TÍTULO: ESTUDO EXPERIMENTAL DAS CARACTERÍSTICAS A COMPRESSÃO E A ABSORÇÃO DEÁGUA DO TIJOLO SOLO - CIMENTOTÍTULO:

CATEGORIA: CONCLUÍDOCATEGORIA:

ÁREA: CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRAÁREA:

SUBÁREA: EngenhariasSUBÁREA:

INSTITUIÇÃO(ÕES): CENTRO UNIVERSITÁRIO CATÓLICO SALESIANO AUXILIUM - UNISALESIANOINSTITUIÇÃO(ÕES):

AUTOR(ES): REBECA CAVICHIA MARTINS, MARCONE MAESTA MAZAIAAUTOR(ES):

ORIENTADOR(ES): ANDRÉ LUIS GAMINO, AGATHA STELA DE MORAISORIENTADOR(ES):

1. RESUMO

As alvenarias estão entre os elementos mais versáteis da construção, em meio a

tantas opções, encontra-se o chamado de tijolo solo-cimento. Tendo em vista que sua

composição é basicamente de solo, cimento e água, deve-se analisar as

características do solo local, sua umidade, quantidade de areia e argila presente em

sua composição. Dessa forma, aqueles com maior teor de areia comparado à argila é

o tipo de solo mais recomendado Com o objetivo de determinar a resistência à

compressão do tijolo estudado e analisar a absorção de água, realizou-se ensaios

para a caracterização do solo coletado para a produção dos tijolos. Depois de

produzidos, os tijolos passaram por testes de compressão simples e absorção de água

com idades de 7 dias, 28 dias e 56 dias. Concluiu-se que o solo estudado é um solo

A4, que se caracteriza por conter solos siltosos com pequena quantidade de material

grosso e de argila. Com os resultados obtidos, notou se que houve uma redução no

valor da resistência à compressão aos 28 dias de idade do concreto e um aumento na

resistência à compressão aos 56 dias. A Norma NBR 8492 estabelece um valor

mínimo para a resistência à compressão do tijolo solo-cimento de 1,7 MPa. Dessa

forma, aos 56 dias de idade, o tijolo estudado ultrapassou o valor mínimo especificado

pela norma.

2. INTRODUÇÃO

Segundo Carlos (2012) as alvenarias estão entre os elementos mais versáteis da

construção, servindo não só para vedação, mas também como elemento estrutural,

de apoio, fundação ou simplesmente decorativo. Em meio a tantas opções de tijolos

e blocos estruturais, encontra-se uma opção composta por uma mistura de solo –

cimento – água, chamado de tijolo solo cimento. Esse tijolo oferece inúmeras

vantagens tais como, usar o solo local, dispensar o uso de argamassa de

assentamento, maior economia na construção das moradias, economia de energia e

matérias primas por não utilizar madeira nem combustíveis em seu cozimento.

Desta forma, o emprego do tijolo solo cimento torna-se economicamente mais viável

que uma alvenaria convencional.

Além disso, com a possível escassez de recursos naturais, a construção civil, que

consome grande parte desses recursos, procura reduzir o consumo e minimizar os

impactos gerados. O tijolo de solo-cimento é uma opção para suprir essas

necessidades, uma vez que possui fácil processo de fabricação, favorecendo a

redução de custos e prazo de construção.

Segundo Pisani (2005), pode-se acrescentar que, o tijolo de solo cimento possui

matéria-prima abundante em todo o planeta por se tratar da terra crua e que o produto

não precisa ser queimado, o que proporciona economia de energia, além de

proporcionar ambientes confortáveis com pouco gasto energético, permitindo conforto

térmico e acústico, pelo fato de possuir características isolantes.

Tendo em vista que sua composição é basicamente de solo, cimento e água, deve-se

analisar as características do solo local, sua umidade, quantidade de areia e argila

presente em sua composição.

3. OBJETIVOS

3.1. OBJETIVO GERAL

O objetivo da presente pesquisa é analisar as vantagens do uso dos tijolos de solo-

cimento para a obtenção de alvenarias com a qualidade desejada e pré-fixada pelas

normas da ABNT.

3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

Determinar a resistência à compressão do tijolo em questão.

Analisar a absorção de água e a regularidade das dimensões físicas deste mesmo

tijolo.

4. METODOLOGIA

Segundo FERREIRA FILHO (2008), os solos ideais para a produção de solo-cimento

devem ser os que apresentam um teor de 30% de silte + argila e 70% de areia.

