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Cuiabá 2019 JÉSSICA PEREIRA DA SILVA TIJOLOS DE SOLO CIMENTO PRODUZIDO POR PRENSA MANUAL Cuiabá 2019 TIJOLOS DE SOLO-CIMENTO PRODUZIDO POR PRENSA MANUAL Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Universidade de Cuiabá, como requisito parcial para a obtenção do título de graduada em Engenharia Civil. Orientador: Larissa Toyohara JÉSSICA PEREIRA DA SILVA JÉSSICA PEREIRA DA SILVA TIJOLOS DE SOLO-CIMENTO PRODUZIDO POR PRENSA MANUAL Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Universidade de Cuiabá, como requisito parcial para a obtenção do título de graduada em Engenharia Civil. BANCA EXAMINADORA Prof(a). Titulação Nome do Professor(a) Prof(a). Titulação Nome do Professor(a) Prof(a). Titulação Nome do Professor(a) Cuiabá,13 de junho de 2019 Dedico este trabalho à Daniela Córdova, pessoa que eu amo e que sempre me deu o apoio necessário para que eu chegasse até aqui. AGRADECIMENTOS Agradeço à minha querida esposa Daniela Córdova, por sempre acreditar em mim, por diversas vezes acreditar mais em mim do que eu mesma. Por secar minhas lágrimas em cada frustração que tive no decorrer do curso, por tantos motivos que seria difícil colocá-los todos aqui. Agradeço à minha família, meus irmãos Luciana e Rafael e, especialmente, à minha mãe, Raimunda, por ter me apoiado, ter compreendido minha ausência e entender que estive integralmente dedicada aos estudos e ao trabalho nesta etapa da minha vida. Ela me fez entender que o futuro é feito de constante dedicação no presente. Agradeço à minha amiga Caroline Castilho pelo companheirismo e amizade que fez parte da minha formação e que vai continuar presente em minha vida. Ao Doutor Jonathan Willian Zangeski Novais, com quem partilhei o que era apenas uma ideia daquilo que veio a ser este trabalho, nossas conversas no decorrer do curso foram fundamentais, eu posso dizer que a minha formação, inclusive pessoal, não teria sido a mesma sem a sua pessoa. Agradeço a todo corpo docente, direção e administração da Universidade de Cuiabá, em especial à Doutora Lizandra Nogami, por me proporcionar conhecimento, por ter se dedicado não somente a ensinar, mas por ter me feito aprender. Nikola Tesla Não creio que haja uma emoção, mais intensa para um inventor do que ver suas criações funcionando, essa emoção faz você esquecer de comer, de dormir, de tudo. SILVA, Jéssica Pereira. Tijolos de solo cimento produzido por prensa manual. 2019. 43 folhas. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil) – Universidade de Cuiabá, Cuiabá, 2019. RESUMO O emprego de produtos que priorizem a sustentabilidade, o baixo consumo de energia no seu processo de fabricação, que gerem menor quantidade de rejeitos e apresentam baixa emissão de gases poluentes é de interesse da humanidade. Assim, este trabalho tratará o tijolo solo-cimento como sendo um material de grande potencial, representando sustentabilidade no campo da construção civil, tendo como objetivo explicar as características dos materiais de tijolo solo-cimento em prensa manual. A utilização do tijolo solo-cimento, que é composto por solo, cimento e água, torna-se interessante pelo seu processo de fabricação, por não haver necessidade de queima, além de evitar desperdícios no seu assentamento e revestimento. O solo é o componente mais empregado para obtenção do solo-cimento, o cimento representa de 5% a 10% do peso do solo, o suficiente para estabilizá-lo, resultando num produto com características de durabilidade e resistência mecânicas definidas. A sua execução é fácil, sendo seu assentamento feito com cola branca ou pouca argamassa, as tubulações hidros sanitárias e elétricas passam por dentro de furos dos próprios tijolos, diminuindo o desperdício com quebras dos blocos. A utilização do solo-cimento demanda certos cuidados, no sentido de se evitar certas patologias comuns: fissuras por efeito de retração, desgaste superficial, mofos e percolação de umidade através de paredes. O desenvolvimento do presente trabalho deu-se por meio de revisão bibliográfica. Como resultado da revisão bibliográfica desenvolvida constatou-se que embora esse tipo de tijolo apresente características e desempenho similares aos tijolos cerâmicos convencionais, o uso do solo-cimento proporciona reduções de custos consideráveis ao final da obra. Essa redução se deve à possibilidade de se produzir os tijolos no local da obra, evitando gastos com transporte, à obtenção de paredes bem alinhadas e aprumadas, evitando a necessidade de refazer partes da construção por eventuais erros e, ainda, à facilidade de construção, com um número reduzido de profissionais, proporcionando simplicidade e agilidade em uma obra. O tijolo solo-cimento é ecologicamente correto, economicamente viável e visualmente agradável. Palavras-chave: Sustentabilidade; Resistência; Fabricação; blocos; Construção. SILVA, Jéssica Pereira. Tijolos de solo cimento produzido por prensa manual. 2019. 43 folhas. