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Uso do Solo Cimento

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USO DO SOLO-CIMENTO	
FACULDADE EVANGÉLICA DE GOIANÉSIA - FACEG
ENGENHARIA CIVIL
Alunos:
Antônio Pereira da Costa Júnior
Lucas Camargo Silva
Ovídio Fágner de Almeida
Tiago Fernandes Oliveira
Goianésia - GO 
2017
Welinton Rosa da Silva
RESUMO
O presente trabalho trata a temática do uso do solo-cimento e os efeitos orçamentários e sustentáveis deste simplificado método utilizado nas construções. A gestão de processos construtivos é um ramo voltado ao gerenciamento de operações e corresponde a forma com que organiza e planeja a função produção, sendo apoiada na análise laboratorial e tecnológica para avaliar os benefícios e prejuízos que sua execução pode trazer, prevenindo de resultados de causariam grandes prejuízos.
Para tanto, optou-se pelo método indutivo, partindo de pesquisa, resultados de experiências e observações, pela qual buscou-se analisar casos concretos, discutindo a real utilização do método. Nesta pesquisa, pretendeu-se analisar as diversas utilidades do produto, fazendo uma breve trajetória da evolução histórica, aplicação, composição e qualitativo. Como por exemplo, o uso do solo-cimento para fabricação de tijolos ecológicos modulares, usados principalmente na fabricação de casas populares, de pequeno porte, entre outras aplicações. 
Ainda, teve como objetivo analisar a viabilidade e a racionalização do método construtivo decorrente do uso do material. Os resultados do presente trabalho apontam para a possibilidade econômica favorável em função do racionamento de matérias e tempo, uma vez que a principal fonte de fabricação do material é o solo. 
Palavras-chave: solo-cimento, tijolo ecológico, uso do solo na construção civil, racionalização na construção, sustentabilidade.
ABSTRACT
This paper deals with the use of soil-cement and the budgetary and sustainable effects of this simplified method used in construction. The management of constructive processes is a branch directed to the management of operations and corresponds to the way in which it organizes and plans the production function, being supported in the laboratory and technological analysis to evaluate the benefits and damages that its execution can bring, preventing of results of would cause great losses.
In order to do so, we chose the inductive method, based on research, results of experiments and observations, for which we sought to analyze concrete cases, discussing the actual use of the method. In this research, it was intended to analyze the various utilities of the product, making a brief trajectory of the historical evolution, application, composition and qualitative. As for example, the use of soil-cement for the manufacture of modular ecological bricks, used mainly in the manufacture of popular, small houses, among other applications.
Also, it aimed to analyze the feasibility and rationalization of the constructive method resulting from the use of the material. The results of the present study point to the favorable economic possibility due to the rationing of materials and time, since the main source of material is the soil.
Keywords: soil-cement, ecological brick, land use in construction, rationalization in construction, sustainability. 
LISTA DE FIGURAS
sUMÁRIO
introdução
Alarmados com o alto consumo de recursos naturais do planeta terra, que são finitos, profissionais diariamente buscam novos produtos e técnicas construtivas que menos degredem o meio ambiente, com o propósito de minimizar os problemas causados pela exploração desenfreada de matéria prima e emissão de gases poluentes na fabricação de determinados materiais utilizados na construção civil.
Figura 1 – Manejo dos recursos naturais do planeta.
Disponível em: <http://meioambiente.culturamix.com/natureza/manejo-de-recursos-naturais>. Acesso em abril. 2017.
Sistemas de construção que utilizam o solo-cimento podem minimizar danos ambientais, baratear a fabricação e dar mais agilidade às obras. A técnica é o resultado da mistura homogênea de solo, cimento e água em proporções estudadas, analisadas e previamente determinadas, depois industrializadas para seu fim. Desde que bem dosado, preparado e executado, os componentes fabricados apresentam boa durabilidade e resistência à compressão (FIQUEROLA, 2004).
Figura 2 – Solo, cimento e água.
