Universidade Federal do Rio de Janeiro AVALIAÇÃO DO TIJOLO...

Universidade Federal do Rio de Janeiro

AVALIAÇÃO DO TIJOLO MODULAR DE SOLO-CIMENTO FABRICADO EM PRENSA

MANUAL COMO MATERIAL PARA CONSTRUÇÃO DE BAIXO CUSTO COM MÃO

DE OBRA COMUNITÁRIA

Daniel Aloysio Shiguematsu Menezes Freitas Lima

2018





Projeto de Graduação apresentado ao

Curso de Engenharia Civil da Escola

Politécnica, Universidade Federal do

Rio de Janeiro, como parte dos

requisitos necessários à obtenção do

título de Engenheiro.

Orientador: Leandro Torres Di Gregorio

Coorientador: Gustavo Vaz de Mello

Guimarães

Rio de Janeiro

Setembro de 2018





PROJETO DE GRADUAÇÃO SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DO CURSO DE

ENGENHARIA CIVIL DA ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO

RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A

OBTENÇÃO DO GRAU DE ENGENHEIRO CIVIL.

Examinado por:

____________________________________________

Leandro Torres Di Gregorio.

____________________________________________

Gustavo Vaz de Mello Guimarães.

____________________________________________

Fernando Artur Brasil Danziger.

____________________________________________

Luis Otávio Cocito de Araújo.

RIO DE JANEIRO, RJ - BRASIL

SETEMBRO DE 2018

iv

Lima, Daniel Aloysio Shiguematsu Menezes Freitas

Avaliação do tijolo modular de solo-cimento fabricado em

prensa manual como material para construção de baixo custo com

mão de obra comunitária/ Daniel Aloysio Shiguematsu Menezes

Freitas – Rio de Janeiro: UFRJ/ Escola Politécnica, 2018

125p. : il.


Coorientador: Gustavo Vaz de Mello Guimarães.

Projeto de Graduação – UFRJ/ Escola Politécnica/

Curso de Engenharia Civil, 2018.

Referências Bibliográficas: p. 99.

1. Reconstrução 2. Desastres naturais.

3. Solo-cimento. 4. Tijolo modular

v

Dedico este trabalho aos meus

familiares, pelo suporte, incentivo,

zelo e companheirismo.

vi

Agradecimentos

Agradeço primeiramente aos meus familiares, especialmente aos meus pais, pela

criação, educação e pelo suporte dado durante toda a minha vida, imprescindíveis

para a realização deste sonho.

Aos professores Leandro e Gustavo, pela orientação, suporte e conhecimento

transmitido.

A todos profissionais do Núcleo de Materiais Sustentáveis da Escola

Politécnica/COPPE (NUMATS/UFRJ) e ao professor Romildo pelo espaço e

equipamentos cedidos para a realização dos experimentos.

A todos os voluntários do Projeto “SHS – Solução Habitacional Simples:

Reconstruindo Após Desastres e Conflitos”, em especial os participantes do GT

Materiais: Jac-Ssone, Marina, Luiza, Julião, Ana Claudia, Will, Ian, Matheus, Maria

Gabriela, Ana Carolina, Marcos, Caroline e César.

Aos profissionais Sá e Ceará, pela disposição e suporte técnico sempre que preciso.

A todos os amigos e futuros colegas de profissão, pelo apoio, compartilhamento de

conhecimento e momentos de lazer durante todos os anos de graduação.

Por fim, a todos que, de certa forma, contribuíram para que este trabalho se tornasse

possível.

vii

Resumo do Projeto de Graduação apresentado à Escola Politécnica/ UFRJ como parte

dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Engenheiro Civil.

Avaliação do tijolo modular de solo-cimento fabricado em prensa manual como

material para construção de baixo custo com mão de obra comunitária.


Setembro/2018


Coorientador: Gustavo Vaz de Mello Guimarães

Curso: Engenharia Civil

Resumo: Desastres naturais que devastam grandes áreas e edificações, deixando

muitas famílias desabrigadas e desalojadas por grandes períodos e instalando um

caos na região, são motivos de intensos estudos e pesquisas no intuito de prevenir

tais desastres e mitigar seus impactos. A dificuldade na reconstrução e reabilitação na

vida da população, principalmente em regiões mais pobres, é imensurável, tornando-

se, assim, necessário encontrar e viabilizar materiais de construção alternativos para

se aliar a um método construtivo simples, rápido e barato para se aplicar em casos

como estes.

O objetivo deste trabalho é realizar um estudo sobre as propriedades e características

do tijolo modular de solo-cimento, com intuito de produzir um material de construção

alternativo que seja barato, de fácil e rápida produção, para ser aplicado em

edificações com estruturas em alvenaria estrutural, sendo ideal para utilização em

reconstruções de edificações afetadas em áreas de desastres.

Foram utilizados dados de ensaios de pré-fabricação do tijolo solo-cimento de

caracterização do solo, ensaios de resistência mecânica e de absorção d’água. Todos

os ensaios foram realizados pelos alunos de graduação da Universidade Federal do

Rio de Janeiro, voluntários do projeto de extensão da universidade “SHS – Solução

Habitacional Simples: Reconstruindo Após Desastres e Conflitos”, dentro das

dependências do Núcleo de Materiais Sustentáveis da Escola Politécnica/COPPE

(NUMATS/UFRJ), que fica localizado no campus Cidade Universitária da UFRJ.

Palavras chaves: reconstrução, desastres naturais, solo-cimento, tijolo modular

viii

Abstract of Undergraduate Project presented to POLI/UFRJ as a partial fulfilment of the

requirements for the degree of Engineer.

Evaluation of the modular brick of soil-cement manufactured in manual press as

material for low cost construction with community labor


September/2018

Advisor: Leandro Torres Di Gregorio

Co-advisor: Gustavo Vaz de Mello Guimarães

Course: Civil Engineering

Natural disasters that devastate large areas and buildings, leaving many families

homeless and displaced for long periods and installing chaos in the region, are reasons

for intense studies and researches in order to prevent such disasters and mitigate their

impacts. The difficulty in rebuilding and rehabilitating the lives of the population,

especially in poor regions, is immeasurable, making it necessary to find and make

viable alternative building materials to join a simple, fast and inexpensive construction

method to apply in cases such as these.

The objective of this work is to conduct a study on the properties and characteristics of

modular soil-cement brick in order to produce an alternative building material that is

cheap, ecologically sustainable, easy and quick to produce, to be applied in buildings

with masonry structural design, and is ideal for use in rebuilding of affected buildings in

disaster areas.

Pre-fabrication test data for soil-cement brick for soil characterization, mechanical

strength and water absorption tests were used. All the tests were carried out by

undergraduate students of the Federal University of Rio de Janeiro, volunteers of an

extension project of the university, within the premises of the Nucleus of Sustainable

Materials of the Polytechnic School / COPPE (NUMATS / UFRJ) located inside the

campus Cidade Universitária of UFRJ.

Keywords: reconstruction, natural disasters, soil-cement, modular brick.

ix

Sumário

1. Introdução .............................................................................................................. 1

1.1. Apresentação do Tema .................................................................................. 1

1.2. Objetivos ........................................................................................................ 2

1.3. Metodologia .................................................................................................... 3

1.4. Estrutura do Trabalho ..................................................................................... 4

2. Revisão bibliográfica .............................................................................................. 6

2.1. Alvenaria estrutural ......................................................................................... 6

2.1.1. Blocos ou Unidades ................................................................................. 7

2.1.2. Argamassa .............................................................................................. 8

2.1.3. Graute ..................................................................................................... 8

2.1.4. Armaduras ............................................................................................... 8

2.1.5. Pontos positivos e negativos do sistema ................................................. 9

2.2. Solo-cimento ................................................................................................... 9

2.2.1. Solo ......................................................................................................... 9

2.2.2. História do solo-cimento ........................................................................ 10

2.2.3. Tijolo de solo-cimento ............................................................................ 12

2.3. Reconstrução de áreas após desastres e conflitos ....................................... 16

2.3.1. Desastres Naturais ................................................................................ 16

2.3.2. Reconstrução ........................................................................................ 18

2.3.3. Modelos de reconstrução....................................................................... 20

2.3.4. Construção em regime de mutirão ......................................................... 21

2.4. Projeto “SHS- Solução Habitacional Simples: Reconstruindo Após Desastres

e Conflitos” .............................................................................................................. 24

x

3. Metodologia ......................................................................................................... 27

3.1. Premissas adotadas ..................................................................................... 27

3.2. Materiais e equipamentos ............................................................................. 28

3.2.1. Fabricação do tijolo................................................................................ 28

3.2.2. Ensaios Pós-Fabricação ........................................................................ 30

3.3. Métodos ........................................................................................................ 32

3.3.1. Caracterização do solo .......................................................................... 32

3.3.2. Processo de fabricação do tijolo ............................................................ 33

3.3.3. Ensaios Pós- Fabricação ....................................................................... 40

4. Resultados e análises .......................................................................................... 58

4.1. Caracterização do solo ................................................................................. 59

4.2. Dificuldades associadas ao processo de fabricação do tijolo ........................ 63

4.3. Ensaios pós- fabricação................................................................................ 65

4.3.1. Ensaio de resistência à compressão simples......................................... 66

4.3.2. Ensaio de absorção de água ................................................................. 78

4.3.3. Ensaio de resistência à compressão simples de graute ......................... 80

4.3.4. Ensaio de resistência à compressão de prisma estendido ..................... 81

4.3.5. Ensaio de resistência à compressão de argamassa .............................. 82

4.3.6. Ensaio de resistência ao cisalhamento .................................................. 84

4.3.7. Ensaio de resistência à compressão de pequena parede ...................... 86

5. Considerações Finais .......................................................................................... 93

5.1. Conclusões ................................................................................................... 93

5.2. Estudos Futuros ........................................................................................... 97

xi

Referências Bibliográficas .......................................................................................... 99

I. Apêndice............................................................................................................ 109

i. Gráficos Tensão (MPa) x Deformação (%) dos blocos ................................... 109

ii. Gráficos Tensão (MPa) x Deformação (%) dos grautes ................................. 121

iii. Gráficos Tensão (MPa) x Deformação (%) das argamassas .......................... 123

1

1. Introdução

1.1. Apresentação do Tema

Ao longo da história mundial, o solo se apresenta como um dos materiais de

construção mais antigos já registrados e ainda é amplamente empregado com esta

finalidade, havendo registros de sua utilização em culturas muito antigas como a

egípcia, a romana e a grega. A prova da eficiência desse material é a existência de

construções feitas com materiais derivados do solo que datam de vários séculos e

resistem, até os dias de hoje, preservando a estabilidade estrutural. Um exemplo é a

cidade histórica de Ouro Preto, em Minas Gerais, que tem aproximadamente quatro

séculos de história e a maior parte desta construída com uso do solo (MIELI, 2009).

A necessidade de suprir o déficit habitacional, de se obter um desenvolvimento

sustentável com a geração mínima de resíduos, a eliminação de desperdícios e a

busca por melhorias em produtividade e qualidade são alguns fatores que

impulsionam a busca de novas soluções construtivas e o uso de materiais alternativos,

na tentativa de se estabelecer uma boa relação entre custo e qualidade das obras.

Segundo dados coletados pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) e

a Pesquisa Nacional por Amostra de Domicílios (PNAD) de 2015, o mais recente, o

déficit habitacional no Brasil no ano de 2015 chega a superar a casa dos 6 milhões,

mostrando que, apesar da crise econômica que vive o país, o setor da construção civil

se mostra com um grande potencial e necessidade de crescimento, evolução e

inovação.

Aliado a todos os fatores citados, a ocorrência de desastres naturais, que devastam

grandes áreas e edificações, impulsiona estudos e pesquisas no intuito de evitar e

mitigar os seus efeitos na sociedade. A literatura recente aponta para um incremento

na frequência e intensidade dos desastres naturais (CARDONA, 2004; DILLEY et al,

2005; BRAUCH, 2005). Exemplos recentes, como o terremoto no Haiti, em 2010, a

2

cerca de 25 km da capital Porto Príncipe e as enchentes e deslizamentos de terra na

região serrana do estado do Rio de Janeiro, mostram como desastres naturais têm a

capacidade de instalar uma situação de caos e calamidade nas comunidades afetadas

que perduram por anos.

Desse modo, o tijolo modular de solo-cimento, produzido por prensa mecânica ou

hidráulica, sendo utilizado em métodos construtivos simples, como a alvenaria

estrutural, se encaixa como uma possibilidade real e viável para atender aos

problemas de déficit habitacional e de reconstrução mencionados anteriormente.

1.2. Objetivos

Atualmente, existem poucos estudos e referências normativas sobre a utilização de

tijolos de solo-cimento em estruturas de alvenaria estrutural, sendo uma lacuna

necessária a ser preenchida na literatura.

O objetivo geral deste trabalho é realizar um estudo sobre as propriedades e

características do tijolo modular de solo-cimento com o intuito de produzir um material

de construção alternativo que seja barato, ecologicamente sustentável e de fácil

produção, para ser aplicado em edificações com alvenaria estrutural, sendo promissor

para utilização em reconstruções de edificações afetadas em áreas de desastres.

Os objetivos específicos do trabalho são:

i. Estudo sobre a fabricação do tijolo modular de solo-cimento em prensa

mecânica manual;

ii. Avaliação do processo produtivo do tijolo modular de solo-cimento;

iii. Estudo da resistência à compressão simples do tijolo modular de solo-cimento

fabricado em prensa mecânica manual;

iv. Comportamento do tijolo modular de solo-cimento em uma estrutura de

alvenaria estrutural, trabalhando em conjunto com outros componentes da

estrutura;

3

v. Avaliação de possibilidade de simplificação dos ensaios pré-fabricação e pós-

fabricação.

1.3. Metodologia

A metodologia utilizada para a elaboração do presente trabalho constituiu em pesquisa

bibliográfica a fontes relacionadas aos temas Solo-cimento, Alvenaria Estrutural e

Reconstrução de Áreas Pós Desastres e Conflitos, além de toda parte experimental,

realizada junto à atividade de extensão “SHS - Solução Habitacional Simples:

Reconstruindo Após Desastres e Conflitos”.

A análise documental foi baseada em documentação textual, fotográfica e filmagens,

realizadas pelo projeto. Para a parte textual, foram consultados livros de autores

referenciados no assunto, artigos publicados em meio eletrônico, teses de mestrado e

doutorado, entre outros.

Na realização da parte experimental, o projeto “SHS - Solução Habitacional Simples:

Reconstruindo Após Desastres e Conflitos” aproveitou a facilidade de recursos

naturais no Campus da UFRJ/Macaé para investigar algumas jazidas de solo residual

de Macaé, coletando amostras que foram encaminhadas para caracterização

geotécnica em laboratório. Os tijolos foram fabricados em uma prensa mecânica e

manual e diferentes composições de solo-cimento foram utilizadas, variando-se o traço

de solo-cimento. Assim, com o solo caracterizado e os tijolos fabricados, foram

realizados os ensaios pós-fabricação, a fim de se obter parâmetros de resistência dos

tijolos, além de resultados de eficiência da utilização do mesmo em alvenaria

estrutural, trabalhando com outros componentes desse sistema construtivo, como o

graute e a argamassa.

Toda a parte experimental foi realizada pelos alunos voluntários participantes do

Grupo de Trabalho de Materiais do projeto (Figura 1.1), sob a supervisão e orientação

dos professores Leandro Torres Di Gregorio e Gustavo Vaz de Mello Guimarães.

4

Todos os ensaios deste trabalho foram realizados nas dependências do Núcleo de

Materiais e Tecnologias Sustentáveis (NUMATS) da Escola Politécnica/Coppe.

Figura 1.1-Equipe do Projeto SHS

1.4. Estrutura do Trabalho

O presente trabalho se divide em 5 capítulos: Introdução, Revisão Bibliográfica,

Metodologia, Resultados e Análises e, por último, Considerações Finais. O presente

capítulo, Introdução, apresenta o tema escolhido, com suas justificativas, objetivos e a

metodologia utilizada para a sua realização.

O segundo capítulo, Revisão Bibliográfica, faz menção aos conceitos necessários para

um bom entendimento do trabalho, apresentando temas como o Projeto SHS, história

e utilização do solo-cimento na construção civil, além de uma abordagem sobre

alvenaria estrutural e recuperação de áreas pós-desastres.

No terceiro capítulo, é abordada toda a metodologia, materiais e equipamentos

utilizados na parte experimental, dividindo-se em três partes: caracterização do solo,

fabricação dos tijolos de solo-cimento em prensa manual e ensaios pós-fabricação.

5

No quarto capítulo, os resultados são apresentados, fazendo-se uma análise da

caracterização do solo, do processo de fabricação e dos fatores de resistência a

serem considerados para a utilização em alvenaria estrutural.

Por último, no quinto capítulo, são feitas as considerações finais sobre a viabilização

do tijolo de solo-cimento fabricado em prensa manual como material na construção

civil, com foco em sua utilização em reconstruções de áreas pós-desastres e conflitos

a partir da mão de obra da própria comunidade, apresentando pontos positivos e

negativos observados nos resultados dos ensaios realizados.

6

2. Revisão bibliográfica

2.1. Alvenaria estrutural

Segundo Ramalho (2013), alvenaria estrutural é um processo construtivo que emprega

blocos vazados na construção de paredes que, em sua maioria, desempenham função

estrutural, substituindo as funções das vigas e pilares de uma estrutura convencional

reticulada, além da função de vedação. Portanto, as edificações com sistema

construtivo em alvenaria estrutural dispensam o uso de elementos como vigas e

pilares, e a própria alvenaria tem o papel de transmitir os esforços solicitantes para a

fundação.

Uma apresentação dos principais componentes da alvenaria estrutural é primordial

para um melhor entendimento do sistema construtivo. De acordo com Ramalho (2003),

um componente da alvenaria se entende por algo que compõe os elementos que, por

sua vez, irão compor a estrutura. Os componentes principais apresentados serão:

• Bloco ou unidade;

• Argamassa;

• Graute;

• Armadura.

Os elementos são formados por pelo menos dois componentes, entre eles podem ser

destacados: paredes, cintas, vergas, etc.

