U N I VER SI DAD E
FUMEC/ FEA
MESTRADO EM CONSTRUÇÃO CIVIL Coordenador Eduardo Chahud
Disciplina Obrigatória
Sistemas Estruturais Dra. Luciana Nunes De Magalhães
Aluna: Polyanna Lima Veras Arquiteta e Urbanista
Período: 2009
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VI TMCC- FUMEC- Belo Horizonte,MG.Brasil,2009
“SOLO-CIMENTO, UM RECURSO TECNOLÓGICO PARA CONSTRUÇÃO CIVIL”
2009
Polyanna Lima Veras (FUMEC) polyannalimaveras@yahoo.com.br
RESUMO As técnicas de construção em terra são utilizadas desde o inicio da civilização que mostra o uso racional dos recursos oferecidos pela natureza em completa harmonia entra o homem e a natureza. Nos dias atuais, a busca por inovações tecnológicas cresce cada vez mais em busca da simplicidade, eficiência, economia e principalmente com um baixo impacto ambiental. O solo-cimento uso de terra como opção na a construção civil, merece reconhecimento e destaque pela possibilidade de se enquadrar nesta demanda atual. A aplicação de blocos de solo-cimento como uma das técnicas construtivas pode ter a finalidade estrutural e de vedação elementos monolíticos, alvenaria de blocos e ladrilhos prensados. Este artigo busca sintetizar técnicas da aplicação de solocimento na construção civil, verificar a evolução, principais características, economia, impacto ambiental e economia.
Palavras-chaves: solo-cimento, terra crua, arquitetura de terra
1 . INTRODUÇÃO Segundo o arquiteto mexicano Ramírez Ponce, um homem necessita de espaço físico para que ele possa fazer suas atividades. Um espaço delimitado em função de suas necessidades por elementos construtivos horizontais ou verticais que possa envolver o exterior transformando a em nossa segunda pele.[1] Analisando os materiais a serem utilizados na obra, nem todos podem simultaneamente responder positivamente aos quesitos de conforto ambientais, construtivos e estruturais, sem a necessidade de outros complementos. A 2
utilização do solo-cimento poderá ter um bom desempenho mediante a aplicação de tecnologia apropriada com fundamentos nas propriedades do material. Os elementos construtivos, o lugar e a opção do tipo de vedação, e principalmente as técnicas de execução simples ou tradicionais, podem garantir a segurança da edificação. A construção com solo-cimento comprimido, deve atender principalmente as considerações do desenho e observar se existe algum tipo de probabilidade a existência de movimento sísmico para se poder adequar as normas vigentes a outros materiais e garantir um desempenho correto e seguro.
2. HISTÓRICO Desde os primeiros assentamentos humanos a 10.000 anos, praticamente todas as civilizações se desenvolveram utilizando a terra como suporte e sustento para construções de cidades, muralhas, casas, palácios e igrejas, mesquitas e inclusive edifícios utilizando a terra como principal material de construção.
Estão
comprovados
que
as edificações encontradas por
arqueólogos nos cinco continentes confirmam que as construções com terra são resistentes ao tempo e certas propriedades do barro podem resguardar qualidades físicas, mecânicas e ambientais. Durante o período colonial, mais precisamente no final do século XIX, o sistema construtivo predominante no nosso continente, foi a utilização da terra. Nas
primeiras
décadas
do
século
XX,
com
a
industrialização,
o
desenvolvimento de novas tecnologias e com o crescimento do consumo, novos materiais surgiram dando o inicio de um longo período de declínio da utilização da terra nas construções sendo questionada sua aceitação social, sendo sinônimo de precariedade e pobreza, e delegada a sua utilização, apenas para construção de baixa renda e principalmente para as construções do meio rural. Nos dias atuais, muitos países buscam soluções para melhorar a qualidade de vida e melhorar os impactos ambientais. Segundo a ONU, um terço da 3
população mundial, vivem em casas de terra. Vários países como a Europa Central, Tailândia, Madagascar, Norte de África, USA, México, Nicarágua, Peru, Chile, Brasil, Argentina, estão investindo em pesquisas relacionadas as novas tecnologias, atualizações, e desenvolvimentos direcionados a utilização de terra como matéria prima abundante, econômico e reciclável.
