ESTUDO DE TIJOLOS DE SOLO CIMENTO COM ADIÇÃO DE RESÍDUO DE CONSTRUÇÃO CIVIL

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ESTRUTURAS E CONSTRUÇÃO CIVIL CURSO DE ENGENHARIA CIVIL ESTUDO DE TIJOLOS DE SOLO CIMENTO COM ADIÇÃO DE RESÍDUO DE CONSTRUÇÃO CIVIL TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO Lucas Mazzoleni Pinto Santa Maria, RS, Brasil 2015

2 ESTUDO DE TIJOLOS DE SOLO CIMENTO COM ADIÇÃO DE RESÍDUO DE CONSTRUÇÃO CIVIL Lucas Mazzoleni Pinto Trabalho de Conclusão de Curso apresentada ao Curso de Engenharia Civil, Área de Construção Civil da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM,RS), como requisito parcial para obtenção do grau de Engenheiro Civil. Orientador: Prof. Dr. Marcos Alberto Oss Vaghetti Santa Maria, RS, Brasil 2015

3 Universidade Federal de Santa Maria Centro de Tecnologia Curso de Engenharia Civil A Comissão Examinadora, abaixo assinada, aprova o Trabalho de Conclusão de Curso MOLDAGEM DE TIJOLOS DE SOLO CIMENTO COM ADIÇÃO DE RESÍDUO DE CONSTRUÇÃO CIVIL elaborado por Lucas Mazzoleni Pinto Como requisito parcial para a obtenção do grau de Engenheiro Civil Comissão Examinadora Prof. Dr. Marcos Alberto Oss Vaghetti (Presidente/Orientador) Prof. Dr. José Mario Doleys Soares (UFSM) Prof. Dr. Rogerio Cattelan Antocheves de Lima (UFSM) Santa Maria, 07 de Julho de 2015.

4 AGRADECIMENTOS Agradeço a família que têm me apoiado. Ao Prof. Dr. Marcos Alberto Oss Vaghetti, orientador deste trabalho, pelas orientações e incentivo. Ao professor, José Mario Doleys Soares, pela atenção e orientação. Ao Grupo de Estudo e Pesquisa em Tecnologias Sustentáveis GEPETECS, em especial aos alunos: Marciano Friedrich e Jaqueline Ramos de Oliveira, pela assistência no desenvolvimento prático deste trabalho. Ao diretor do Laboratório de Materiais de Construção Civil LMCC, M. Eng.Mauro L. Just pela permissão de acesso e do uso das instalações e equipamentos necessários para a realização dos ensaios. Aos técnicos do Laboratório de Materiais de Construção Civil LMCC em especial aos técnicos: Vilson Machado Tombezi, João Francisco Nunes Maciel e, pelo auxílio durante a realização dos ensaios. E aos amigos e colegas presentes durante o curso, em especial ao Ian Sulzbacher Peroni, pelo auxílio na parte prática deste trabalho. A todos, muito obrigado.

5 RESUMO Trabalho de Conclusão de Curso Curso de Graduação em Engenharia Civil Universidade Federal de Santa Maria MOLDAGEM DE TIJOLOS DE SOLO CIMENTO COM ADIÇÃO DE RESÍDUO DE CONSTRUÇÃO CIVIL AUTOR: Lucas Mazzoleni Pinto ORIENTADOR: Marcos Alberto Oss Vaghetti Data e Local da Defesa: Santa Maria, 07 de Julho de A demanda por recursos naturais vem crescendo rapidamente, principalmente na última década. Isso vem resultando em uma acelerada diminuição da oferta de matérias-primas. Enquanto isso são produzidas grandes quantidades de resíduos, tendo a construção civil como uma grande geradora desses resíduos, produzindo milhões de toneladas por ano. Nesta realidade, o desenvolvimento de tecnologias amigáveis a natureza, a utilização de matérias-primas naturais, e o reaproveitamento de materiais, são importantes dentro da construção civil. Pode-se destacar o uso do solo-cimento pela indústria da construção civil, utilizado para a fabricação de materiais, como tijolos e blocos para alvenaria. Este trabalho tem como objetivo confeccionar tijolos vazados de solo-cimento com substituição parcial do solo por resíduos de construção civil (RCC), e analisar as principais características físicas e mecânicas desses tijolos. Os materiais utilizados foram: solo; água; RCC, e cimento Portland. Os ensaios dos materiais e dos tijolos foram realizados no LMCC da Universidade Federal de Santa Maria. A primeira etapa foi a caracterização física das misturas solo:rcc. Na segunda etapa foram confeccionados os tijolos com uso de uma prensa manual. Na última etapa foram feitos ensaios de resistência à compressão e absorção de água nos tijolos. Os resultados demonstraram que a fabricação dos tijolos de solo-cimento com a adição do RCC, neste experimento, não foram satisfatórios, pois grande parte das combinações solo:rcc não chegaram aos valores de resistência à compressão e de absorção de água para atender a NBR (1994). Assim, apesar dos resultados serem insuficientes, possivelmente fazendo o beneficiamento do RCC e por consequência diminuindo a porosidade do material, os resultados fiquem adequados às prescrições de norma. Palavras-chave: Solo-cimento. Tijolos vazados. RCC. Construções Sustentáveis.

6 LISTA DE FIGURAS Figura 1 Á esquerda a taipa de pilão tradicional e a direita o taipal metálico Figura 2 Tijolos de adobe Figura 3 Alvenaria de solo-cimento Figura 4 - Composição do tijolo e bloco de solo-cimento Figura 5 Exemplo de Blocos de Solo-Cimento Figura 6 - Bloco de Solo-Cimento com Adição de RCC Figura 7 - Prensa Manual Figura 8 - Prensa Hidráulica Figura 9 Limites de Atterberg do Solos Figura 10 - Solo Pronto Para as Moldagens Figura 11 - Jazida do Minuano Figura 12 - RCC Pronto Para as Moldagens Figura 13 - Obra do Prédio 74-b do Centro de Ciências Sociais e Humanas (CCSH) Figura 14 - Separador de Amostras Figura15 - Aparelho de Casagrande Figura 16 Tijolos na Estufa Figura 17 - Balança Analítica Figura 18 Peneiras Figura 19 - Picnômetro Figura 20 - Máquina para Fabricação de Tijolos Figura 21 - Máquina Universal Figura 22 - Mistura dos Materiais Para Fabricação dos Tijolos de Solo-Cimento Figura 23 - Teste de Consistência da Massa Figura 24 - Blocos Recém Moldados, Prontos para Receber a Cura Figura 25 - Serragem dos Tijolos ao Meio Figura 26 - Tijolos Cortados ao Meio Figura 27 - Capeamento das Faces dos Corpos de Prova Figura 28 - Corpos de Prova Após a Junção das Partes Figura 29 - Corpos de Prova em Imersão Figura 30 - Corpo de Prova Submetido ao Ensaio de Compressão Simples Figura 31- Amostras em Imersão para Ensaio de Absorção de Água Figura 32 - Limite de Liquidez M Figura 33 - Limite de Liquidez M Figura 34 Limite de Liquidez M Figura 35 - Curvas Granulométricas Jazida do Minuano Figura 36 - Curva Granulométrica M Figura 37 - Curva Granulométrica M Figura 38 - Curva Granulométrica M Figura 39 - Gráfico demonstrativo das resistências obtidas nos ensaio Figura 40 - Absorção média de água dos tijolos... 54