Por fim, uma breve análise sobre as vantagens e desvantagens do uso da alvenaria

estrutural em relação à estrutura convencional reticulada de concreto armado, método

construtivo bastante difundido na construção civil, será feita.

7

2.1.1. Blocos ou Unidades

As unidades, em relação a sua forma, podem ser maciças ou vazadas. Os blocos mais

utilizados no Brasil são os blocos de concreto e os blocos cerâmicos, podendo ser de

vedação e estrutural.

“Como componentes básicos da alvenaria estrutural, as unidades são as principais

responsáveis pela definição das características resistentes da estrutura” (RAMALHO,

2003).

Ainda, conforme Kalil apud Ferreira (2015), a unidade deve apresentar as seguintes

características, independente do material: resistência à compressão adequada,

capacidade de aderir à argamassa, possuir dimensões uniformes e resistência ao

fogo. As figuras 2.1 e 2.2 mostram os blocos de concreto com dimensões comuns no

mercado.

Figura 2.1 - Blocos de comprimentos 15, 30 e 45 cm, largura 15 cm e altura 20 cm. Fonte: (RAMALHO, 2003).

Figura 2.2 - Blocos de comprimentos 20, 40 e 35 cm, largura 15 cm e altura 20 cm. Fonte: (RAMALHO, 2003).

8

2.1.2. Argamassa

A norma brasileira NBR 8798 (ABNT, 1985), diz que a argamassa de assentamento é

o elemento utilizado na ligação entre os blocos, garantindo uma distribuição uniforme

de esforços, composta de cimento, agregado miúdo, água e cal ou outra adição

destinada a conferir plasticidade e retenção de água de hidratação à mistura.

Segundo Prudêncio Jr et al. (2002), as funções da argamassa de assentamento são:

• Unir as unidades de alvenaria e ajudá-las a resistir aos esforços laterais;

• Distribuir as cargas de maneira uniforme sobre toda a parede;

• Absorver deformações naturais da alvenaria;

• Selar juntas contra penetração de água da chuva.

2.1.3. Graute

A norma brasileira NBR 8798 (ABNT, 1985), define graute como: “Elemento para

preenchimento dos vazios dos blocos e canaletas de concreto para solidarização da

armadura a estes elementos e aumento da capacidade portante, composto de

cimento, agregado miúdo, agregado graúdo, água e cal, ou outra adição destinada a

conferir trabalhabilidade e retenção de água de hidratação à mistura”.

Segundo Prudêncio Jr et al. (2002), o graute deve ter desempenho estrutural

compatível com a alvenaria, ser capaz de assegurar a aderência à armadura e

protegê-la contra corrosão.

2.1.4. Armaduras

Conforme Ramalho (2003), as mesmas barras de aço utilizadas em construções com

estrutura reticulada de concreto armado são utilizadas para as construções em

alvenaria estrutural, sendo sempre envolvidas por graute.

9

2.1.5. Pontos positivos e negativos do sistema

Para se analisar as vantagens e desvantagens de um processo construtivo, deve-se

avaliar os aspectos técnicos e econômicos que envolvem tal processo.

Ao se comparar as estruturas em alvenaria estrutural em relação às estruturas

convencionais de concreto armado, Ramalho (2003) afirma que, em geral, os

principais ganhos da alvenaria estrutural se baseiam em uma racionalidade do sistema

executivo, reduzindo-se o consumo de materiais e desperdícios, além de uma redução

do número de especialidades, fazendo com que carpinteiros e armadores não sejam

necessários.

Agora, ao comentar sobre os pontos negativos, destaca que a falta de possibilidade de

modificações arquitetônicas em relação à arquitetura original é o maior empecilho

desse sistema estrutural, dificultando, por vezes, as vendas e reduzindo também a

segurança da edificação durante sua vida útil.

2.2. Solo-cimento

2.2.1. Solo

O solo pode ser entendido de diversas formas, dependendo de como será empregado.

No contexto deste trabalho, a palavra solo se refere à terra, o material resultado da

ação do intemperismo sobre as rochas (PINTO, 2000).

O solo é composto por três fases: partículas sólidas, líquidas e gasosas. Em outras

palavras, grãos sólidos, água e ar. Segundo Pinto (2000), o que define as

propriedades do solo é a forma, tamanho e distribuição dos grãos, além de sua

interação com as outras fases que formam o solo

10

Figura 2.3- Estrutura do solo. Fonte: (MIELI, 2009).

Segundo a NBR 6502 (ABNT, 1995) o solo é classificado em função dos tamanhos

das partículas a seguir:

• Pedregulho 60,00 mm > 2.000 mm

• Areia Grossa < 2,000 mm > 0,600 mm

• Areia Grossa < 0,600 mm > 0,200 mm

• Areia fina < 0,200 mm > 0,060 mm

• Silte < 0,060 mm > 0,002 mm

• Argila < 0,002 mm

2.2.2. História do solo-cimento

De acordo com Bauer (1995), em 1920, o engenheiro Bert Reno patenteou um produto

que utilizava a mistura de conchas marinhas, areia e cimento, que era utilizado para

pavimentação de ruas, não havendo sido implementado o seu estudo por falta de

conhecimentos de Mecânica dos Solos, na ocasião, de maneira que se pudesse

prever o comportamento deste novo produto.

Com a publicação de artigos do engenheiro norte americano Ralph Proctor, em 1929,

foi estabelecida a correlação entre umidade e massa específica aparente na

compactação de solos, fato que ajudou a alavancar o desenvolvimento de estudos

sobre o solo para utilização na construção civil. Contudo, não são exatos os relatos de

quando foi o início da utilização do solo-cimento como material de construção. Uma

11

das notícias mais antigas que se tem do uso do solo estabilizado para construção,

data do século III, a muralha da China, onde foi usada uma mistura de argila e cal na

proporção de 3:7 (BAUER, 1995).

Ainda de acordo com o autor, os primeiros estudos do solo-cimento em grande escala

foram feitos por Moore-Fields e Mill, nos Estados Unidos, em 1932.

A primeira obra em solo-cimento no Brasil foi uma casa de bombas para abastecer as

obras do aeroporto de Santarém- Pará. Conforme é citado na Revista Téchne (2004),

o solo-cimento, empregado no Brasil inicialmente na confecção de bases e sub-bases

de pavimentos de estradas, começou a ser empregado em construções em 1948,

quando residências feitas com paredes monolíticas foram construídas na Fazenda

Inglesa, em Petrópolis (RJ). Um ano depois, foi construído o famoso Hospital Adriano

Jorge, do Serviço Nacional de Tuberculose, em Manaus, edifício com 10.800 m² ainda

em funcionamento e em bom estado de conservação.

Figura 2.4 – Hospital Adriano Jorge. Fonte: http://www.fhaj.am.gov.br/institucional/historia-da-fundacao.

No entanto, o solo-cimento só foi amplamente aplicado em moradias por volta de

1978, quando o antigo BNH aprovou a técnica para construções de habitações.

http://www.fhaj.am.gov.br/institucional/historia-da-fundacao

12

2.2.3. Tijolo de solo-cimento

2.2.3.1. Estabilização do Solo

Em alguns casos, em que o solo já se encontra em condições favoráveis na natureza,

o mesmo pode ser empregado como material na construção civil praticamente como é

encontrado, porém, o mais comum é o solo não apresentar tais características, sendo

necessária a utilização de estabilizadores.

Segundo Abiko (1980), existem três maneiras de se realizar a estabilização do solo,

evitando assim o processo de erosão, são eles:

• Consolidação;

• Impermeabilização;

• Adição de um aglomerante.

Ainda conforme o autor, adicionar um aglomerante ao solo se resume em misturar o

mesmo com materiais que o aglomere, assim, suas partículas tornam-se firmemente

unidas umas às outras, sem ser afetado pelas variações de umidade, produzindo um

material resistente e durável.

No caso do tijolo de solo-cimento, o aglomerante utilizado é o cimento. Mieli (2009), ao

comentar sobre a estabilização do solo com cimento, diz que uma pasta que preenche

os vazios da massa, unindo os grãos adjacentes do solo, é formada pelas reações de

hidratação dos silicatos e aluminatos presentes no cimento, ao mesmo tempo em que

ocorrem reações iônicas que provocam a troca de cátions das estruturas

argilominerais do solo com os íons de cálcio provenientes da hidratação do cimento.

Estas reações fazem com que o solo ganhe resistência inicial, e reduza a sensibilidade

à variação volumétrica e de umidade.

Por sua vez, Guimarães (1995) afirma que o papel da cal na estabilização é modificar

o pH do solo, provocando uma floculação das partículas de argila através da sua

hidratação, em razão de trocas catiônicas. Essa troca causa uma redução da variação

13

volumétrica e melhora a sua plasticidade. Com o passar do tempo, ocorrem reações

pozolânicas e fenômenos de carbonatação entre a cal e as partículas de argila,

conferindo melhores características ao conjunto.

2.2.3.2. O Produto Solo-cimento

A Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP) define o solo-cimento como

sendo o produto resultante da mistura íntima de solo, cimento Portland e água que,

quando compactado na umidade ótima, ou seja, sob a máxima massa específica seca,

em proporções previamente estabelecidas, adquire resistência e durabilidade através

das reações de hidratação do cimento.

A mistura entre solo, cimento e água, depois de compactada, inicia o processo de cura

que, com o passar do tempo, faz o material adquirir uma densidade mais elevada,

resultando em um produto com massa especifica maior que a dos solos puros,

fazendo o material ganhar resistência e impermeabilidade (SENÇO, 2001). Pitta

(2005) diz que ocorre uma diminuição do índice de plasticidade e de expansão

volumétrica em relação ao solo utilizado na mistura.

A adição de cimento ao solo permite obter um material com as seguintes vantagens:

• A absorção e a perda de umidade do material reduzem as variações

volumétricas;

• Reduz a deterioração quando submerso na água;

• Há aumento da resistência à compressão;

2.2.3.3. Relação Solo/Cimento

Segundo Lima (2006), a estabilidade da mistura de solo e cimento é um mecanismo

difícil de se explicar, levando a diferentes autores criarem hipóteses sobre essa

interação, baseados na natureza dos compostos finais e nas diferentes fases de

hidratação do cimento.

14

Conforme Lopes (2002), existem diversas formas em que solos arenosos reagem com

o cimento. Essas reações dependem da sua composição e propriedades químicas

particulares. Impurezas orgânicas no solo inibem a hidratação do cimento, sendo

tolerado um teor máximo de 2% de matéria orgânica.

Em relação à granulometria, solos arenosos são considerados mais vantajosos, pois a

presença de areia grossa é benéfica, já que a função desses materiais inertes é

simplesmente a de enchimento. Essa presença favorece a aglomeração do cimento

com os grãos menores. Um teor mínimo de fração fina deve existir, pois a resistência

inicial do solo-cimento é consequência da coesão da fração fina compactada

(SEGANTINI, 2000), porém Lopes (2002) afirma que solos siltosos e argilosos

necessitam de uma quantidade maior de cimento para apresentarem resultados

satisfatórios.

Pitta (1995) descreve a estrutura cimentada do solo-cimento como um processo

similar ao do concreto, porém uma menor resistência do material em relação ao

concreto é explicada pelo fato de não se ocupar completamente os vazios na

compactação do solo-cimento, resultando em um material com um maior número de

vazios e menor densidade quando comparado ao concreto.

2.2.3.4. Prevenção e Patologias

Segundo Lima (2006), existem muitas variáveis a serem observadas que podem

influenciar a qualidade final do produto de solo-cimento. As mais importantes a serem

consideradas são:

i. Natureza do solo;

ii. Dosagem do cimento;

iii. Teor de umidade de compactação;

iv. Grau de homogeneidade;

v. Condições de cura.

15

O conjunto de propriedades do solo influencia diretamente as características do

produto do solo-cimento, fazendo que uma característica desfavorável possa

inviabilizar a utilização deste solo, exigindo medidas muito onerosas para o seu

aproveitamento (LOPES, 2002). Casanova (2004) afirma que solos de cores escuras

como cinza, preto, castanho claro e escuro e colorações acinzentada, esverdeada e

azulada devem ser evitados.

Em estudos realizados pelo CEBRACE (1981) e pelo CEPED (1984), ao se comparar

os processos de cura em câmara úmida, cura à sombra com umedecimento, cura à

sombra sem umedecimento e cura ao ar livre, constatou-se que, ao se utilizar um

processo de cura que não evite a secagem rápida do material, ocorre uma perda na

ordem de 40% da resistência à compressão simples.

2.2.3.5. Vantagens

Atualmente o conceito de desenvolvimento sustentável traz a necessidade de novas

relações da humanidade com o meio ambiente. No ramo da construção civil, fatores

como redução de desperdício, melhor qualidade e durabilidade de produtos,

reciclagem de resíduos e projetos voltados para a sustentabilidade tomam proporções

cada vez maiores nas pesquisas da área. A utilização de tijolos de solo-cimento traz

um baixo impacto ambiental devido ao fato de o processo produtivo não estar ligado a

desmatamentos, e, ao contrário do que ocorre em olarias convencionais, não lança

resíduos de queima no ar.

A fabricação de tijolos de solo-cimento é um processo simples e versátil, podendo ser

utilizados desde equipamentos simples, como caixotes de madeira, até prensas

manuais ou hidráulicas, existindo uma grande variação de formas e preços de tijolos

(SILVA, 1994). A versatilidade do material não se resume em sua fabricação,

atendendo requisitos de utilização em diversos setores da construção civil, como base

para pavimentos rodoviários e aeroportuários, confecção de tijolos maciços e blocos

16

para alvenaria, proteção de taludes de barragens de terra, revestimento de canais, etc

(ABCP, 1986; CEPED, 1984).

Concluindo, o solo-cimento é um material com um grande apelo sustentável, que pode

ser de simples fabricação e barato, além de grande versatilidade em relação ao

processo de produção, utilização, formas e preços.

2.3. Reconstrução de áreas após desastres e conflitos

2.3.1. Desastres Naturais

A UN-ISDR - United Nations Office for Disaster Risk Reduction (2009) conceitua a

palavra desastre como sendo uma grave perturbação do funcionamento de uma

sociedade ou de uma comunidade, envolvendo perdas humanas, de materiais,

econômicas ou ambientais de grande extensão sobre um ambiente vulnerável, cujos

impactos excedem a capacidade da comunidade ou da sociedade afetada de arcar

com seus próprios recursos.

Outra definição encontrada para desastre, por Castro (1998) apud Tominaga et al

(2009), presente no Glossário da Defesa Civil Nacional, é:

“Resultado de eventos adversos, naturais ou provocados pelo

homem, sobre um ecossistema (vulnerável), causando danos

humanos, materiais e/ou ambientais e consequentes prejuízos

econômicos e sociais. A intensidade de um desastre depende

da interação entre a magnitude do evento adverso e o grau de

vulnerabilidade do sistema receptor afetado” (CASTRO, 1998).

Pode-se perceber que, nas duas definições citadas, o desastre não é definido apenas

como o fenômeno em si (terremoto, tsunami, furacão, etc.), mas também leva em

conta o ecossistema atingido e sua capacidade de recuperação.

17

Em um estudo sobre desastres, a conceituação de risco e perigo é primordial para um

entendimento pleno do fenômeno. Um perigo é um evento que pode ser entendido

como uma fonte geradora de risco. Por sua vez, o risco é entendido como uma

combinação entre a probabilidade de exposição a um perigo com a possibilidade de

perdas e consequências danosas (TOLGA ÖZDEN, 2007). Em outras palavras, um

perigo só se torna um desastre quando tem o potencial de afetar uma comunidade. Di

Gregorio (2015) afirma que os efeitos nocivos do desastre são diretamente

proporcionais à vulnerabilidade e exposição dos elementos em risco em seus diversos

aspectos: físico, ambiental, econômico, político, organizacional, institucional, educativo

e cultural.

Schilderman (2010) diz que a vulnerabilidade pode ser dividida em três dimensões:

i. Dimensão física, que é a capacidade de resistência das estruturas físicas para

resistir a perigos;

ii. Dimensão econômica, traduzido em vulnerabilidade financeira da comunidade;

iii. Dimensão social, entendida como a vulnerabilidade das pessoas dentro de

uma sociedade.

A vulnerabilidade é, portanto, o que define a dimensão dos impactos em um desastre,

sendo o perigo apenas um gatilho (Schilderman, 2004).

Segundo Tominaga et al (2009), o número de ocorrências de desastres naturais e dos

prejuízos decorrentes no mundo era em média de 50 registros por ano na década de

70 e aumentou para 500 registros apenas em 2005. Já no ano de 2017, a Munich RE,

grupo segurador líder em soluções de riscos globais, registrou 710 ocorrências com

perdas relevantes só no ano de 2017, chegando a cerca de 10 mil mortos e um

prejuízo de 330 bilhões de dólares, levando à conclusão que o número de ocorrências,

vítimas e prejuízos aumenta a cada ano.

18

A BBC (2017) afirma que, no ano de 2017, o número de furacões registrados teve um

aumento na quantidade e na intensidade. O motivo desse incremento, segundo o

autor, está relacionado ao aquecimento global, altas temperaturas e aumento da

temperatura das águas do oceano, que leva a um incremento na quantidade e

intensidade de chuvas.

Segundo o secretário-geral da ONU (2017), António Guterres, em dados apurados

pela (UN-ISDR, 2017), 24 milhões de pessoas são levadas à situação de pobreza por

causa de catástrofes naturais.

“À exceção das mortes e dos graves ferimentos (verificados)

em situação de desastre, não há golpe mais esmagador do que

a perda do lar, que é frequentemente o local de trabalho em

muitos dos países mais afetados” (Glasser, 2017).

2.3.2. Reconstrução

O termo recuperação pode ser entendido como ações que façam com que o sistema

afetado torne-se melhor do que era antes do evento, sendo um termo amplo e

abrangendo diversos aspectos, sem possuir uma dimensão fixa, trazendo em si o

sentido de resiliência e valor agregado, enquanto o termo reconstrução, objetivo deste

trabalho, se refere à recuperação física dos sistemas atingidos, sendo uma parte da

recuperação (DI GREGORIO, 2013).