3. SOBRE O MATERIAL: SOLO CIMENTO 2.1 Definição É
um material resultante de mistura de: solo, cimento e água
que com
proporções adequadas, resulta na um produto com propriedades físicas e mecânicas determinadas. Quando este material é compactado em seu processo de fabricação é conhecido como solo- cimento comprimido. 2.2 Composição • Terra Como material de construção se encontra disponível em qualquer lugar, embora muitas não são adequadas para
utilização, estas
necessitam em
seus componentes modificações para se obter um resultado adequado em função do sistema construtivo para ser executado. Para se construir com terra é importante procurar a utilizar o material disponível do próprio loca
• Cimento A incorporação de cimento, modifica a propriedade da terra, por reação físico química, que possibilita um esqueleto inerte que apresentam
ligamentos
químicos estáveis.
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2.3 Compactação É um método de estabilização mecânica mediante o atual se incrementa a densidade da terra reduzindo a porosidade e a permeabilidade, aumentando a compacidade, resistência, mecânica, e a durabilidade do produto resultante. 3. PROPRIEDADES DO MATERIAL SOLO –CIMENTO A escolha adequada do material para uma construção, só é viável e possível com o conhecimento das propriedades físicas, mecânicas e tecnológicas do solo que deverão ser submetidos aos testes de ensaios estabelecidos pelas normas técnicas. Somente com os resultados pode se concluir se o solocimento comprimido atende para as necessidades do projeto arquitetônico como também do projeto estrutural para segurança. Estas propriedades definem a forma, textura, dimensão das fôrmas, a compactação, porosidade e peso unitário que dependerão da taxa de compressão sobre o material. A resposta da ação de forças externas será em função do sistema de compactação e dosagem de solo-cimento mais adequada para máxima economia. Todo material utilizando terra, as exigências de acondicionamento ambiental, é bastante satisfatória pela redução térmica transmitida, possibilita elementos construtivos de menor espessura realizados com outros materiais. A possibilidade de controlar as propriedades, permite a fabricação de componentes e elementos construtivos de vedação verticais (muros) e horizontais (pisos, tetos) executados com diversas tecnologias. 4. VEDAÇÃO VERTICAL Uma das aplicações mais usuais do solo-cimento comprimido é a de construções de muros. O sistema de alvenaria é definido sobrepondo os blocos de solo-cimento BSC, misturado o mesmo material para fixação ou incorporado sem argamassa. Outra técnica é a execução de muros monolíticos de taipa como elemento estrutural.
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5. ALVENARIA •
alvenaria com junta de assentamento
Este tipo de alvenaria se realiza mediante o uso de alvenaria de solo –cimento comprimido (BSC), cujas propriedades físicas e mecânicas são previamente definidos em função do projeto arquitetônico estrutural como mostra a figura (1).
fig. 1 parede de BSC fonte: www.vimaqprensas.com.br/wp-content/uploads/20
•
Blocos
Tabela 1. Resistência e característica do bloco solo-cimento –BSC Tipo alvenaria BSC
f’u 5, 0 MPa
f’um 7, 0 MPa
δ m máx
No amostra
No de lotes
0,12
por lote 10 u
120
Resultados obtidos pelo Centro Regional de Investigações de Arquitetura de Terra Crua- CRIATiC
Onde: f´u : resistencia característica do BTC fum: valor da resistência determinada mediante ensaios
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•
Argamassa
Tabela 2. Resistência da argamassa Tipo de argamassa
Resistência
Resistência mín a
Dosagem
N
Normal
Compressão a 28 dias 50,0 MPa
1:cimento 2:terra 1:areia
Resultados obtidos pelo Centro Regional de Investigações de Arquitetura de Terra Crua- CRIATiC
•
Alvenaria Tabela 3. Características do BSC Tipo de alvenaria
BSC
F’u
5,0 MPa
Tipo de
Resistência min a
argamassa
Compressão 28 d
N
5,0 MPa
f1
f’m
0,35
1,75 MPa
Resultados obtidos pelo Centro Regional de Investigações de Arquitetura de Terra Crua- CRIATiC
Para que não haja comprometimento estrutural, é aconselhável evitar as conecções verticais com as horizontais utilizando reforços nas horizontais para evitar esforços de tração geradas na diagonal. Os pilares devem ter um limite no comprimento para poder reduzir o ângulo de rotação nas verticais diminuindo o risco de deformação lateral.
