1. FUNDAMENTOS HISTÓRICOS Advento da agricultura: + 10.000 AC Terra, pedra e madeira: materiais que abrigaram a humanidade Desuso Produção industrial de materiais Novos padrões estéticos Grandes concentrações urbanas Aumento do custo de mão-de-obra Redescoberta da terra como material de construção: 2ª Guerra Mundial Crise energética (década 70)
2. MÉTODOS DE CONSTRUÇÃO COM TERRA CRUA 2.1. Terra embebida em água, constituindo uma massa de consistência plástica (ou argamassa de solo ): - alta porosidade devido a evaporação da água adicionada; - baixa resistência mecânica e alta permeabilidade 2.2. Mistura úmida de terra e água, compactada ou prensada - umidade muito inferior à empregada para a massa plástica (umidade ótima) - maior massa específica (g/cm 3 ) - efeitos da retração são menores - maior resistência e menor porosidade Melhoria das propriedades mecânicas (resistência e absorção de água): - mistura de palha ou fibras vegetais - adição de emusões asfálticas - estabilizantes alcalinos (cal e cimento) - álcalis fortes (silicato de sódio, hidróxido de sódio)
3. APLICAÇÕES DA TERRA COMO MATERIAL DE CONSTRUÇÃO 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 e telhas
ADOBES (blocos de barro) Constituem um dos sistemas mais primitivos de construção com terra. São fabricados por colocação manual da massa plástica no interior de uma fôrma procedendo-se imediata desmoldagem.
Forma para moldagem manual de adobe Forma para adobe apiloado
TAIPA (pau a pique) A construção com taipa consiste na montagem de uma trama reticulada de madeira e a posterior cobertura dessa trama com uma massa plástica de solo. Inconveniente de ser facilmente erodida. Atualmente existem técnicas que superam esse problema.
Detalhe de construção de parede em taipa, com proteção de concreto. Detalhe de baldrame de tijolo cerâmico para paredes de taipa.
Figura 1. Construção em taipa de mão, com pilares de carnaúba, projeto do arq.paulo Frota, Teresina, PI.
Figura 2. Construção em adobe e taipa de mão, com pilares de madeira lavrada, projeto do arq. Marcos Borges dos Santos, Tiradentes MG.
TIJOLOS Os tijolos compactados ou prensados são fabricados utilizando-se misturas de solo e cimento, compactados ou prensados na umidade ótima.
Máquinas manuais para fabricação de tijolos prensados de terra crua Máquina de acionamento elétrico (prensa mecânica) para fabricação de tijolos de terra crua
PAREDES MONOLÍTICAS (taipa de pilão) A construção de muros e paredes monolíticas é executada com a compactação do solo sem aditivos, ou com solo-cimento, entre dois pranchões, usualmente de madeira. A compactação na umidade ótima permite imediata desmoldagem e compactação da camada seguinte, sobre a anterior.
4. ESTABILIZAÇÃO DO SOLO Consiste em modificar as características do sistema solo-água-ar com a finalidade de se obter propriedades de longa duração compatíveis com uma aplicação particular (fonte: Houben e Guillaud, 1994, Earth Constrution A Comprehensive Guide). No caso de tijolos crus, a estabilização pode ser necessária para: - melhorar a sua resistência mecânica - melhorar sua performance quanto à água - melhorar sua tenacidade Procedimentos: - estabilização mecânica: compactação ou prensagem - criação de uma armadura multidirecional: fibras - criar um esqueleto sólido: cimento e/ou cal - formar ligações químicas estáveis entre os cristais de argila: químicos - envolver os grãos de terra por uma fina camada de material impermeabilizante: emulsõs betuminosas - eliminar ao máximo a absorção e a adsorção de água: repelentes de água Mais utilizados: fibras, cimento, cal e emulsões asfálticas
1. INTRODUÇÃO - Uso moderno do solo como material de construção (solo estabilizado quimicamente) - Emprego do solo-cimento, no Brasil, iniciado em 1948 (Fazenda Inglesa, em Petrópolis, RJ) - ABCP (Associação Brasileira de Cimento Portland) 2. CONCEITO: Solo-cimento é o produto endurecido resultante da mistura íntima compactada de solo, cimento e água, em proporções estabelecidas através de dosagem racional, executada de acordo com as normas aplicáveis ao solo em estudo. Ou seja, é a mistura de solo, cimento e água, devidamente dosificada e compactada. 3. REQUISITOS BÁSICOS - a quantidade de cimento; - a quantidade de água; - tipo de solo
4. CAMPOS DE APLICAÇÃO E VANTAGENS DO SOLO- CIMENTO campos de aplicação: paredes, muros, contenções, fundações, passeios e contrapisos vantagens: uso intensivo do material local (material de fácil obtenção) fácil assimilação do processo construtivo mínimo investimento em equipamentos maior conforto e higiene grande durabilidade e manutenção reduzida dispensa de revestimento consumo mínimo de energia economia
5. UTILIZAÇÃO DE SOLO-CIMENTO NA FABRICAÇÃO DE TIJOLOS PRENSADOS 5.1. VANTAGENS DO TIJOLO DE SOLO-CIMENTO 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 lisura 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 à vista; d) não consome combustível na fabricação, por dispensar a queima; e) utiliza basicamente mão-de-obra não especializada.
