artigo para II ativ de mec da fratura

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DESENVOLVIMENTO E CARACTERIZAÇÃO MECÂNICA DE COMPÓSITOS SOLO-
CIMENTO AUTOADENSÁVEIS
Conference Paper · August 2012
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SUPERCONCRETE (SUstainability-driven international/intersectoral Partnership for Education and Research on modelling next generation CONCRETE) View project
Adriana Martins
Federal University of Rio de Janeiro
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Flávio de Andrade Silva
Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro
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Romildo Dias Toledo Filho
Federal University of Rio de Janeiro
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DESENVOLVIMENTO E CARACTERIZAÇÃO MECÂNICA DE COMPÓSITOS SOLO-
CIMENTO AUTOADENSÁVEIS 
 
Martins, Adriana Paiva de Souza1; Silva, Flávio de Andrade2; Toledo Filho, Romildo Dias3 
1Doutoranda – Programa de Engenharia Civil (PEC),COPPE, UFRJ – adrianapsmartins@globo.com 
2Professor colaborador - Programa de Engenharia Civil (PEC),COPPE, UFRJ - fsilva@coc.ufrj.br 
3Professor Adjunto – Programa de Engenharia Civil (PEC), COPPE, UFRJ – toledo@coc.ufrj.br 
 
 
Palavras-chave: solo-cimento, materiais compósitos, resistência compressão 
 
Resumo 
O cimento Portland, constituinte básico do concreto, é produto de uma indústria com elevada demanda 
de energia, geradora de emissões significativas de CO2 e extratora de grandes quantidades de recursos 
minerais não renováveis. Como consequência, universidades e centros de pesquisa têm se dedicado, 
nos últimos anos, à busca de materiais alternativos ao concreto, para aplicações que não necessitem de 
performance estrutural elevada. A terra crua estabilizada com cimento e reforçada com fibras se 
apresenta como uma alternativa vantajosa pela disponibilidade e baixo custo de matéria prima, baixo 
consumo energético e necessidade de mão de obra não especializada. O objetivo dessa pesquisa é o 
desenvolvimento e caracterização de um compósito solo-cimento de consistência fluida incorporando 
adições minerais, fibras naturais (sisal) e aditivos superplastificantes. O solo escolhido foi um solo 
residual (saibro) proveniente da decomposição de rochas graníticas e gnáissicas. Para a dosagem da 
matriz utilizou-se o método do empacotamento compressível, o qual permite otimizar a mistura granular 
seca visando obter a máxima compacidade possível e alcançar as propriedades desejadas no estado 
fresco e no estado endurecido. A partir da mistura de referência dosada pelo método foram executadas 
variações na composição do solo, através da diluição da fração argila com adição de areia lavada, 
visando estudar a influência da composição do solo nas propriedades reológicas e na resistência à 
compressão da matriz. Ensaios reológicos mostraram que o aumento da fração areia tornou a matriz 
mais fluida, reduzindo o consumo de superplastificante. Resultados de ensaios de compressão nas 
idades de 3, 7 e 28 dias mostraram que a resistência à compressão da matriz diminuiu com o aumento da 
fração areia,em relação à mistura de referência. A partir de uma matriz de elevado desempenho 
mecânico e reologia adequada à incorporação de fibras estudou-se o comportamento mecânico de 
sistemas compósitos solo-cimento-sisal. Para isso foram realizados ensaios de tração direta e 
compressão uniaxial em compósitos reforçados com fibras de sisal de 20 mm e teores em relação à 
massa de solo seco de 0,5%, 1,0% e 1,5% 
 