Para determinar as porcentagens de areia contida na amostra, os ensaios dos limites

de consistência são essenciais. Se baseando nos trabalhos de FERREIRA FILHO

(2008), ROLIM et al.(1999) E SOUZA(2006), um solo adequado para a produção dos

tijolos solo-cimento é um solo com as seguintes características:

Limite de Liquidez menor ou igual a 45%

Limite de Plasticidade menor ou igual a 18%

Porcentagem de areia entre 60% a 70% aproximadamente.

De acordo com SOUZA et al.(2008), os limites de consistência são as variáveis que

melhor expressam as condições de trabalhabilidade dos solos. Valores elevados

podem conduzir a maiores dificuldades na secagem e no destorroamento e também

no processo de mistura dos componentes, já que, o tipo de solo, o teor de cimento, o

teor de umidade, assim como o tempo de cura e a idade da mistura são os fatores que

influenciam na qualidade do solo-cimento (SEGANTINI; ALCÂNTARA, 2010).

5. DESENVOLVIMENTO

Durante o período em questão, foi coletada amostra do solo da região entre

Vicentinópolis e Santo Antônio do Arancaguá - Sp. Foram realizados dois ensaios,

para determinar o limite de liquidez (ensaio Casagrande) e para determinar o limite de

plasticidade. Para que com os dados obtidos, fosse possível constatar a taxa de

umidade do solo e a porcentagem de argila e/ou areia contida no mesmo.

Os ensaios foram executados no Laboratório de engenharia do Centro Universitário

Católico Salesiano Auxilium, campus Araçatuba.

Inicialmente fez-se os ensaios de caracterização do solos, e paralelamente, a

fabricação dos tijolos para o estudo da compressão e da absorção de água.

Para realizar os testes de compressão e absorção de água, foi usada como base a

norma NBR 8491:Tijolo maciço de solo cimento. O tijolos foram produzidos em uma

fábrica de tijolos localizada na cidade de Santo Antônio do Aracanguá, utilizando uma

prensa específica que produz tijolos furados com dimensões de 25 cm x 12,5 cm x

7cm, conforme ilustrado na figura a seguir:

Figura 1 : Forma da prensa utilizada na fabricação dos tijolos.

Fonte: Própria

Os testes foram realizados nos tijolos com 7 dias, 28 dias e 56 dias de idade.

Separou-se 2 lotes de 10 tijolos, 7 para os testes de compressão e 3 para o teste de

absorção de água.

Mediu-se os tijolos, marcando o ponto médio e cortou – se os tijolos

perpendicularmente à maior direção. As duas partes cortadas dos tijolos foram

sobrepostas e com a pasta de cimento de traço 1:4, preencheu-se o furo. A figura 09

ilustra detalhadamente a pasta de cimento na junção entre as faces e no

preeenchimento dos vazios

Figura 02: furos preenchidos com a pasta de cimento

Fonte: Própria

Os tijolos ficaram sob cura durante 12h, após isso foram imersos em água durante

6horas. Após 6 horas imersos, os tijolos foram retirados e secados para que fossem

rompidos na prensa. Segundo a norma, a carga aplicada deve ser uniforme e à razão

de 500 N/s, ou seja, 0,5 KN/s. A prensa utilizada está ilustrada na figura 11, a seguir.

Figura 3: tijolo devidamente posicionado na presa

Fonte: Própria

Esse procedimento foi repetido após 7 dias de fabricação, 28 dias e 56 dias.

Paralelamente a este ensaio, foi feito também o ensaio de absorção de água, 3 tijolos

de cada lote foi retirado e secado na estufa entre 105°C a 110°C até a constância das

massas, após isso pesou cada amostra de tijolo e encontrou sua massa seca (m1)

expresso em gramas(g).

Os tijolos foram imersos em água por 24 horas, e posteriomente pesados para que

assim obtivesse sua massa saturada (m2) expressa em gramas(g).

Para determinar os valores de resistência à compressão, expresso em megapascal

(Mpa), divide-se a carga máxima observada durante o ensaio em Newton(N) pela área

da face de trabalho em milímetros quadrados, de acordo com a seguinte equação:

Ft = F/S

Ft = resistência a compressão simples em Megapascal (Mpa)

F = carga de ruptura do corpo de prova, expressa em newtons (N)

S = Área de aplicação de carga expressa em milímetros quadrados(mm²)

O tijolo produzido possui dimensões 25 cm X 12,5 cm X 7cm, ao cortar ao meio

perpendicularmente ao maior lado, a superfície do tijolo a receber a carga passa a ter

área 12,5 cm X 12,5 cm, ou seja 15 625 mm².