Disponível em: <https://ecomaquinas.com.br/index.php/tijolo-ecologico-como-produzir>. Acesso em abril. 2017.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Desde alguns séculos antes a.C. o solo é utilizado nas construções de casas. Após o desenvolvimento do cimento Portland novos métodos construtivos como o solo-cimento foram desenvolvidos.
No decorrer de algumas décadas, os estudos voltados ao uso do solo cimento vêm ganhando maiores proporções e novas utilidades, onde pode se observar uma melhoria na qualidade, e uma ampliação na utilização graças aos novos testes e pesquisas que surgiram com o avanço da tecnologia. 
Nesse trabalho, analisa-se o uso do solo-cimento em diversas áreas da construção, examinando os métodos de aplicação, os locais de emprego, os materiais utilizados, as formas de fabricação, as vantagens e desvantagens.
Relato histórico
As primeiras pesquisas registradas sobre a utilização desse material ocorreram em 1935, realizadas junto a PCA (Portland Cement Association), contudo, nos Estados Unidos, desde o início do século XX, o solo-cimento vem sendo utilizado nos serviços de construção civil, não havendo registros detalhados sobre a utilização deste material, até então. 
No Brasil, a partir de 1960, o solo-cimento começou a ser estudado com mais envolvimento, tendo início a uma grande quantidade de pesquisas e estudos científicos. AS principais instituições responsáveis pelo incentivo dessas pesquisas, foram: IPT – Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo e a ABCP – Associação Brasileira de Cimento Portland.
Entretanto, o solo-cimento só teve sua aplicação ampliada em moradias por volta de 1978, quando o antigo BNH (Banco Nacional de Habitação) aprovou a técnica para construções de habitações populares. 
Figura 3 - Conjunto residencial em Coelho Neto – RJ – 1978. 
Disponível em: <https://coelhoneto.wordpress.com/category/fotos/page/3/>. Acesso em abril. 2017.
DEFINIÇÃO E LOCAIS DE APLICAÇÃO
Segundo Abiko (1988), "o solo-cimento é constituído de solo, cimento e água e, eventualmente, aditivos que são misturados e submetidos a uma compactação, resultando um material mais resistente que o solo". Silva (1991) define o solo-cimento como sendo "mistura íntima e bem proporcionada de solo com aglomerante hidráulico artificial denominado cimento Portland, de tal modo que haja uma estabilização daquele por este, melhorando as propriedades da mistura”
Na construção civil, o solo-cimento pode ser utilizado de diversas formas diferentes: em tijolos ou blocos, nos pisos e contrapisos, em paredes maciças e também ensacado, bases de rodovias, pavimentação, reforços e melhorias de solos, em barragens e contenções.
Tijolos ou blocos - São produzidos manualmente ou em pequenas prensas, dispensando a queima em fornos. Eles só precisam ser umedecidos para se tornar muito resistentes e com excelente aspecto.  Entre os mais fabricados estão os tijolos modulares, tijolos meio-módulo e tijolo canaleta.
Figura 5 – Tijolos modulares, meio-módulo e canaleta.
Disponível em: <http://www.mfrural.com.br/detalhe/pisos-e-tijolos-ecologicos-de-solo-cimento-172612.aspx>. Acesso em abril. 2017.
Paredes maciças - Técnica similar à taipa de pilão usada no período colonial. A massa é compactada diretamente na forma montada no próprio local da parede, em camadas sucessivas, no sentido vertical, formando painéis inteiriços sem juntas horizontais.
Figura 6 – Parede maciça de solo-cimento.
Disponível em: <http://anaveraldo.blogspot.com.br/p/casa-de-terra-caiuas.html>. Acesso em abril. 2017.
Pavimentos - O solo-cimento também é compactado no local, com o auxílio de formas e máquinas como as chamadas recicladoras (responsáveis por cortar, triturar e misturar todoo material envolvido, mas em uma única camada. No final, o piso fica constituído por placas maciças, totalmente apoiadas no chão. 
Figura 7 – Recicladora utilizada no reforço estrutural do pavimento.
Disponível em: <http://asfaltodequalidade.blogspot.com.br/2015_07_01_archive.html>. Acesso em abril. 2017.