1 - INTRODUÇÃO 
O uso do solo-cimento remonta ao ano de 1930, quando a Portland Cement Association (PCA) 
desenvolveu uma série de pesquisas relacionadas com esse material para construção de 
estradas. Alguns pesquisadores da PCA, dentre eles Catton (1959) e Merril (1949) 
vislumbraram a possibilidade de uso do material também para construção de casas. Devido aos 
bons resultados obtidos em grande número de obras executadas, o interesse pelo material 
expandiu-se por todo o mundo. A Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP) manteve-
se atualizada em relação a esse novo material, fomentando pesquisas e regulamentando sua 
utilização para alguns tipos de aplicação. Em 1941 publicou um método de dosagem 
semelhante aos adotados pela American Society for Testing Materials (ASTM) e a American 
Association of State Highway and Transportation Officials (ASSHO). 
mailto:adrianapsmartins@globo.com
mailto:fsilva@coc.ufrj.br
mailto:toledo@coc.ufrj.br
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 2 
O Hospital Adriano Jorge, em Manaus, concluído em 1950, com área de 10.800 m2, é um bom 
exemplo de aplicação do solo-cimento, inclusive em fundações (Thomaz, 1984). Em inspeção 
realizada pela ABCP em 1976, verificou-se a integridade do sistema construtivo, com 
desempenho excepcional ao longo dos anos (Thomaz, 1976). 
A partir de 1970 ampliaram-se as pesquisas no Brasil sobre o uso do solo-cimento em 
edificações, destacando-se instituições de pesquisa tais como o Centro de Pesquisas e 
Desenvolvimento da Universidade do Estado da Bahia CEPED/UNEB, que investigou o 
emprego de solo-cimento para fundações e paredes monolíticas, e o Instituto de Pesquisas 
Tecnológicas de São Paulo (IPT), que estudou a fabricação de tijolos maciços e blocos vazados 
de solo-cimento. 
Dentre as organizações internacionais, ressalta-se a Rede Ibero-Americana PROTERRA, criada 
em 2006, com mais de 100 membros (Portugal, Espanha, países da América Central e do Sul), 
voltada para o intercâmbio de informações, elaboração de normas, publicações técnicas, apoio 
a projetos de pesquisa e ampliação do conhecimento relativo à construção com terra. 
O uso de solo-cimento plástico é mais recente. Nos anos 70 foi desenvolvida nos Estados 
Unidos uma mistura fluida com baixo consumo de cimento e alto consumo de cinza volante, 
como alternativa em relação a soluções convencionais para execução de aterros compactados. 
A economia obtida com esse material foi surpreendente. Outro aspecto importante é que o 
material mantinha sua coesão durante as operações de colocação, inclusive em lançamentos 
submersos. A partir daí o uso de misturas fluidas com baixo consumo de cimento e com 
agregado constituído por solo e/ou resíduos industriais (cinza volante, escória, areia de 
fundição) foi se difundindo nos Estados Unidos e Canadá, para aplicações em obras de 
infraestrutura, como material de preenchimento. Em 1994, o Comitê 229 do American Concrete 
Institute (ACI) regulamentou o uso desse novo material. 
No Brasil, o solo-cimento plástico tem sido usado em aplicações variadas. Segantini (2000) 
estudou a utilização desse material em estacas escavadas com trado mecânico em Ilha 
Solteira, SP. Silva (1994) investigou a interação solo-estrutura de fundação em estacas de solo-
cimento plástico. Silva (1992) usou o solo-cimento plástico para revestimento de canais de 
irrigação para transporte de vinhaça. Pitta (1980) faz indicações gerais de dosagem de solo-
cimento plástico para recuperação de pavimentos rígidos, através de injeção de “mud-jack”. 
Praticamente não existem pesquisas de solo-cimento plástico direcionadas para obtenção de 
elementos construtivos do tipo painéis monolíticos. Os avanços na área de painéis monolíticos 
ocorreram apenas com solo-cimento compactado. Na Austrália, existem empresas privadas que 
pré-fabricam painéis monolíticos de terra compactada e montam esses painéis no canteiro de 
obras, incorporando técnicas e equipamentos modernos no processo produtivo. 
Essa pesquisa tem como objetivo principal contribuir para a ampliação do conhecimento do 
solo-cimento plástico, através do desenvolvimento de um compósito de solo-cimento 
autoadensável com fibras naturais, assim como sua caracterização em relação à reologia, à 
compressão uniaxial e à tração. O referido compósito deverá apresentar características 
mecânicas e de durabilidade que permitam posteriormente seu uso em painéis monolíticos de 
alvenaria de vedação. 
 
