida, a Associação Joanapolina de Agriorgânicos, na pessoa do seu Presidente Nelson Gomes de Moraes, por ter cedido a prensa manual para a confecção dos tijolos e aos técnicos do Laboratório de Construções da Universidade Estadual de Goiás, campus UnUCET.