7 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Quantidade de cimento recomendada (% volume) para obter determinada resistência à compressão do bloco de solo-cimento, a partir do Índice de Plasticidade do solo Tabela 2 - Tabela demonstrativa especificando as composições das moldagens utilizadas para a confecção dos tijolos vazados de solo-cimento e as respectivas quantidades de cada material Tabela 3 - Dosagens e Porcentagens dos Materiais nas Composições Tabela 4 - Caracterização física da mistura M1 utilizada na confecção dos tijolos Tabela 5 - Caracterização física da mistura M2 utilizada na confecção dos tijolos Tabela 6 - Caracterização física da mistura M2 utilizada na confecção dos tijolos Tabela 7 - Resistência média à compressão simples dos tijolos ensaiados Tabela 8 - Resistência à compressão simples obtida nos ensaios aos 7 e 28 dias para todas as composições Tabela 9 - Comparativo do aumento da resistência à compressão entre 7 e 28 dias Tabela 10 - Absorção média de água aos 28 dias... 54

8 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO JUSTIFICATIVA OBJETIVOS Objetivo geral Objetivos específicos REVISÃO BIBLIOGRÁFICA HISTÓRICO DO USO DO SOLO A utilização do solo como material de construção Taipa de Pilão Adobe Alvenaria O SOLO-CIMENTO COMO MATERIAL CONSTRUTIVO O solo-cimento O histórico da utilização do solo-cimento A relação solo/cimento Dosagem de solo-cimento TIJOLOS E BLOCOS DE SOLO-CIMENTO Processos de fabricação dos tijolos e blocos Características Físicas Massa específica Limites de Atterberg Características Mecânicas Resistência à compressão Absorção de Água MATERIAIS E MÉTODOS MATERIAIS Solo Cimento Água Resíduos de Construção Civil - RCC Equipamentos de Laboratório MÉTODOS Etapa 1 Preparo e Caracterização dos Materiais Solo Resíduos de Construção Civil - RCC Etapa 2 Definição das Dosagens e Composições de Solo-cimento:RCC Escolha das dosagens... 36

9 A mistura dos componentes Etapa 3 A moldagem e a caracterização Físico-mecânica dos tijolos Confecção dos tijolos de solo-cimento:rcc Ensaio de compressão simples realizado com os tijolos Ensaio de absorção de água realizada com os tijolos Etapa 4 Análise dos resultados RESULTADOS E DISCUSSÃO CARACTERIZAÇÃO FÍSICA DOS MATERIAIS UTILIZADOS ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES APLICADO AOS TIJOLOS ENSAIO DE ABSORÇÃO DE ÁGUA CONCLUSÃO RECOMENDAÇÕES REFERÊNCIAS... 57

10 10 1 INTRODUÇÃO O atual contexto socioeconômico apresenta, aliado a uma rápida industrialização, uma desigualdade de renda que chama a atenção, o que faz com que grande parte da população mundial, em especial a brasileira, país em que essa desigualdade se mostra muito presente, seja privada de condições básicas de vida, como o acesso a uma habitação de qualidade. Quando trata-se do contexto ambiental atual, pode-se perceber uma ênfase na preocupação em relação aos recursos naturais, que vem aumentando rapidamente. Mesmo assim os impactos ambientais, de forma geral, também vêm aumentando, assim como o consumo de matérias-primas, muitas não renováveis. Grande parte desses impactos ambientais é causada pelo descaso em relação ao descarte correto dos resíduos industriais. Dentre esses resíduos, se destaca o resíduo produzido pela indústria da construção civil, que representa milhares de toneladas anualmente, em que grande parte não é descartada de forma adequada, representando um grave problema ambiental. O resíduo de construção civil (RCC) é composto por qualquer tipo de material descartado em obra, portanto, é uma mistura bastante variável, dependendo muito da fase em que a obra se encontra, também das técnicas construtivas e materiais aplicados na obra. O RCC pode ser composto, por exemplo, de cimento, argamassa, madeira, tijolos, blocos, cerâmica, solo, concreto, telhas, aço, alumínio, gesso, etc. Grande parte dos materiais que compõem o RCC possui grande potencial de reciclagem, normalmente dentro da própria indústria da construção civil. Apesar de grande parte do resíduo ser descartada de forma inapropriada, existe uma parcela das industrias que se dedicam a reciclagem do RCC, para serem usados, por exemplo, em bases e sub-bases de rodovias, ou na confecção de blocos e tijolos. Portanto, utilizando tecnologias que dão prioridade ao reaproveitamento de materiais, podemos aliar o desenvolvimento econômico à preservação do meio ambiente. Uma forma muito convidativa de fazer essa relação entre economia e meio ambiente é o investimento em edificações de baixo custo com utilização de materiais de descarte, e que causem menor impacto ambiental, e que, além disso, pode proporcionar acesso a moradia para populações de baixa renda.

11 11 Uma matéria-prima natural, que causa pouco impacto ambiental e que pode ser amplamente empregada na construção de moradias populares é o solo. Por ser um material de baixo custo, e de fácil obtenção na maioria das localidades o solo sempre teve papel importante na arquitetura ao longo da história. Então, o resgate do solo como parte do processo construtivo vem sendo mais abordado nos últimos anos, por ser de fácil obtenção e baixo custo em relação aos materiais convencionais, e apresentar resultado final com bom desempenho térmico e acústico. Técnicas para utilização do solo como material de construção tem sido desenvolvidas e aperfeiçoadas ao longo do tempo. Dentre as principais técnicas construtivas que utilizam o solo cru como matéria-prima, tem-se: o adobe, que consiste na confecção de blocos com terra crua, normalmente em formas de madeira, e que secam ao sol; os blocos prensados, onde se utiliza uma prensa que pode ser manual ou mecânica, para compactar a massa de solo dentro de um molde com o formato e tamanho desejado; a taipa de pilão, onde as paredes da edificação são confeccionadas por meio de blocos de solo feitos em moldes que podem ser de madeira, bambu ou taquara, e que são compactados manualmente. Porém esse tipo de técnica perdeu espaço para os materiais hoje considerados convencionais, como é o caso dos tijolos de cerâmica produzidos com queima em olarias, que resultam em materiais mais resistentes, mas que causam maior impacto ambiental. A substituição do solo cru pela cerâmica ao longo do tempo se deve muito ao fato de que o solo, quando utilizado sem nenhuma adição, tende a ter um desempenho insatisfatório, ao contrário dos produtos em que o solo passa pela queima. Por isso, para que os artefatos produzidos com o solo cru se tornem competitivos nesse sentido, é necessária que se faça a estabilização da massa de solo, normalmente com adição de cimento e/ou cal. Assim, o processo de estabilização do solo através da adição de cimento vem desempenhando o papel de trazer o solo como matéria-prima construtiva de volta ao mercado. A fabricação de tijolos e blocos de solo-cimento já é praticada efetivamente no Brasil, e pode ser amplamente utilizada na construção de habitações populares, principalmente por meio do sistema de mutirão, impulsionando o desenvolvimento socioeconômico e ambiental da população de baixa renda.