2 – PROGRAMA EXPERIMENTAL 
2.1 – Materiais e dosagem científica 
O solo usado foi inicialmente seco ao ar, destorroado e passado na peneira de abertura de 
4,75 mm. De acordo com a NBR 6502:1995, o solo é constituído por 9% de argila, 26% de silte, 
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62% de areia e 3% de pedregulho, sendo classificado como “areia argilosa” segundo o Sistema 
Unificado e “A2-6” segundo o sistema HRB (Highway Research Board). Os limites de 
consistência obtidos conforme a NBR 6459:1984 e a NBR 7180:1984 versão corrigida:1988 
foram: limite de liquidez de 34,0% e limite de plasticidade de 16,4%. A metacaulinita foi 
fornecida pela Metacaulim do Brasil, a cinza volante pela Pozofly Comércio de Cinzas Lima 
Ltda. O superplastificante, à base de éter policarboxílico, é fabricado pela Basf (Glênium 51). O 
cimento utilizado foi o CP II-F-32, fabricado pela Lafarge, com 85-91% de clínquer, 3-5% de 
gesso e 6-10% de fíler. Na Figura 1 são apresentadas as curvas granulométricas dos materiais. 
 
Figura 1 – Curvas granulométricas do cimento, cinza, metacaulinita e saibro 
 
A cinza volante apresenta baixo teor de cálcio (1,81%). Esse tipo de cinza, por conter pequenas 
quantidades de minerais não cristalinos, é pouco reativa. Entretanto sua granulometria, textura 
vítrea e forma esférica contribuem para reduzir a quantidade de água necessária para uma 
dada consistência, melhorando a trabalhabilidade e a coesão da mistura no estado fresco. 
A incorporação de metacaulinita teve como objetivo promover o refinamento do tamanho dos 
poros e dos grãos, contribuindo para uma microestrutura mais compacta, com melhor 
desempenho na zona de transição pasta-agregado. 
As fibras de sisal incorporadas às matrizes têm resistência à tração de 392±105 MPa, módulo 
de elasticidade de 10,4±3,0 GPa, deformação na ruptura de 3,8±1,1% e área da seção 
transversal de 0,050±0,020 mm2 (Silva et al., 2008). 
A dosagem da mistura solo-cimento foi feita utilizando-se o programa BétonlabPro 3, 
desenvolvido pelo “Laboratoire Central des Ponts et Chaussées” (LCPC – França) e baseado 
no modelo do empacotamento compressível (MEC). O referido modelo otimiza a mistura 
granular seca e conduz a um método de dosagem moderno, consistente e científico, que leva 
em consideração os efeitos das adições minerais e dos aditivos químicos, assim como a 
compatibilidade entre o cimento e o superplastificante. 
As misturas solo-cimento podem ser vistas como sistemas compósitos nos quais os agregados 
estão embebidos em uma matriz ligante (pasta). Esses sistemas terão menor porosidade 
quando o empacotamento dos grãos for o melhor possível, conduzindo a dosagens com menor 
consumo de pasta e de ligante. 
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 4 
O MEC compreende dois módulos: o primeiro fornece a compacidadevirtual da mistura 
granular (γ) (equações 1 e 2) e o segundo conduz à compacidade real (φ) (equação 3). As 
definições de compacidade virtual e real podem ser encontradas em de Larrard (1999). 
( )
∑ ∑
−
= +=








−−















−+−−
=
1
1 1
,, 1
1111
i
j
n
ij j
i
jij
j
ijiij
ii
ayby
β
β
β
ββ
β
γ 
(1) 
 