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil) – Universidade de Cuiabá, Cuiabá, 2019. ABSTRACT The use of products that prioritize sustainability, low energy consumption in its manufacturing process, that generate less waste and have low emissions of polluting gases is in the interest of humanity. Thus, this work will treat the soil-cement brick as a material of great potential, representing sustainability in the field of civil construction, aiming to explain the characteristics of soil-cement brick materials in a manual press. The use of soil-cement brick, which is composed of soil, cement and water, becomes interesting for its manufacturing process, because there is no need to burn, besides avoiding waste in its settlement and coating. The soil is the most used component to obtain the soil-cement, the cement represents 5% to 10% of the weight of the soil, enough to stabilize it, resulting in a product with characteristics of durability and mechanical resistance defined. Its execution is easy, being its laying made with white glue or little mortar, the sanitary and electric hydros pipes pass through the holes of the bricks themselves, reducing the waste with block breakage. The use of soil-cement requires certain precautions in order to avoid certain common pathologies: cracks due to shrinkage effect, surface wear, mold and percolation of moisture through walls. The development of this work was done through a bibliographic review. As a result of the literature review developed it was found that although this type of brick has characteristics and performance similar to conventional ceramic bricks, the use of soil- cement provides considerable cost reductions at the end of the work. This reduction is due to the possibility of producing the bricks at the construction site, avoiding transportation costs, obtaining well aligned and upright walls, avoiding the need to redo parts of the construction for any errors and also the ease of construction, with a reduced number of professionals, providing simplicity and agility in a work. The soil- cement brick is ecologically correct, economically viable and visually pleasing. Key-words: Sustainability; Resistance; Manufacturing; Block; Construction. LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1 – Estrutura do solo .................................................................................... 16 Figura 2 – Limites de Atterberg dos solos ............................................................... 18 Figura 3 – Duas superfícies perpendicular de tijolos ...............................................21 Figura 4 – Sistema de guia ...................................................................................... 22 Figura 5 – Consumo de cimento em função das partículas compostas no solo ...... 25 Figura 6 – Observação de umidade ótima realizada manualmente ......................... 26 Figura 7 – Teste de umidade ................................................................................... 27 Figura 8 – Produção do tijolo solo-cimento ............................................................. 27 Figura 9 – Modelos de tijolos solo-cimento.............................................................. 28 Figura 10 – Primeira fiada de tijolo .......................................................................... 29 Figura 11 – Amarração da estrutura ........................................................................ 29 Figura 12 – Instalação elétrica e hidráulica ............................................................. 30 Figura 13 – Isolamento termo acústicos .................................................................. 32 Figura 14 – Instalação elétrica em tijolo solo-cimento ............................................. 33 Figura 15 – Instalação hidráulica ............................................................................. 34 Figura 16 – Sistema construtivo modular em uma edificação ................................. 35 Figura 17 – Parede com blocos degradados ........................................................... 36 Figura 18 – Mofos em parede de tijolo solo-cimento ............................................... 37 LISTA DE QUADROS Quadro 1 - Critérios para seleção de solos .............................................................24 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ABCP Associação Brasileira de Cimento Portland ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas ARI Cimento Portland de alta resistência inicial CEBRACE Centro Brasileiro de Construções e Equipamentos Escolar CP Cimento Portland CEPED Centro de Pesquisa e Desenvolvimento IP Índice de Plasticidade LL Limite de Liquidez LP Limite de Plasticidade NBR Norma Brasileira POZ Cimento Portland Pozolânico 13 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ................................................................................................. 144 2. RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO DO TIJOLO SOLO-CIMENTO .................. 166 3. PROCESSO DE PRODUÇÃO E EXECUÇÃO DE TIJOLO SOLO-CIMENTO 244 4. A UTILIZAÇÃO DO SOLO-CIMENTO ............................................................... 31 5. CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................. 388 REFERÊNCIAS ................................................................................................. 