A recicladora é uma excelente ferramenta na hora de realizar trabalhos de estabilização utilizando a mistura solo-cimento, e também ótimo exemplo de sustentabilidade, pois reutiliza pavimentos deteriorados para a construção de um novo asfalto.
Video 1 – Demonstração do funcionamento de uma recicladora de asfalto Caterpillar RM500.
Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=wCEbQPMxk0c>. Acesso em abril. 2017.
Ensacado – A mistura de solo-cimento, em formato de uma “farofa úmica”, é colocada em sacos que funcionam como formas. Os sacos têm a boca costurada, depois são colocados na posição de uso, onde são imediatamente compactados, um a um. O resultado é similar à construção de muros de arrimo com matacões, isto é, como grandes blocos de pedra.  
Figura 8 – Muro de contenção em solo e cimento - Volta Redonda - Rio de Janeiro (15-02-2014).
Disponível em: <http://odia.ig.com.br/odiaestado/2014-02-15/volta-redonda-investira-em-obras-de-construcao-de-encostas.html>. Acesso em abril. 2017.
Figura 9 – Obra de Contenção de Encostas - Maceió - AL - (03-01-2014).
Disponível em: <http://www.maceio.al.gov.br/2013/10/obras-de-contencao-de-encostas-sao-concluidas/>. Acesso em abril. 2017.
No passado muitas obras foram levantadas com métodos iguais ou parecido aos usados para fabricação deste tipo de material nos tempos atuais.
Construída à aproximadamente 2.600 anos a.C., a pirâmide de Queops, no Egito, é um dos monumentos históricos mais famosos do mundo e que conta com uma construção muito semelhante as usadas atualmente. Eram utilizadas conchas de mariscos trituradas, em seguida, acrescentavam óleo de baleia e terra para juntar a liga. Quando estes materiais estavam juntos, jogavam água por cima formando uma grande masseira. Após todo esse processo, estando a massa homogênea, eles faziam formas de 2 metros por 1 metro e transformavam em milhares de blocos.
Figura 10 – Pirâmide de Queops (147 metros de altura - equivalente a 49 andares).
Disponível em: <http://biobloctijolosecologicos.blogspot.com.br/p/blog-page.html>. Acesso em abril. 2017.
Outro exemplo da engenhosidade do homem, é a Muralha da China, considerada a maior estrutura militar que já existiu, feita em muitos trechos de argila e calcário, em outros de tijolos de rocha maciços e granito, variando de acordo com a região.
Figura 11 – Muralha da China – 2 mil anos.
Disponível em: <http://www.infoescola.com/historia/muralha-da-china/>. Acesso em abril. 2017.
Seleção dos materiais
O solo cimento é o produto obtido pela mistura de solo, cimento Portland e água. A seleção do solo tem grande importância na fabricação, pois é o componente de maior quantidade na mistura, influenciando diretamente na qualidade e no custo final da produção. 
Figura 12 – Amostras de solo colhidas para análise.
Disponível em: <http://www.habitare.org.br/ConteudoGet.aspx?CD_CONTEUDO=261>. Acesso em abril. 2017.
Os solos com maior teor de areia são os mais apropriados e proporcionam maiores resistências, desde que contenham um teor mínimo de silte e argila. Padrões de limites de liquidez e o índice de plasticidade devem também ser analisados por meios de ensaios de granulometria e sedimentação realizados em laboratórios, possibilitando verificar se o solo atende aos requisitos. 
Figura 13 – Solo arenoso.
Disponível em: <http://blog.bioseeds.com.br/solo-arenoso-o-que-plantar/>. Acesso em abril. 2017.
Para locais em que o solo defere do arenoso, em casos como os solos argilosos, é sempre possível corrigir a granulometria e a plasticidade por meio de adição de areia. 
Figura 14 – Solo argiloso.
Disponível em: <http://www.ehow.com.br/remediacao-barata-solos-argilosos-estrategia_199065/>. Acesso em abril. 2017.