Onde: 
γ (i) é a compacidade virtual de uma mistura granular com n classes de grãos, ordenados de 
forma que os diâmetros sejam d1≥d2≥....≥di≥di+1≥....≥dn, quando a classe ith é dominante. Para 
materiais com Ø<100 µm a classe é definida pela curva granulométrica, para materiais com 
Ø>100 µm a classe representa o material retido entre duas peneiras consecutivas no processo 
de peneiramento. Classe dominante é aquela que garante a continuidade sólida do corpo 
granular; 
yi é a fração volumétrica da classe ith ; 
βi é a compacidade virtual da classe ith; representa o volume de grãos contido em um volume 
unitário, compactado com uma energia ideal que corresponderia ao máximo empacotamento 
virtual; 
aij e bij representam os efeitos parede e afrouxamento, respectivamente, decorrentes da 
interação entre os grãos; podem ser determinados experimentalmente ou através de fórmulas 
(ver de Larrard, 1999); 
A compacidade virtual da mistura pode ser obtida através da fórmula (2) 
( ) )( iinf γγ = (2) 
Onde inf indica o menor valor. 
A compacidade virtual (γ) está relacionada com a compacidade real (φ) através de um escalar 
“K” (equação 3), que depende do procedimento usado para promover o empacotamento da 
mistura. Para materiais com dimensões menores que 100 µm o valor de “K” é igual a 6,7 e para 
materiais maiores que 100 µm o valor de “K” é igual a 9. A equação (3) é uma equação implícita 
em φ e permite a determinação da compacidade real a partir de outras variáveis conhecidas. 
( )∑
= −
=
n
i
i
iiyK
1 11 γφ
β
 (3) 
 
Para utilização do programa, inicialmente é criado um banco de dados com propriedades dos 
constituintes (granulometria, massa específica e compacidade, entre outros). Algumas 
propriedades que não podem ser medidas diretamente são informadas por meio de parâmetros 
de calibração (aderência pasta-agregado, resistência intrínseca do agregado, reatividade das 
pozolanas). 
As misturas foram simuladas estabelecendo-se previamente valores ou faixas de valores para 
determinadas propriedades no estado fresco e endurecido. 
Segundo de Larrard (1999) uma mistura autoadensável deve apresentar tensão de escoamento 
≤ 500 Pa, viscosidade plástica entre 200 Pa.s e 300 Pa.s, espalhamento ≥ 600 mm e 
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abatimento ≥ 250 mm. Partindo-se de uma das dosagens usadas para calibração do programa 
e das especificações a serem alcançadas, foram feitas várias tentativas, até se alcançar uma 
mistura que fosse satisfatória (Tabela 1). 
Tabela 1 – Dosagem da matriz de referência 
Constituinte Consumo (kg/m3) 
saibro 1.338,40 
cimento CP II-F-32 192,00 
cinza volante 19,00 
metacaulinita 19,00 
superplastificante Glênium 51 (SP) 12,39 
água 452,80 
Obs.: fator água/cimento=2,40; teor de sólidos do SP=2%; razão água/solo=33,83%; razão cimento/solo=14,35%; 
traço em massa 1:6,97:0,10:0,10 (cimento:saibro:cinza:metacaulinita) 
 
A dosagem da matriz de referência foi testada em laboratório, e decidiu-se também investigar a 
influência da fração areia no comportamento da matriz, através de misturas do solo com 33%, 
50% e 66% de areia lavada de rio. A areia adicionada apresenta módulo de finura de 2,6 mm e 
dimensão máxima característica de 1,9 mm. A adição controlada de areia alterou a 
granulometria do saibro, que continha inicialmente 65% de areia. Após as adições de 33%, 50% 
e 66%, o mesmo passou a apresentar 77%, 83% e 88% de fração areia. Antes da etapa de 
moldagem, foram executados ensaios de abatimento e espalhamento através do cone de 
Abrams, segundo a ABNT NBR NM67:1998 e ABNT NBR 15823-2:2010, respectivamente, 
visando acertar a reologia das misturas. 
Para a produção das misturas, foi usada uma argamassadeira com capacidade de 20 litros e 
duas velocidades de rotação. Inicialmente eram colocados os materiais secos (saibro, saibro 
contendo areia lavada, cimento, cinza, metacaulinita), os quais eram misturados na velocidade 
1 até se obter boa homogeneização. Em seguida, adicionava-se a água, mantendo-se a mesma 
velocidade. Durante a adição de água, era necessário revirar o fundo, para facilitar a 
homogeneização. Por último, adicionava-se o superplastificante, mantendo-se a mistura durante 
7 minutos, tempo necessário para o superplastificante dispersar o cimento. Em algumas 
misturas, após a adição de superplastificante, ocorria a formação de aglomerações, e nesses 
casos usava-se mais energia (velocidade 2) para desfazê-las. Findo o tempo necessário para a 
ação do superplastificante, iniciavam-se os ensaios reológicos. 
Após os ensaios envolvendo a mistura de referência e suas variações, foi feita a inserção de 
fibras de sisal (comprimento=20 mm) nos teores de 0,5%, 1,0% e 1,5% (em relação ao peso de 
solo seco). Foi realizado o ajuste da reologia e a moldagem de corpos-de-prova cilíndricos 
(Ø=5 cm; altura de10 cm) para os ensaios de compressão uniaxial e placas de 40 mm x 
400 mm x 20 mm (largura x comprimento x espessura) para os ensaios de tração direta. 
 