O fator mais relevante em relação ao tamanho do investimento necessário para a

recuperação é a dimensão e o tipo de perda no desastre. As perdas vão de danos na

infraestrutura (energia elétrica, telecomunicações, estradas, abastecimento de água e

sistemas de esgotos, portos, aeroportos), habitacionais e econômicos, até danos

psicológicos (EPC & TCGI, 2004). A habitação é considerada uma necessidade básica

e, em um desastre, a perda habitacional é levada em consideração como a segunda

mais relevante, logo após a perda de vidas (ODRC, s.d.).

19

Di Gregorio (2013) relata que um fator que interfere em ações de recuperação é o

intervalo existente entre o fim das atividades de assistência humanitária e o início do

programa de reconstrução, fato que ocorre, especialmente, pela necessidade de

estudos de impacto, à concepção dos programas e projetos e à negociação de

empréstimos multilaterais. Muitas vezes, por não receber o devido suporte de

recuperação durante esse período, a comunidade é induzida a iniciar a recuperação

por conta própria, muitas vezes em condições piores que as anteriores. Essas

soluções “rápidas”, tomadas sem o devido suporte, acabam comprometendo soluções

que são realmente sustentáveis em longo prazo.

Portanto, a sociedade em regiões afetadas por desastres naturais faz o necessário

preparo apenas para suportar o próximo episódio, mas que, muitas vezes, por falta de

suporte, pode acabar por potencializar futuros danos.

Conforme Clinton (2006), “cada ‘tijolo’ envolvido no processo de reconstrução pode

contribuir para a redução de riscos, ou pelo contrário, tornar-se um facilitador do

próximo desastre”.

A reconstrução deve tentar, ao máximo, assegurar que as comunidades afetadas se

tornem mais seguras do que eram antes do desastre. Portanto, a capacidade de

transformar a vulnerabilidade em resiliência é de extrema importância. Sob um ponto

de vista otimista, o desastre pode ser encarado como uma possibilidade de se alterar

os padrões de desenvolvimento com um esforço focado nessa mudança,

conscientizando a população, no sentido político e comunitário, de que a reconstrução

deve ser feita no sentido de “reconstruir para melhor” (CASTRO, 2013).

A atenção dada pela mídia aos desastres gera oportunidades de melhorias, devido ao

fluxo de informações e exposição dos afetados, gerando um grande fluxo de recursos.

O drama torna-se uma estratégia de persuasão pública internacional, onde a imprensa

não só assume o papel de divulgação das ações comunitárias, como também expõe a

20

condição das comunidades afetadas. Porém, deve-se ressaltar que os efeitos e a

exposição midiática são de curta duração, e os efeitos e danos causados pelo

desastre acabam por ser rapidamente esquecidos (GILBERT, 2001).

A eficiência ao se incentivar as pessoas para uma mudança nos métodos construtivos

é melhor em uma situação pós-desastre. A exposição da vulnerabilidade, o trauma

psicológico e a vivência pessoal de um desastre em si tornam a aceitação dos erros

construtivos passados mais fácil (PRATICAL ACTION, s.d.).

2.3.3. Modelos de reconstrução

As reconstruções, geralmente, seguem dois tipos extremos de modelo: uma

reconstrução com abordagem centrada nas pessoas ou um modelo de adjudicação em

grande escala. O primeiro caso procura a valorização da participação das pessoas da

comunidade, enquanto o segundo se baseia em uma reconstrução dirigida pelo estado

ou/e agências e doadores internacionais (PRATICAL ACTION, s.d.). Segundo

Schilderman (2010), é difícil determinar um equilíbrio entre os dois modelos extremos.

No modelo baseado na adjudicação, o predominante é a política “provedora”, que foca

no setor formal e de mão-de-obra especializada, geralmente com processos

industrializados e sistematizados. Desta forma, são importados modelos de habitações

dos países doadores, prezando pela velocidade de construção. Muitas vezes essas

soluções se mostram inadequadas para a realidade local, não levando em conta o

estilo de vida e os hábitos da comunidade. Portanto, percebe-se que a tomada de

decisão local é comprometida, tendo um processo totalmente “fornecido”

(LIZARRALDE, 2009).

O modelo com uma abordagem centrada nas pessoas da comunidade baseia-se em

uma participação ativa da mesma, geralmente recebendo um apoio técnico e

financeiro. O foco nesse processo é na participação do setor informal,

descentralizando a estrutura de tomada de decisão. O proprietário exerce um papel de

21

liderança na construção, reforçando assim a ideia de autossuficiência da população

afetada. Desta forma, a troca de informações e conhecimentos com a comunidade

ajuda a melhorar o planejamento e a implantação da construção, adequando as

soluções para as necessidades e realidade vivida na região, criando uma melhor

aceitação local (LEERSUM, 2011).

2.3.4. Construção em regime de mutirão

No contexto mencionado acima, de desastres naturais que levam comunidades

inteiras à situação de pobreza sem o suporte e estruturação necessário para a

reconstrução, fica evidente a necessidade de procurar por soluções estruturadas,

rápidas e com custo acessível para ser implantadas de imediato em situações pós-

desastres.

O cenário causado por um desastre em uma comunidade impõe inúmeros obstáculos

em sua reconstrução. Uma interrupção na indústria de construção local e nos sistemas

de abastecimentos de produção industrial pode gerar uma escassez de recursos e,

assim, uma descontinuação na cadeia de suprimentos (DUYNE BARENSTEIN, 2010).

Outro setor com potencial de ser afetado é o sistema de transportes e o fornecimento

de energia, fato que se torna um agravante frente a tantas dificuldades já encontradas.

Levando esses fatos em consideração, a utilização de materiais e processos

construtivos acessíveis se torna de fundamental importância na reconstrução pós-

desastre.

“O desenvolvimento sustentável é caracterizado por uma visão

sistêmica e holística da realidade, que exige respostas

adaptadas e concertadas, sendo necessária uma integração

equilibrada e ajustada de todas as suas vertentes: o

desenvolvimento social, o desenvolvimento organizacional e o

desenvolvimento ambiental” (ONU, 2002).

22

Uma alternativa para a reconstrução é o conceito de construção em regime de

mutirão. Tendo em vista todos os problemas causados dentro de um ecossistema em

uma situação pó-desastres e conflitos, como falta de recursos, materiais e mão de

obra, leva essa metodologia de construção à uma possibilidade com elevado potencial

de êxito dentro das comunidades.

Abiko (2006) define o mutirão como um sistema de ajuda mútua, sendo uma

alternativa habitacional baseada no esforço coletivo e organização da comunidade –

os chamados mutirantes – para a construção de suas próprias moradias.

Essa forma de construção, onde as próprias vítimas compõem a mão de obra, ajuda a

diminuir os custos, já que os mutirantes não são contratados. Outros benefícios

relacionados ao envolver o morador na reconstrução é a melhoria da qualidade do

conjunto e das unidades habitacionais e a identificação do usuário com o produto de

seu trabalho, propiciando a manutenção e seu uso adequados (ABIKO, 1996).

Três tipos básicos de gestão, quando se refere a processo construtivo por mutirão, são

considerados (CARDOSO; ABIKO, 1994):

• Mutirão por gestão institucional ou administração direta

Nesse caso, um agente público toma a frente do empreendimento, dando todo o

suporte como elaboração dos projetos, fornecimento da equipe técnica e

administração de todos os recursos financeiros e não financeiros relacionados ao

empreendimento.

• Mutirão por cogestão

Nesse caso, o Poder Público repassa recursos às comunidades, essas, por meio de

associações comunitárias, contratam escritórios técnicos autônomos para assessorá-

las na administração desses recursos.

• Mutirão por autogestão

23

A comunidade, por meio de associações de moradores, é total responsável pela

administração geral, bem como pela gerência de todos os recursos.

Uma das desvantagens consideradas nas obras realizadas em mutirão é o tempo. O

prazo de execução costuma ser elevado. A explicação para a lentidão do processo se

deve ao fato de os mutirões não funcionarem em tempo integral no decorrer da

semana, somente nos finais de semana. Além disso, a menor produtividade da mão-

de-obra, predominantemente não qualificada nem treinada para a construção civil,

contribui. Um terceiro fator a ser considerado seria a sobrecarga de trabalho, onde os

mutirantes estão construindo suas moradias em um período que deveria ser utilizado

para o descanso e para o lazer (ABIKO, 2006).

Apesar de apresentar desvantagens em relação ao tempo de conclusão, constatou-se

uma redução dos custos totais de construção do mutirão na ordem de 30% em relação

ao processo convencional. Essa diferença é explicada por fatores que vão além da

redução de custo com a mão de obra, mas também pela presença maior dos cursos

indiretos no processo convencional, particularmente em itens que não existem ou,

quando existem, são muito inferiores no mutirão (encargos financeiros, bonificação,

alimentação, transporte, despesas de escritório central e canteiro). A aquisição dos

materiais de construção, quando feita pelas comunidades, interfere tanto para a

redução de custos quanto para a garantia da qualidade das habitações. (CARDOSO;

ABIKO, 1994).

Segundo Valladares (1985), existem registros de experiências com construções em

regime de mutirão, incentivadas pelo governo durante períodos de crise e de

dificuldades econômicas em vários países como Alemanha (século XIX), Estados

Unidos (1930), Porto Rico (1940 até 1960) e em países em desenvolvimento como

Venezuela, Peru, Turquia, entre outros. Portanto, não é considerada uma forma nova

e nem desconhecida de construção, podendo ser potencialmente aplicada em

situações pós-desastres e conflitos.

24

2.4. Projeto “SHS- Solução Habitacional Simples: Reconstruindo

Após Desastres e Conflitos”

O Projeto “SHS - Solução Habitacional Simples: Reconstruindo Após Desastres e

Conflitos” é uma ação de extensão da Universidade Federal do Rio de Janeiro que

conta, atualmente, com uma equipe multidisciplinar de aproximadamente 90

voluntários, composta de professores e alunos de cursos e unidades diferentes da

UFRJ, além de dois técnicos administrativos da universidade. Ao longo das atividades

do projeto, essa equipe é dividida em seis grupos de trabalho: Coordenação Geral, GT

Projetos, GT Mutirão, GT Materiais e GT Idiomas.

Figura 2.5- Logo do Projeto “SHS - SOLUÇÃO HABITACIONAL SIMPLES: RECONSTRUINDO APÓS DESASTRES E CONFLITOS” - Fonte:

http://www.shs.poli.ufrj.br.

No ano de 2004, o tsunami que atingiu e devastou o sul da Ásia, matando mais de 285

mil pessoas, mostrou a necessidade de se elaborar um sistema que estruturasse e

facilitasse a reconstrução de residências populares afetadas utilizando o mínimo de

recursos. Essa foi a motivação inicial para o Projeto SHS. Além do tsunami em 2004,

outros desastres reforçaram essa necessidade evidente, destacando-se o desastre do

Haiti em 2010, onde foram registradas mais de 316 mil mortes, o desastre ocorrido no

Vale do Itajaí no Estado de Santa Catarina, em 2008, com 135 mortes e o da Região

Serrana do Estado do Rio de Janeiro, em 2011, com mais de 900 mortes.

http://www.shs.poli.ufrj.br/

25

O projeto, dirigido pelo professor Leandro Torres Di Gregorio, tem por objetivo

apresentar um suporte, por meio de material didático disponibilizado online, para a

reconstrução de áreas que se encontram em situações de caos causadas por

desastres e conflitos.

O público alvo do projeto são assistentes técnicos, engenheiros e arquitetos, que

trabalharam dentro das comunidades afetadas pelos desastres para utilizar

gratuitamente o material didático do Projeto SHS composto por slides, videoaulas,

planilhas memoriais e desenhos relacionados à construção de casas populares e

equipamentos coletivos básicos de baixo custo, além de material sobre organização

de mutirões habitacionais e administração da obra. O material, quando utilizado pelos

assistentes técnicos, deve ser adaptado para a realidade vivida por aquela população.

O projeto se divide em duas fases distintas. A primeira fase, com duração entre 2010 e

2012, era formada por uma equipe de profissionais coordenada pelo Professor

Leandro Torres Di Gregorio. Durante essa fase, foram desenvolvidos projetos de

arquitetura e engenharia de cinco modelos de residência, seis módulos escolares e

dois módulos de postos de saúde, além de manuais e planilhas para cadastramento

dos atingidos, administração de mutirões, administração da obra, fabricação de tijolos

de solo-cimento, incluindo a parte de ensaios laboratoriais.

A segunda fase teve início no ano de 2017 como forma de ação de extensão oferecida

pela Escola Politécnica da Universidade Federal do Rio de Janeiro. Durante essa fase,

as atividades eram voltadas para, primeiramente, complementar o estudo da fase 1,

desenvolvendo e aprimorando o material didático já existente, a partir de

complementos experimentais, aperfeiçoamento dos modelos de residência e dos

equipamentos coletivos básicos, e aprofundamento nos estudos sobre construções em

regime de mutirão para, assim, desenvolver um novo material didático composto de

slides, animações, vídeo aulas e projetos sobre a fabricação e utilização do tijolo de

26

solo-cimento, disponibilizado gratuitamente e traduzido em três idiomas (inglês,

francês e espanhol) por meio do website do projeto.

Figura 2.6- Imagem digital do modelo residencial do Projeto “SHS - SOLUÇÃO HABITACIONAL SIMPLES: RECONSTRUINDO APÓS DESASTRES E CONFLITOS”.

Fonte: http://www.shs.poli.ufrj.br.

Mais informações sobre o Projeto “SHS - Solução Habitacional Simples:

Reconstruindo Após Desastres e Conflitos” podem ser encontradas no website do

projeto: www.shs.poli.ufrj.br.


27

3. Metodologia

3.1. Premissas adotadas

Toda a metodologia de trabalho para a caracterização dos solos, fabricação do tijolo

de solo-cimento e testes pós-fabricação de resistência mecânica foi baseada nas

normas técnicas brasileiras, que serão citadas posteriormente, e as instruções, com

algumas adaptações, do Manual de Fabricação de Tijolos de Solo-cimento,

desenvolvido pelo professor Leandro Torres Di Gregorio em 2012.

O manual foi desenvolvido para servir como material didático do projeto “SHS -

Solução Habitacional Simples: Reconstruindo Após Desastres e Conflitos”, e a

premissa principal adotada no projeto é a de que o manual será utilizado,

principalmente, por pessoas em processo de reconstrução de edificações em áreas

que sofrem desastres e conflitos. Assim, o intuito é facilitar e simplificar ao máximo os

testes e a fabricação dos tijolos de solo-cimento.

Partindo dessa linha de pensamento, durante a parte experimental desse trabalho as

seguintes premissas foram adotadas:

• Utilização de prensa mecânica e manual para a fabricação dos tijolos;

• Utilização de sal de cozinha como defloculante no ensaio de sedimentação, no

intuito de verificação da diferença dos resultados quando comparado com a

utilização de solução de hexametafosfato;

• Processo de cura dos tijolos em caixa d’água, na tentativa de simular uma

câmara úmida;

• Realização de alguns ensaios de compressão adaptados, ou seja, de forma

diferente do que recomendam as normas brasileiras, mas que em princípio

seriam mais simples e próximos da realidade das comunidades usuárias do

projeto;

28

• Alguns ensaios adaptados da norma de concreto, pois não existe ainda uma

norma de solo-cimento para estes ensaios;

• Ensaio adaptado de cisalhamento de argamassa para verificar a aderência

entre a argamassa e os tijolos.

Todos os itens citados acima serão abordados posteriormente neste capítulo.

3.2. Materiais e equipamentos

3.2.1. Fabricação do tijolo

3.2.1.1. Solo

Para a realização deste trabalho, foram utilizados dois tipos diferentes de solo na

fabricação dos tijolos de solo-cimento (chamados de Solo 1 e Solo 2 ao longo do

projeto). Eles foram extraídos de duas jazidas de solo residual, localizadas no Campus

da UFRJ/Macaé, na cidade de Macaé- RJ.

Os dois tipos de solo foram submetidos a diversos ensaios de caracterização

geotécnica, que serão detalhados posteriormente neste trabalho.

3.2.1.2. Cimento

O cimento utilizado foi o Cimento Portland CP-ll E32, da marca Mauá, adquirido em

casa comercial do ramo de materiais de construção civil, cujas características físicas,

químicas e mecânicas atendem aos requisitos da norma de tijolos maciços de solo-

cimento NBR 10833 (ABNT, 2012).

3.2.1.3. Água

Durante todo o experimento, foi utilizada água distribuída pela CEDAE (Companhia

Estadual de Água e Esgoto), que é classificada como potável, estando, portanto, de

acordo com a norma estabelecida para tijolos de solo-cimento NBR 10833 (ABNT,

2012).

29

3.2.1.4. Cal

Foi utilizada cal hidratada CH-lll (de uso corrente em pinturas), da marca MINASCAL,

a qual atende às especificações da norma NBR 7175 (ABNT, 1992). A mesma foi

adquirida em casa comercial do ramo de materiais de construção civil.

3.2.1.5. Destorroador

Devido à grande quantidade de solo envolvida para a preparação dos tijolos, um

destorroador elétrico de solo (Figura 3.1) também foi utilizado no processo de preparo

do solo.

Figura 3.1-Destorroador Elétrico Empregado na Pesquisa.

3.2.1.6. Prensa

A prensa utilizada para compactar a mistura de solo, cimento, cal e água foi uma

prensa mecânica e manual (Figura 3.2), com capacidade de produzir 1 tijolo a cada

prensagem.

30

Figura 3.2-Prensa Mecânica Manual Empregada na Pesquisa.

3.2.2. Ensaios Pós-Fabricação

3.2.2.1. Prensa

Para os ensaios de resistência à compressão, foram utilizadas duas prensas

diferentes, de acordo com o que demandava o ensaio. Para os ensaios de resistência

à compressão simples de bloco, compressão simples de prisma, compressão simples

de graute, compressão simples de argamassa e resistência ao cisalhamento, foi

utilizada uma prensa com capacidade de até 100 kN (Figura 3.3) Para os ensaios de

resistência à compressão simples de pequena parede e de prisma estendido, foi

utilizada uma prensa com capacidade de até 3000 kN (Figura 3.4).

31

Figura 3.3-Prensa com Capacidade de Carga de 100 kN Empregada na Pesquisa.

Figura 3.4-Prensa com Capacidade de Carga de 3000 kN Empregada na Pesquisa.