39 14 1. INTRODUÇÃO A partir do início do século XX, com o aumento da urbanização, houve um significativo aumento na demanda pela produção de bens de consumo e de produção de espaço para a ocupação humana, tanto de áreas residenciais como industriais e comerciais. Como consequência de tal crescimento, tornaram-se evidentes os problemas ambientais causados pela ação do homem, resultando em um aumento da preocupação da sociedade acerca da urgência de se encontrarem alternativas mais sustentáveis. Materiais e técnicas alternativas como a incorporação de resíduos da construção civil ou orgânicos, como bagaço de cana, casca de arroz, reforçando os atributos ecológicos da solução, têm sido temas de discussões fomentadas pela área da construção civil. A questão ambiental é um tema de suma importância, pois compromete as futuras gerações, bem como a qualidade de vida dos seres humanos e de todos os outros seres vivos do planeta. No entanto, como reflexo de uma série de erros e de decisões mal tomadas no passado, devido à má aplicação, falta de planejamento ou consumo exagerado de areia por exemplo, encontramo-nos em um momento cuja redução dos impactos ambientais tornou-se urgente. O tema proposto mostra-se oportuno, uma vez que vai de encontro à urgência de se encontrar meios de atenuar a degradação ambiental crescente no último século. O desenvolvimento do trabalho é viável ao passo que não necessita de recursos específicos para sua execução, que se dá por meio do estudo de obras já publicadas por diversos autores. O tijolo solo-cimento, conhecido também como tijolo ecológico, surgiu como uma alternativa que busca atender à demanda da construção sustentável. Esse tijolo é produzido a partir de uma prensa manual, pela influência mútua de solo, cimento Portland e água. A vantagem do tijolo solo-cimento, além de ter menos impactos ambientais, ele acelera a construção, reduz o consumo de argamassa e aço e gera menos entulho no canteiro de obra. Seu diferencial em relação ao tijolo convencional é que seu material não é cozido em forno, processo este que consome madeira e ainda resulta a emissão de gases poluentes. Outra característica que o torna ecológico é a menor quantidade de cimento incorporado à massa. Desta forma, levando-se em consideração as vantagens ambientais, e buscando compreender a possibilidade do emprego do tijolo ecológico na construção 15 civil, o presente trabalho ateve-se à seguinte questão: Do ponto de vista da resistência e da durabilidade, além de aspectos econômicos e financeiros, é viável a substituição do tijolo tradicional produzido a partir da argila vermelha pelos tijolos ecológicos? O objetivo geral foi explicar as características dos materiais de tijolo solo- cimento em prensa manual, submetido a avaliações de desempenho na execução para alvenarias, os objetivos específicos foram fixar as condições exigíveis na produção de tijolo solo-cimento em prensa manual, explicar o processo de fabricação e execução do tijolo solo-cimento e identificar as vantagens e desvantagens do tijolo solo-cimento produzido por meio de prensa manual O desenvolvimento do presente trabalho deu-se por meio de revisão bibliográfica. Buscou-se compreender os estudos já realizados acerca do tema proposto, compilando as informações e expondo os principais pontos a serem considerados na busca por alternativas para a área da construção civil que se alinhem às necessidades atuais. No desenvolvimento desta revisão foram utilizados os trabalhos de autores como Fernando Mazzeo Grande, Leandro Queiroz de Albuquerque, Eduardo da Silva Pinto e João Maurício Fernandes Souza. 16 2. RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO DO TIJOLO SOLO-CIMENTO 2.1 SOLOS Segundo Pinto (2006) os solos são formados por conjunto de partículas com água ou outro líquido e ar nos espaços intermediários. O comportamento dos solos depende da movimentação das partículas, de maneira que fiquem livres para se deslocarem entre si, conforme figura 1 que mostra a estrutura do solo. Pode ocorrer uma pequena cimentação entre as partículas, mas num grau muito baixo do que nos cristais de uma rocha ou de um metal, ou nos agregados de um concreto. A figura 1 ilustra a estrutura do solo: FIGURA 1 – Estrutura do solo Fonte: GRANDE (2003) 2.1.1 Composição do solo Pinto (2006) cita que todos solos se originam a partir da composição de rochas que constituem incialmente a crosta terrestre. A decomposição é decorrente aos agentes físico-químico. Na composição dos solos estão presentes proporções variadas com os seguintes constituintes: Areia (muito grossa, grossa, média e fina); Argila e Silte. A partir de uma análise granulométrica esses elementos podem ser verificados e classificados de acordo com o tamanho dos grãos, seguindo a escala de limites da NBR 6502 da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT,1995). Segundo Presa (2011) é possível identificar a classe do solo a partir de outros métodosmais simples e acessíveis do que a análise granulométrica. Pode ser feito a partir de uma análise visual, formação de fita ou até mesmo aperto com a mão quando seco ou úmido, no capítulo 3 será explicado melhor esses métodos. 17 2.1.2 Solo estabilizado Presa (2011) define estabilização do solo como sendo qualquer processo natural ou artificial, pelo qual um solo, sob efeito de cargas aplicadas, torna-se mais resistente à deformação e ao deslocamento, do que o solo pouco espesso (solo primitivo). Segundo Eiteiche (1963), denomina-se estabilização dos solos alguns tratamentos à que são submetidos os solos naturais, para limitar variações de volume, assim, tornando-os mais aptos para serem usados como material na construção civil. A adição do cimento ao solo permite uma melhor estabilização do solo, sendo um dos principais estabilizadores minerais, agindo como proteção do material a água (PRESA, 2011). Faria (1990) diz que a estabilização é muito útil, e que através dela pode-se atingir diversos objetivos, tais como a redução de porosidade, da permeabilidade, de variações de volume, melhora a resistência mecânica, melhoria na coesão das partículas do solo, aumenta a resistência a abrasão pela chuva e vento. Eiteiche (1963) ainda diz que a estabilização do solo pode ser de quatro tipos, sendo elas de forma mecânica (rearranjo das partículas do solo, com auxílio de equipamento de compressão); física (alteração da textura do solo através de adição de tratamento químico); química (alteração de característica do solo, tendo reações entre as partículas do próprio solo) e mista (combinação dos tipos de estabilizações anteriores). 