DOSAGEM
Uma vez colhidas as amostras do solo, essas deverão ser encaminhadas para um laboratório, para determinará o percentual de argila, areia e silte existentes. Após a análise, é realizada a dosagem para solo-cimento, procedimento que determinará a quantidade de água, solo e cimento para estabilizar a mistura, e se existe a necessidade de fazer uma correção no solo. 
Figura 15 – Dosagem e mistura do solo-cimento.
Disponível em: <https://ecomaquinas.com.br/index.php/tijolo-ecologico-como-produzir>. Acesso em abril. 2017.
FABRICAÇÃO
Nos processos de fabricação não ocorrem desmatamentos e nem queima de carvão, evitando o lançamento de resíduos tóxicos no meio ambiente proveniente dos processos citados acima, esses que são utilizados por exemplo no processo de fabricação de tijolos de cerâmica.
Nas olarias ecológicas os tijolos passam por um processo diferente da queima, eles passam por um processo de cura, ficando durante oito dias em local fechado, sem vento e sol. Esses tijolos são chamados de Modular, pois encaixam-se uns aos outros em um sistema de trilho.
No caso de tijolos de solo-cimento, a produção varia de acordo com os objetivos de sua utilização (revestimentos, resistência, aparente, etc.) e de acordo com processo de fabricação a ser utilizado, manual ou mecânico. Levando em consideração estes aspectos, pode-se relacionar as seguintes etapas da fabricação dos tijolos de solo-cimento, conforme ilustrado na Figura 16 (PISANI, 2004).
Figura 16 – Fluxograma das etapas de fabricação e utilização dos tijolos de solo-cimento.
Fonte: PISANI, 2004.
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Na mistura manual, as produções não utilizam equipamentos de mistura automatizada e deve ser realizada da seguinte maneira:
A - Esparramar o solo em uma superfície lisa e impermeável, formando uma camada de 20cm a 30cm;
B - Espalhar o cimento sobre o solo e misture bem, até que a mistura fique com uma coloração uniforme (igual), sem manchas de solo ou cimento;
C - Para umedecer, espalha-se novamente a mistura como no item (A), adicionando água aos poucos sobre a superfície usando regador ou uma mangueira com bico esguicho e misture tudo novamente;
Figura 17 – Processo de mistura manual do solo-cimento.
Disponível em: <https://ecomaquinas.com.br/index.php/tijolo-ecologico-como-produzir>. Acesso em abril. 2017.
Já em outros tipos de obra, onde a demanda pelo material é demasiada, são utilizados misturadores automatizados de escala industrial, como demonstrado na figura 18.
Figura 18 – Misturador automatizado de escala industrial para obras de grande porte.
Disponível em: <http://www.agg-net.com/news/cemex-take-delivery-of-new-rapidmix-400cw>. Acesso em abril. 2017.
Ainda sobre o detalhamento dos tijolos. O solo é pré-selecionado, e após a retirada é triturado ou peneirado e eventualmente corrigido. Após o preparo, a mistura solo-cimento é compactada em até seis toneladas de pressão, e para completar, o tijolo passa por técnica de cura e secagem. 
Encontram-se no mercado empresas que oferecem vários modelos de prensas para a fabricação dos tijolos. Algumas prensas fabricam até cinco tipos diferentes de tijolos, bastando para isso apenas trocar os seus moldes.
Figura 19 – Prensa de tijolo solo-cimento.
Disponível em: <http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-696047692-projeto-prensa-tijolo-ecologicotriturador-de-solo-o-melhor-_JM>. Acesso em abril. 2017.
SISTEMAS CONSTRUTIVOS
Nos tijolos ecológicos o sistema construtivo é modular. Esse modelo possui furos que servem como câmaras termo acústicas, para instalação de redes hidráulicas e elétricas, além de possibilitar a instalação das colunas de sustentação, permitindo a economia em relação ao uso de fôrmas de madeiras ou metálicas.
Segundo as instruções de um fabricante (CONSTRUVAN, 2008), para uma maior garantia de estabilidade da obra, a cada meio metro de parede construída é recomendada a instalação de colunas de aço e o enchimento com concreto, conforme ilustrado nas figurasa seguir.