12 12 Uma grande vantagem que os blocos de solo-cimento apresentam em relação aos artefatos de cerâmica é a possibilidade de adição de outros componentes na mistura que dará origem ao bloco, como é o caso dos RCC. Essas adições, além de poderem melhorar a qualidade dos blocos, são uma boa alternativa para o destino final dos RCC, fazendo a sua inertização, de forma efetiva e reintroduzindo uma matéria-prima antes descartável no processo construtivo. Neste trabalho será analisada a viabilidade da confecção de tijolos vazados de solo-cimento com substituição parcial da massa de solo-cimento por resíduos de construção civil (RCC) em diferentes proporções. 1.1 Justificativa No contexto atual a diminuição dos impactos ambientais gerados pela humanidade aliado a uma maior consciência ambiental por parte da população vem se tornando um assunto cada vez mais importante e discutido. Outro ponto importante é o que diz respeito ao desenvolvimento socioeconômico da população. Portanto, é de fundamental importância que essas duas necessidades se desenvolvam lado a lado. Para que isso aconteça precisa-se de acesso a materiais que causem baixo impacto ambiental e que tenham baixo custo, como é o caso do solo, que foi substituído pelos chamados materiais convencionais no campo da construção civil, como é o caso dos blocos, tijolos e telhas de cerâmica produzidos em olarias. Assim, o desenvolvimento de materiais que usam como matéria-prima o solo se torna uma alternativa viável para a diminuição dos impactos ambientais gerados pela indústria da construção civil. Aliado a isso tem-se a reciclagem de materiais dessa mesma indústria, que também vem tomando para si cada vez mais importância dentro desse contexto. O tema do trabalho foi escolhido de forma a aliar o uso do solo, que é uma matéria-prima natural, ao uso do RCC, que provém da reciclagem de material de descarte de obras. Essa escolha é justificada tendo em vista a carência de materiais ecologicamente corretos no mercado, assim como de materiais de baixo custo visando a aplicação em moradias populares.

13 Objetivos Objetivo geral O estudo foi desenvolvido buscando avaliar a viabilidade da confecção de tijolo vazados de solo-cimento com substituição parcial do solo, em diferentes proporções, por resíduos de construção civil (RCC), verificando suas principais características físicas e mecânicas Objetivos específicos Realizar a caracterização das misturas solo+rcc, que serão utilizadas na confecção dos tijolos vazados; Realizar a moldagem dos tijolos vazados seguindo as composições previamente estabelecidas; Efetuar ensaio de resistência a compressão simples e absorção de águas com os tijolos produzidos; Realizar a análise dos resultados, procurando estabelecer uma relação entre a composição dos blocos e suas características físicas e mecânicas.

14 14 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 Histórico do uso do solo O solo como solução arquitetônica aparece com frequência ao longo da história humana, principalmente devido à facilidade de obtenção na maioria das regiões do planeta, também devido ao seu fácil manuseio, tendo sido usado como a primeira alternativa do homem primitivo em locais onde a utilização de pedras e madeira se mostrava difícil (MAZZEO GRANDE, 2003). Ainda, segundo Mazzeo Grande (2003) o domínio da técnica de construir com terra foi uma grande mudança de vida, que até então era fixada nas proximidades de cavernas. Existem registros de uso de tijolos de terra secos ao sol antes do ano 4000 a.c. Em lugares como o Egito antigo, a Babilônia e a Assíria, se tem o relato de uso da técnica de adobe, de forma a melhorar o uso do solo como técnica construtiva. Outro exemplo que chama a atenção do uso dessa técnica na antiguidade, e comprova a eficiência e durabilidade da mesma, é a Grande muralha da China, que data do ano 3000 a.c. Também tem-se registro dessa técnica na era moderna, como o convento de São Francisco, em Santa Fé, Argentina, construído em 1695, e no Irã, Iraque e Iêmen existem edificações de 10 andares com mais 400 anos de idade em bom estado de conservação (TAVEIRA, 1987). No momento atual, em alguns países da América do Sul, tal qual o Peru, e em vários locais da África, o uso do adobe se faz presente devido ao baixo custo que ele representa. Já em países mais desenvolvidos, o uso dessa técnica vem ganhando força devido ao seu apelo ambiental. No Brasil foram os portugueses que pela primeira vez utilizaram técnicas com terra na construção, com destaque para o adobe, utilizado em casa igrejas e prédios públicos (BARBOSA; GHAVAMI, 2010). Além da técnica de adobe, podemos destacar a técnica de torrões, em que se usam blocos das camadas superiores do solo, armados pelas raízes das plantas, e também a taipa de pilão, em que são usadas fôrmas onde terra crua é compactada. Vale também destacar que essas técnicas, mais usadas na zona rural, têm como grande dominadores os trabalhadores rurais, sendo sempre de grande ajuda em períodos de escassez (TAVEIRA, 1987).

15 A utilização do solo como material de construção De acordo com Barbosa; Ghavami (2010), o histórico do costume de construir surgiu a partir do desenvolvimento da agricultura, devido a necessidade de estocar a colheita e do sedentarismo resultante. Assim, os materiais utilizados eram aqueles que podiam ser encontrados na natureza, como, madeiras, pedras e terra. As paredes construídas com tijolos de solo-cimento prensados tem comportamento térmico e durabilidades compatíveis com paredes confeccionadas com tijolos cerâmicos, e podem ser utilizados tanto em alvenaria de vedação como alvenaria estrutural, desde que atendam as resistências compatíveis as exigidas dos materiais convencionais, assim como devem seguir as mesmas indicações de cuidados e manutenção (BARBOSA; GHAVAMI, 2010). Ainda, segundo Barbosa; Ghavami (2010), os tijolos de solo-cimento tem a vantagem de poder incorporar outros materiais em sua composição, como agregados reciclados e rejeitos industriais, além de representar uma economia de energia significativa, por dispensar a queima, e ter sua viabilidade comprovada em diversos programas habitacionais, por sistema de mutirão. Atualmente a terra crua tem sido reintroduzida na arquitetura, não só por representar um baixo custo e uma alternativa viável para populações de baixa renda, mas também por grupos engajados com questões ambientais. Praticamente todas as civilizações desenvolveram técnicas de construção utilizando a terra, técnicas essas que foram transmitidas entre povos através de invasões e colonizações, de forma que técnicas nativas de um lugar foram unidas a técnicas trazidas por povos estrangeiros, fazendo com que várias combinações surgissem, tornando as técnicas cada vez mais eficientes. (NEVES, 2004). As técnicas são relativamente semelhantes de uma região para outra, ainda de acordo com Neves (2004), apesar de receberam denominações diferentes. Existem muitas propostas de classificação das técnicas em construção com terra, uma delas é a adotada pela Rede Temática HABITERRA, que as classifica de acordo com o modo de execução. Algumas de suas categorias são, alvenaria de terra, paredes monolíticas e técnica de entrearmados. A alvenaria de terra é dividida

16 16 entre adobe, bloco compactado e bloco prensado. As paredes monolíticas se dividem em taipa-de-pilão, taipa-de-pilão reforçada e sistemas alternativos. E os entrearmados se dividem em taipa e taipa pré-fabricada. Seguindo Barbosa; Ghavami, podem-se dividir as técnicas de acordo com as diferentes formas de se levantar as paredes. Vamos nos ater as técnicas mais utilizadas no Brasil, que são alvenaria, a monolítica e a mista. As principais maneiras de se manusear o solo antes de sua aplicação são as seguintes: a) massa plástica ou argamassa de solo: fabricação de adobes e material de enchimento de taipas; b) solo compactado: fabricação de tijolos por compactação, construção de fundações, paredes e muros monolíticos; c) solo prensado: fabricação de tijolos, blocos e telhas Taipa de Pilão A taipa de pilão (Figura 1) é utilizada para execução de paredes e fundações. O solo deve ser devidamente preparado e compactado, com a eventual adição de algum aglomerante para na massa de solo para melhorar suas propriedades estruturais. A técnica consiste em, depois de ter o solo devidamente preparado, adicionar água até que se atinja a umidade ótima, colocar a massa de solo dentro de formas, e compactar até que se atinja a massa específica máxima, usando meios manuais ou mecânicos. (NEVES, 2011) Figura 1 Á esquerda a taipa de pilão tradicional e a direita o taipal metálico Fonte:

17 Adobe O adobe (Figura 2) é uma mistura de solo selecionada com fibras e água. Para fazer a união dos blocos de adobe utiliza-se uma argamassa de terra, com ou sem fibras, dependendo dos costumes locais. Ele é moldado sem a necessidade de compressão, com auxílio de moldes, normalmente retangulares. Pode ser produzido em escala industrial, com grelhas que produzem até 70 unidades, ou artesanalmente, variando conforme os costumes da região. (NEVES, 2011) Figura 2 Tijolos de adobe Fonte: Alvenaria De acordo com Buriol (2002), o tijolo de solo-cimento pode ser utilizado como solução na alvenaria (Figura 3), e depois de um pequeno tempo de cura atinge a resistência necessária, resistência essa que aumenta conforme se adiciona ao teor de cimento na mistura. Esses blocos são feitos com prensas manuais ou hidráulicas, e não necessitam de mão de obra especializada.

18 18 Figura 3 Alvenaria de solo-cimento Fonte: LIMA, O solo-cimento como material construtivo O solo-cimento De acordo com Uchimura (2006), o solo-cimento resulta da mistura homogênea de solo, cimento Portland e água, em proporções adequadas. O material resultante possui boa resistência a compressão, baixa impermeabilidade boa durabilidade. O cimento adicionado deve ser somente o suficiente para estabilizar o solo e lhe conferir as propriedades necessárias. Segundo Mazzeo Grande (2003) o solo-cimento pode ser descrito como uma mistura entre solo, cimento Portland e água, que se compactado na umidade ótima, resulta em um material resistente e durável, por meio da hidratação do cimento. Também pode ser descrito como um processo de estabilização físico-químico, que consiste em uma estruturação resultante da reorientação das partículas sólidas do solo com a deposição de partículas cimentantes nos contatos intergranulares, alterando a quantidade relativa de sólidos, líquidos e gases que constituem o solo.

19 19 Figura 4 - Composição do tijolo e bloco de solo-cimento Fonte: MIELI, O histórico da utilização do solo-cimento Segundo Pitta (1995) a primeira tentativa de utilização do solo-cimento como material de construção civil aconteceu na cidade de Sarasota, Flórida (EUA), na pavimentação de uma rua, em O material utilizado foi uma mistura de areia de praia, conchas e cimento Portland. O resultado não se mostrou satisfatório. Mesmo com a estabilização com cimento Portland, essa tentativa não obteve sucesso, e uma das razões para isso foi o uso de solos de baixa qualidade. (FERREIRA, 2003). De acordo com Pinto (2000) o ensaio de compactação é creditado ao engenheiro norte-americano Proctor, tento a sua primeira tentativa no ano de 1933, e este ensaio mostra que existe uma relação entre a energia de compactação aplicada ao solo e a sua umidade, com a massa específica atingida. Portanto, a compactação representa uma melhoria nas propriedades do solo. Outros fatores que influenciam a qualidade do solo-cimento são: o tipo de solo, o teor de cimento, o teor de umidade, assim como o tempo de cura e a idade da mistura (SEGANTINI; ALCÂNTARA, 2010). Ainda, segundo Segantini; Alcântara (2010) a utilização do solo-cimento no Brasil se deu a partir de 1936, tendo início após a Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP) regulamentar o seu uso. Alguns exemplo de suas primeiras aplicações são os seguintes: Pavimentação de um aeroporto em Petrolina, 1941; Uma casa de bombas de 42m², em 1945, que foi a primeira edificação a usar este

20 20 material no Brasil; Casas utilizando a técnica das paredes monolíticas, no Vale Florido, em Petrópolis, em Segundo Lima (2006) um fato que foi muito importante para a maior aceitação do solo-cimento como material de construção foi a construção do Hospital Adriano Jorge, do Serviço Nacional d Tuberculose, em Manaus, que conta com 10800m² de área, e ainda apresenta bom estado de conservação e está em uso. Depois que o Banco Nacional de Habitação (BNH) aprovou o uso da técnica para uso em moradias populares, por volta de 1978, salientando seu desempenho termoacústico e seu baixo custo, ele passou a ser amplamente aplicado. Além dessas vantagens técnicas e econômicas, o solo-cimento ganha em praticidade quando se leva em consideração que se pode fazer o uso do solo do próprio local da obra (LIMA, 2006) A relação solo/cimento Para Buriol (2002) existem três tipos de categorias de estabilização do solo com cimento: solo-cimento plástico, solo modificado e solo-cimento. Para ser definido como solo modificado são avaliadas as propriedades mecânicas, e para o solo-cimento plástico a argamassa tem sua consistência ideal atingida por meio do teor de umidade. Ainda de acordo com Buriol (2002) os mecanismos de estabilização do solo dependem de muitas variáveis. Por exemplo, em um solo sem a presença de argila, a ação cimentante se dá através da hidratação do cimento. Cimentação essa que vária conforme a granulometria do solo, e a uniformidade da mesma, por exemplo, um solo com granulometria uniforme requer maior quantidade de cimento para ser estabilizado. Já em solos com características argilosas, a estabilização se dá, principalmente, por meio das reações secundárias. Portanto, para um solo estabilizado de maior qualidade, é necessário que se faça uma escolha de solo com características adequadas, utilizando a cor, textura e plasticidade como indicativos de um solo de qualidade ou não. Além de outros fatores que influenciam nessa qualidade, como uma cura adequada, uma densidade

21 21 adequada, a mistura do solo com o cimento deve ser feita de forma correta, o tempo de compactação influencia na resistência do solo estabilizado. (BURIOL, 2002) Conforme a ABCP (1986) os solos mais aptos para a estabilização com cimento são os seguintes: Os que possuem 100% dos grãos passando na peneira n 4 (ABNT 4,8 mm); Os que apresentam de 10 a 50% dos grãos passando na peneira ABNT 0,075 mm (n 20); Os que apresentam limite de liquidez igual ou inferior a 45%; Os que apresentam índice de plasticidade igual ou inferior a 18% Dosagem de solo-cimento Segundo Buriol (2002) as primeiras tentativas de misturas com solo-cimento ocorreram em 1935, nos departamentos de estaduais de estradas nos Estados Unidos. Em 1939 foram realizados estudos na Inglaterra baseados nas tentativas anteriores feitas nos Estados Unidos. Em 1940 houve a adaptação desses métodos para a realidade do Brasil, porém todos estes métodos foram desenvolvidos apenas para a parte rodoviária. Existem alguns cuidados especiais que devem ser obedecidos no momento da dosagem para que se garanta um produto resistente e durável. A maior parte desses cuidados podem ser aplicados para qualquer caso, mas existem três que dependem diretamente das propriedades do solo utilizado, são eles: a quantidade de cimento; a quantidade de água; a massa específica aparente seca após a compactação (BURIOL, 2002). A dosagem é feita por meio experimental, ou seja, os ensaios são feitos com amostras de diferentes teores de cimento, e o mais econômico a atingir as propriedades desejadas é considerado o melhor (BURIOL, 2002).