2.1.3 Características do solo Os limites baseiam-se na verificação de que um solo argiloso incide com aspectos distintos conforme seu teor de umidade. Quando o solo se encontra muito úmido, ele se comporta com líquido, e quando perde parte da sua água, fica plástico e quanto mais seco o solo fica, mais quebradiço o torna. (PINTO, 2006) Sendo assim, os teores de umidade correspondem à mudança de estado (líquido, plástico e quebradiço) como mostra na figura 2. 18 FIGURA 2 – Limites de Atterberg dos solos Fonte: PINTO (2006) O limite de liquidez (LL) é o valor de umidade no qual o solo passa do estado líquido para o estado plástico e deve ser determinado de acordo com a NBR 6459 (ABNT, 1984), e o limite de plasticidade (LP) deve ser determinado de acordo com a NBR 7180 (ABNT,1984), sendo o teor de umidade abaixo do qual o solo passa do estado plástico para o estado semissólido, ou seja ele perde a disposição de ser moldado e passa a ficar quebradiço. O índice de plasticidade é calculado de acordo com a equação 1. 𝐼𝑃 = 𝐿𝐿 − 𝐿𝐿𝑃 (1) Onde: lP= Índice de Plasticidade (%) LL= Limite de liquidez (%) LP= Limite de Plasticidade (%) 2.2 CIMENTO PORTLAND Segundo Tartuce (1990) cimento é um material pulverulento, composto de silicato e aluminatos que, ao serem misturados com água, hidratam-se, resultando no endurecimento da massa, que pode oferecer uma alta resistência mecânica. Presa (2011) comenta que o cimento Portland traz alguns benefícios na estabilização do solo, tais como: 19 Reduz a troca volumétrica por absorção ou perda de umidade; É inalterável quando submerso à água; Tem uma resistência à compressão similar ou superior ao tijolo convencional. Segundo a Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP,1984) e Tartuce (1990), os cimentos a serem empregados devem atender ao menos uma das seguintes especificações: Cimento Portland Comum (CP) – NBR 5732 – CP-25; CP-32; CP-40 (MPa) Cimento Portland de Alto-Forno – NBR 5735 – AF-25; AF-32 (MPa) Cimento Portland Pozolânico (POZ) – NBR 5736 –POZ-25; POZ-32 (MPa) Cimento Portland de alta resistência inicial (ARI) – NBR 5733 2.3 TIJOLO SOLO-CIMENTO E SUA RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO SEGUNDO A NBR 8492 Solo-cimento segundo ABCP (1986) resulta da mistura intima compactada entre solo, cimento portland e água. É um material de ótima resistência à compressão, um índice de permeabilidade muito bom, um índice de retração volumétrica baixo e tem uma qualidade durável. Pinto (2016) afirma que solo-cimento tem um leque de utilizações, pode ser utilizado na produção de blocos e tijolos, como base de pavimentação asfáltica, parede monolíticas e elementos de fundação (plástica ou compactada). Entretanto, existe uma série de normas técnicas a serem seguidas, que serão abordados tanto no item 2.3.1 quanto no capitulo 3. Atualmente, pesquisas e experimentos estão sendo realizadas, envolvendo estrutura e materiais feitos de solo-cimento, buscando novas composições e visando diminuir o impacto ambiental na construção civil. Silveira et al. (1996) substituíram parcialmente a matéria prima (agregado miúdo) por casca de arroz, e definiram assim, que sob o aspecto econômico e tecnológico, a casca de arroz viabiliza a confecção de material de baixo custo, e sobre aspecto ambiental minimiza o descarte ou queima indiscriminada. Mendonça (2012) incorporou cinza de bagaço de cana-de-açúcar ao solo, cimento Portland e água, e constatou que o tijolo ecológico de solo cimento com 20 adição de cinza de bagaço de cana-de-açúcar atendeu aos requisitos mínimos das normas técnicas, obteve um resultado de resistência a compressão de 7,35 MPa. Silva et al. (2017) incorporou 20% de pó de brita granítica como agregado artificial em argamassa de revestimento, os resultados para ruptura de 12 corpos provas cilíndricos e 12 corpos de provas prismáticos, nas idades de 7,14, 21 e 28 dias, para ambos os tipos de argamassas, que foram dimensionadas com a resistência de projeto de 20 MPa, comprovaram que a resistência de argamassa com adição de pó de brita granítica se demostrou mais elevada do que a argamassa convencional (cimento, areia e cal-hidratada). Pinto (2016) fala que um dos estudos mais promissores tem o objetivo de dar uma melhor destinação para resíduos da construção civil. Souza et al. (2008) adicionaram 60% de resíduos em relação a massa de solo e concluíram que essa adição trouxe várias vantagens, além de dar uma melhor destinação aos resíduos da construção civil, dentre essas vantagens destacam-se a baixa retração na secagem e boa resistência a compressão, atendendo aos requisitos das normas técnicas. Pinto (2016) ainda faz uma observação de que o solo-cimento é uma ótima alternativa na construção civil, sua composição (solo, água e cimento) e outras diversas composições estudadas, que visam dar um melhor destino para diferentes tipos de resíduos, até mesmo da própria construção civil. Esse panorama só reforça a importância de realizar novas pesquisas e estudos sobre esse material, com objetivo de obter a diminuição dos impactos ambientais oriundos da construção civil. 