Para determinar a absorção de água em porcentagem, será utilizada a seguinte

equação:

A = (m2 – m1)x100 / m1

A: absorção de água expressa em porcentagem (%)

m1: massa do corpo de prova seco na estufa em gramas (g)

m2: massa do corpo de prova saturado (g)

6. RESULTADOS

No ensaio de Granulometria, obete-se os valores conforme indicado na tabela e no

gráfico a seguir:

Abertura

da peneira

(cm)

Massa de

solo que

ficou

retida (g)

% RETIDA % PASSANTE

1,2 82,9 8,85 91,15

0,6 90,2 9,63 81,52

0,42 133,4 14,24 67,28

0,21 301 32,14 35,14

0,15 162,4 17,34 17,8

0,075 143,3 15,3 2,5

Tabela 1: Porcentagem (%) de massa retida nas respectivas peneiras

Fonte: Própria

Gráfico 1: Análise granulométrica do solo

Fonte: Própria

O ensaio de Casagrande permite calcular o limite de liquidez do solo através de um

gráfico em escala logarítmica montado de acordo com os dados obtidos em ensaio.

A tabela 02 expressa os resultados obtidos com o solo retirado da região entre Santo

Antônio do Aracanguá e Vicentinópolis para a determinação do limite de liquidez.

AMOSTRA 1 2 3

Número de golpes 40 20 15

Peso solo úmido (g) 17,3 20,8 22,8

Peso solo seco (g) 16,5 19,4 20,7

Umidade (%) 4,85 7,22 10,14

Tabela 02: Resultados obtidos para a determinação do limite de liquidez

Fonte: Própria

O limite de liquidez (LL) é a umidade do solo (h) correspondente a 25 golpes, Já, o

resultado do ensaio do limite de plasticidade está ilustrado na tabela 03 a seguir

AMOSTRA 1 2 3

Peso solo úmido (g) 15,3 15,6 15,2

Peso solo seco (g) 14,8 14,6 14,5

Umidade (%) 3,38 6,85 4,83

Tabela 03: Resultados obtidos para a determinação do limite de plasticidade

Fonte: Própria

O limite de plasticidade (LP) é a média aritmética das umidades do solo, neste caso

LP é igual a 5,02%. A umidade do solo (h) é de 24%, tal valor foi concedido pela

empresa de onde o solo foi retirado.

Para calcular o índice de consistência (IC) do solo, utilizou-se a fórmula IC = (LL –

h)/IP

Com o valor de índice de consistência, comprova-se que o solo estudado segundo a

91,1581,52

67,28

35,14

17,82,50

20

40

60

80

100

0,01 0,1 1 10

Pas

san

te %

Abertura da Peneira (mm)

Curva Granulométrica

AASHTO (American Association State Highway Officials) é um solo do tipo A4.

Tabela 4: classificação dos solos pela AASHTO

Fonte: UDESC

Através dos ensaios à compressão simples, obteve-se os seguintes dados de carga

de ruptura expressos nas tabelas abaixo:

1 20,63 1 13,73

2 20,99 2 23,14

3 27,26 3 18,27

4 19,82 4 21,58

5 17,56 5 29,41

6 29,37 6 21

7 18,9 7 29,29

Lote ACarga de

ruptura(KN)Lote B

Carga de

ruptura(KN)

Tabela 5: Ensaio à compressão após 7 dias

Fonte: Própria

Para determinar a resistência a compressão (Ft), dividiu - se maior carga de ruptura

(valor hachurado) em Newton, pela área de aplicação da carga em milímetros

quadrados (mm²), através da fórmula: Ft = F/S , conforme explicitado anteriormente,

o valor encontrado estará expresso em Megapascal (MPa)

Ft = 29410 N / 15 625 mm² , portanto Ft = 1,88 MPa

Ao ensaiar os tijolos com idade de 28 dias, obteve-se os resultados conforme expresso

na tabela a seguir:

1 15,26 1 15,02

2 20,19 2 25,15

3 13,79 3 17,05

4 23,77 4 14,48

5 13,97 5 20,1

6 23,16 6 15,13

7 14,96 7 10,8

Lote ACarga de

ruptura(KN)Lote B

Carga de

ruptura(KN)

Tabela 6: Ensaio a compressão após 28 dias

Fonte: Própria

Aplicando a mesma fórmula, com o mesmo valor de área, calculou-se que a

resistência à compressão do tijolo após 28 dias foi de 1,61 MPa.