Construção de uma casa popular de 100 m², na cidade de Piedade – SP, em apenas 60 dias:
Figura 20 – Construção em tijolos de solo-cimento, 3º dia.
Disponível em: <http://www.tilego.com.br/site/?m=201001>. Acesso em abril. 2017.
Figura 21 – Construção em tijolos de solo-cimento, 7º dia.
Figura 22 – Construção em tijolos de solo-cimento, 35º dia.
Figura 23 – Construção de tijolos em solo-cimento, 55º dia.
Disponível em: <http://www.tilego.com.br/site/?m=201001>. Acesso em abril. 2017.
A argamassa para assentamento, além de ter uso reduzido, é composta de terra, cimento e cola branca.
Mesmo sendo uma tecnologia de fácil acesso, é preciso o conhecimento especializado, principalmente devido ao encaixe exato entre os tijolos e pouca necessidade de argamassa para assentamento. 
Figura 24 – Colagem da alvenaria de solo-cimento.
Disponível em: <http://www.recriarcomvoce.com.br/blog_recriar/alvenaria-de-solo-cimento>. Acesso em abril. 2017.
SUSTENTABILIDADE
A aplicação e o desenvolvimento da tecnologia do uso do solo-cimento estão em conformidade com um dos maiores desafios impostos a pesquisadores, profissionais e sociedade: a diminuição de impactos ambientais das atividades do setor da construção civil.
Profissionais afirmam que nenhuma sociedade poderá atingir o desenvolvimento sustentável sem que a construção civil passe por profundas transformações. Visto que qualquer atividade humana necessita de um ambiente construído para a sua moradia, trabalho ou lazer, sendo os produtos da construção civil utilizados em grandes proporções.
Os desenvolvimentos das aplicações do solo-cimento no âmbito da construção exercem papel fundamental dentro para redução de custos e preservação do meio-ambiente.
A especificação de materiais, de acordo com o contexto acima exposto, deve deixar de ser feita apenas por critérios estéticos e estar condicionada a diferentes questões como o aumento da durabilidade de uma edificação, expresso em termos de vida útil, contaminação do ar interno e possibilidade de reciclagem.
Figura 25 – Alinhando a construção civil rumo à sustentabilidade.
Disponível em: <http://liderancapremoldados.com.br/os-caminhos-da-construcao-civil-rumo-ao-desenvolvimento-sustentavel/>. Acesso em abril. 2017.
VIABILIZAÇÃO
As construções executadas com solo-cimento podem ser 30% a 40% mais baratas que construções convencionais, principalmente pela eliminação de materiais, redução de desperdício e custos de transporte. 
Para os tijolos, como podem ser feitos no canteiro de obra, existem projetos experimentais que chegam a 50% de economia, mas a média fica mesmo entre 30 e 40%. O ganho também é obtido pela economia de argamassa, redução de material de acabamento e da quebra de paredes para instalar as janelas e portas. 
Porém, o ganho econômico acontece no gerenciamento da obra e não no custo unitário do tijolo, que é mais caro se comparado aos tradicionais, com possibilidade de se reduzir os custos por meio da redução do número de profissionais especializados em construção.
Figura 26 – Confecção dos tijolos ecológicos no canteiro de obras.
Disponível em: <http://www.ecocentro.org/o-ipec/tecnologias/habitacao/solocimento/>. Acesso em abril. 2017.