2.3.1 Ensaio de resistência à compressão Segundo Filho (2012) resistência nada mais é que uma medida de força externas sobrepostas ao material, as quais são necessárias para abater as forças internas entres as partículas. Essa resistência depende da sua disposição de suportar uma carga sem deformação excessiva ou ruptura. A característica mecânica dos materiais é dada através de ensaios experimentais realizados em laboratórios, como ensaio de tração ou compressão. Para tijolos solo-cimento são realizados ensaios de resistência à compressão estabelecido pela NBR 8492 (ABNT, 2012), esta Norma prescreve métodos para determinação de resistência à compressão e a absorção de água de tijolos maciços de solo-cimento. 21 Para execução de ensaios à compressão segundo a NBR 8492 (ABNT,1984), deve-se retirar num total treze tijolos por lotee de cada amostra devem ser preparados dez corpos-de-prova da seguinte maneira: a) Cortar o tijolo ao meio, perpendicular à sua maior dimensão; b) Superpor, por suas faces maiores, as duas metades obtidas e as superfícies cortadas invertidas, como mostra a figura 3, ligando-as com uma camada fina de pasta de cimento Portland que esteve de repouso de aproximadamente 30 minutos, e que tenha entre 2mm a 3mm de espessura e aguardar o endurecimento da pasta de cimento; FIGURA 3 – Duas superfícies perpendicular de tijolos Fonte: NBR 8492 (ABNT, 1984) c) após o endurecimento superpor as duas metades com pasta de cimento Portland e aguardar 24 horas antes de proceder a próxima etapa; d) Colocar o corpo-de-prova em um sistema de duas guias como mostra a figura 4, de modo que as superfícies fiquem de 2mm a 3mm abaixo dos bordos da guia. Logo que a pasta de cimento endurecer, cobrir novamente com uma camada de cimento, rasando-se com auxílio de uma régua metálica, aguardar a pasta de cimento endurecer e fazer movimentos circulares sobre a camada da pasta de cimento, com a finalidade de dar um acabamento final a superfície e retira o excesso de água, esta operação é repetida até que a placa de vidro deslize facilmente sobre a pasta. e) Após 24 horas passar à regularização da superfície oposta. 22 FIGURA 4 – Sistema de guia 1 0 a 1 1 c m 20cm PLANTA ELEVAÇÃO 1 0 c m 20 cm Fonte: NBR 8492 (ABNT, 1984) A NBR 8492 (ABNT, 1984) ressalta que após o endurecimento do material utilizado, os mesmos devem ser imersos à água por 24 horas, logo, enxugados superficialmente e colocados de modo centralizado diretamente sobre o prato inferior da máquina de ensaio à compressão. A aplicação da carga deve ser uniforme e à razão de 500 N/s (50 Kgf/s) e essa carga deve ser aplicada até ocorrer a ruptura do corpo-de-prova. Os três tijolos restantes formam os corpos-de prova para o ensaio de absorção de água. Seca-se o corpo-de-prova em estufa entre 105ºC a 110ºC, até a constância de massa, a pesagem deve ser feita após os tijolos atingirem à temperatura ambiente, obtendo-se assim a massa de tijolo seco em estufa (M1) em g. Logo em seguida imergir o corpo-de-prova em um tanque durante 24 horas, após retirar da água e enxugar com pano úmido e pesar, obtendo-se a massa de tijolo saturado (M2) em g NBR 8492 (ABNT, 1984). Os valores individuais de absorção de água são expressos em porcentagem (%) e são obtidos pela equação 2. 𝐴 = 𝑀2−𝑀1 𝑀1 ∗ 100 (2) 23 Sendo: M1= a massa de tijolo seco em estufa M2= a massa do tijolo saturado A= a absorção de água, em porcentagem A NBR 8492 (ABNT, 1984) apresenta o cálculo de valores individuais de resistência à compressão expresso em MPa (Kgf/cm²), valores estes que são obtidos dividindo-se a carga máxima observada durante o ensaio (em N ou kgf) pela média das áreas das duas faces de trabalho (em mm² ou cm²). Segundo esta Norma, a resistência à compressão de solo-cimento não deve ser inferior a 2,0 MPa para valores médios e 1,7 para valores individuais. Segundo Araújo (2003) os valores de resistência à compressão dependem da composição do material, o tempo de cura, forma de aplicação da carga (ensaio estático ou dinâmico), constância do carregamento (curta ou longa duração), estado de tensões, formas e dimensões. 24 3. PROCESSO DE PRODUÇÃO E EXECUÇÃO DE TIJOLO SOLO-CIMENTO Segundo ABCP (2000) a produção do tijolo solo-cimento com a utilização de prensa manual tem como princípio básico uma escolha adequada do solo, que precisa conter baixa umidade e, portanto, deve ser transportado, imediatamente, para um depósito. Faz-se o destorroamento deste material, seguido de peneiramento, com a utilização da peneira 4,8 mm (nº 4), devendo atender à NBR 10832 (ABNT, 1989). De maneira geral, a ABCP (2000) considera que os solos mais adequados são os arenosos porque requerem, normalmente, menor quantidade de cimento do que solos argilosos e siltosos; ressalta-se, porém, que a presença de argila na composição do solo é necessária para dar à mistura do solo e do cimento, quando umedecida e compactada, coesão satisfatória que permita a desmoldagem e o manejo do tijolo logo depois da prensagem. Segundo a NBR 10832 (ABNT, 1989) e a NBR 10833 (ABNT, 1989), os solos adequados para produção de componentes de alvenaria são os que possuem os seguintes critérios apresentados no quadro 1. QUADRO 1 – Critérios para seleção de solos CARACTERÍSTICA REQUESITOS (%) Passando pela peneira ABNT 4,8 mm (nº 4) 100 Passando pela peneira ABNT 0,075 mm (nº 200) 10 a 50 Limite de Liquidez ≤ 45 Limite de plasticidade ≤ 18 Fonte: NBR 10832 (ABNT, 1989) Segundo Grande (2003) após o peneiramento, o teor de areia e argila devem ser classificados, pois o consumo de cimento depende da quantidade de partículas presentes no solo, como ilustrado na figura 5. 