22 Tijolos e blocos de solo-cimento Para com Buriol (2002), o solo-cimento é um material endurecido que resulta da mistura entre solo, cimento e água, em suas devidas proporções. Portanto os tijolos e blocos de solo-cimento (Figura 5) são blocos fabricados com esta mistura. O produto resultante é de baixo custo e pode ser produzido por mão de obra não qualificada. Segundo Segantini; Alcântara (2010) a produção desses blocos é favorável ao desenvolvimento sustentável, já que gasta pouca energia por dispensar a queima, e pelo material poder ser obtido no local da obra, economizando com transporte. Também há a vantagem de os blocos serem produzidos no local da obra. Figura 5 Exemplo de Blocos de Solo-Cimento Fonte: Uma grande vantagem dos tijolos de solo-cimento é a possibilidade de adição de outros materiais a sua mistura (Figura 6), em especial material de descarte, que também é um fator importante para o desenvolvimento sustentável. Um exemplo são os blocos desenvolvidos por Santos (2009) que contam com a adição de resíduos de madeira provenientes da construção civil em sua composição. No Brasil, segundo Silva et al. (2014) o reaproveitamento de resíduos sólidos ainda se mostra recente. Mesmo assim a reciclagem de resíduos provenientes de demolição já está em pauta em alguns setores.

23 23 Para Santos (2009) o estudo sobre a reutilização dos resíduos provenientes dos diversos meios de produção é uma das condições essenciais para o desenvolvimento das nações. Tendo em vista que no Brasil em torno de 50% dos resíduos gerados tem sua origem na construção civil a tendência do uso desses materiais ganha força. Outro exemplo de substituição da massa de solo por materiais de descarta é o estudo desenvolvido por Segantini; Wada (2011) no qual foi utilizada a adição de Resíduos de Construção e Demolição (RCD). Houve a substituição parcial e até total da massa de solo por RCD, sempre com resultados satisfatórios. Figura 6 - Bloco de Solo-Cimento com Adição de RCC Fonte: Arquivos do autor A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), com o intuito de estabelecer uma padronização na produção de blocos e tijolos de solo-cimento publicou as seguintes normas técnicas: NBR 8491 (1984) Tijolo maciço de solo-cimento. Especificação. NBR 8492 (1984) Tijolo maciço de solo-cimento Determinação da resistência à compressão e da absorção de água. Método de ensaio. NBR (1989) Fabricação de tijolo maciço de solo-cimento com a utilização de prensa manual. Procedimento. NBR (1989) Fabricação de tijolo maciço e bloco vazado de solocimento com a utilização de prensa hidráulica. Procedimento.

24 NBR (1994) Bloco vazado de solo-cimento sem função estrutural. Especificação Processos de fabricação dos tijolos e blocos Segundo Mazzeo; Grande (2003) depois das pesquisas do IPT na década de 70 no Brasil vários fabricantes desenvolveram prensas manuais e hidráulicas voltadas para a confecção de blocos de solo-cimento. De acordo com Uchimura (2006) uma prensa manual (Figura 7) pode chegar a produzir por volta de 1500 tijolos por dia, e as prensas hidráulicas existentes no mercado tem uma capacidade de produção grande em relação as prensas manuais. As prensas manuais tem como vantagem o baixo custo, tanto para aquisição quanto para manutenção, a facilidade de transporte, e a não necessidade de energia, já que se utiliza de força manual. Porém a utilização da força manual acarreta uma baixa taxa de compactação, exigindo maiores cuidados na escolha do solo (NEVES et al., 2001). A fabricação dos tijolos de solo cimento requer que a mistura do solo-cimento seja colocada dentro dos moldes, para então ser prensada. Depois de retirada dos moldes, deve ser mantidos em local coberto, e nos primeiros sete dias deve receber a cura adequada, por meio de sucessivas molhagens (BURIOL, 2002). Figura 7 - Prensa Manual Fonte:

25 25 Ainda, segundo Buriol (2002), o tijolo ou bloco de solo-cimento, depois de receber a cura, tem alta resistência a compressão simples, e baixa absorção de água. De acordo com Segantini; Alcântara (2011) produtos de solo-cimento, como canaletas, placas de revestimento, elementos decorativos e tijolos modulares tem se mostrado atrativos para projetos com padrão mais elevado. Conforme Neves et al.(2001), a produção dos blocos pode ser potencializada com a utilização de prensas hidráulicas (Figura 8). Figura 8 - Prensa Hidráulica Fonte: _JM Características Físicas Massa específica De acordo com Pinto (2000) as massas específicas são relações entre a quantidade de massa e o volume, e são expressas normalmente nas seguintes unidades: ton/m³, kg/dm³ e g/cm³. Ainda segundo ele, na prática da engenharia é mais conveniente se trabalhar com o peso específico, que relaciona os pesos com os volumes, e normalmente é expresso em kn/m³.

26 26 A determinação da massa específica, ou peso específico se torna muito importante quando o solo será usado como material de construção, pois essas propriedades influenciam outras propriedades importantes do produto final Limites de Atterberg Os índices de Atterberg, propostos pelo engenheiro químico Atterberg, e padronizados pelo professor de Mecânica dos solos Arthur Casagrande, são os chamados limites de plasticidade (LP) e limite de liquidez (LL). Eles se baseiam na constatação de que um solo argiloso apresenta aspectos bem distintos conforme o seu teor de umidade. Quando muito úmido se compara a líquidos, quando perde parte de sua água se torna plástico, e quando seco se torna quebradiço (PINTO, 2000). A diferença entre o valor do LL e do LP é chamada de índice de plasticidade (IP), e indica a faixa em que o solo se apresenta plástico, conforme a Figura 9. O LL é definido como o teor de umidade do solo no qual uma ranhura feita nele requer 25 golpes para se fechar, no aparelho de Casagrande (PINTO, 2000). Já o LP é definido como o menor teor de umidade no qual é possível se moldar um cilindro com 3mm de diâmetro, quando se rola o solo na palma da mão (PINTO, 2000). Figura 9 Limites de Atterberg do Solos Fonte : Curso Básico de Mecânica dos Solos em 16 Aulas. Neves (2011) recomenda que para fabricação de blocos de solo-cimento o solo utilizado tenha LL menor ou igual a 45% e o IP menor ou igual a 18%, pois solos nessa faixa se mostram mais fáceis de se estabilizar.

27 27 O IP também se relaciona com a quantidade de cimento necessária para que os blocos tenha uma resistência a compressão adequada, conforme a Tabela1. Tabela 1 - Quantidade de cimento recomendada (% volume) para obter determinada resistência à compressão do bloco de solo-cimento, a partir do Índice de Plasticidade do solo Índice de plasticidade do solo Quantidade de cimento reomendada (% em volume) para obter a resistência à compressão do bloco de solo-cimento (saturado) 1 MPa 2 MPa 3 MPa < 15 5% 7% 10% % 10% Inadequado ,5% 8,5% Inadequado % >35 Inadequado Fonte: Walker 1995 apud Milani, Características Mecânicas Uma das principais características mecânicas dos blocos e tijolos de solocimento é a sua resistência à compressão ( ). De acordo com a NBR 10836, para blocos vazados de solo-cimento, sem função estrutural, devemos considerar a área real dos blocos, ou seja, descontando a área dos furos. Já para blocos de Alvenaria estrutural cerâmicos esse desconto não acontece. A resistência a compressão é uma das principais propriedades da resistência de uma parede, e essa resistência depende dos materiais constituintes dos blocos. (PARSEKIAN; SOARES 2010) Resistência à compressão A NBR (1994) descreve os procedimentos que devem ser seguidos para a determinação da resistência a compressão dos blocos de solo-cimento