32

3.2.2.2. Argamassa e graute

Para o assentamento dos tijolos, foram estudados diferentes traços de argamassas

tradicionais de cimento, areia e cal hidratada, argamassa com utilização do solo

utilizado na fabricação do tijolo no lugar da areia e, também, dois tipos diferentes de

argamassas industrializadas. A primeira foi Argamassa Colante Cimentcola Interno, da

marca Quartzolit, que, apesar de ser uma argamassa indicada para assentar cerâmica

em ambientes internos, sua trabalhabilidade poderia ser um fator interessante a ser

aproveitado. A segunda foi a argamassa Qualimassa Tradicional Multiuso, da marca

Qualimassa. As argamassas de cimento, cal e areia foram testadas nos traços 1:1:6 e

1:0,5:4 com respectivos fatores água/cimento, 1,5 e 2,25. Para argamassa com solo,

foi utilizado o traço 1:6 e fator água/cimento 2,5.

Com o intuito de utilização do tijolo de solo-cimento em alvenaria estrutural, alguns

traços de grautes também foram ensaiados para tentar se obter parâmetros de ganho

de resistência de paredes estruturais grauteadas. Os traços foram 1:3:2 com fator

água/cimento 1 e 1:6:4 com fator água/cimento 2,5. Além de grautes com utilização de

solo com traço 1:5:3 com fator água/cimento 2,25 e 1:4:2 com fator água/cimento 2.

Foi utilizada areia lavada média e brita 0 na confecção das argamassas e do graute,

adquiridos em casa comercial do ramo de construção civil. A cal hidratada, utilizada na

argamassa, foi a mesma que foi adicionada na fabricação dos tijolos.

3.3. Métodos

3.3.1. Caracterização do solo

Os processos preliminares da amostragem para a análise dos solos coletados

seguiram as recomendações da Norma NBR 6457 (ABNT, 1986). O solo precisou ser

seco ao ar, até ficar na umidade ambiente, para facilitar a sua manipulação. A fração

de solo, que é utilizada para a fabricação dos tijolos de solo-cimento, é a que passa

pela peneira de 4,8mm, portanto, essa é a porção de solo a ser caracterizada. Como o

33

Projeto de Extensão Solução Habitacional Simples procura simular situações reais em

áreas afetadas por desastres, foi utilizada uma peneira com abertura entre 5 mm e

6mm, também conhecida como peneira de feijão. Para finalizar a preparação das

amostras, o solo que passou pela peneira de feijão foi destorroado com um rolo de

macarrão e homogeneizado manualmente com uma colher de pedreiro.

Os ensaios realizados foram: granulometria por peneiramento graúdo, granulometria

por peneiramento fino, granulometria por sedimentação, densidade dos grãos

(picnômetro) e limites de Atterberg (limite de liquidez e limite de plasticidade), todos os

testes seguindo os procedimentos descritos nas normas brasileiras NBR 7181 (ABNT,

1984), NBR 6508 (ABNT, 1984), NBR 6459 (ABNT, 1984) e NBR 7180 (ABNT, 1984).

Mais detalhamentos sobre a metodologia utilizada nos ensaios de caracterização do

solo podem ser encontrados no trabalho de Sousa (2018).

3.3.2. Processo de fabricação do tijolo

Os tijolos foram produzidos procurando seguir os requisitos das normas NBR 8491

(ABNT, 2012) e NBR 10833 (ABNT, 2012), com certas adaptações para atender ao

intuito do projeto, que é de considerar que eles serão futuramente fabricados por

pessoas com poucos recursos e em situação de reconstrução após desastres naturais.

O solo foi armazenado no interior de sacos plásticos em local fechado, nas

dependências do Núcleo de Materiais e Tecnologias Sustentáveis (NUMATS) da

Escola Politécnica/Coppe, para evitar que o mesmo ficasse exposto a chuvas e outras

intempéries. O solo fica com uma trabalhabilidade mais adequada para o propósito do

presente estudo quando está em umidade ambiente, já no caso do solo em uma

umidade mais elevada, se torna indisponível para ser peneirado e destorroado.

O peneiramento do solo, de acordo com a norma NBR 10833 (ABNT, 2012), deve ser

feito em peneira com abertura 4,8mm, porém, foi utilizada uma peneira de feijão,

34

abertura entre 5 e 6mm, pois concluiu-se que é um equipamento mais fácil de ser

encontrado e com um preço menor.

Tendo em vista a limitação em relação ao tempo disponível para preparação dos

tijolos e o grande volume de solo utilizado para a fabricação dos tijolos, optou-se pela

utilização de um destorroador elétrico, uma vez que o destorroamento manual com

rolo ou pilão seria muito demorado e fisicamente desgastante.

Com o solo preparado (com a umidade adequada, peneirado e destorroado), seguiu-

se para a homogeneização e mistura do traço (Figura 3.5). Foram fabricados tijolos

com 4 tipos de traços diferentes, 1:6, 1:8, 1:10 e 1:12 para ser avaliado o ganho de

resistência com o aumento da proporção da quantidade de cimento em relação à

quantidade de solo. Além disso, foram testados 3 tipos diferentes de solo, que foram

chamados de Solo 1, Solo 2 e uma mistura de proporção igual entre Solo 1 e 2. A

homogeneização foi feita manualmente em uma masseira de PVC, com a utilização de

pás e enxadas, até se obter uma mistura de cor homogênea e sem torrões de solo e

de cimento. Nesta fase, também é adicionada a cal hidratada na mistura, com uma

proporção de 2% em relação ao volume total (solo + cimento).

O último componente a ser adicionado na mistura é a água, pois, assim que a água

entra em contato com o cimento, já se inicia o processo de endurecimento do mesmo.

Como todo o preparo é feito manualmente, levando certo tempo para isso, o ideal é se

adicionar a água por último. A água é adicionada aos poucos e manualmente e, para

tanto, foram utilizados borrifadores e garrafas de plástico com furos, tomando-se

sempre o cuidado para não formar torrões por excesso de umidade em uma parte da

mistura. A verificação da umidade adequada da mistura foi feita empiricamente, como

recomenda o Manual de Fabricação de Tijolos de Solo-cimento utilizado como

referência, que diz “O teste mais prático sobre a umidade ótima é a moldagem da

massa de solo na palma da mão, apertando-a contra os dedos (Figura 3.6). Se a

massa “suar” (expulsar água), então a quantidade de água da mistura está em

35

excesso. Caso a massa “desmanche”, sinal que a umidade está inferior ao

necessário”.

Figura 3.5-Processo de Mistura de Solo, Cimento e Cal Hidratada.

Figura 3.6-Verificação da Umidade da Mistura.

36

Como mencionado anteriormente, a prensagem do tijolo foi feita com prensa mecânica

manual, com molde unitário (um tijolo a cada prensagem). O processo é lento e

desgastante, sendo necessário um revezamento periódico do operador da prensa. A

profundidade do molde foi ajustada para 10,5 cm e as dimensões finais do tijolo são de

25 cm x 12,5 cm x 6,5 cm. Após a compactação do tijolo, um teste empírico para se

verificar a consistência foi realizado (Figura 3.7), o teste se resumia em pressionar

com o polegar o topo do tijolo próximo a borda e no meio dele, o qual não devia deixar

marcas no tijolo. A retirada do tijolo era feita com os dedos na sua lateral e com muito

cuidado, pois a resistência inicial é muito baixa e se inicia o processo de cura.

Figura 3.7-Verificação da Consistência Inicial do Tijolo.

Depois de prensados, os tijolos foram posicionados sobre uma base nivelada por

algumas horas e, depois, foram transportados por meio de um carrinho com rodas de

borracha para uma câmara úmida (Figuras 3.10 e 3.11), onde ficaram armazenados

por pelo menos 7 dias. Após a retirada da câmara úmida, os tijolos foram

armazenados em pilhas sobre pallets em ambiente externo (Figuras 3.8 e 3.9), mas

sempre cobertos por lonas plásticas para proteção de intempéries.

37

Figura 3.8-Armazenagem do Tijolo em Pallet de Madeira.

Figura 3.9-Armazenagem do Tijolo em Pallet de Madeira.

Na tentativa de simular o que vai ocorrer realmente na prática, uma caixa d’água de

plástico foi utilizada para a cura de alguns tijolos em vez da câmara úmida (Figuras

3.12 e 3.13), pois se deduziu que uma câmara úmida não é acessível para ser

utilizada pelo público alvo do projeto.

38

Figura 3.10-Armazenagem do Tijolo na Câmara Úmida.

Figura 3.11-Armazenagem do Tijolo na Câmara Úmida.

39

Figura 3.12-Armazenagem do Tijolo em Caixa d'água.

Figura 3.13-Armazenagem do Tijolo em Caixa d'água.

40

3.3.3. Ensaios Pós- Fabricação

Todos os ensaios pós-fabricação foram feitos procurando seguir as normas brasileiras

de solo-cimento. Todos os ensaios foram realizados nas dependências do Núcleo de

Materiais e Tecnologias Sustentáveis (NUMATS - Escola Politécnica/Coppe UFRJ).

Os ensaios de caracterização realizados foram:

• Ensaio à compressão simples;

• Ensaio de absorção de água;

• Ensaio à compressão de prisma estendido;

• Ensaio à compressão de pequena parede.

Pela falta de precisão nas dimensões dos tijolos fabricados, constatou-se a

necessidade de utilização de argamassa para assentar os tijolos ao fazer o teste de

compressão da pequena parede, assim, algumas argamassas foram testadas no

intuito de analisar a que melhor se adapta ao solo-cimento, avaliando sua resistência à

compressão e ao cisalhamento. Como mencionado anteriormente, pela falta de

estudos sobre o material e falta de referência normativa, um ensaio de cisalhamento

foi desenvolvido para o conjunto bloco e argamassas.

Os ensaios de caracterização da argamassa realizados foram:

• Ensaio à compressão simples;

• Ensaio de resistência ao cisalhamento do conjunto bloco e argamassa.

Diferentes traços de grautes foram ensaiados para se determinar o acréscimo de

resistência e a influência no comportamento do tijolo e das paredes de solo-cimento

quando combinados com o graute.

3.3.3.1. Ensaio à compressão simples

Os ensaios à compressão simples dos tijolos foram feitos seguindo os requisitos da

norma NBR 8492 (ABNT, 2012).

41

A máquina utilizada no ensaio foi uma prensa da marca Shimadzu, com capacidade de

carga de até 100kN, a uma velocidade de aplicação de carga de 500 N/s, que atende

todos os requisitos do item 3.2 e 4.3.7 da Norma NBR 8492 (ABNT, 2012). Duas

chapas metálicas foram utilizadas para uniformizar a distribuição de cargas.

A norma recomenda um mínimo de 7 amostras para o ensaio de compressão, mas,

devido ao limite no número de tijolos fabricados, esse número foi reduzido. Os tijolos

que foram submetidos ao ensaio foram cortados ao meio com a utilização de uma

serra elétrica (Figura 3.14) e suas metades superpostas, por suas faces maiores, e

ligadas por meio de uma pasta de cimento Portland. Depois de endurecida a pasta de

cimento Portland (Figura 3.15), os corpos de prova foram identificados e imersos em

água por um tempo mínimo de 6 horas (Figura 3.16), como recomenda o item 4.3 da

norma NBR 8492 (ABNT, 2012). Alguns corpos de prova receberam uma camada de

capeamento composta de cimento e areia na proporção de 1:3, outros apenas

passaram por um processo de raspagem manual da face superior no intuito de se

regularizar a superfície que recebeu a carga.

Figura 3.14- Processo de Corte dos Tijolos.

42

Figura 3.15- Corpo de Prova Para Ensaio à Compressão Simples de Bloco.

Figura 3.16- Corpos de Provas Imersos em Água.

43

No intuito de simplificar o processo, alguns corpos de provas foram ensaiados sem

esse preparo prévio de se cortar o tijolo no meio e superpor as duas metades,

eliminando assim a necessidade de uma serra elétrica.

Foram ensaiados corpos de prova com 7, 14, 21 e 28 dias, como se faz com amostras

de concreto, no intuito de se obter o ganho de resistência com a cura do cimento no

passar do tempo. Os traços de tijolo ensaiados foram 1:6, 1:8, 1:10 e 1:12, assim,

torna-se possível uma avaliação inicial do ganho de resistência com o acréscimo de

cimento à mistura e a escolha de um traço para os outros ensaios realizados no

presente trabalho.

Figura 3.17- Ensaio à Compressão Simples.

• O valor da resistência à compressão é calculado pela fórmula:

𝑓𝑡 = 𝐹

𝑆

Onde,

ft é a resistência à compressão simples (MPa);

F é a carga de ruptura do corpo de prova (N);

S é a área de aplicação da carga (mm²).

44

3.3.3.2. Ensaio de absorção de água

O ensaio de absorção de água foi realizado seguindo os requisitos da norma NBR

8492 (ABNT, 2012).

Foram utilizados 3 corpos de provas na realização do ensaio, secos em estufa com

temperatura de 110 0C e tendo suas massas medidas em balança eletrônica com

precisão de 0,005kg. Após a pesagem e com os corpos de prova em temperatura

ambiente, os tijolos foram submersos em água por 24h e pesados novamente, assim

obtendo-se a massa do corpo de prova seco e saturado.

Figura 3.18- Processo de Secagem dos Tijolos em Estufa.

45

Figura 3.19- Processo de Pesagem do Tijolo Saturado.

• O valor, em porcentagem, da absorção de água é obtido da seguinte maneira:

𝐴 = 𝑚2 − 𝑚1

𝑚1× 100

Onde,

A é a absorção de água, expressa em porcentagem (%);

m1 é a massa do corpo de prova seco em estufa (g);

m2 é a massa do corpo de prova saturado (g).

3.3.3.3. Ensaio à compressão de prisma estendido

Um ensaio de compressão foi adaptado, chamado de ensaio à compressão de prisma

estendido, no intuito de estimar um parâmetro de ganho de resistência quando as

partes vazadas dos tijolos de solo-cimento são preenchidas com graute.

Os corpos de prova são paredes com duas fiadas de 4 tijolos, que foi dado o nome de

prisma estendido. Foram ensaiados corpos de prova sem nenhum graute, com

46

preenchimentos com graute a cada 50 cm e a cada 100 cm, todos eles recebendo

uma camada de capeamento composta de cimento e areia na proporção 1:3 e um

perfil metálico foi utilizado para a distribuição uniforme do carregamento no corpo de

prova.

Os corpos de prova foram rompidos 7 dias após serem montados e a máquina

utilizada no ensaio foi uma prensa da marca WPM, com capacidade de carga de

3000kN, a uma velocidade de aplicação de carga de 500 N/s.

Figura 3.20-Processo de Capeamento dos Corpos de Prova.

47

Figura 3.21- Ensaio à Compressão de Prisma Estendido.

• O valor da resistência à compressão do prisma é calculado pela fórmula:

𝑓𝑝𝑒 = 𝐹

𝑆

Onde,

fpe é a resistência à compressão simples do prisma estendido (MPa);



48

3.3.3.4. Ensaio à compressão de pequena parede

O ensaio à compressão de pequena parede foi realizado seguindo as recomendações

de duas normas, a norma brasileira NBR 16522 (ABNT, 2016), que se refere a blocos

de concreto, mas, na ausência de uma norma que especifique o ensaio para os blocos

de solo-cimento, a norma de concreto foi utilizada como referência, e a norma britânica

BS 1052:1999.

Este ensaio foi realizado com o propósito de se obter parâmetros de comparação da

resistência do tijolo e do prisma com a resistência de uma parede. Existem ensaios

normatizados sobre paredes com dimensões reais, mas, com o número de tijolos

disponíveis para o ensaio, foi realizado o ensaio de pequena parede.

A norma brasileira NBR 16522 (ABNT, 2016) recomenda a utilização de corpos de

prova com dimensões de, pelo menos, 2 blocos de comprimento e 70 cm de altura,

assim, foram moldados corpos de prova utilizando-se 10 fiadas de 4 blocos. Entre as

fiadas, foi utilizada a argamassa industrializada Colante Cimentcola, da marca

Quartzolit, para o assentamento dos tijolos e foi realizado grauteamento, com traço

medido em volume de 1:3:2 e fator água/cimento 1, a cada 50cm. A escolha do fator

água/cimento foi feita entendendo-se que as comunidades, na prática, acabarão por

misturar uma quantidade elevada de água, além de ser necessária uma consistência

mais fluida do graute para ser inserido no furo.

Por sua vez, os ensaios realizados seguindo as recomendações da norma britânica

BS 1052:1999 utilizaram corpos de prova de 8 fiadas de altura e 2 blocos de

comprimento, já que a mesma recomenda, para os blocos com as dimensões de 25

cm x 12,5 cm x 6,5 cm, que tenham um mínimo de 50 cm de comprimento e altura

maior ou igual ao comprimento, com um limite de 1,875 m. Entre as fiadas, foi utilizada

a argamassa de cimento, cal e areia com traço medido em volume de 1:1:6 e fator

água/cimento de 1,5 para o assentamento dos tijolos e foi realizado grauteamento a

49

cada 50 cm, utilizando-se graute composto de solo, cimento e brita, com traço medido

em volume de 1:5:3 e fator água cimento de 2,25.

Uma camada de capeamento, composta de cimento e areia na proporção 1:3, para

regularização da face que recebe o carregamento, foi feita em todos os corpos de

prova e um perfil metálico foi utilizado para a distribuição uniforme do carregamento no

corpo de prova. Em todos os corpos de prova o nível foi verificado com a utilização de

nível de mão.

Os corpos de prova foram rompidos 7 dias após serem montados e a máquina

utilizada no ensaio foi uma prensa da marca WPM, com capacidade de carga de até

3000kN, à uma velocidade de aplicação de carga de 500 N/s.

Figura 3.22- Processo de Grauteamento das Pequenas Paredes.

50

Figura 3.23- Pequena Parede com Dimensões 50 cm x 50 cm.