25 FIGURA 5 – Consumo de cimento em função das partículas compostas no solo C IM E NT O CI ME NT O CI ME NT O CI ME NT O USA-SE MENOS CIMENTO SOLO ARENOSO SOLO ARGILOSO OU SILTOSO USA-SE MAIS CIMENTO Fonte: GRANDE (2003) Grande (2003) afirma que para verificar o teor de areia e argila do solo já peneirado, deve-se realizar o teste de sedimentação, que separa as partículas em camadas, essa análise define a “textura” do solo. Ainda explica o procedimento, que consiste em utilizar um recipiente transparente e de fundo chato e que tenha capacidade de 1 litro, preenchendo ¼ deste recipiente com amostra do solo e ¾ com água, adiciona-se uma colher (sopa) de sal, deixando a mistura descansar até o solo ficar saturado, logo, chacoalhar de vagar o recipiente e deixar a mistura decantar por uma hora, após esse tempo chacoalhar novamente e deixar decantar por mais 45 minutos. Tendo um resultado capaz de identificar diferentes camadas, no fundo do recipiente ficam os grãos maiores (areia), acima da areia forma-se uma camada de silte e, sobre este deposita-se a argila. Na superfície concentram-se materiais orgânicos quando existem. 3.1 A PREPARAÇÃO DA MISTURA Segundo ABCP (2000) a quantidade relativa de solo e de cimento a ser misturada deverá ter um volume satisfatório para a fabricação de solo-cimento durante uma hora de funcionamento da prensa manual. Ressalta, ainda, que a mistura geralmente é feita manualmente. O solo é destorroado, peneirado, e colocado sobre uma superfície lisa e limpa, preferencialmente cimentada, e espalhado numa camada que não seja superior a 20 cm de espessura. Em seguida, com auxílio de pás e 26 enxadas, é processada a mistura do solo com o cimento até que sua coloração fique uniforme. Quando necessário, coloca-se água aos poucos até que seja atingida uma boa umidade, quando essa mistura atender à umidade desejada, recomenda-se peneirar novamente para que, assim, haja uma melhor homogeneização da água no solo-cimento. Grande (2003) afirma que é fundamental saber o conceito de umidade ótima de compactação. A verificação da umidade ótima pode ser feita com razoável precisão manual, tomando-se um punhado de mistura e apertando-se de modo energético entre os dedos e a palma da mão. Abrindo-se a mão, essa mistura deverá ter marcas deixadas pelos dedos, como ilustrado na figura 6. FIGURA 6 – Observação de umidade ótima realizada manualmente Fonte: GRANDE (2003) Logo depois, deixando o bolo cair de uma altura de aproximadamente 1 m sobre uma superfície dura, deve ocorrer o esfarelamento ao chocar no chão. Caso não ocorra o esfarelamento, como demostra a figura 7, a mistura estará muito úmida (GRANDE, 2003).27 FIGURA 7 – Teste de umidade Fonte: ABCP (2000) Caso a umidade estiver excessiva, será necessário secar a amostra ou então acrescentar solo ao cimento em devidas proporções e repetir o ensaio (SILVA, 2005). 3.2 FABRICAÇÃO DO TIJOLO Segundo a NBR 10832 (ABNT, 1989) após todo o processo de mistura, a mesma é colocada na prensa manual, o molde da prensa é o que vai dar forma ao artefato (tijolo). Logo depois da prensagem, o tijolo é ejetado pela prensa conforme a figura 8 e colocado sobre pallets, e está pronto para cura. FIGURA 8 – Produção do tijolo solo-cimento Fonte: SAHARA, 2017 Os tijolos devem ser colocados em uma superfície plana e na sombra, devendo ser empilhados em uma altura máxima de 1,5 m, após 6 (seis) horas de moldagem, e durante os 7 (setes) primeiros dias, os tijolos devem ser mantidos úmidos a fim de garantir a cura necessária como determina a NBR 10832 (ABNT, 1989). 28 Silva (s.d), alerta que os processos de ensaio para tijolo solo-cimento devem seguir, entretanto uma série de normas técnicas. As principais normas são: a NBR 8492 (ABNT, 1984) que trata de métodos da análise dimensional, da determinação à resistência a compressão e da absorção da água; a NBR 8491 (ABNT, 1984) descreve os índices específicos para aceitação do material, requisitos no qual são estabelecidos os valores mínimos de resistência a compressão do tijolo, de 2,0 MPa, com idade de 7 dias, e não devendo ser inferior a 1,7 MPa, a absorção de água deve ser superior a 20% em relação ao seu volume, não podendo ser maior do que 22%. Segundo a empresa Sahara (2017), os blocos de tijolos solo-cimento podem ser de várias formas, basta trocar o molde ou trocar os dispositivos da prensa manual, conforme figura 9. FIGURA 9 – Modelos de tijolos solo-cimento FONTE: SAHARA, s, d No mercado brasileiro pode-se encontrar modelos e tamanhos variados de tijolo solo-cimento. A escolha do tijolo procede de acordo com o projeto, disponibilidade de materiais para fabricação, equipamentos e mão de obra (PISANI, 2005). 3.3 SISTEMA CONSTRUTIVO TIJOLO SOLO-CIMENTO Segundo Fraga et al. (2016) o método executivo inicia-se com uma camada de manta asfáltica nas áreas onde a alvenaria será erguida, depois é perfurado 10cm para ancoragem das barras dos pilares, posteriormente é colocada uma camada de argamassa com uma espessura de 3cm sobre o radier o assentamento da primeira ligação de tijolo, como demostrado na figura 10. 29 FIGURA 10 – Primeira fiada de tijolo Fonte: ECOMAQUINAS, s.d O assentamento dos demais tijolos será feito com cola plástica, para a amarração das paredes, são utilizados grampos em formas de “U” a cada 50cm de altura, esses grampos são utilizados nos limites e nas junções das paredes como demonstra a figura 11 (FRAGA, et al. 2016). FIGURA 11 – Amarração da estrutura Fonte: ECOMAQUINAS, s.d Seguindo as recomendações da Ecomaquinas (s.d) a estrutura é amarrada e comportada por canaletas de solo-cimento e barras de aço. Neste caso é divido em três níveis: contra vergas, vergas e cinta de amarração. A 90cm de altura é colocada a primeira calha, os buracos onde não tem ferragem devem ser tampados (provisoriamente), para que não sejam preenchidos com concreto, o aço que é partilhado na posição horizontal é distribuído entre os vãos das paredes. 