28 28 vazados, e a NBR 8492 descreve o mesmo procedimento para tijolos maciços de solo-cimento. Segundo Segantini; Wada (2011) a adição de resíduos na massa utilizada para a confecção de blocos de solo-cimento tem a capacidade de aumentar a sua resistência a compressão. Pode também ter características superiores aos tijolos feitos com cerâmica que passam por queima. Tanto na NBR (1994), quanto na NBR 8492 (1984), as resistências à compressão médias exigidas são de no mínimo 2,0 Mpa, com nenhum valor individual abaixo de 1,7 Mpa, com idade mínima de 7 dias. Em estudo feito por Segantini; Wada (2011), foi constatado que diversos traços de solo-cimento com adição de resíduos e mesmo com um teor de cimento de apenas 4%, apresentam resistências superiores a 2,0Mpa. Ainda de acordo com Segantini; Wada (2011), uma adição de resíduos ao solo o torna mais arenoso, o que melhora as suas propriedades em um solo com excesso de argila, inclusive a sua resistência a compressão Absorção de Água A absorção de água é uma das características dos tijolos de solo-cimento que são descritas na NBR (1996), não podendo ultrapassar o valor de 20%. A absorção de água mostra, em porcentagem, a relação entre o peso seco da amostra, e o peso saturado da mesma, de modo a apontar a quantidade de água que a amostra absorve em sua pior condição A determinação dos valores individuais de absorção de água, em porcentagem, é feita por meio da Equação 1, onde se refere a massa úmida e se refere a massa seca. A absorção média foi obtida pela média aritmética das duas determinações. (1)

29 29 3 MATERIAIS E MÉTODOS Neste capítulo serão apresentados os materiais utilizados para a confecção dos tijolos de solo-cimento com adição de resíduo de construção civil, além da metodologia utilizada para a confecção dos mesmos e para a análise dos resultados obtidos. Todos os ensaios e moldagens dos tijolos foram realizados no Laboratório de Materiais de Construção Civil (LMCC) localizado no Centro de Tecnologia (CT) no campus da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM). Foi também realizada a etapa de caracterização dos materiais, que consistiu dos seguintes ensaios: análise granulométrica, determinação dos limites de consistência e da massa específica das misturas propostas. Para a verificação das características físicas e mecânicas dos tijolos foram realizados ensaios de avaliação das resistências à compressão simples e absorção de água. Os experimentos são necessários para a constatação da viabilidade dos materiais para o fim proposto. 3.1 Materiais Solo O solo utilizado (Figura 10) foi coletado na chamada Jazida do Minuano (Figura11), localizada próxima a BR 392, que liga Santa Maria a São Sepé. De acordo com Buriol (2002) essa jazida apresenta um horizonte Acinza, um horizonte B com solo argiloso e um horizonte C que apresenta uma camada de areia média a fina, e uma camada de solo siltoso mosqueado.

30 30 Figura 10 - Solo Pronto Para as Moldagens Fonte: Arquivos do Autor Figura 11 - Jazida do Minuano Fonte: Buriol (2002) Cimento O cimento utilizado foi o cimento Portland CP V-ARI, recomendado para a produção de artefatos pré-fabricados, como é o caso de artefatos de concreto, blocos de concreto e blocos para pavimentação, pois ele tem como principal característica sua alta resistência inicial.

31 Água A água utilizada foi a do sistema de abastecimento da UFSM Resíduos de Construção Civil - RCC O RCC utilizado (Figura 12) foi coletado na obra do prédio 74-b do Centro de Ciências Sociais e Humanas (CCSH) (Figura 13) no campus da UFSM. Ele é constituído em sua grande maioria da argamassa usada no chapisco, emboço e reboco das paredes de alvenaria, portanto não contém cerâmica. Este resíduo tem sua origem na limpeza das lajes para a execução do contrapiso, por isso apenas contém resíduos da fase do reboco da obra, fase essa anterior à fase do contrapiso. A relação dos materiais, bem como das misturas e respectivas quantidades utilizadas no estudo são descritos na Tabela 2. Figura 12 - RCC Pronto Para as Moldagens Fonte: Arquivos do Autor

32 32 Figura 13 - Obra do Prédio 74-b do Centro de Ciências Sociais e Humanas (CCSH) Fonte: Arquivos do Autor Tabela 2 - Tabela demonstrativa especificando as composições das moldagens utilizadas para a confecção dos tijolos vazados de solo-cimento e as respectivas quantidades de cada material Tabela resumo dos materiais utilizados Equivalente da mistura em massa Traços SC Composição da mistura (Kg) (%) M (1,2,3) (a,b) Solo RCC Cimento Total Solo RCC Cimento Total M3a 26,15 52,38 9,81 88,34 29,60 59,29 11, M2a 39,27 39,27 9,81 88,35 44,45 44,45 11, M1a 52,38 26,15 9,81 88,34 59,29 29,60 11, M3b 26,15 52,38 7,85 86,38 30,27 60,64 9, M2b 39,27 39,27 7,85 86,39 45,46 45,46 9, M1b 52,38 26,15 7,85 86,38 60,64 30,27 9, Nota: SC = solo-cimento; (a,b) = teor de cimento nas composições sendo a 1:8 e b 1:10 traços, em volume; M = mistura de solo e RCC em que (1,2,3) correspondem a: (1) 66,7 % solo e 33,3 % RCC, (2) 50 % de ambos e (3) 33,3 % solo e 66,7 % RCC Equipamentos de Laboratório

33 33 A seguir a descrição dos equipamentos utilizados para a realização das moldagens e ensaios: Separador de amostras para ensaio de granulometria (Figura 14); Aparelho de Casagrande para determinação dos limites de Atterberg (Figura 15); Estufa com temperatura regulável (Figura 16) utilizada para a secagem dos tijolos e posterior pesagem dos mesmos, parte do procedimento para determinação da absorção de água; Figura 14 - Separador de Amostras Figura15 - Aparelho de Casagrande Figura 16 Tijolos na Estufa Fonte: Arquivos do Autor Fonte: Arquivos do Autor Fonte: Arquivos do Autor Balança analítica (Figura 17), com capacidade de resolução de 0,01 g utilizada nos ensaios de granulometria e limites de Atterberg; Peneiras de 4, 8; 2,0; 0,84; 0,42; 0,25; 0,15 e 0,075 mm de abertura das malhas (Figura 18), para peneiramento do solo para as moldagens, e para ensaios de granulometria e limites de Atterberg; Picnômetro (Figura 19) utilizado no ensaio da massa específica;

34 34 Figura 17 - Balança Analítica Figura 18 Peneiras Figura 19 - Picnômetro Fonte: Arquivos do Autor Fonte: Arquivos do Autor Fonte: Arquivos do Autor Máquina para fabricação de tijolos (Figura 20), com capacidade de fabricação de um tijolo por prensagem; Máquina universal para a realização dos ensaios de compressão simples dos tijolos vazados (Figura 21), com dispositivo de controle de velocidade de carregamento e capacidade; Figura 20 - Máquina para Fabricação de Tijolos Fonte: Arquivos do Autor Figura 21 - Máquina Universal Fonte: Arquivos do Autor Outros: colher de pedreiro, enxada, pá de corte, serra circular, chapa metálica, tanque de água, carrinho de mão, vassoura, etc.