2.2 – Ensaios mecânicos 
Os ensaios de resistência à compressão uniaxial foram realizados em uma máquina de ensaios 
universais servo-controlada Shimadzu com capacidade de carga de 1000 kN. Os ensaios foram 
realizados por controle de deslocamento a uma taxa de velocidade de 0,05 mm/min. Na região 
central do corpo-de-prova foram posicionados dois transdutores de deslocamento, sendo a 
deformação axial obtida pela média das duas leituras. Após a ruptura dos corpos-de-prova, 
prolongava-se o ensaio até alcançar níveis de tensão de cerca de 40% da tensão de ruptura. 
Os ensaios de tração direta foram realizados em uma máquina de ensaios universais 
eletromecânica Shimadzu modelo AGX com capacidade de carga de 100 kN. Os ensaios foram 
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 6 
realizados por controle de deslocamento a uma taxa de velocidade de 0,1 mm/min. A 
deformação foi medida em um comprimento de 150 mm por dois transdutores de deslocamento 
posicionados nas duas laterais dos corpos-de-prova (Figura 2). 
 
Figura 2 – Aparato para ensaio de tração 
 
3 – RESULTADOS E ANÁLISE 
3.1 – Dosagem e reologia 
Podemos observar (Tabela 1) que a razão água/solo de 34% coincide com o limite de liquidez 
do solo usado nessa pesquisa. Em geral, quando se deseja uma consistência fluida para 
misturas constituídas predominantemente por solo, a quantidade de água de amassamento 
deve ser próxima do limite de liquidez do solo. 
Segantini (2000) também obteve um fator água/solo igual ao limite de liquidez do solo na 
dosagem de uma matriz de solo-cimento plástico com 14% de cimento (em relação ao peso de 
solo seco) destinada à produção de estacas moldadas “in loco”. 
Para um teor de finos próximo ao usado na dosagem da matriz da presente pesquisa, Chang e 
Chen (2006) obtiveram, para uma matriz solo-cimento fluida, consumos de 1400 kg de solo e 
140 kg de cimento por m3 de mistura, com fator água/cimento de 2,69 e fator água/solo de 
26,87. O fator água/solo também foi próximo ao limite de liquidez de seu solo (LL=29,08%). 
Observa-se que o fator água/cimento foi elevado, assim como o obtido na presente pesquisa. 
Na Figura 3 são apresentados os resultados de espalhamento das misturas, usando o cone de 
Abrams e o cone de Abrams invertido. 
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(a) (b) 
Figura3 – Resultados de ensaios de espalhamento (a) cone Abrams (b) cone Abrams invertido 
 