• O valor da resistência à compressão da pequena parede é calculado pela

fórmula:

𝑓𝑝𝑝 = 𝐹

𝑆

Onde,

fpp é a resistência à compressão simples da pequena parede (MPa);



51

3.3.3.5. Ensaio à compressão de graute

Os ensaios à compressão simples de graute foram feitos utilizando-se corpos de prova

cilíndricos com diâmetro de 5 cm e altura de 10 cm, untados com óleo lubrificante. A

norma NBR 5738 (ABNT, 2015) recomenda a utilização de corpos de prova cilíndricos

com diâmetro de 10 cm, 15 cm, 20 cm, 25 cm, 30 cm ou 40 cm, porém, como o intuito

do estudo da resistência à compressão simples do graute era para utilização em

conjunto com os tijolos vazados de solo-cimento, o cilindro menor foi escolhido por ser

o que mais se aproximava das dimensões dos furos do tijolo, assim, acreditou-se que

seria um parâmetro mais perto do que deve ocorrer na utilização simultânea dos dois

materiais. Foram testados dois traços diferentes, para se encontrar o traço mais

econômico que se adequa melhor na utilização junto com os tijolos de solo-cimento, os

traços testados foram:1:3:2 com fator água/cimento 1 e 1:6:4 com fator água cimento

2,5.

Como o solo é o material principal para a produção do tijolo de solo-cimento e se

assume que é um material em abundância e de fácil acesso, foi realizado um ensaio

substituindo-se a areia por solo no graute. Foram testados dois traços de graute com

solo, que foram 1:4:2 com fator água/cimento 2 e 1:5:3 com fator água/cimento 2,25.

A cura dos corpos de prova foi feita de duas maneiras diferentes para efeitos

comparativos: em alguns se deu a cura úmida, onde os corpos de prova eram

desmoldados com 24h e imersos em água até o momento do ensaio, e, em outros,

cura seca, onde os corpos de prova eram desmoldados com 24h e imersos em água

apenas em um período aproximadamente de 24h antes do ensaio. O número de

corpos de prova de cada traço de graute variou entre 3 e 6, devido ao limite de moldes

cilíndricos disponíveis. A idade de ensaio dos corpos de prova variou entre 7 e 14 dias,

devido à falta de disponibilidade de horário disponível para utilização da prensa em

algumas datas.

52


carga de até 100kN, uma velocidade uniforme de aplicação de carga de 500 N/s.

Figura 3.24- Processo de Preparação de Corpo de Prova Cilíndrico.

53

Figura 3.25- Corpos de Prova Imersos em Água.

Figura 3.26- Ensaio à Compressão de Graute.

54

• O valor da resistência à compressão do graute é calculado pela fórmula:

𝑓𝑔 = 𝐹

𝑆

Onde,

fg é a resistência à compressão simples do graute (MPa);



3.3.3.6. Ensaio à compressão de argamassa

Os ensaios à compressão de argamassa foram feitos conforme a norma NBR 7215

(ABNT, 1996). Para o ensaio à compressão de argamassa, o mesmo procedimento de

moldagem dos corpos de prova de graute foi utilizado, porém, fazendo-se apenas o

processo de cura seca. Foram testados dois traços diferentes de argamassas de

cimento, cal e areia para se encontrar o traço mais econômico e que se adequa

melhor na utilização em conjunto com os tijolos de solo-cimento. Os traços testados

foram: 1:1:6 com fator água cimento 1,5 e 1:0,5:4 com fator água cimento 2,5.

Pelo mesmo motivo dos testes com o graute, foi testada uma argamassa composta de

solo-cimento. O traço da argamassa de solo-cimento foi 1:6 com fator água/cimento

2,5.

Duas argamassas industrializadas também foram testadas, a argamassa

industrializada da marca Qualimassa (tradicional Multiuso) e Argamassa Colante

Cimentcola Cinza da marca Quartzolit.

O número de corpos de prova de cada argamassa variou entre 3 e 4, devido ao limite

de moldes cilíndricos disponíveis. A idade de ensaio dos corpos de prova variou entre

7 e 14 dias, devido à falta de disponibilidade de horário disponível para utilização da

prensa em algumas datas.

55


carga de até 100 kN e uma velocidade uniforme de aplicação de carga, de 500 N/s.

• O valor da resistência à compressão da argamassa é calculado pela fórmula:

𝑓𝑎 = 𝐹

𝑆

Onde,

fa é a resistência à compressão simples da argamassa (MPa);



3.3.3.7. Ensaio de resistência ao cisalhamento da argamassa

Como forma de caracterização da argamassa de assentamento dos tijolos, além do

ensaio de resistência à compressão simples da argamassa, um ensaio de resistência

ao cisalhamento foi adaptado. O ensaio constituiu de assentar dois meio tijolos em um

tijolo inteiro com a argamassa a ser ensaiada, utilizando um tempo de cura de sete

dias. Após os sete dias de cura, o ensaio foi realizado em uma prensa da marca

Shimadzu, com capacidade de carga de até 100 kN e uma velocidade uniforme de

aplicação de carga de 500 N/s, onde a máquina aplicou a carga horizontal no tijolo

central, tomando-se o cuidado de se posicionar o centro de massa do corpo de prova

com o centro de aplicação da carga, enquanto os dois meio tijolos laterais estavam

apoiados sobre placas metálicas.

Os mesmos tipos e traços de argamassas que foram ensaiadas no ensaio de

resistência a compressão simples participaram deste ensaio de cisalhamento, com 3

corpos de prova moldados para cada argamassa.

56

Figura 3.27- Corpo de Prova para Ensaio de Cisalhamento.

Figura 3.28- Ensaio de Cisalhamento.

57

• O valor da resistência ao cisalhamento da argamassa é calculado pela

fórmula:

𝜏 = 𝑄

2𝐴

Onde,

𝜏 é a resistência média ao cisalhamento da argamassa (MPa);

Q é a carga de ruptura do corpo de prova (N);

A é a área de aplicação da argamassa (mm²).

58

4. Resultados e análises

Durante o Capítulo 4, “Resultados e análises”, serão apresentados todos os resultados

dos ensaios especificados no Capítulo 3, “Metodologia”, e uma análise detalhada de

todos eles. Os ensaios realizados foram:

I. Caracterização do solo:

• Granulometria por sedimentação;

• Granulometria por peneiramento;

• Densidade dos grãos;

• Limite de liquidez;

• Limite de plasticidade.

II. Ensaios pós-fabricação:

• Ensaio de resistência à compressão simples;

• Ensaio de resistência à compressão de prisma estendido;

• Ensaio de resistência à compressão de graute;

• Ensaio de resistência à compressão de argamassa;

• Ensaio de resistência ao cisalhamento;

• Ensaio de resistência à compressão de pequena parede.

Uma análise sobre o processo de fabricação, com detalhes sobre cuidados a serem

tomados e dificuldades encontradas, também é apresentada neste capítulo.

Em relação aos ensaios pós-fabricação, é feita uma análise sobre a resistência à

compressão do tijolo de solo-cimento, além de comparações com metodologias de

ensaios diferentes e coeficientes de eficiência entre o tijolo e elementos de alvenaria

estrutural. As análises feitas são:

• Resistência à compressão simples com o tijolo ensaiado inteiro e com duas

metades sobrepostas;

59

• Resistência à compressão simples utilizando capeamento com argamassa e

substituindo a argamassa por uma raspagem manual como forma de

regularização da face superior;

• Evolução da resistência à compressão em relação ao tempo de cura dos

tijolos;

• Evolução da resistência à compressão em relação ao traço de solo-cimento

utilizado na fabricação;

• Ganho de resistência com o grauteamento dos furos;

• Análise do sistema bloco-graute-argamassa;

• Eficiência bloco-pequena parede.

4.1. Caracterização do solo

Os ensaios de caracterização dos solos que foram utilizados na fabricação do tijolo de

solo-cimento concluíram que os solos apresentaram características de solos tropicais

lateríticos.

Segundo Marangon (2004), “Estes solos têm tendência a

possuírem uma grande parcela da sua granulometria menor

que 2 mm de diâmetro e em alguns locais podem apresentar,

inseridos em sua constituição, pedregulhos lateríticos

denominados de laterita, que são massas consolidadas,

maciças ou porosas, de mesma mineralogia dos solos

lateríticos. Estas têm sido muito aproveitadas como materiais

de construção rodoviária”.

Portanto, associando-se o uso decorrente do solo laterítico como material de

construção rodoviária e a compactação do solo neste tipo de construção com a

compactação do tijolo de solo-cimento, acredita-se que o mesmo pode apresentar

características favoráveis para o uso no estudo deste trabalho. Os resultados dos

ensaios realizados se apresentam nas figuras 4.1, 4.2, 4.3 e 4.4 e nas tabelas 1, 2 e 3.

60

Figura 4.1- Curva Granulométrica Solos 1 e 2.

Figura 4.2- Resultado Ensaio de Sedimentação Solo 1.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,01 0,10 1,00 10,00

Po

rcen

tage

m q

ue

pas

sa

Diâmetro dos grãos (mm)Solo 1

Solo 2

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,0001 0,0010 0,0100 0,1000 1,0000

Qs

(%)

Diâmetro das Partículas (mm)

Sedimentação solo 1

SAL

DEFLOCULANTE

61

Figura 4.3- Resultado Ensaio de Sedimentação Solo2.

Tabela 1- Resultados ensaio de sedimentação.

Classificação Solo 1 Solo 2

Silte 61,40% 17,10%

Argila 32,80% 14,90%

Areia fina 5,80% 68%

Tabela 2- Resultados ensaio de peneiramento.

Classificação Solo 1 Solo 2

Pedregulho Grosso 2% 0%

Pedregulho fino 9,50% 0,50%

Areia grossa 47,10% 58%

Areia Fina 34,60% 38,40%

Silte e Argila 6,80% 3,10%

Total 100% 100%

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,0010 0,0100 0,1000 1,0000

Qs

(%

)

Diâmetro das Partículas (mm)

Sedimentação solo 2

SAL

DEFLOCULANTE

62

Tabela 3- Resultados ensaio de densidade dos grãos.

Solo Solo 1

Picnômetro 1 2 3 4

Tara (g) 51,93 49,08 47,42 50,46

Tara + Solo (g) 68,16 70,42 65,18 71,43

Tara + Solo + Água (g) 167,27 167,5 162,12 165,79

Tara + Água 157,04 154 150,85 152,47

Solo (g) 16,23 21,34 17,76 20,97

Água (g) 105,11 104,92 103,43 102,01

Temperatura (°C) 24 24 24 24

Densidade (g/cm³) 2,70 2,71 2,73 2,73

Média (g/cm³) 2,719

Solo Solo 2

Picnômetro 1 2 3 4

Tara (g) 46,45 51,12 48,47 48,49

Tara + Solo (g) 68,29 71,6 73,7 73,11

Tara + Solo + Água (g) 165,71 168,88 169,43 167,24

Tara + Água 151,93 155,94 153,49 151,72

Solo (g) 21,84 20,48 25,23 24,62

Água (g) 105,48 104,82 105,02 103,23

Temperatura (°C) 24 24 24 24

Densidade (g/cm³) 2,70 2,71 2,71 2,70

Média (g/cm³) 2,705

63

Figura 4.4- Resultados Limite de Liquidez.

4.2. Dificuldades associadas ao processo de fabricação do tijolo

Na tentativa de simplificar o processo de fabricação dos tijolos, algumas dificuldades

foram encontradas pela falta do controle tecnológico mais rigoroso encontrado em

outras pesquisas e processos, tornando-se necessárias algumas observações e

cuidados.

A diferença entre os tipos de solos que podem ser usados na fabricação do tijolo pelo

público alvo do projeto e a premissa adotada da falta de disponibilidade de

equipamentos para se medir a umidade do solo antes de se fazer a mistura a ser

prensada tornou inviável a definição de uma quantidade exata de água a se utilizar,

sendo possível apenas ser feito um teste empírico para a verificação da umidade final

da mistura. Como a prensa utilizada para a fabricação dos tijolos permitia a

prensagem de apenas um tijolo por vez, o processo acabava por ser relativamente

demorado e, como a prensagem e a mistura eram feitas em ambiente climatizado por

ar condicionado, muitas vezes a umidade da mistura sofria variações com o tempo,

exigindo correções de umidade, por serem notadas falhas nos tijolos recém-prensados

após certo tempo. Notou-se que uma umidade mais elevada fazia com que o tijolo

25

30

35

40

45

50

55

10 100

UM

IDA

DE

(%

)

NÚMERO DE GOLPES

LL solo 1

LL solo 2

Linear (LL solo 1)

Linear (LL solo 2)

64

grudasse com frequência no molde da prensa e, quando a umidade era menor do que

a requerida para uma compactação adequada, os tijolos se rompiam ao serem

retirados do molde.

A utilização de prensa manual com molde unitário precisou de ajustes para se

conseguir uma força de compactação ideal. Esse modelo de prensa não permite a

medição da força aplicada, pois a força de compactação é aplicada manualmente.

Num ajuste com o molde mais “raso”, a força imposta não era suficiente para uma

compactação adequada dos tijolos, levando-os a se romperem quando era feito o teste

de consistência com o polegar, citado anteriormente, ou no transporte deles entre a

prensa e o pallet. Já em um ajuste com o molde mais “fundo” notou-se a necessidade

de se impor uma força muito elevada para se conseguir a compactação. Algumas

profundidades de moldes foram testadas até se encontrar a mais adequada, porém, a

umidade em que se encontrava a mistura influenciava a força exigida para a

compactação, necessitando de correções periódicas nos ajustes da prensa.

Figura 4.5- Tijolo com defeito de prensagem.

65

Figura 4.6- Tijolo com Defeito de Prensagem.

Sabe-se também que a força de compactação e a umidade estão diretamente

relacionadas e, em um processo onde não se consegue medir esses dois fatores,

torna-se inviável definir com exatidão a quantidade de água que se deve adicionar e o

ajuste do molde a ser utilizado, deixando para pesquisas futuras esse estudo mais

aprofundado.

4.3. Ensaios pós- fabricação

Com os ensaios pós-fabricação realizados, foi possível se chegar a parâmetros e

conclusões sobre a resistência do tijolo de solo-cimento, além do seu comportamento

quando solicitado em conjunto com outros elementos de alvenaria estrutural, podendo

se chegar a resultados de resistência à compressão desses elementos e fatores de

eficiência do trabalho em conjunto dos diferentes materiais. Todos os diagramas de

Tensão x Deformação se encontram no Apêndice II.

66

4.3.1. Ensaio de resistência à compressão simples

Como citado anteriormente, o ensaio à compressão simples foi realizado em tijolos

com três tipos diferentes de solo, chamados de Solo 1, Solo 2, uma mistura dos dois

solos e tijolos com adição de pó de pedra, com traços de solo-cimento variados e

idades diferentes. Com os ensaios, foi possível se obter resultados de resistência à

compressão dos tijolos, traçar os gráficos de tensão deformação e, assim, se

estabelecer relações de ganho de resistência dos tijolos com a idade e com o aumento

do traço. Além disso, algumas comparações de resultados de metodologias de

ensaios diferentes foram feitas como, por exemplo, a substituição da camada de

capeamento com argamassa por uma raspagem manual da face superior do tijolo

como forma de regularização da base, ensaios feitos com tijolos sem passar pelo

processo de saturação do mesmo e os ensaios feitos sem cortar os tijolos.

4.3.1.1. Ensaio de resistência à compressão simples- Solo 1

• Resultados

A tabela 4 mostra os resultados para resistência à compressão simples, em MPa, dos

tijolos fabricados utilizando-se somente o Solo 1, com o traço 1:10, e a figura 4.7

mostra graficamente a evolução da resistência à compressão simples dos tijolos com a

idade. Todos os ensaios realizados com tijolos feitos com o solo 1 foram realizados

utilizando a metodologia de ensaio com o tijolo inteiro, com camada de capeamento de

argamassa e saturados.

Tabela 4-Resistência à compressão simples dos tijolos com traço 1:10 fabricados com Solo 1.

Tijolo T1

(MPa) T2

(MPa) T3

(MPa) Média (MPa)

Desvio Padrão

Evolução (%)

S1- Traço 1:10- 7 dias 1,00 1,00 1,24 1,08 0,14 56%

S1- Traço 1:10- 14 dias 1,57 1,31 1,09 1,33 0,24 69%

S1- Traço 1:10- 21 dias 1,65 - - 1,65 - 85%

S1- Traço 1:10- 28 dias 1,90 1,72 2,19 1,94 0,24 100%

67

Figura 4.7-Evolução com o tempo da resistência à compressão simples dos tijolos com traço 1:10 fabricados com Solo 1.

• Análise

A tabela 4 e a figura 4.7 mostram uma evolução da resistência quase linear a partir do

sétimo dia, com um ganho por volta de 15% a cada sete dias. Esses valores divergem

do esperado quando se imagina que a evolução da resistência do tijolo se deve ao

endurecimento do cimento ao longo do tempo até tender a se estabilizar aos 28 dias,

uma vez que a norma NBR 6118 (ABNT, 2014) estabelece um ganho de resistência de

78% nos primeiros sete dias de cura em corpos de prova de cimento tipo CP-II, e a

evolução da resistência tende a diminuir a partir do sétimo dia, indo para 90%, 96% e

100% com 14, 21 e 28 dias, respectivamente. A norma NBR 8491 (ABNT, 2012)

especifica que os tijolos não podem apresentar a média dos valores de resistência à

compressão menor do que 2,0 MPa e nem valor individual inferior a 1,7MPa com idade

mínima de sete dias. Os tijolos fabricados com o Solo 1 apresentaram uma resistência

média de 1,94 ± 0,24 MPa, e com o valor individual mínimo de 1,72 MPa,

apresentando resultados próximos do limite mínimo estabelecido por norma, porém

um pouco abaixo ainda.

0

0,5

1

1,5

2

2,5

0 7 14 21 28 35

Evolução da Resistência- Solo 1- Traço 1:10

7

14

21

28

(Dias)

(MPa)

68

4.3.1.2. Ensaio de resistência à compressão simples- Solo 2

• Resultados


tijolos fabricados utilizando-se somente o Solo 2, com o traço 1:10. A figura 4.8 mostra

graficamente a evolução da resistência à compressão simples dos tijolos com a idade.

Todos os ensaios realizados com tijolos feitos com o Solo 2 foram realizados utilizando

a metodologia de ensaio com o tijolo inteiro, com camada de capeamento de

argamassa e saturados.