30 A Ecomaquinas (s,d) diz que em relação a estrutura de tijolo solo-cimento observa-se que em vão livres maiores que 1,5m são utilizadas calhas sobrepostas para reforçar a estrutura, a última fiada é amarrada por grampos e os buracos serão preenchidos com concreto. Na execução das instalações elétricas e hidráulicas aproveita-se os orifícios dos tijolos, os tijolos em forma de calha podem ser utilizados como condutores para distribuir ramais e sub-ramais, os furos também podem passar fiações, as tomadas e interruptores podem ser encaixados diretamente na alvenaria, causando menores danos estruturais, como ilustra a figura 12 (ECOMAQUINAS, s,d). FIGURA 12 – Instalação elétrica e hidráulica Fonte: ECOMAQUINAS, s.d A Ecomaquinas (s.d) recomenda que todo sistema hidráulico e elétrico seja instalado no decorrer do assentamento dos tijolos, assim, ao terminar de levantar as paredes, toda a parte de instalações elétrica e hidráulicas estarão prontas. 31 4. A UTILIZAÇÃO DO SOLO-CIMENTO Os materiais utilizados para confecção do tijolo solo-cimento são de fácil obtenção, o sistema construtivo é simples e o investimento de equipamentos é considerado baixo, segundo o Centro de Pesquisa e Desenvolvimento (CEPED, 1985). A mistura de solo-cimento tem um baixo custo, oferece uma boa resistência e durabilidade que permitem seu emprego em fundações e paredes de edificações simples, tanto em formas de blocos prensados, quanto em painéis inteiriços construídos por processos manuais, através da compactação, segundo o Centro Brasileiro de Construções e Equipamentos Escolar (CEBRACE, 1981). 4.1 VANTAGENS QUE O TIJOLO SOLO-CIMENTO APRESENTA COMO TÉCNICA CONSTRUTIVA E MANUAL Presa (2011) descreve algumas das vantagens do tijolo solo-cimento, ressaltando, ainda, a urgência do desenvolvimento de novos estudos e pesquisas relacionados a esse material, com o objetivo de melhorar as características e o desempenho dos tijolos solo-cimento. As vantagens que Presa (2011) cita são: Canteiro de obras mais limpos, sem muito resíduos; Não usa o processo de queima, como o tijolo convencional; Uma fabricação mais fácil; Mão de obra não especializada na confecção dos tijolos; Material (solo) predominante, fácil acesso e mais barato; Agilidade e eficácia na alvenaria; Gastos mínimos em relação a argamassa de assentamento; Facilidade execução da alvenaria, devido ao sistema de encaixe; Redução de montagens de formas na elaboração das colunas e vigas de sustentação; Eficiência energética permitindo conforto termo acústico para pessoas e animais. 32 Segundo Santos et al. (2009) o tijolo solo-cimento apresenta também isolamento térmico, nos dias mais frios a temperatura interna é mantida mais elevada do que no ambiente externo, e nos dias mais quentes proporciona sensação de frescor, conforme figura 13 Além disso, toda instalação hidráulica e elétrica é feita pelos furos dos tijolos, evitando quebra de paredes, conforme as figuras 14 e 15. Casanova (1988) fala que o uso do solo-cimento evita a queima de 12 árvores de médio porte ou 170 litros de óleo a cada milheiro de tijolo produzido, o autor ressalta ainda, que o material solo-cimento é totalmente reciclável e incombustível, sendo possível ser decomposto novamente lançado ao meio ambiente com uma ressalva aos materiais agregados (cimento Portland) à sua mistura. FIGURA 13 – Isolamento termo acústicos Fonte: ECO PRODUÇÃO, 2013 Segundo a Eco Produção (2013) as câmeras acústicas protegem o ambiente da poluição sonora constantes durante o dia. A Eco Produção (2013) fala que o uso do tijolo solo-cimento é economicamente viável, ecologicamente correto, visualmente agradável e essa alternativa ainda pode gerar mais empregos. 33 FIGURA 14 – Instalação elétrica em tijolo solo-cimento Fonte: ECO PRODUÇÃO, 2013 Para que tomadas e interruptores sejam instalados, são feitos pequenos cortes iniciais no local da tomada e com o auxílio de uma talhadeira é terminado o alojamento de tomada que é chumbada com argamassa e, logo após a pintura é posto a tomada ou interruptor com os fios e por fim o espelho. A pintura pode ser feita diretamente nos tijolos sem que haja qualquerproblema, tanto na parte externa como para a parte interna da edificação (MAQUINAS MAN, s,d). 34 FIGURA 15 – Instalação hidráulica Fonte: ECO PRODUÇÃO, 2013 Segundo Rebouças (2008) as tubulações hidráulicas são colocadas ao mesmo tempo que os tijolos são assentados, aproveitando os orifícios dos tijolos para o posicionamento das tubulações Com blocos especiais em formato de calhas são realizadas passagens horizontais para passagem das tubulações, com os tubos colocados, os blocos são cortados nos pontos de saída. Lima (2016) diz que uma locação adequada dos pontos de sustentação, o sistema construtivo modular tolera uma distribuição de carga eficaz e ordenada de colunas estruturais ao longo da edificação, aplicando o peso em diversos pontos ao longo da construção, como demostrado na figura 16. 35 FIGURA 16 – Sistema construtivo modular em uma edificação Fonte: MANUAL PRÁTICO DE TIJOLOS ECOLÓGICO (Eco Produção – Tijolos ecológicos, 2013). A Eco Produção (2013) ainda ressalta em seu manual prático de tijolo ecológico, que diferente das produções do tijolo convencional não precisa ser cozido em fornos, eliminando a utilização de lenha e derrubada de arvores para fabricação do tijolo solo-cimento. Segundo Casanova (1988) diversas edificações que utilizaram o tijolo solo- cimento, tiveram a comprovação de durabilidade e segurança estrutural pelas suas amarrações estruturais e cargas distribuídas. 