Como não existem normas técnicas para controle da reologia de misturas solo-cimento fluidas 
destinadas à produção de painéis monolíticos, foram consideradas as recomendações para 
concretos autoadensáveis: ABNT NBR 15823-2:2010, EFNARC (2005) e De Larrard (1999). Os 
valores de espalhamento que correspondem a misturas fluidas, coesas e homogêneas, com 
habilidade para fluir sob o peso próprio e preencher completamente os espaços das formas, 
resistindo à segregação, estão compreendidos entre 550 mm e 850 mm. Para as misturas 
executadas, foram adotados valores de espalhamento na faixa de 600 mm a 700 mm. Nesta 
faixa de valores, a mistura de referência necessitou de 2,5% de superplastificante, enquanto 
que as misturas com 33%, 50% e 66% de areia foram ajustadas com 1,0%, 0,5%, e 0% de 
superplastificante, respectivamente. Com base na Figura 3, pode-se observar que a adição de 
areia tornou as misturas mais fluidas, diminuindo a demanda de superplastificante. 
Comparando-se os resultados dos ensaios com o cone (Figura 3 – (a)) e com o cone invertido 
(Figura 3 – (b)), de forma geral os resultados com o segundo foram inferiores, conforme o 
esperado, uma vez que a posição invertida torna as condições de fluxo sob peso próprio mais 
difíceis. O ensaio de abatimento, muito usado para concreto comum para fornecer um indicativo 
de consistência, não foi capaz de diferenciar as mudanças nas dosagens de superplastificante, 
fornecendo valores de 280±5 mm. 
 
3.2 – Ensaios de compressão uniaxial nas misturas sem fibras 
Na Figura 4 e na Tabela 2 são apresentados os resultados dos ensaios de resistência à 
compressão uniaxial. Pode-se observar que a resistência de pico e a deformação específica na 
ruptura decrescem com o aumento do teor de areia das misturas. O decréscimo na carga de 
ruptura com o aumento do teor de areia pode ser devido a um empacotamento granular menos 
otimizado e menor contribuição da coesão da fração fina na resistência à compressão, em 
relação à matriz de referência. A matriz de referência acrescida de 66% de areia apresentou um 
comportamento mais dúctil após a ruptura, alcançando maiores deformações, quando 
comparada com as outras matrizes. O módulo de elasticidade aumentou com a adição de areia: 
os grãos de areia lavada, contendo minerais de maior dureza (quartzo e feldspato), podem ter 
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contribuído mais para a rigidez inicial das misturas, em comparação com os grãos de saibro, 
contendo minerais de menor dureza (micas, argilominerais e minerais carbonáticos). 
A influência da fração areia nas misturas pode se manifestar de duas formas antagônicas: 
aumento na resistência à compressão, por introdução um material granular que contribui para a 
formação de um esqueleto sólido resistente intertravado pela pasta; ou decréscimo de 
resistência, por diluição da fração ligante da mistura responsável pela coesão (argila). 
 
(a) (b) 
Figura 4 – Influência do teor de areia na resistência à compressão (a) em função da idade e (b) aos 28 
dias 
 
Tabela 2 – Parâmetros obtidos nas curvas tensão deformação sob compressão uniaxial (média ± desvio 
padrão) 
Mistura Fmax (kN) 
σmax 
(MPa) 
εrupt 
(με) 
εtotal 
(με) 
E 
(GPa) 
Ref 6,55±0,10 3,33±0,05 14.666,75±1.723,43 36.033,12±12.675,59 2,66±0,68 
Ref+33%a 4,92±0,14 2,51±0,07 9.167,48±1.684,87 35.521,45±4.329,05 3,53±0,63 
Ref+50%a 4,63±0,28 2,35±0,14 7.543,95±825,10 35.239,67±1.787,52 2,71±1,15 
Ref+66%a 4,09±0,37 2,08±0,19 4.648,84±1.091,19 37.599,69±12.623,40 3,51±0,65 
Ref=referência; 33%a=33%areia; 50%a=50%areia; 66%a=66%areia; Fmax=carga de ruptura; σmax=tensão de ruptura; 
εrupt=deformação específica na ruptura; εtotal=deformação específica total; E=módulo de elasticidade 
 