35 Métodos seguir: Este trabalho consiste em quatro etapas experimentais, que estão descritas a Etapa 1 Preparo e Caracterização dos Materiais Solo Para a confecção dos tijolos se utilizou solo com granulometria inferior a 4,76 mm, ou seja, solo passante na peneira #4. Para fazer a seleção do solo ele foi exposto ao ar para sua secagem, e posteriormente, sem passar por processo de trituração ou destorroamento, de modo a simplificar o processo de produção, ele foi peneirado na peneira 4,76 mm. Depois de peneiradas as amostras foram acondicionadas em sacos plásticos. Para os ensaios de caracterização das misturas solo+rcc foram seguidas as recomendações NBR 6457 (1986) (Amostras de solo preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização). Os ensaios efetuados com o solo foram: Análise granulométrica, através de processo de peneiramento, feito de acordo com os procedimentos recomendados pela NBR 7181 (1984); Determinação do limite de liquidez, NBR 6459 (1984) (Solo- Determinação do limite de liquidez); Determinação da plasticidade do solo, conforme especificações da NBR 7180 (1984) (Solo - Determinação do limite de plasticidade); Determinação da massa específica dos sólidos do solo, de acordo com a norma NBR 6508 (ABNT,1984b); Resíduos de Construção Civil - RCC Os resíduos de construção civil foram coletados em obra por meio de um caminhão, e depositados em uma área externa nas proximidades do LMCC.

36 36 Posteriormente eles foram transportados para uma área fechada para serem secados ao ar. Não foi utilizado o processo de peneiramento ou de destorroamento do material, de modo a simplificar o processo de produção. Em seguida os resíduos foram peneirados com o uso de uma peneira 4,76mm e acondicionados em sacos plásticos. Portanto, todo o RCC utilizado na moldagem dos tijolos tem sua granulometria inferior a 4,76mm. Para os ensaios de caracterização das misturas solo+rcc foram seguidas as recomendações NBR 6457 (1986) (Amostras de solo preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização). Os ensaios efetuados com o solo foram: Análise granulométrica, através de processo de peneiramento, feito de acordo com os procedimentos recomendados pela NBR 7181 (1984); Determinação do limite de liquidez, NBR 6459 (1984) (Solo- Determinação do limite de liquidez); Determinação da plasticidade do solo, conforme especificações da NBR 7180 (1984) (Solo - Determinação do limite de plasticidade); Determinação da massa específica dos sólidos do solo, de acordo com a norma NBR 6508 (ABNT,1984b); Etapa 2 Definição das Dosagens e Composições de Solo-cimento:RCC Escolha das dosagens Os traços de cimento e das misturas foram definidos levando-se em consideração estudos semelhantes feitos anteriormente, e o conhecimento adquirido por professores e acadêmicos durante esses estudos. Para minimizar o consumo do cimento Portland CP V-ARI, e também diminuir a quantidade de solo natural utilizada na composição dos tijolos, e buscando-se entender o potencial do RCC, várias composições foram adotadas. As quantidades de RCC na massa de solo-cimento, expressas em porcentagem em relação ao total da massa e os traços de cimento foram aprontados conforme a tabela a seguir:

37 37 Tabela 3 - Dosagens e Porcentagens dos Materiais nas Composições Solo-Cimento + RCC 1/8 - Traço de cimento, em volume na composição 1/10 - Traço de cimento, em volume na composição 66,7 % de solo + 33,3 % de RCC M1a 50 % de solo + 50 % de RCC M2a 33,3 % de solo + 66,7 % de RCC M3a 66,7 % de solo + 33,3 % de RCC M1b 50 % de solo + 50 % de RCC M2b 33,3 % de solo + 66,7 % de RCC M3b Assim, as composições com seus respectivos traços de cimento (em volume) e as misturas correspondentes de solo-cimento:rcc (solo e RCC em %), obtidas foram as seguintes: M1a a correspondente ao traço de cimento da mistura: 1:8 e 1 correspondente a mistura com 66,7% de solo e 33,3% de RCC; M2a a correspondente ao traço de cimento da mistura: 1:8 e 2 correspondente a mistura com 50% de solo e 50% de RCC; M3a a correspondente ao traço de cimento da mistura: 1:8 e 3 correspondente a mistura com 33,3% de solo e 66,7% de RCC; M1b b correspondente ao traço de cimento da mistura: 1:10 e 1 correspondente a mistura com 66,7% de solo e 33,3% de RCC; M2b b correspondente ao traço de cimento da mistura: 1:10 e 2 correspondente a mistura com 50% de solo e 50% de RCC; M3b b correspondente ao traço de cimento da mistura: 1:10 e 3 correspondente a mistura com 33,3% de solo e 66,7% de RCC; A literatura usualmente indica que teores de 4% a 10% de cimento são suficientes para a estabilização do solo-cimento para bons resultados de resistência na confecção de blocos. Mas optou-se por usar teores de 9,1% e 11,1%, pois além desses teores já terem sidos usados com sucesso em outros trabalhos, a determinação de teores da forma 1:10 e 1:8 se torna mais fácil de ser assimilada por mão de obra não qualificada, que é um dos principais alvos da fabricação de tijolos de solo-cimento.

38 A mistura dos componentes As quantidades corretas de cada material, solo, RCC e cimento, foram preparadas e pesadas previamente, de acordo com os valores estipulados para cada mistura. Primeiramente foram homogeneizados o solo e o RCC, de forma manual, com o uso de uma enxada, para depois se repetir o processo de homogeneização, com a adição do cimento. Depois, foi adicionada a água, aos poucos, até que a argamassa atingisse uma consistência adequada para a moldagem (Figura 22). Figura 22 - Mistura dos Materiais Para Fabricação dos Tijolos de Solo-Cimento Fonte: Arquivos do autor A quantidade de água utilizada em cada moldagem foi determinada pela verificação da consistência da massa por meio de um teste visual e manual (Figura 23). A água foi adicionada até que a argamassa atingisse uma consistência suficiente para que quando se apertasse uma parte da mistura com uma mão ela ficasse com as marcas dos dedos, porém, ao ser largada no chão de uma altura de cerca de um metro, se esfacelasse ao atingir a superfície. Figura 23 - Teste de Consistência da Massa Fonte: Arquivos do autor

39 Etapa 3 A moldagem e a caracterização Físico-mecânica dos tijolos Confecção dos tijolos de solo-cimento:rcc Nesta etapa foram realizadas as moldagens dos tijolos vazados, com a utilização de uma prensa manual. Essas moldagens seguiram as especificações préestabelecidas das quantidades de cada material, respeitando a dosagem definida na etapa 2. A mistura dos materiais foi feita manualmente, conforme a etapa 2, assim como o teor de umidade utilizado. As especificações da NBR 8491 (1984) foram seguidas para as moldagens. Após a mistura dos materiais e depois de atingir a umidade adequada, a massa de solo-cimento:rcc foi colocada no dosador da prensa, para posteriormente ser colocada no molde, e ser realizada a prensagem manual, que apresenta baixa pressão, pois é feita por apenas uma pessoa. Posteriormente à prensagem os tijolos foram tirados com muito cuidado da prensa, pois logo após essa parte do processo eles apresentam baixíssima resistência, e depois foram todos colocados sobre um suporte fixo, para que recebessem a cura úmida por um período de 7 dias, por meio de molhagens sucessivas. Figura 24 - Blocos Recém Moldados, Prontos para Receber a Cura Fonte: Arquivos do Autor