Tabela 5- Resistência à compressão simples dos tijolos com traço 1:10 fabricados com Solo 2.

Tijolo T1

(MPa) T2

(MPa) T3

(MPa) Média (MPa)

Desvio Padrão

Evolução (%)

S2- Traço 1:10- 7 dias 1,07 1,38 0,53 0,99 0,43 78%

S2- Traço 1:10- 14 dias 1,13 1,19 1,01 1,11 0,09 87%

S2- Traço 1:10- 21 dias 1,39 1,08 1,24 0,22 97%

S2- Traço 1:10- 28 dias 1,08 1,43 1,30 1,27 0,18 100%

Figura 4.8- Evolução com o tempo da resistência à compressão simples dos tijolos com traço 1:10 fabricados com Solo 2.

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

0 7 14 21 28 35

Evolução da Resistência- Solo 2- Traço 1:10

7

14

21

28

(Dias)

(MPa)

69

• Análise

Analisando os dois fatores, a evolução da resistência e a resistência à compressão

simples aos 28 dias de cura, os tijolos fabricados com o Solo 2 apresentaram

resultados mais próximos à referência normativa em relação ao endurecimento do

cimento tipo CP-II. Porém, a resistência do tijolo foi abaixo da exigida pela norma

NBR 8491 (ABNT, 2012), apresentando uma média de 1,27±0,18 MPa e valor

individual mínimo de 1,08 MPa. Uma possível explicação para a diferença entre os

resultados do tijolo fabricado com Solo 1 e o tijolo fabricado com Solo 2 é a

diferença entre a granulometria dos dois solos. Ambos apresentaram

características de solos tropicais lateríticos e arenosos, porém, como pode ser

observado na curva granulométrica presente no Apêndice I, o Solo 1 apresentou

uma distribuição granulométrica melhor em relação ao Solo 2, o que pode ter

influenciado positivamente na resistência dos tijolos fabricados com o Solo 1.

4.3.1.3. Ensaio de resistência à compressão simples - Mistura entre Solo 1 e

Solo2

I. Traço 1:6

• Resultados


tijolos fabricados utilizando-se a mistura, em proporções iguais de Solo 1 e Solo 2,

com o traço 1:6, e a figura 4.9 mostra graficamente a evolução da resistência à

compressão simples dos tijolos com a idade. Todos os ensaios realizados com tijolos

feitos com a mistura entre o Solo 1 e Solo 2, com traço 1:6, foram realizados utilizando

a metodologia de ensaio com o tijolo inteiro, com camada de capeamento de

argamassa e saturados, com exceção da linha nomeada “S1S2- Traço 1:6- 28 dias-

Seco*”, em que os tijolos foram ensaiados sem passar pelo processo de saturação, e

da linha “S1S2- Traço 1:6:0,5- 28 dias*”, que foram tijolos fabricados no estudo de

70

Sousa (2018) com a adição de pó de pedra à mistura, na proporção, em volume, de

0,5 em relação ao cimento.

Tabela 6- Resistência à compressão simples dos tijolos com traço 1:6 fabricados com Solo 1 e Solo 2.

Tijolo T1

(MPa) T2

(MPa) T3

(MPa) Média (MPa)

Desvio Padrão

Evolução (%)

S1S2- Traço 1:6- 7 dias 1,32 1,91 1,62 1,61 0,29 84%

S1S2- Traço 1:6- 14 dias 1,39 1,31 1,01 1,24 0,20 64%

S1S2- Traço 1:6- 21 dias 1,92 2,04 1,74 1,90 0,15 99%

S1S2- Traço 1:6- 28 dias 1,99 1,84 1,92 1,92 0,07 100%

S1S2- Traço 1:6- 28 dias-Seco*

2,29 2,08 2,19 0,15 114%

S1S2- Traço 1:6:0,5- 28 dias* 1,08 1,81 1,31 1,40 0,37 73%

Figura 4.9-Evolução com o tempo da resistência à compressão simples dos tijolos com traço 1:6 fabricados com Solo 1 e Solo 2.

• Análise

Observando-se a Tabela 6, percebe-se que os tijolos rompidos com 14 dias de idade

apresentaram uma resistência abaixo dos tijolos rompidos com 7 dias. Não se sabe,

0

0,5

1

1,5

2

2,5

0 7 14 21 28 35

Evolução da Resistência- Solos 1 e 2- Traço 1:6

7

21

28

(Dias)

(MPa)

71

ao certo, os fatores que influenciaram essa perda de resistência dos tijolos, podendo

ser consideradas algumas hipóteses como: falha na prensagem dos tijolos, falha

humana, falha na preparação dos corpos de prova, entre outros motivos que ficam em

aberto para futuros estudos sobre o assunto e, por isso, não foram considerados no

gráfico de evolução da resistência.

Em relação à norma NBR 8491 (ABNT, 2012), os tijolos fabricados com a mistura

entre o Solo 1 e Solo 2, com o traço 1:6, apresentaram uma resistência média de 1,92

± 0,07 MPa, e com o valor individual mínimo de 1,84 MPa, valores bem próximos aos

limites estabelecidos.

O ganho de resistência nos primeiros sete dias foi alto, chegando a 84% e

praticamente já se estabilizando com 21 dias, quando já tinha 99% da resistência

tomada como parâmetro, de 28 dias.

Na tabela 6, pode-se observar que os tijolos nomeados de “S1S2- Traço 1:6- 28 dias-

Seco*”, que foram ensaiados sem terem passado pelo processo de saturação,

apresentaram um ganho de resistência considerável, 14% em média, em relação aos

que foram rompidos saturados com o mesmo tempo de cura, como recomenda a

norma NBR 8492 (ABNT, 2012).

E os tijolos chamados de “S1S2- Traço 1:6:0,5- 28 dias”, nos quais sofreram a adição

de pó de pedra na mistura, apresentaram resultados de resistência 27% abaixo dos

tijolos sem adição de pó de pedra com a mesma idade.

Deve ser ressaltado que nos tijolos fabricados por Sousa (2018), foi utilizado o mesmo

modelo de prensa manual, mas o ajuste do molde da prensa, que é feito pelo

operador, pode ter sido diferente, podendo ter influenciado na força de compactação

imposta na prensagem. Além disso, o processo de cura dos tijolos fabricados por

Sousa (2018), foi feito em uma caixa d’água exposta a variações de temperatura e se

realizando uma molhagem periódica dos tijolos, enquanto os tijolos sem adição de pó

72

de pedra, fabricados no presente estudo, contaram com uma cura realizada em

câmara úmida, que não sofre variações de temperatura e nem de umidade.

Foi citado no Capítulo 2 que o processo de cura que permite a secagem do tijolo pode

resultar em uma redução de até 40% na resistência à compressão simples

(CEBRACE, 1981; CEPED, 1984), mas, além da cura, outros fatores podem ter

influenciado a diferença dos resultados, como o processo de prensagem e a adição do

pó de pedra, que diminui a quantidade de cimento em relação ao total da mistura. Um

estudo mais detalhado sobre a adição de pó de pedra aos tijolos de solo-cimento pode

ser encontrado em Sousa (2018).

II. Traço 1:8

• Resultados


tijolos fabricados utilizando-se a mistura, em proporções iguais dos dois solos, com o

traço 1:8, e a figura 4.10 mostra graficamente a evolução da resistência à compressão

simples dos tijolos com a idade. Todos os ensaios realizados com tijolos feitos com o

solo 1 e 2, com traço 1:8, foram realizados utilizando a metodologia de ensaio com o

tijolo inteiro, com camada de capeamento de argamassa e saturados, com exceção

dos tijolos nomeados “S1S2- Traço 1:8- 28 dias*”, que foram realizados com a

metodologia de se cortar ao meio e sobrepor as duas metades, ligadas por uma pasta

de cimento. Além disso, esses tijolos foram fabricados por Sousa (2018), passando

por um processo de cura em caixa d’água, com molhagens diárias.

73


Tijolo T1

(MPa) T2

(MPa) T3

(MPa) Média (MPa)

Desvio Padrão

Evolução (%)

S1S2- Traço 1:8- 7 dias 1,21 1,34 1,44 1,33 0,11 65%

S1S2- Traço 1:8- 14 dias 1,83 1,69 1,72 1,75 0,08 85%

S1S2- Traço 1:8- 21 dias 1,83 2,11 1,90 1,95 0,15 94%

S1S2- Traço 1:8- 28 dias 2,21 2,24 1,74 2,06 0,28 100%

S1S2- Traço 1:8- 28 dias* 1,47 1,08 0,85 1,13 0,31 55%


• Análise

Analisando os resultados, a evolução da resistência apresentou valores condizentes

com o que a norma diz em relação ao endurecimento do cimento tipo CP-II, com um

grande ganho de resistência nos primeiros sete dias e uma evolução cada vez menor

com o passar do tempo. A resistência do tijolo satisfaz as exigências da norma NBR

8491 (ABNT, 2012), apresentando uma média de 2,06±0,28 MPa e valor individual

mínimo de 1,74 MPa. Os tijolos “S1S2- Traço 1:8- 28 dias*” apresentaram uma

redução na resistência na ordem de 45%, levantando-se a hipótese de que o processo

0

0,5

1

1,5

2

2,5

0 7 14 21 28 35


7

14

21

28

(Dias)

(MPa)

74

de cura em caixa d’água pode ter permitido a secagem rápida do tijolo, afetando,

assim, sua resistência final. Maiores estudos sobre o processo de cura e sua influência

devem ser realizados, procurando aprofundar os resultados obtidos neste estudo.

III. Traço 1:10

• Resultados

As tabelas 8a, 8b e 9 mostram os resultados para resistência à compressão simples,

em MPa, dos tijolos fabricados utilizando-se a mistura, em proporções iguais dos dois

solos, com o traço 1:10, e a figura 4.11 mostra graficamente a evolução da resistência

à compressão simples dos tijolos com a idade. Os ensaios realizados com tijolos feitos

com os solos 1 e 2, com traço 1:10, foram realizados utilizando a metodologia de

ensaio com o tijolo inteiro, com camada de capeamento de argamassa e saturados,

com exceção das linhas nomeadas como “S1S2-Traço 1:10- 28 dias*” e “S1S2-Traço

1:10- 28 dias*-SECO”. Os tijolos “S1S2-Traço 1:10- 28 dias*” foram ensaiados com a

metodologia de se utilizar o tijolo cortado ao meio com as duas metades sobrepostas e

saturados, já os “S1S2-Traço 1:10- 28 dias*-SECO” se diferem do anterior por não

terem passado pelo processo de saturação.

Os tijolos estavam sendo rompidos inteiros, apenas com a camada de capeamento no

topo, no intuito de simplificar o ensaio, eliminando a necessidade de utilização de uma

serra elétrica para o corte dos tijolos, e seguindo o objetivo do projeto “SHS - Solução

Habitacional Simples: Reconstruindo Após Desastres e Conflitos” de tentar adaptar o

estudo para a realidade das comunidades que vão utilizá-lo.

75

Tabela 8a- Resistência à compressão simples dos tijolos com traço 1:10 fabricados com Solo 1 e Solo 2.

Tabela 8b- Resistência à compressão simples dos tijolos com traço 1:10 fabricados com Solo 1 e Solo 2.


Tijolo T1

(MPa) T2

(MPa) T3

(MPa) T4

(MPa) T5

(MPa) T6

(MPa) T7

(MPa)

S1S2- Traço 1:10- 7 dias 0,87 0,83 0,75 - - - -

S1S2- Traço 1:10- 14 dias 0,83 1,01 1,20 - - - -

S1S2- Traço 1:10- 21 dias 1,03 1,06 1,15 - - - -

S1S2- Traço 1:10- 28 dias 1,28 1,29 1,14 1,32 1,22 1,65 1,40

Tijolo Média (MPa) Desvio Padrão Evolução (%)

S1S2- Traço 1:10- 7 dias 0,82 0,06 62%

S1S2- Traço 1:10- 14 dias 1,01 0,18 76%

S1S2- Traço 1:10- 21 dias 1,08 0,07 81%

S1S2- Traço 1:10- 28 dias 1,33 0,16 100%

Tijolo T1

(MPa) T2

(MPa) T3

(MPa) T4

(MPa) T5

(MPa) Média (MPa)

Desvio Padrão

Evolução (%)

S1S2-Traço 1:10- 28 dias* 1,52 1,43 1,53 1,44 - 1,48 0,05

100%

S1S2-Traço 1:10- 28 dias*-SECO 1,46 2,54 1,62 1,42 1,92 1,79 0,46

121%

76


• Análise

Como pode ser observado nas tabelas 8a, 8b e 9, os tijolos rompidos inteiros

obtiveram um resultado, aproximadamente, de 10%, em média, abaixo dos que foram

rompidos com as duas metades sobrepostas, conforme recomenda a norma NBR

8492 (ABNT, 2012). Além disso, ao se romper os corpos de prova cortados ao meio

sem passar pelo processo de saturação, os resultados apresentaram um ganho de

21% em relação aos rompidos saturados. Os resultados se mostram favoráveis à

segurança em um dimensionamento de uma edificação em alvenaria estrutural, que é

o objetivo do presente estudo.

IV. Traço 1:12

• Resultados

Os corpos de prova dos tijolos com traço 1:12 foram preparados conforme a norma

NBR 8492 (ABNT, 2012), mas os tijolos nomeados de “S1S2- Traço 1:12- 28 dias*”

dispensaram a camada de capeamento com argamassa, passando apenas por um

processo de raspagem manual como forma de regularização, com a intenção de se

verificar a diferença entre os resultados.

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

0 7 14 21 28 35


7

14

21

28

(Dias)

(MPa)

77


Meio Tijolo T1 (MPa) T2 (MPa) Média (MPa) Desvio Padrão

S1S2- Traço 1:12- 28 dias 1,10 1,57 1,34 0,33

S1S2- Traço 1:12- 28 dias* 1,23 1,47 1,35 0,17

• Análise

Como pode ser observado na tabela 10, a diferença entre os resultados foi muito

baixa, em média, apenas 0,01 MPa. O estudo se baseou em uma amostra pequena e

pouco representativa, necessitando de um estudo mais aprofundado futuramente para

alguma conclusão concreta.

V. Análise da evolução da resistência com a variação do traço

Analisando a figura 4.12, é perceptível um crescimento da resistência à compressão

simples do tijolo aos 28 dias, com o decréscimo do traço, porém, os tijolos fabricados

com o traço 1:6 apresentaram resistência, em média, 7% menor do que os tijolos com

traço 1:8. Como a prensagem e a cura foram realizadas seguindo os mesmos

procedimentos, levanta-se a hipótese de que a umidade e a força de compactação

possam ter sido os fatores predominantes nessa não conformidade.

Ressalta-se que, para uma melhor análise dos motivos que podem ter levado à

ocorrência dessa não conformidade, um estudo mais aprofundado sobre os fatores

que influenciam na resistência à compressão simples do tijolo deve ser feito

futuramente.

Tabela 11- Variação da resistência, aos 28 dias, com a mudança do traço, dos tijolos fabricados com Solo 1 e Solo 2.

Traço Resistência (Mpa) Evolução (%)

1:6 1,92 100%

1:8 2,06 107%

1:10 1,48 77%

1:12 1,35 70%

78

Figura 4.12-Variação da resistência, aos 28 dias, com a mudança do traço, dos tijolos fabricados com Solo 1 e Solo 2.

4.3.2. Ensaio de absorção de água

• Resultados

Dois ensaios de absorção de água foram realizados, o primeiro ensaio, em que os

tijolos foram submetidos ao processo de saturação e secagem sem adição de resina

hidrofugante, e o segundo, cobrindo os tijolos com uma camada de resina

hidrofugante. Os resultados dos ensaios de absorção de água são apresentados na

tabela 12 a seguir.

0

0,5

1

1,5

2

2,5

468101214

Te

ns

ão

(M

Pa

)

Traço (1:)

Variação da Resistência com a mudança de traço

79

Tabela 12- Ensaio de absorção de água, com e sem resina hidrofugante.

Teste de absorção

Sem utilização de resina hidrofugante

CP Massa Saturado(g) Massa Seco (g) A (%)

1 2890 2350 23,0%

2 3415 2800 22,0%

3 2910 2395 21,5%

4 2955 2410 22,6%

5 2840 2310 22,9%

Média - - 22,4%

Com utilização de resina hidrofugante

CP Massa Saturado(g) Massa Seco (g) A (%)

1 2425 2210 9,7%

2 2425 2205 10,0%

3 2260 2045 10,5%

Média - - 10,1%

• Análise

O primeiro ensaio apresentou resultados não satisfatórios, ultrapassando os limites

especificados pela norma NBR 8491 (ABNT, 2012), que diz que a média dos valores

de absorção não deve ultrapassar 20% e nem se obter um valor individual superior a

22%. O segundo ensaio apresentou resultados dentro dos limites estabelecidos pela

norma NBR 8491 (ABNT, 2012). A norma não especifica o motivo da limitação dos

níveis de absorção, podendo ser apenas para uma menor absorção de água, evitando-

se patologias ligadas ao acumulo de umidade dentro dos tijolos, ou uma forma de se

medir o volume de vazios dentro dos tijolos após a compactação. No segundo caso, o

uso de resina hidrofugante não será relevante para os resultados de desempenho

desejados.

80

4.3.3. Ensaio de resistência à compressão simples de graute

As tabelas 13a e 13b mostram os resultados do ensaio de resistência à compressão

dos diversos traços e tipos de grautes testados durante o presente estudo. Vale

ressaltar que alguns corpos de prova foram rompidos com 7 dias, no intuito de se

obter a resistência do graute na idade em que ele iria ter nos ensaios de compressão

de prisma estendido e no ensaio de compressão de pequena parede.

As nomenclaturas “Cura seca” e “Cura úmida” se referem ao modo escolhido de cura,

onde a “Cura seca” significa que os corpos de prova não foram submersos em água

após a desforma. Já as nomenclaturas “Saturado” e “Seco” se referem às condições

do corpo de prova no momento do ensaio, passando ou não pelo processo de

saturação.

Os corpos de prova nomeados de “Traço 1:5:3-Cura seca/Saturado- 14 dias*” e “Traço

1:4:2-Cura seca/Saturado- 14 dias*” são os grautes em que a areia foi substituída pela

mistura dos dois solos que foram utilizados para a fabricação do tijolo.