3.3 – Ensaios de compressão uniaxial e tração direta nas misturas com fibras 
Com base na Figura 5 (a) observa-se que a mistura contendo 1,0% de fibras apresentou ganho 
de resistência à compressão em relação às demais (3,47 MPa). A resistência de pico das 
misturas de referência, e das misturas reforçadas por 0,5% e 1,5% de fibras foi semelhante. 
Quanto maior o teor de fibras incorporado maior a capacidade de deformação dos compósitos 
após a ruptura, pois o ramo pós-pico das misturas com fibras muda significativamente de 
inclinação em relação à mistura de referência. 
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(a) (b) 
Figura 5 – Influência do teor de fibras de sisal na (a) resistência à compressão e (b) tração das misturas 
solo-cimento aos 28 dias de idade 
 
Os resultados apresentados na Figura 5(b) indicam que no comportamento à tração o aumento 
do teor de fibras dos compósitos conduz a aumento da resistência. Após a ruptura, a fibra 
contribui para que a matriz resista a um determinado nível de tensão e tenha uma deformação 
adicional, ao invés de uma ruptura abrupta e frágil. 
Na Tabela 3 são apresentados alguns parâmetros obtidos nos ensaios de tração dos 
compósitos com 0,5%, 1,0% e 1,5% de fibras de sisal. 
Tabela 3 – Parâmetros obtidos nos ensaios de tração dos compósitos (média ± desvio padrão) 
Amostra Prupt (kN) 
σrupt 
(MPa) 
εrupt 
(%) 
E 
(GPa) 
Trupt 
(J) 
Tdesloc=1,5mm 
(J) 
Vf = 0,5% 0,56±0,18 0,78±0,25 0,11±0,06 0,73±0,04 0,05±0,03 0,17±0,00 
Vf = 1,0% 0,73±0,05 1,02±0,06 0,06±0,06 2,46±1,48 0,04±0,03 0,22±0,05 
Vf = 1,5% 0,66±0,06 0,92±0,08 0,06±0,04 1,95±1,47 0,03±0,02 0,23±0,04 
Obs: Vf=teor de fibras; Prupt=carga de ruptura; σrupt=tensão de ruptura; εrupt=deformação na ruptura; E=módulo de 
elasticidade; Trupt=tenacidade até a ruptura; Tdesloc=1,5mm=tenacidade até o deslocamento de 1,5 mm 
 
4 - CONCLUSÕES 
Os resultados experimentais comprovaram que o Modelo do Empacotamento Compressível 
(MEC) é uma ferramenta eficaz para o projeto de misturas solo-cimento autoadensáveis, 
agregando um caráter científico aos procedimentos de dosagem. 
O ajuste da reologia da matriz de referência antes da inserção de fibras forneceu parâmetros 
físicos que facilitaram a produção das matrizes reforçadas com fibras curtas de sisal. 
A resistência à compressão da matriz sem fibras na idade de 28 dias (3,34 MPa) foi compatível 
com os resultados obtidos na literatura para matrizes fluidas com parâmetros de dosagem 
semelhantes (características físico-químicas do solo, teor de cimento, fator água/cimento, fator 
água/solo). 
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Quando os compósitos foram submetidos a tensões de compressão, o teor de fibras de 1,0% 
conduziu a um aumento de resistência de cerca de 3,9% em relação à matriz de referência. A 
incorporação de fibras aumentou a tenacidade à fratura dos compósitos, e esse aumento foi 
tanto maior quanto maior o teor de fibras. 
O comportamento à tração dos compósitos também mostrou que as fibras contribuíram para 
deformações adicionais no ramo pós-pico, e a resistência à tração aumenta com o aumento do 
teor de fibras. A matriz deixa de ter uma ruptura brusca e frágil, e passa a apresentar uma 
ruptura dúctil. 
 