6. Alvenaria sem junta de assentamento A utilização de misturas de não-união alvenaria tem muitas vantagens.. Quanto a estrutura, pode se dizer que este sistema de articulação permite movimento mecânico diferente da alvenaria convencional e libera a energia transmitida para a parede a partir do solo.. Embora a alvenaria nesta situação, ocorre quando ele deixa o comportamento elástico pelas fissuras, devido à tensão 7
entre a aderência das misturas na alvenaria, e pela a ausência de equipamento mecânico que evita o colapso das paredes laterais de algumas construção como mostra a figura 2.
fig. 2 Bloco articulado de solo-cimento comprimido fonte: http://images.google.com.br/ Earthbuilding_Nova Zelândia
No Centro Regional de Investigações de Arquitetura de Terra Crua - CRIATiC estudam modelos de sistemas distintos que também são
capazes de
responder as exigências geradas por compressão evitando o colapso e queda das paredes. Este sistema de articulação é idêntico ao de alvenaria com juntas, e recomendado para assentamentos horizontais e o confinamento de elementos internos e externos.
6.1 Paredes monolíticas – taipa A diferença do sistema de alvenaria, e ausência de junta, possibilita um comportamento melhor do muro e pode alcançar valores idênticos da resistência com menor gasto, diminuindo a quantidade de cimento utilizado. O sistema de alvenaria, a capacidade máxima de carga depende da ação conjunta de alvenaria e argamassa para alcançar resistência mínima aceitável aproximadamente 25 kg/cm2
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fig. 3 Resultados obtidos na construção do projeto CRIATiC
Tabela 4 – Média de Valores Resistência a
Resistência a
Resistência a
Compressão 9.03 MPa
flexão 1.51 MPa
Corte 1.06 MPa
Resultados obtidos na construção do projeto CRIATiC
Nas figuras 4 e 5 mostram o tipo de junta conhecida por macho-fêmea na parede. Esta técnica de construção é executada com forma onde as camadas do solo são compactadas sucessivamente com aproximadamente 20 cm de espessura ate atingir a altura desejada. Esta tecnologia de utilização depende das possibilidades existentes resumindo em simples forma de madeira onde o solo compactado manualmente com o cilindro. Com respeito aos critérios gerais é recomendado fixação inferior e superior para compatibilizar as de formação a nível de coroamento para evitar deslocamentos que conduzam ao colapso da parede e queda . Paralelamente se dispor de armaduras verticais separadas a cada 60 a 80cm, vincular elementos de assentamentos horizontais superior e inferior, melhora a resistência a flexão lateral com maior controle de deformação por ação de 9
cargas laterais. Na resolução construtiva do projeto CRIATiC essa solução foi aplicada na execução da torre de serviço com excelentes resultados (memoria V SIACOT).
fig. 4 e 5 Juntas verticais tipo macho-fêmea dispostas na bordas da parede longitudinal
7. VEDAÇÃO HORIZONTAL A principal aplicação do solo-cimento são nas paredes verticais, este material permite adoção de elementos construtivos horizontais. Com base nas propriedades mecânicas principalmente a resistência a compressão é possível utilizar a BCS como um componente básico para a construção das cúpulas e abóbadas, em que os esforços do arco
assegure os esforços
de pura
compressão. Como mostram as figuras 6 e 7.
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Fig. 6 Gráfico compressões / trações
Fig. 7 Construção abóbada Fonte: http://www.vitruvius.com.br/
8. CONCLUSÃO A aplicação de solo-cimento com as técnicas apropriadas ao sistema construtivo é um material adequado que oferece grandes possibilidades de se obter um produto final confiável. A identificação correta e a classificação do uso da terra, a mistura de solo-cimento para conseguir uma estabilização eficiente e a melhoria nas propriedades finais dos componentes: como aumento da resistência a compressão, redução a absorção da água (máx. 16%); melhorar a superfície rescisão, etc. Sem dúvida é um possível caminho para incentivar o uso do solo-cimento como alternativa na construção civil não apenas em áreas rurais ou para construções populares mas em diferentes domínios e níveis. E desenvolver novos sistemas e componentes na construtivos ajustados ao rigor técnico científico para os sistemas convencionais.
7. BIBLIOGRAFIA LEGEN,VAN JOHAN. Manual do Arquiteto Descalço .In: NESBITT, Kate (org.) Uma nova agenda para a arquitetura: analogia teórica 1965- 1995. São Paulo: Cosac & Naify, 2006,p.494.
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http://www.eartharchitecture.org/index.php?/archives/669-CRIATiC.html / acessado em jun/ 2009 http://www.ceplac.gov.br/radar/Artigos/artigo7.htm/ acessado em jun/2009 http://www.forumdaconstrucao.com.br/conteudo.php?a=23&Cod=124 http://www.abcterra.com.br/ acessado em jun/2009 http://www.vitruvius.com.br/arquitextos/arq028/arq028_03.asp /acessado em jun/2009
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