Tabela 13a- Resistência à compressão dos corpos de prova de graute.

Graute CP1

(MPa) CP2

(MPa) CP3

(MPa) CP4

(MPa) CP5

(MPa) CP6

(MPa)

Traço 1:3:2- Cura Seca/Saturado- 7 dias 2,06 2,74 1,85 - - -

Traço 1:3:2- Cura Seca/Seco- 7 dias 3,24 2,83 4,87 - - -

Traço 1:3:2- Cura Seca/Saturado- 28 dias 3,87 3,10 3,18 - - -

Traço 1:3:2- Cura Seca/Seco- 28 dias 4,17 3,74 4,89 - - -

Traço 1:3:2- Cura Úmida/Saturado- 28 dias 6,14 6,29 6,76 5,83 6,48 6,51

Traço 1:6:4- Cura seca/Saturado- 14 dias 1,45 1,51 1,41 - - -

Traço 1:5:3-Cura seca/Saturado- 14 dias* 0,92 0,87 0,94 0,83 - -

Traço 1:4:2-Cura seca/Saturado- 14 dias* 1,62 1,69 1,59 1,64 - -

81

Tabela 13b- Resistência à compressão dos corpos de prova de graute.

Graute Média (MPa) Desvio Padrão.

%

Traço 1:3:2- Cura Seca/Saturado- 7 dias 2,22 0,46 -

Traço 1:3:2- Cura Seca/Seco- 7 dias 3,65 1,08 -

Traço 1:3:2- Cura Seca/Saturado- 28 dias 3,38 0,42 53%

Traço 1:3:2- Cura Seca/Seco- 28 dias 4,27 0,58 67%

Traço 1:3:2- Cura Úmida/Saturado- 28 dias 6,33 0,32 100%

Traço 1:6:4- Cura seca/Saturado- 14 dias 1,46 0,05 -

Traço 1:5:3-Cura seca/Saturado- 14 dias* 0,89 0,05 -

Traço 1:4:2-Cura seca/Saturado- 14 dias* 1,63 0,04 -

4.3.4. Ensaio de resistência à compressão de prisma estendido

• Resultados

Os resultados do ensaio à compressão de prisma estendido, realizado no intuito de se

verificar o ganho de resistência e o comportamento do tijolo de solo-cimento em

conjunto com o graute, podem ser observados na Tabela 14. Os tijolos utilizados no

prisma estendido foram fabricados com a mistura entre os dois solos, o grauteamento

foi realizado com graute com traço 1:3:2 e fator água/cimento 1, sem utilização de

argamassa de assentamento.

Tabela 14- Resistência à compressão de prisma estendido.

Prisma Estendido CP1

(MPa) CP2

(MPa) CP3

(MPa) Média (MPa)

Desvio Padrão

Evolução (%)

Ƞ

S1S2- Traço 1:10- Sem Graute 1,17 1,02 0,99 1,06 0,10 100% 0,80

S1S2- Traço 1:10- Graute a cada 1m 1,22 1,50 1,23 1,31 0,16 124% 0,98

S1S2- Traço 1:10- Graute a cada 0,50m 1,35 1,35 1,51 1,40 0,10 133% 1,05

• Análise

O ensaio mostrou resultados interessantes quando se observa que ao se utilizar

graute a cada 1 m se obteve um ganho de 24%, em média, na resistência à

82

compressão, e 33%, em média, com graute a cada 0,50 m. Os fatores de eficiência

prisma estendido-bloco, apresentado pelos prismas estendidos, foram 0,80, 0,98 e

1,05 para o prisma estendido sem graute, com graute a cada 1 m e com graute a cada

0,50 m, respectivamente.

Para blocos de concreto vazado, Ramalho (2003) afirma que:

“A utilização do graute leva a um simples aumento da área

líquida da unidade, podendo o acréscimo de capacidade

portante da parede ser quantificado sem grandes

complicações. Trata-se apenas, de se promover um aumento

na resistência da unidade, proporcional a área grauteada (...)”.

Contudo, ao se combinar o graute com um material diferente, nesse caso o solo-

cimento, observa-se que o ganho de resistência não segue essa simples proporção. A

diferença entre os materiais, não sendo tão semelhantes quanto ao se comparar o

bloco de concreto com o graute, causa um acréscimo de capacidade portante difícil de

se prever. Nesse caso, o acréscimo de área liquida foi de 4% no grauteamento a cada

1 m e 8% no grauteamento a cada 0,50 m, mostrando que o comportamento não

segue a mesma linha de raciocínio que para blocos de concreto, em consequência da

diferença entre a resistência dos tijolos e do graute, além de serem materiais com

deformações plásticas diferentes, como pode ser observado nos gráficos de Tensão x

Deformação dos tijolos e do graute no Apêndice II. Atualmente, existem poucos

estudos utilizando solo-cimento com furos grauteados, necessitando, assim, de

estudos futuros mais aprofundados sobre as variáveis a serem consideradas para se

chegar a respostas mais conclusivas, mesmo que, a princípio, os resultados indiquem

um bom comportamento conjunto dos dois materiais.

4.3.5. Ensaio de resistência à compressão de argamassa

• Resultados

83

Todos os corpos de prova de argamassa foram feitos com cura seca e rompidos

saturados, ou seja, não foram submersos em água logo após a desforma, apenas 24h

antes do ensaio. A escolha da cura seca dos corpos de prova foi motivada pela

realização dos ensaios com a argamassa no estado mais próximo do que

possivelmente acontecerá na prática. A nomenclatura “CCA” se refere aos corpos de

prova de argamassa de cimento, cal e areia, enquanto a sigla “AC” se refere ao fator

Água/Cimento. A tabela 15 apresenta os resultados dos ensaios de resistência à

compressão das argamassas.

Tabela 15- Resistência à compressão dos corpos de prova de argamassa.

Argamassa CP1

(MPa) CP2

(MPa) CP3

(MPa) CP4

(MPa) Média (MPa)

Desvio Padrão

1:1:6- CCA- AC 1,5- 14 dias 3,64 3,33 3,41 - 3,46 0,16

1:0,5:4- CCA- AC 2,25- 14 dias 6,72 7,09 5,92 - 6,58 0,60

1:6- Solo-cimento- AC 2,5- 14 dias 0,89 0,87 0,97 0,89 0,90 0,04

Qualimassa- 14 dias 1,66 1,64 1,59 - 1,63 0,04

Cimentcola- 7 dias 4,49 4,15 4,71 4,41 4,44 0,23

• Análise

Conforme Ramalho (2003), “é interessante se destacar pelo menos dois fatores

quando se trata da influência da argamassa na resistência à compressão das paredes:

a espessura da junta horizontal e a resistência à compressão da argamassa”. Ele

ainda completa sobre a influência da resistência à compressão da argamassa: “esse

parâmetro não influi de forma tão significativa na resistência à compressão da parede.

Apenas se a resistência da argamassa for menor do que 30% ou 40% da resistência

do bloco (...)”.

Para os primeiros ensaios com pequena parede, a argamassa industrializada

Cimentcola foi escolhida por apresentar uma boa trabalhabilidade, facilitando a sua

aplicação.

84

Para o segundo tipo de metodologia de ensaio de pequena parede, a argamassa de

cimento, cal e areia, no traço 1:1:6, foi a escolhida. As primeiras pequenas paredes, as

quais foram fabricadas com a aplicação da argamassa industrializada Cimentcola,

apresentaram um comportamento que aparentava demonstrar que os elementos

(bloco, graute e argamassa) trabalhavam de forma separada, comprometendo, assim,

a resistência à compressão. Por isso, a escolha da argamassa de cimento, cal e areia,

por apresentar deformações mais próximas ao graute e ao bloco. Além disso, deve ser

considerado o público alvo do estudo, o qual provavelmente terá acesso mais fácil a

argamassas de cimento, cal e areia do que a uma argamassa industrializada. Mais

detalhes sobre os ensaios de pequena parede serão abordados posteriormente neste

capítulo.

4.3.6. Ensaio de resistência ao cisalhamento

Um fator importante a ser considerado nos conjuntos bloco e argamassa é a

resistência ao cisalhamento do mesmo. Os resultados do ensaio podem ser vistos na

tabela 16. Assim como na tabela 15, a nomenclatura “CCA” se refere aos corpos de

prova de argamassa de cimento, cal e areia, enquanto a sigla “AC” se refere ao fator

Água/Cimento. Percebe-se que a resistência ao cisalhamento do conjunto bloco e

argamassa pouco varia com a mudança da argamassa, com exceção da argamassa

de cimento, cal e areia com o traço 1:0,5:4, que apresentou resultados bem abaixo das

demais. Na figura 4.13, pode ser observado que houve uma boa aderência entre bloco

e a argamassa, uma vez que a mesma permaneceu aderida ao bloco, mesmo após o

ensaio finalizado.

85

Tabela 16- Resistência ao cisalhamento do conjunto bloco-argamassa

Cisalhamento CP1

(MPa) CP2

(MPa) CP3

(MPa) Média (MPa)

Desvio Padrão

1:1:6- CCA- AC 1,5- 14 dias 0,12 0,10 0,14 0,12 0,02

1:0,5:4- CCA- AC 2,25- 14 dias 0,07 0,06 - 0,06 0,01

1:6- Solo-cimento- AC 2,5- 14 dias 0,15 0,13 - 0,14 0,01

Qualimassa- 14 dias 0,09 0,11 0,19 0,13 0,05

Cimentcola- 7 dias 0,18 0,18 0,16 0,17 0,01

Figura 4.13-Corpo de prova de cisalhamento, com argamassa industrializada Cimentcola, após o ensaio.

86

4.3.7. Ensaio de resistência à compressão de pequena parede

Dois ensaios, utilizando duas normas diferentes, foram realizados para o ensaio à

compressão de pequena parede. No primeiro caso, seguindo as recomendações da

norma NBR 16522 (ABNT, 2016) e, no segundo, seguindo as recomendações da

norma britânica BS1052:1999.

I. NBR 16522:2016

• Resultados

As pequenas paredes que seguiram as recomendações da norma NBR 16522 (ABNT,

2016) foram feitas com tijolos fabricados com a mistura entre o Solo 1 e o Solo 2,

argamassa de assentamento industrializada Cimentcola entre as fiadas, e graute com

o traço 1:3:2, com fator água/cimento 1, com grauteamento a cada 0,50 m, além de

uma camada de capeamento com argamassa de cimento e areia na proporção 1:3.

Tabela 17- Resistência à compressão da pequena parede, seguindo a NBR 16522:2016.

Parede P1

(MPa) P2

(MPa) P3

(MPa) Média (MPa)

Desvio Padrão

S1S2- Traço 1:8- 28 dias 1,20 1,47 0,99 1,22 0,24

Tabela 18- Eficiência Bloco- Pequena Parede- NBR 16522:2016.

Elemento Média (MPa) Ƞ

Pequena Parede 1,22 0,59

Bloco 2,06 -

• Análise

Analisando as tabelas 17 e 18, como era esperado, a pequena parede apresentou

uma resistência à compressão menor do que a do bloco utilizado na parede,

apresentando uma eficiência pequena parede-bloco de 0,59. O ensaio de prisma

estendido sugere que, naquele caso, o acréscimo de resistência devido ao

grauteamento a cada 0,50 m é, aproximadamente, 33%. Portanto, um fator de redução

87

pode ser encontrado para simular paredes não grauteadas a partir de paredes com

graute a cada 0,50 m, chegando-se ao fator de 0,75.

Se utilizarmos os resultados do ensaio de prisma estendido para simular uma parede

sem o grauteamento, a pequena parede, teoricamente, sem grauteamento, teria uma

resistência de 0,92 MPa, diminuindo a eficiência “Ƞ” para 0,44. Essa comparação só é

possível de ser realizada, pois, tanto no ensaio de prisma estendido quanto neste

ensaio, o graute utilizado foi o mesmo. Segundo Araújo (2009), a eficiência parede-

bloco em blocos de concreto está, geralmente, em um intervalo de 0,40 e 0,60 e, para

blocos cerâmicos, 0,20 e 0,50. Tendo esses valores como base, é possível afirmar que

a resistência apresentada pelo corpo de prova pode ser um bom indício de um

potencial elevado de aproveitamento do tijolo de solo-cimento em estruturas de

alvenaria estrutural.

Figura 4.14-Corpo de prova de pequena parede pela norma NBR 16522 (ABNT, 2016) após o ensaio.

88

II. BS 1052:1999

• Resultados

As pequenas paredes que seguiram as recomendações da norma britânica BS

1052:1999 foram feitas com tijolos fabricados com a mistura entre o Solo 1 e o Solo 2,

com adição de pó de pedra na proporção 1:0,5 em relação ao cimento, argamassa de

assentamento de cimento, cal e areia, com traço 1:1:6 e fator água/cimento 1,5, entre

as fiadas e graute com utilização de solo no traço 1:5:3 com fator água/cimento 2,25,

com grauteamento a cada 0,50 m, além de uma camada de capeamento com

argamassa de cimento e areia na proporção 1:3. A escolha dessa configuração foi

feita na tentativa de aproximar as resistências e deformações dos diferentes materiais,

tijolo, argamassa e graute, para que o conjunto trabalhasse melhor como um só.

Tabela 19- Resistência à compressão da pequena parede, segundo a BS 1052:1999.

Parede P1

(MPa) P2

(MPa) P3

(MPa) Média (MPa)

Desvio Padrão

S1S2- Traço 1:6:0,5- 28 dias 2,01 1,65 1,61 1,76 0,22

Tabela 20- Eficiência Bloco- Pequena Parede- BS 1052:1999.

Elemento Média (MPa) Ƞ

Pequena Parede 1,76 1,26

Bloco 1,40 -

• Análise

Conforme os resultados apresentados nas tabelas 19 e 20, a pequena parede

apresentou resultados acima do esperado, superando a resistência do bloco em si. A

eficiência “Ƞ” encontrada foi de 1,26. Fazendo-se a mesma análise desenvolvida no

ensaio anterior, simulando uma parede sem o grauteamento, utilizando o fator 0,75

encontrado pelo ensaio de prisma estendido, teoricamente, a pequena parede

apresentaria uma resistência de 1,32 MPa, e uma eficiência pequena parede-bloco “Ƞ”

de 0,94. Lembrando que essa comparação é um pouco menos realista do que a

89

anterior, já que, neste ensaio, o graute utilizado é feito de um material diferente e

apresenta resistência diferente, além da utilização de tijolos que contaram com a

adição de pó de pedra, fato não ocorrido no ensaio de prisma estendido. Aplicando os

valores de eficiência pequena parede-bloco utilizados na comparação do ensaio

anterior, sugeridos por Araújo (2009), 0,40-0,60 para blocos de concreto e 0,20-0,50

para blocos cerâmicos, é possível reforçar, como foi dito anteriormente, que a

resistência apresentada pelo corpo de prova pode ser um bom indicio de um potencial

elevado de aproveitamento do tijolo de solo-cimento em estruturas de alvenaria

estrutural.

Figura 4.15-Modo de ruptura pequena parede (BS 1052:1999) Fonte: SOUSA (2018).

90

Figura 4.16-Corpo de prova de pequena parede pela norma BS 1052:1999 após o ensaio.

III. Comparações entre os dois ensaios

Os dois ensaios apresentaram bons resultados em relação ao esperado, porém

apresentaram grandes diferenças entre si. As resistências encontradas no ensaio

realizado segundo a norma britânica foram maiores, 0,54 MPa, em média, do que os

encontrados seguindo a norma brasileira, mesmo que os blocos, argamassa e graute

utilizados na pequena parede do segundo ensaio fossem de resistências individuais

menores. A tabela 21 mostra uma comparação entre as resistências dos elementos

utilizados em cada ensaio.

Tabela 21- Comparação entre resistências dos elementos das pequenas paredes.

Elemento NBR

16522:2016 BS

1052:1999

Bloco 2,06 MPa 1,40 MPa

Graute 6,33 MPa 0,89 MPa

Argamassa 4,44 MPa 3,46 MPa

Ƞ 0,59 1,26

Pequena Parede 1,22 MPa 1,76 MPa

91

A tabela 21 mostra que não somente as resistências individuais dos elementos

formam a resistência final da parede. Vários fatores, além das resistências à

compressão em si, podem influenciar positivamente. Outra diferença entre os dois

ensaios que vale ser ressaltada é o modo de ruptura. Enquanto no primeiro ensaio a

ruptura se deu com o aparecimento de mais fissuras nas faces laterais, o segundo

ensaio apresentou uma ruptura mais axial e uniforme, como pode ser observado nas

figuras 4.15 e 4.16. Acredita-se que três fatores podem ter tido maior participação na

diferença entre resultados dos dois ensaios realizados, são eles:

• Argamassa

O primeiro fator a ser considerado é a argamassa. Conforme citado anteriormente, a

resistência à compressão da argamassa pouco influência na resistência à compressão

da parede:

“A espessura da junta precisa se situar dentro de limites muito

estreitos. Ela não pode ser muito pequena, pois isso poderia

permitir que, por falhas de execução, pontos das superfícies

dos blocos acabassem se tocando. Obviamente essa situação

provocaria uma concentração de tensões que prejudicaria a

resistência da parede.” (RAMALHO, 2003).

Como pode ser observado na figura 4.14, apenas uma fina camada de argamassa foi

aplicada nas juntas com o auxílio de uma bisnaga, o que pode ter causado alguns

pontos de concentrações de tensões, enquanto que, no segundo ensaio, uma junta de

aproximadamente 1 cm de argamassa foi aplicada, como pode ser observada na

figura 4.15.