40 40 Para cada uma das composições foram confeccionados 10 tijolos, sendo 4 para o ensaio de compressão simples aos 7 dias, 4 para o ensaio de compressão simples aos 28 dias, e 2 para o ensaio de absorção de água. Devido a dificuldade da retirada dos blocos recém moldados da prensa, como já frisado anteriormente, a moldagem M3b, que corresponde a 33,3% de solo, 66,7% de RCC e teor de cimento de 1:8, se mostrou inviável. Após várias tentativas de desmolde desses tijolos, mesmo com a prática gerada pela confecção de todas as outras misturas, pois esta foi a última a ser moldada, não foi possível retirar os blocos da prensa sem que os mesmo se fragmentassem imediatamente. Portanto, essa mistura se mostrou impraticável para o uso Ensaio de compressão simples realizado com os tijolos Os ensaios de resistência à compressão simples foram realizados nos tijolos aos 7 e 28 dias de idades, seguindo as recomendações da NBR (1994). A preparação dos tijolos para ensaio começou com a serragem dos mesmos ao meio (Figura 26), com o auxílio de uma serra circular (Figura 25). Figura 25 - Serragem dos Tijolos ao Meio Fonte: Arquivos do Autor

41 41 Figura 26 - Tijolos Cortados ao Meio Fonte: Arquivos do Autor Posteriormente foi feito o capeamento das faces inferior e superior (Figura 27), utilizando-se argamassa composta de cimento Portland CP V-ARI e argamassa pronta, na proporção de 1:1, em bancadas com chapas de metal, para garantir o correto nivelamento dos corpos de prova, com o auxilio de uma colher de pedreiro e uma faca de corte. Figura 27 - Capeamento das Faces dos Corpos de Prova Fonte: Arquivos do Autor A etapa seguinte foi à junção das duas partes do corpo de prova (Figura 28), utilizando-se a mesma argamassa descrita anteriormente, com o auxilio de uma colher de pedreiro.

42 42 Figura 28 - Corpos de Prova Após a Junção das Partes Fonte: Arquivos do Autor Após o endurecimento da massa do capeamento, os corpos de prova foram colocados em imersão em água por um período de 24 horas antes de serem submetidos ao ensaio de compressão simples (Figura 29). Figura 29 - Corpos de Prova em Imersão Fonte: Arquivos do Autor A resistência à compressão simples do corpo de prova foi obtida pela divisão da carga de ruptura pela sua área da seção transversal (Figura 30). A média aritmética dos valores individuais obtidos para cada corpo de prova foi determinada a resistência média de cada composição. Nos casos em que houve um valor

43 destoando muito dos demais, ele foi descartado, e a resistência média foi calculada pela média dos valores restantes. 43 Figura 30 - Corpo de Prova Submetido ao Ensaio de Compressão Simples Fonte: Arquivos do Autor Ensaio de absorção de água realizada com os tijolos Para realização do ensaio de absorção de água os procedimentos descritos na NBR (1996) foram seguidos. Assim, os tijolos foram colocados em uma estufa com temperatura constante dentro da faixa entre 105ºC e 110ºC, para que perdessem toda sua umidade, por um período de 24 horas. Assim, se obteve a massa seca da amostra. Posteriormente, as amostras foram colocadas em imersão em um tanque com água por 24 horas. Assim, após a retirada das amostras do tanque e uma secagem superficial, foi obtida a massa saturada da amostra. A determinação dos valores individuais de absorção de água, em porcentagem, foi feita por meio da Equação 1, onde se refere a massa saturada e se refere a massa seca. A absorção média foi obtida pela média aritmética das duas determinações.

44 44 Figura 31- Amostras em Imersão para Ensaio de Absorção de Água Fonte: Arquivos do Autor Etapa 4 Análise dos resultados A análise dos resultados levou em consideração as tabelas e gráficos elaborados com base nos resultados obtidos nos ensaios. O objetivo da análise foi determinar quais composições atingiram as exigências ditadas pelas normas, e quais não obtiveram êxito. Também foi feito um comparativo com os valores de absorção de água com os valores obtidos de peso específico. Os resultados obtidos nos ensaios de caracterização foram analisados para se verificar como cada variável influencia nas propriedades físico-mecânicas do produto final.

45 45 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO 4.1 CARACTERIZAÇÃO FÍSICA DOS MATERIAIS UTILIZADOS As tabelas 4 a 6 apresentam os resultados obtidos nos ensaios de caracterização das misturas entre solo e RCC utilizadas para a confecção dos tijolos, mostrando que todas as misturas têm características arenosas. As Figuras de 32 a 34 mostram os gráficos dos limites de liquidez das misturas. A Figura 35 mostra a curva granulométrica dos solos encontrados na Jazida do Minuano, e as figuras de 36 a 38 mostram as curvas granulométricas das misturas utilizadas na confecção dos tijolos. Tabela 4 - Caracterização física da mistura M1 utilizada na confecção dos tijolos. Parâmetros M1 % Retida Composição 66,67 % Solo - 33,33% RCC % Retida Acumulada % Passante Peneira nº4 0,00% 0,00% 100,00% Peneira nº8 12,10% 12,10% 87,90% Peneira nº16 15,15% 27,25% 72,75% Granulometria: Peneira nº30 18,41% 45,66% 54,34% Peneira nº50 22,99% 68,65% 31,35% Peneira nº100 14,40% 83,05% 16,95% Fundo 16,95% 0,00% 100,00% Módulo de Finura: 2,36 Massa específica dos grãos 2,539 g/cm³ Limite de Liquidez 30% Índices Físicos Limite de Plasticidade 19% Índice de Plasticidade 11%

46 46 Tabela 5 - Caracterização física da mistura M2 utilizada na confecção dos tijolos. Parâmetros M2 % Retida Composição 66,67 % Solo - 33,33% RCC % Retida Acumulada % Passante Peneira nº4 0,00% 0,00% 100,00% Peneira nº8 12,16% 12,16% 87,84% Peneira nº16 15,30% 27,46% 72,54% Granulometria: Peneira nº30 19,52% 46,98% 53,02% Peneira nº50 24,40% 71,38% 28,62% Peneira nº100 13,93% 85,31% 14,69% Fundo 14,69% 0,00% 100,00% Módulo de Finura: 2,43 Massa específica dos grãos 2,564 g/cm³ Limite de Liquidez 27% Índices Físicos Limite de Plasticidade 18% Índice de Plasticidade 9% Tabela 6 - Caracterização física da mistura M2 utilizada na confecção dos tijolos. Parâmetros M3 Composição 66,67 % Solo - 33,33% RCC % Retida % Retida Acumulada % Passante Peneira nº4 0,00% 0,00% 100,00% Peneira nº8 13,05% 13,05% 86,95% Peneira nº16 15,72% 28,77% 71,23% Granulometria: Peneira nº30 19,42% 48,20% 51,80% Peneira nº50 24,07% 72,27% 27,73% Peneira nº100 13,43% 85,70% 14,30% Fundo 14,30% 0,00% 100,00% Módulo de Finura: 2,47 Massa específica dos grãos 2,533 g/cm³ Limite de Liquidez 23% Índices Físicos Limite de Plasticidade 18% Índice de Plasticidade 5%

47 Número de Golpes Número de Golpes Gráfico Limite de Liquidez Umidade (%) Figura 32 - Limite de Liquidez M1 100 Gráfico Limite de Liquidez Umidade (%) Figura 33 - Limite de Liquidez M2

48 Número de Golpes Gráfico Limite de Liquidez Umidade (%) Figura 34 Limite de Liquidez M3 Figura 35 - Curvas Granulométricas Jazida do Minuano Fonte: Buriol (2002)