1 16,56 1 12,17

2 27,45 2 19,86

3 16,15 3 13,82

4 25,24 4 17,78

5 18,05 5 18,96

6 18,58 6 20,62

7 16,84 7 23,74

Lote ACarga de

ruptura(KN)Lote B

Carga de

ruptura(KN)

Tabela 7: Ensaio a compressão após 56 dias

Fonte: Própria

Já com 56 dias, os dados do ensaio encontram-se ilustrados na tabela 7. Efetuando

novamente os cálculos exemplificados anteriormente, a resistência à compressão do

tijolo foi de 1,76 MPa.

Com base nos resultados obtidos, elaborou-se um gráfico ilustrando a evolução da

resistência á compressão de acordo com a idade do tijolo solo – cimento.

1,88

1,61

1,77

1,55

1,6

1,65

1,7

1,75

1,8

1,85

1,9

0 10 20 30 40 50 60Res

istê

nci

a á

Co

mp

ress

ão

Idade

Evolução da resistência x idade

Gráfico 3: Evolução da resistência à compressão em comparação com a idade do

tijolo

Fonte: Própria

Para os testes de absorção de água, as tabelas 8, 9 e 10 a seguir demonstram os

dados obtidos durante os ensaios em laboratório.

LOTE APeso solo

seco (m1)

em gramas

Peso solo

saturado

(m2) em

gramas

LOTE BPeso solo

seco (m1)

em gramas

Peso solo

saturado

(m2) em

gramas

1 3494 3794 4 3426 3742

2 3534 3826 5 3562 3826

3 3362 3776 6 3496 3776

Tabela 8: massas dos corpos de prova após 7 dias de fabricação.

Fonte: Própria

LOTE APeso solo

seco (m1)

em gramas

Peso solo

saturado

(m2) em

gramas

LOTE BPeso solo

seco (m1)

em gramas

Peso solo

saturado

(m2) em

gramas

1 3363 3752 4 3442 3815

2 3420 3795 5 3362 3709

3 4428 3781 6 3476 3765

Tabela 9: massas dos corpos de prova após 28 dias de fabricação.

Fonte: Própria

Para a análise após 7 dias, de acordo com a tabela 7,a máxima absorção de água foi

com o corpo de prova de número 3 com 12,31%, já a mínima absorção de água foi do

corpo de prova número 2, com 8,26%, e a absorção média dos corpos de prova é de

9,68%

Para a análise após 28 dias, de acordo com a tabela 8, a máxima absorção de água

foi com o corpo de prova de número 1 com 11,56%, já a mínima absorção de água foi

do corpo de prova número 6, com 8,31%, e a absorção média dos corpos de prova é

de 10,38%

De acordo com a fórmula já especificada anteriormente, a máxima absorção de água

das amostras de 56 dias, de acordo com a tabela 9, foi o corpo de prova de número 1

com 11,17%, já a mínima absorção de água foi do corpo de prova número 2, com

8,77%, e a absorção média dos corpos de prova é de 10,24%.

O gráfico a seguir exemplifica os resultados obtidos com o teste:

Gráfico 4: Absorção de água em função da idade do tijolo

Fonte: Própria

7. CONSIDERAÇÕES FINAIS

De acordo com os testes de caracterização do solo, concluiu-se que o solo estudado

é um solo A4, cujo material predominante é o silte, Esse grupo se caracteriza por

conter solos siltosos com pequena quantidade de material grosso e de argila (baixa

compressibilidade Limite de liquidez < 40%) .

Com os resultados obtidos através dos ensaios de compressão simples do tijolo solo

cimento, notou se que houve uma redução no valor da resistência à compressão aos

28 dias de idade do concreto e um aumento na resistência à compressão aos 56 dias,

no entanto o resultado esperado era que houvesse um aumento tanto com 28 dias,

quanto aos 56 dias.

A Norma NBR 8492 estabelece um valor mínimo para a resistência à compressão do

tijolo solo-cimento. O Valor médio é em torno de 2 MPa, não aceitando nenhum valor

inferior a 1,7 MPa. Dessa forma, aos 56 dias de idade, o tijolo estudado atingiu o

mínimo, já que chegou ao valor de 1,76 MPa.

8. FONTES CONSULTADAS

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2009.

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Rio de Janeiro, 2012.

______.NBR 8492: Tijolo de solo-cimento — Análise dimensional, determinação da resistência à compressão e da

absorção de água. Rio de Janeiro, 2012.

______.NBR 6459: Solo - Determinação do limite de liquidez. Rio de Janeiro, 2016.

9,68

10,38

10,24

9,6

9,7

9,8

9,9

10

10,1

10,2

10,3

10,4

10,5

0 10 20 30 40 50 60

Ab

sorç

ão (

%)

Idade

Ensaio de absorção de água

______.NBR 7180: Solo - Determinação do limite de plasticidade. Rio de Janeiro, 2016.

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