5.2. MATERIAIS COMPONENTES DO SOLO-CIMENTO 5.2.1. Solo A. Requisitos Granulometria - % passando na peneira ABNT 4,8 mm (n o 4) 100% - % passando na peneira ABNT 0,075 mm (n o 200) 10 a 50% Consistência - limite de liquidez 45% - índice de plasticidade 18%
B. Ensaios para escolha do solo: A seleção do solo para fabricação de tijolos deve ser feita através de ensaios de laboratório. Entretanto, se isso não for possível, recomendase o ensaio prático da caixa. Ensaio prático (Ensaio da caixa) - Procedimento: - tomar uma porção de solo destorroado e peneirado (recomendase a peneira de 4,8 mm de abertura de malha); misturar água aos poucos até que o solo comece a grudar na lâmina da colher de pedreiro; - colocar o solo umedecido numa caixa de madeira, com dimensões internas de 60 x 8,5 x 3,5 cm, previamente lubrificada com óleo diesel ou similar; e, - guardar a caixa, ao abrigo do sol e da chuva, durante 7 dias.
Ensaios de laboratório: - Preparação de Amostra de Solo para Ensaio de Compactação e Ensaio de Caracterização (NBR 6457); - Determinação da Massa Específica dos Grãos de Solos (NBR 6508); - Solo - Determinação do Limite de Liquidez (NBR 6459); - Análise Granulométrica de Solos (NBR 7181)
LIMITES DE CONSISTÊNCIA DOS SOLOS (LIMITES DE ATTERBERG): LC LP LL Estado sólido (grãos separados) Estado semi-sólido (grãos aglutinados) Estado plástico (solo conserva sua forma aos ser trabalhado) Umidade IP = Índice de plasticidade IP = LL LP * Quanto maior o índice de plasticidade (em %), maior a quantidade de argila no solo.
Caracterização do solo usado na fabricação dos tijolos. Índices físicos Massa específica dos sólidos 2,807 g.cm -3 Limite de Liquidez (LL) 33,50 % Limite de Plasticidade (LP) 13,70 % Índice de Plasticidade (IP) 19,80 % Distribuição granulométrica Pedregulho (>2mm) 1 % Areia grossa (2 0,6 mm) 4 % Areia média (0,6 0,2 mm) 8 % Areia fina (0,2 0,06 mm) 51 % Silte (0,06 0,002 mm) 4 % Argila (< 0,002 mm) 32 % Porcentagem que passa na peneira 200 51,4 % Compactação Proctor Normal Massa específica aparente seca Solo natural 1,65 g.cm -3 máxima 10% de 1,86 g.cm -3 cimento Umidade ótima de compactação Solo natural 19,4% 10% de 15,2% cimento Descrição visual do solo Areia fina argilosa Classificação (H.R.B.) A 6(1)
CURVAS DE COMPACTAÇÃO
Ensaio de compactação Proctor Normal NBR 6457 (ABNT, 1990) Energia de compactação = 6 kg.cm/cm 3 E = PhNn V Em que, E = energia específica de compactação, isto é, por unidade de volume; P = peso do soquete; h = altura de queda do soquete; N = número de golpes por camada; n = número de camadas; V = volume do solo compactado.
5.3.2. Cimento - NBR 5732 - Cimento Portland Comum; - NBR 5735 - Cimento Portland de Alto-Forno; - NBR 5736 - Cimento Portland Pozolânico; e, - NBR 5733 - Cimento Portland de Alta Resistência Inicial. 5.3.3. Água Isenta de sais 5.4. ESCOLHA DO TRAÇO Para solos que atendam aos requisitos anteriores o traço pode ser de 1:10 em volume.
5.5. FABRICAÇÃO Peneiramento Dosagem Homogeneização (mistura manual) Prensagem Cura
5.5.1. Preparação do Solo No processo de fabricação dos tijolos, o solo deve estar com umidade baixa, recomendando-se que a armazenagem do mesmo seja nesta condição. O solo normalmente é retirado da jazida e transportado para o depósito; é necessário que ele seja preparado, desagregando-se os torrões e eliminando-se o material retido na peneira ABNT 4,8 mm. 5.5.2. Preparação da Mistura O solo antes de ser misturado com o cimento, deve estar seco, isento de matéria orgânica e peneirado (malha de 6 x 8 mm). Peneiramento A proporção indicada para a mistura é de 1:15. Dosagem
A mistura dos materiais geralmente é manual. Adiciona-se cimento ao solo, destorroado e peneirado, misturando-os até se obter coloração uniforme. Se necessário, colocar água aos poucos até que se atinja a umidade ideal. Mistura manual Controle da umidade
5.5.3. Fabricação do Tijolo
Máquina para fabricação de tijolos de solo-cimento Máquina em condições de funcionamento
Empilhagem e cura dos tijolos Os tijolos devem ser colocados na sombra, sobre uma superfície plana e empilhados até uma altura máxima de 1,5 m. Após 6 horas de moldagem e durante os 7 primeiros dias, os tijolos devem ser mantidos úmidos por meio de sucessivas molhagens com regador ou similar, munido de chuveiro, a fim de garantir a cura necessária.
5.6. REQUISITOS SEGUNDO A ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT, 1984) - NBR 8491 a) Tipos e dimensões: Designação Comprimento Largura Altura (cm) (cm) (cm) Tipo I 20,0 9,5 5,0 Tipo II 23,0 11,0 5,0 b) 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/cm 2 ), de modo que nenhum dos valores individuais esteja abaixo de 1,7 MPa (17 kgf/cm 2 ), com idade mínima de 7 dias. c) A absorção média de água não deve ser superior a 20%, nem apresentar valores individuais superiores a 22%. d) Os ensaios devem ser realizados de acordo com a NBR 8492 (ABNT 1984).