5 – AGRADECIMENTOS 
Aos técnicos do Laboratório de Estruturas do Programa de Engenharia Civil da COPPE/UFRJ 
(LABEST) pelo apoio na execução dos ensaios e à UFRJ pelo apoio a um dos autores na 
realização da presente pesquisa. 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
Associação Brasileira de Normas Técnicas – NBR NM67: Concreto – Determinação da 
consistência pelo abatimento do tronco de cone. Rio de Janeiro, 1998. 
Associação Brasileira de Normas Técnicas – NBR 6459: Solo – Determinação do limite de 
liquidez. Rio de Janeiro, 1984. 
Associação Brasileira de Normas Técnicas – NBR 6502: Rochas e solos. Rio de Janeiro,1995. 
Associação Brasileira de Normas Técnicas – NBR 7180: Solo – Determinação do limite de 
plasticidade. Rio de Janeiro, 1984. 
Associação Brasileira de Normas Técnicas – NBR 15823-2: Concreto – Determinação do 
espalhamento e do tempo de escoamento – Método do cone de Abrams. Rio de Janeiro, 2010. 
Catton, M.D. Early soil-cement research and development. Proceedings, ASCE, New York, Jan. 
1959. 
Chang, C-F. e Chen, J-W, 2006, “Development and Production of Ready-Mixed Soil Material”, 
Journal of Materials in Civil Engineering, v.18, issue 6, nov-dez, pp.792-799 
De Larrard, F. Concrete Mixture Proportioning. London, E& FN SPON, 1999. 
EFNARC. The European Guidelines for Self-Compacting Concrete. Reino Unido. Maio 2005. 
(www.efnarc.org) 
Merril, A.F. Casas de tierra apisonada y suelo-cemento. Buenos Aires, Windsor, 1949. 
Pitta, M.R., 1980, Solo-Cimento Plástico: Indicações Gerais de Dosagem para seu Emprego na 
Recuperação de Pavimentos Rígidos através de Injeção de “mud-jack”. ABCP, ET-33, São 
Paulo, 8 p. 
Segantini, A. A., 2000, Utilização de Solo-Cimento Plástico em Estacas Escavadas com Trado 
Mecânico em Ilha Solteira – SP. Tese de D.Sc., UNICAMP, FEAGRI, Campinas, SP, Brasil. 
Silva, E.T., 1992, Solo-cimento e solo-vinhaça no revestimento de canais de irrigação para 
transporte de vinhaça: adequação física e parâmetros hidráulicos. Campinas, SP. Dissertação 
de mestrado, FEAGRI, UNICAMP, 108 p. 
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Silva, M.T., 1994, Interação solo-estrutura de fundação em estacas de solo-cimento e concreto. 
Brasília, D.F. Dissertação de Mestrado, FT, UnB, 101 p. 
Silva, F.A., Chawla, N., Toledo Filho R.D., 2008, “Tensile behavior of high performance natural 
(sisal) fibers”, Composites Science and Technology, v.68, n.15-16, dez 2008, pp.3438-3443. 
Thomaz, C.A. Hospital Adriano Jorge; relatório interno da Associação Brasileira de Cimento 
Portland, São Paulo, 1976. 
Thomaz, C.A., 1984, Paredes Monolíticas de Solo-Cimento: Hospital Adriano Jorge. São Paulo, 
SP, ABCP, 4ª edição, BT-4, 44 p. 
 
AUTORES 
Adriana Paiva de Souza Martins – Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal de 
Ouro Preto, mestrado em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (2005). 
Atualmente é engenheira da Universidade Federal do Rio de Janeiro e cursa doutorado no Programa de 
Engenharia Civil da COPPE/UFRJ, área de meio ambiente. Tem experiência na área de Engenharia Civil, 
com ênfase em execução de obras, orçamento e manutenção predial. 
Flávio Andrade Silva – Possui graduação em Engenharia Civil pela Pontifícia Universidade Católica do 
Rio de Janeiro (2001), mestrado em Engenharia Civil pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de 
Janeiro (2004), doutorado em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (2009) e 
Pós-doutorado na Technische Universitat Dresden (2010). Atualmente é Professor colaborador e 
pesquisador da COPPE/UFRJ. Tem experiência na área de Engenharia Civil, com ênfase em Materiais 
Compósitos. 
Romildo Dias Toledo Filho – Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal da 
Paraíba (1983), mestrado em Engenharia Civil pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro 
(1986) e doutorado em Engenharia Civil pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (1997). 
Atualmente é professor associado da Universidade Federal do Rio de Janeiro. Tem experiência na área 
de Engenharia Civil, com ênfase em Concreto. 
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