4.2 DESVANTAGENS DO TIJOLO SOLO-CIMENTO Segundo Tavares (2011) o tijolo solo-cimento tem como desvantagem, a restrição de remoção de paredes e abertura de vãos por ser de alvenaria estrutural, grandes vãos e vigas em balanço devem ser evitados. Tavares (2011), ainda comenta que a estrutura e o projeto não podem ser alterados. Fragmaq (2014) diz que apesar do tijolo solo-cimento de funcionar perfeitamente em climas secos, quando aplicado em climas/regiões mais úmidos, 36 ainda não é totalmente recomendado. O autor ressalta, ainda, que falta mão de obra qualificada para aplicação estrutural desse tijolo. França (2018) considera que o tijolo solo-cimento possui sim muitas vantagens, e considera que esse artefato é benéfico para população e para o meio ambiente, no entanto levantou algumas desvantagens a respeito do tijolo solo-cimento tais como: Falta de mão de obra qualificada; Falta de padronização fornecida no mercado; Maior absorção de água no tijolo; Paredes com espessura maior do que a convencional; Menor resistência a impactos em quinas e canto; Baixa popularidade. Carvalho (2018) destaca algumas patologias do tijolo solo-cimento, tais como a degradação dos blocos, que é a perda de massa do bloco devido a ação de algum agente externo, como água da chuva ou vazamento de água nas instalações de ar- condicionado, conforme figura 17. Aparecimento de mofos, que está diretamente ligado a existência de umidade nas paredes, demonstrado na figura 18. Também pode aparecer fissuras nas paredes, causadas por diversos mecanismos como a movimentações térmicas, movimentações hidroscópicas, sobrecarga, recalques de fundações e retração de produtos à base de cimento. FIGURA 17 – Parede com blocos degradados Fonte: CARVALHO, 2018 37 Carvalho (2018) diz que essa patologia não vem a ser um problema grave, porém é necessário que haja uma prevenção para que não ocorram danos mais intensos nas paredes. Aconselha ainda, que sejam instalados beirais de forma a minimizar a ação da água da chuva. FIGURA 18 – Mofos em parede de tijolo solo-cimento Fonte: CARVALHO, 2018 Segundo Carvalho (2018), a presença de fungos nas paredes externas pode ser evitada com beirais, limpeza da região com escova de aço e aplicação de produtos químicos que impeçam a proliferação dos fungos. Ainda a respeito as desvantagens, Fiais, et al (2016) considera que o tijolo solo- cimento tem baixa popularidade, gerando desinformação e falta de discussões sobre o tema. 38 5. CONSIDERAÇÕES FINAIS O solo-cimento é o material obtido da mistura intima entre o solo, água e cimento, em proporções certas, que após a compactação e cura úmida, resulta em um produto com características de durabilidade e resistências mecânicas definidas. Quando confeccionado respeitando todas a normas que prescrevem métodos para a determinação das condições do solo-cimento, afim de garantir resistência mecânica não devendo ser inferior a 2,0 MPa para valores médios e 1,7 MPa para valores individuais com idade de sete dias de cura, proporciona durabilidade, segurança e aplicabilidade construtiva, fornecendo assim, segurança ao usuário. Pode influenciar também na qualidade do ar do local onde é fabricado, por não haver processo de queima, consequentemente não emitindo gases poluentes em seu processo de fabricação. Uma das principais vantagens do solo-cimento em relação à alvenaria tradicional é a redução de atividades que não têm valores agregados, como produção de formas, vergas e armaduras, o que acarreta a redução de custo no decorrer da execução da obra. Entretanto, a viabilidade econômica do tijolo solo-cimento pode variar de acordo com o fornecedor, bem como com demanda. Com uma maior divulgação sobre a possibilidade de substituição do tijolo convencional e com o aumento das pesquisas relacionadas ao assunto, o uso do solo-cimento poderá ser comum, contribuindo para o meio ambiente e sustentabilidade da construção civil, além de torná-lo mais viável do ponto de vista econômico, uma vez que, o aumento da oferta reduz proporcionalmente seu custo. Uma das desvantagens percebidas durante o desenvolvimento do presente estudo foi o fato de que o material em questão tem pouca popularidade na área da construção civil, tornando o conhecimento a seu respeito pouco difundido e bastante limitado. Assim, é possível apreender a importância de se fomentarem discussões acerca do tema, possibilitando que mais profissionais conheçam suas vantagens e compreendam a importância da sustentabilidade, que é um tema que permeia todas as áreas da vida em sociedade nos dias atuais e que possui especial relevância no que tange à construção civil. 39 REFERÊNCIAS ARAÚJO, J. M. Curso de Concreto Armado. V. 1, 2ª ed. Rio Grande - RS: Dunas, 2003. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT, NBR 6502 – Rochas e Solos. Rio de Janeiro, 1995. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT, NBR 6459 – SOLO – Determinação do limite de plasticidade. Rio de Janeiro,1984. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT, NBR 7180 – SOLO – Determinação do limite de liquidez. Rio de Janeiro,1984. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT, NBR 8492 – Tijolo Maciço de solo-cimento – Determinação da Resistência à compressão e da Absorção d’água. Rio de Janeiro, 1984. 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