Desvantagens do tijolo ecológico:
Não pode ser fabricado em locais com muita umidade;
Solo sujeito a altas variações de composição de acordo com o local;
A presença de substâncias tóxicas para o processo de cimentação, como o húmus, cloretos e sulfatos inviabilizam a aplicação do solo;
Composição do tijolo solo-cimento está sempre sujeito a análises em laboratório antes de iniciar sua fabricação encarecendo o processo;
Principais normas REGULAMENTADORAS
NBR11798:2012 - Materiais para base de solo-cimento – Requisitos;
NBR12023:2012 - Solo-cimento - Ensaio de compactação;
NBR12024:2012 - Solo-cimento - Moldagem e cura de corpos de prova cilíndricos - Procedimento; 
NBR12025:2012 - Solo-cimento - Ensaio de compressão simples de corpos de prova cilíndricos - Método de ensaio;
NBR12253:2012 - Solo-cimento - Dosagem para emprego como camada de pavimento;
NBR16096:2012 - Solo-cimento - Determinação do grau de pulverização - Método de ensaio;
CONSIDERAÇÕES FINAIS
O uso do solo-cimento, com aplicações de técnicas simples e soluções viáveis, permite o desenvolvimento de sistemas construtivos com as seguintes vantagens:
Para as fundações, permite a diminuição de custos pela economia de matérias presentes em outros métodos; 
Para alvenarias permite o controle de perdas (a alvenaria modular minimiza o desperdício);
Figura 27 – Fundação feita com tijolos de solo-cimento.
Disponível em: <http://www.recriarcomvoce.com.br/blog_recriar/category/materiais/revestimento/page/2/>. Acesso em abril. 2017.
Figura 28 – Construção em tijolo de solo-cimento modular.
Menor tempo de execução no assentamento de alvenarias devido aos encaixes do sistema modular;
Baixo custo;
Durabilidade e segurança estrutural adequados ao uso;
Funcionalidade de seus equipamentos, permitindo uma operação direta no canteiro de obras, independentemente de sua localidade;
Eficiência construtiva, devido a facilidade de fabricação e construção;
Baixa agressividade ao meio ambiente, pois dispensa a queima e o corte de madeira;
Economia de transporte quando produzidos no próprio local da obra.
Apesar dos pontos positivos destacados, no Brasil o interesse pelo solo-cimento na construção de habitações foi desaparecendo na proporção que outros materiais, na maioria dos casos mais industrializados, surgem no mercado. 
Portanto, sua utilização é mais expressiva em obras de pavimentação, reforços e melhorias de solos, em barragens e contenções.
Disponível em: <http://www.goionews.com.br/noticia/2011/07/16/1286/avanca-pavimentacao-asfaltica-no-j-u/21707/>. Acesso em abril. 2017.
Figura 28 – Pavimentação asfáltica com solo-cimento – Goioerê - PR.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ABIKO, A. K., Solo-cimento: tijolos, blocos e paredes monolíticas. In: Instituto de Pesquisas Tecnológicas, Tecnologia de Edificações. São Paulo: PINI, 1988, p.97-106;
ABNT, NBR-8491 - Tijolo maciço de solo-cimento. Rio de Janeiro: Associação Brasileira de Normas Técnicas, 1984. 4p. 
ABNT, NBR-12023 - Solo-Cimento - ensaio de compactação. Rio de Janeiro: Associação Brasileira de Normas Técnicas, 1990. 9p. 
ABNT, NBR-10834 - Bloco vazado de solo-cimento sem função estrutural. Rio de Janeiro: Associação Brasileira de Normas Técnicas, 1994. 3p
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND. Dosagem das misturas de solo-cimento: normas de dosagem e métodos de ensaio. Publicações ABCP, 1980, São Paulo. 
BLUCHER, E. Mecânica dos solos para engenheiros - volume 1. São Paulo, Blucher, 1999. 
CERATTI, J. A. P. MEDINA Estudo de solos estabilizados com cimento sob ação de cargas repetidas e estáticas. 18ª Reunião Anual de Pavimentação, Porto Alegre, 1983.
CONTRUVAN. Tijolos Ecológicos. Disponível em: <http://www.construvan.com.br>. Acesso: 03 de Abril, 2017. 
Elder, P., Thomé, A., Silvani, C., & Freitas, L. L. (1 de julho/setembro de 2012). Comportamento de estacas escavadas compostas de solo-cimento e resíduos de beneficiamento de pedras preciosas a partir de provas de carga estática. Ambiente Construído, 12, pp. 147-157.
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LIMA, T. V. Estudo da produção de blocos de solo-cimento com matérias-primas no núcleo urbano da Cidade de Campos dos Goytacazes – RJ. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil), Campos dos Goytacazes: Universidade Estadual do Norte Fluminense, 2006, 107p.;
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