• Graute

O segundo fator a considerarmos é o graute. Existem poucos estudos atualmente

sobre como blocos vazados que não são de concreto se comportam em conjunto com

92

o graute. Assim, no segundo ensaio de pequena parede, um graute com utilização de

solo foi utilizado, na tentativa de se obter um material resistente para se preencher os

furos do bloco de solo-cimento com características mais parecidas entre eles, como

ocorre em blocos de concreto grauteados. Essa troca de material pode ter influenciado

positivamente no comportamento dos dois materiais em conjunto, uma vez que se

observou o aparecimento de fissuras laterais nas paredes em que foram utilizados

grautes de cimento, areia e brita, levando a se considerar a hipótese de que o graute,

por apresentar uma deformação menor em relação ao bloco de solo-cimento, tenha

trabalhado na estrutura de forma individual, rompendo-se e expandindo dentro dos

furos, podendo ser a causa das fissuras laterais causadas pelo comportamento distinto

dos dois materiais (bloco e graute). Uma conclusão mais concreta sobre a utilização

de graute convencional em conjunto com o solo-cimento e o graute com solo deve ser

estudada mais a fundo, pois, além do trabalho em conjunto com o bloco de solo-

cimento, este material deverá trabalhar com armaduras de aço, devendo-se ter

estudos sobre a preservação da armadura em meio ao graute com solo e também

sobre o comportamento desse material, favorecendo estudos futuros sobre alvenaria

estrutural com blocos de solo-cimento com furos grauteados e utilização de graute

feito com solo.

• Normas diferentes

O último, e não menos importante, fator a ser considerado é a utilização de normas

diferentes, o que leva a se obter resultados diferentes. Para a norma britânica, os

corpos de prova para blocos com as dimensões empregadas no presente estudo,

devem apresentar dimensões mínimas da pequena parede, são elas: 0,50 m de

comprimento e 0,50 m de altura. Enquanto, para norma brasileira, a pequena parede

deve apresentar pelo menos 1,00 m de comprimento e 0,70 m de altura. Essa

diferença de metodologias de ensaios pode causar uma desigualdade nos resultados

encontrados.

93

5. Considerações Finais

5.1. Conclusões

Conforme a exposição inicial deste trabalho, os objetivos dessa pesquisa estavam

relacionados à fabricação e ao desempenho do tijolo modular de solo-cimento quando

utilizado em um sistema de alvenaria estrutural. Além disso, o trabalho procurou levar

em consideração o público alvo do Projeto “SHS - Solução Habitacional Simples:

Reconstruindo Após Desastres e Conflitos”, buscando, ao máximo, a simplificação de

todos os processos envolvidos na produção dos tijolos e nos ensaios, tanto de

caracterização do solo, quanto para os ensaios de resistência dos tijolos e elementos

da alvenaria estrutural.

O processo de fabricação do tijolo de solo-cimento se mostrou simples, porém, com

certos cuidados a serem tomados. Durante o período de produção dos tijolos, alguns

pontos foram relevantes e merecem destaque e atenção, para, assim, melhorar a

produtividade e a qualidade do produto.

Três fatores se mostraram determinantes no ganho de resistência do tijolo: a

qualidade do solo utilizado, a umidade da mistura e o processo de cura.

Conforme exposto na revisão bibliográfica, todos os solos podem ser empregados na

construção civil, mas as características do solo influenciam a quantidade de cimento a

ser utilizado na sua estabilização. As diferenças dos resultados encontrados na parte

experimental pós-fabricação mostraram que o Solo 1 apresentou qualidade superior

ao Solo 2 e, consequentemente, à mistura entre os dois solos, reforçando a

bibliografia já existente sobre o assunto. Vale se ressaltar que os solos utilizados

foram retirados de jazidas de Macaé muito próximas, e ainda assim os resultados dos

tijolos demonstraram grandes diferenças ao se variar o solo, levando a conclusão que

a sensibilidade á variação do solo é alta.

94

Sabe-se que a umidade do solo influencia diretamente a energia de compactação. A

mistura entre o solo, cimento e cal deve se apresentar o mais próximo possível da

umidade ótima de compactação do solo, possuindo o maior massa especifica seco e

maior energia de compactação, conseguindo uma melhor compactação e um menor

número de vazios no tijolo.

O processo de cura é determinante na resistência final do tijolo de solo-cimento.

Conforme citado anteriormente, métodos que permitem a secagem rápida do tijolo não

devem ser utilizados, pois assim, o processo de hidratação do cimento fica

comprometido, podendo ocorrer uma perda na ordem de 40% da resistência à

compressão simples. Os tijolos que passaram pelo processo de cura em caixa d’água

mostraram resultados inferiores em relação aos que foram curados em câmara úmida,

chegando a perder, em média, 45% da resistência à compressão.

Os processos de preparação do solo, mistura e prensagem dos tijolos se mostraram

desgastantes fisicamente e com um número elevado de tarefas a serem cumpridas,

como por exemplo: destorroamento, peneiramento, mistura entre solo, cimento, cal e

água, lembrando que a água deve ser adicionada lentamente para não formar torrões,

verificação e correção periódica da umidade da mistura, ajuste da prensa, operação da

prensa, entre outras. Assim, o processo deve ser sempre feito em equipes

organizadas e bem orientadas, para uma melhor produtividade e para evitar que

ocorram lesões por excesso de esforço físico.

Dentre as simplificações dos ensaios pré e pós-fabricação, algumas pouco afetaram o

resultado do ensaio, enquanto outras foram inviabilizadas por grande discrepância

apresentada. É importante ressaltar que, sempre que possível, todas as

recomendações das referências normativas devem ser seguidas. Somente quando em

situações de impossibilidade de se seguir os procedimentos de norma deve-se tentar

uma adaptação.

95

Dois processos apresentaram uma boa resposta, foram eles:

• Substituição da camada de capeamento de argamassa por uma raspagem

manual da face que vai receber o carregamento;

• Metodologias de ensaio à compressão utilizando o tijolo inteiro, em troca do

meio tijolo sobreposto.

Dois deles foram, inicialmente, descartados:

• Substituição da solução de hexametafosfato por sal de cozinha no ensaio de

sedimentação;

• Processo de cura dos tijolos em caixa d’água.

Dentre todos os traços fabricados, apenas um atingiu os valores de resistência mínima

impostos por norma (2 MPa, em média), o traço 1:8, fabricado com a mistura entre o

Solo 1 e Solo 2. Lembrando que, o traço 1:6, também fabricado com a mistura entre o

Solo 1 e Solo 2, apresentou uma não conformidade, chegando uma resistência final

inferior ao do traço 1:8.

O traço 1:10, fabricado com o Solo 1, mostrou resultados bem próximos ao limite

mínimo de 2 MPa, chegando à conclusão que uma leve redução do traço levaria os

tijolos a resistências dentro do limite.

A Tabela 22 mostra os resultados de resistência à compressão dos blocos em ordem

decrescente.

96

Tabela 22- Resultados de resistência à compressão simples dos blocos- Área de trabalho (25 cm x 10,5 cm).

Composição Média (MPa)

S1S2- 1:8 2,06

S1- 1:10 1,94

S1S2- 1:6 1,92

S1S2- 1:10 1,48

S1S2- 1:12 1,35

S2- 1:10 1,27

A resistência à compressão do bloco deve ser calculada a partir da divisão da força

aplicada pela área de trabalho. A área de trabalho real do tijolo de solo-cimento é 23

cm x 10,5 cm, pois os ressaltos laterais dos tijolos não entram em contato com a

superfície que aplica a carga. Porém, para efeito de comparação com o ensaio de

pequena parede, a área de trabalho utilizada neste estudo foi de 25 cm x 10,5 cm.

A Tabela 23 mostra os resultados de resistência à compressão dos blocos em ordem

decrescente, caso a área de trabalho utilizada fosse 23 cm x 10,5 cm.

Tabela 23- Resultados de resistência à compressão simples dos blocos- Área de trabalho (23 cm x 10,5 cm).

Composição Média (MPa)

S1S2- 1:8 2,24

S1- 1:10 2,11

S1S2- 1:6 2,09

S1S2- 1:10 1,61

S1S2- 1:12 1,47

S2- 1:10 1,38

Nesse caso, pode ser observado que 3 composições estariam dentro dos limites

mínimos de 2 MPa, os tijolos fabricados com a mistura entre os dois solos com os

traços 1:8 e 1:6, além dos tijolos fabricados com o Solo 1 no traço 1:10.

97

Em relação ao desempenho do tijolo de solo-cimento, quando utilizado em elementos

de alvenaria estrutural, as eficiências foram acima do esperado. Nos ensaios de

prisma, prisma estendido e de pequena parede os valores de eficiência do bloco de

solo-cimento superou, por vezes, valores tidos como referência em blocos cerâmicos e

blocos de concreto. Esses resultados mostram um forte indício de que o tijolo de solo-

cimento pode ter um bom aproveitamento quando utilizado em sistemas de alvenaria

estrutural.

Portanto, fazendo uma análise sobre todo o estudo realizado nesse trabalho, pode ser

afirmado que o tijolo modular de solo-cimento, fabricado em prensa manual, apresenta

um grande potencial de aproveitamento na construção civil. A utilização deste material

voltada para a reconstrução de áreas devastadas por desastres e conflitos implica em

outros fatores, que trazem um atrativo ainda maior sobre o material. Além do

desempenho apresentado nesta pesquisa, é um material que se mostra

ecologicamente sustentável, barato e de fácil fabricação.

5.2. Estudos Futuros

O estudo sobre o tijolo modular de solo-cimento ainda é repleto de lacunas a serem

preenchidas, exigindo novos estudos sobre o material em relação a diversos assuntos.

Durante a realização desta pesquisa, uma série de questionamentos surgiu, junto com

parâmetros e fatores que devem ser levados em consideração, porém, que ainda

necessitam de estudos mais aprofundados para respostas mais concretas.

Algumas sugestões de estudos futuros, relacionados ao tema, estão listadas abaixo:

• Influência dos diferentes processos de cura na resistência à compressão;

• Melhor avaliação sobre os efeitos das simplificações das metodologias

adotadas;

• Evolução da resistência com a mudança de traço e os fatores que influenciam

esse aumento;

98

• Estudo sobre a influência da compactação do solo na resistência a

compressão;

• Trabalho em conjunto do tijolo de solo-cimento, graute e argamassa em uma

alvenaria com função estrutural;

• Avaliação de outros parâmetros de resistência em uma alvenaria estrutural,

como Tração e Flexão.

99

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109

I. Apêndice

i. Gráficos Tensão (MPa) x Deformação (%) dos blocos

Figura I.1- Gráfico Tensão x Deformação dos Tijolos feitos com Solo 1, Traço 1:10 com 7 dias de cura.


0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

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1,60

0,0% 2,0% 4,0% 6,0% 8,0% 10,0%

Te

ns

ão

(M

Pa

)

Deformação (%)

CP1

CP2

CP3

0,00

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0,80

1,00

1,20

1,40

1,60

1,80

0,0% 2,0% 4,0% 6,0% 8,0% 10,0% 12,0% 14,0% 16,0%

Te

ns

ão

(M

Pa

)

Deformação (%)

CP1

CP2

CP3

110

Figura I.3- Gráfico Tensão x Deformação do Tijolo feito com Solo 1, Traço 1:10 com 21 dias de cura.


0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60

1,80

2,00

0,0% 2,0% 4,0% 6,0% 8,0% 10,0% 12,0%

Te

ns

ão

(M

Pa

)

Deformação (%)

CP1

0,00

0,50

1,00

1,50

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2,50

0,0% 2,0% 4,0% 6,0% 8,0% 10,0%

Te

ns

ão

(M

Pa

)

Deformação (%)

CP1

CP2

CP3

111



0,00

0,20

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1,00

1,20

1,40

1,60

0,0% 2,0% 4,0% 6,0% 8,0% 10,0% 12,0%

Te

ns

ão

(M

Pa

)

Deformação (%)

CP1

CP2

CP3

0,00

0,20

0,40

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1,00

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0,0% 2,0% 4,0% 6,0% 8,0% 10,0%

Te

ns

ão

(M

Pa

)

Deformação (%)

CP1

CP2

CP3

112



0,00

0,20

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1,40

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0,0% 5,0% 10,0% 15,0% 20,0%

Te

ns

ão

(M

Pa

)

Deformação (%)

CP1

CP2

0,00

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0,0% 2,0% 4,0% 6,0% 8,0% 10,0% 12,0%

Te

ns

ão

(M

Pa

)

Deformação (%)

CP1

CP2

CP3

113

Figura I.9- Gráfico Tensão x Deformação dos Tijolos feitos com Solo 1 e 2, Traço 1:6 com 7 dias de cura.

Figura I.10- Gráfico Tensão x Deformação dos Tijolos feitos com Solo 1 e 2, Traço 1:6, com 14 dias de cura.

0,00

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1,00

1,50

2,00

2,50

0,0% 2,0% 4,0% 6,0% 8,0% 10,0%

Te

ns

ão

(M

Pa

)

Deformação (%)

CP1

CP2

CP3

0,00

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1,00

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0,0% 2,0% 4,0% 6,0% 8,0% 10,0% 12,0%

Ten

são

(M

Pa)

Deformação (%)

CP1

CP2

CP3

114


Figura I.12- Gráfico Tensão x Deformação dos Tijolos feitos com Solo 1 e 2, Traço 1:6, com 28 dias de cura.

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

0,0% 2,0% 4,0% 6,0% 8,0% 10,0% 12,0%

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Pa)

Deformação (%)

CP1

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Ten

são

(M

Pa)

Deformação (%)

CP1

CP2

CP3

115

Figura I.13- Gráfico Tensão x Deformação dos Tijolos feitos com Solo 1 e 2, Traço 1:6, com 28 dias de cura e ensaiados secos.


0,00

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0,0% 2,0% 4,0% 6,0% 8,0% 10,0% 12,0%

Te

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Deformação (%)

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Te

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Deformação (%)

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Ten

são

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Deformação (%)

CP1

CP2

CP3

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Ten

são

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Pa)

Deformação (%)

CP1

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CP3

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Te

ns

ão

(M

Pa

)

Deformação (%)

CP1

CP2

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Ten

são

(M

Pa)

Deformação (%)

CP1

CP2

CP3

118


Figura I.20- Gráfico Tensão x Deformação dos Tijolos feitos com Solo 1 e 2, Traço 1:10 com 14 dias de cura, sem camada de capeamento.

0,00

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0,0% 2,0% 4,0% 6,0% 8,0% 10,0% 12,0% 14,0%

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Deformação (%)

CP1

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Ten

são

(M

Pa)

Deformação (%)

CP1

CP2

CP3

119


Figura I.22- Gráfico Tensão x Deformação dos Tijolos feitos com Solo 1 e 2, Traço 1:10 e 28 dias de cura.

0,00

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0,0% 2,0% 4,0% 6,0% 8,0% 10,0% 12,0%

Ten

são

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Pa)

Deformação (%)

CP1

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0,0% 2,0% 4,0% 6,0% 8,0% 10,0%

Ten

são

(M

Pa)

Deformação (%)

CP1

CP2

CP3

CP4

CP5

CP6

CP7

120

Figura I.23- Gráfico Tensão x Deformação dos Tijolos feitos com Solo 1 e 2 e adição de pó de pedra, Traço 1:0,5:6 e 28 dias de cura.

0,00

0,50

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0,0% 1,0% 2,0% 3,0% 4,0% 5,0% 6,0%

Te

ns

ão

(M

Pa

)

Deformação (%)

CP1

CP2

CP3

121

ii. Gráficos Tensão (MPa) x Deformação (%) dos grautes

Figura I.24- Gráfico Tensão x Deformação dos Grautes com traço 1:3:2, fator água/cimento 1, com 7 dias de cura seca.

Figura I.25- Gráfico Tensão x Deformação dos Grautes com traço 1:6:4, fator água/cimento 2,5, com 14 dias de cura seca.

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1,00

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6,00

0,0% 0,5% 1,0% 1,5% 2,0% 2,5%

Te

ns

ão

(M

Pa

)

Deformação (%)

CP1

CP2

CP3

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0,20

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1,00

1,20

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1,60

0,0% 0,5% 1,0% 1,5% 2,0% 2,5% 3,0%

Te

ns

ão

(M

Pa

)

Deformação (%)

CP1

CP2

CP3

122

Figura I.26- Gráfico Tensão x Deformação dos Grautes com solo, com traço 1:4:2, fator água/cimento 2, com 14 dias de cura seca.

Figura I.27- Gráfico Tensão x Deformação dos Grautes com solo, com traço 1:5:3, fator água/cimento 2,25, com 14 dias de cura seca.

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60

1,80

0,0% 0,5% 1,0% 1,5% 2,0% 2,5%

Te

ns

ão

(M

Pa

)

Deformação (%)

CP1

CP2

CP3

CP4

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

0,0% 0,5% 1,0% 1,5% 2,0%

Te

ns

ão

(M

Pa

)

Deformação (%)

CP1

CP2

CP3

CP4

123

iii. Gráficos Tensão (MPa) x Deformação (%) das argamassas

Figura I.28- Gráfico Tensão x Deformação das argamassas de cimento, cal e areia, com traço 1:0,5:4, fator água/cimento 2,25, com 14 dias de cura seca.

Figura I.29- Gráfico Tensão x Deformação das argamassas de cimento, cal e areia, com traço 1:1:6, fator água/cimento 1,5, com 14 dias de cura seca.

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

0,0% 0,5% 1,0% 1,5% 2,0%

Te

ns

ão

(M

Pa

)

Deformação (%)

CP1

CP2

CP3

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

0,0% 0,2% 0,4% 0,6% 0,8% 1,0% 1,2% 1,4% 1,6%

Te

ns

ão

(M

Pa

)

Deformação (%)

CP1

CP2

CP3

124

Figura I.30- Gráfico Tensão x Deformação das argamassas com solo, com traço 1:6, fator água/cimento 2,5, com 14 dias de cura seca.

Figura I.31- Gráfico Tensão x Deformação da argamassa industrializada Qualimassa, com 14 dias de cura seca.

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

0,0% 1,0% 2,0% 3,0% 4,0% 5,0%

Te

ns

ão

(M

Pa

)

Deformação (%)

CP1

CP2

CP3

CP4

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60

1,80

0,0% 0,5% 1,0% 1,5% 2,0% 2,5% 3,0%

Ten

são

(M

Pa)

Deformação (%)

125

Figura I.32- Gráfico Tensão x Deformação da argamassa industrializada colante Cimentcola, com 14 dias de cura seca.

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

4,50

5,00

0,0% 0,1% 0,2% 0,3% 0,4% 0,5% 0,6% 0,7% 0,8%

Te

ns

ão

(M

Pa

)

Deformação (%)

CP1

CP2

CP3

CP4

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