TRÊS VERSÕES DIFERENTES PARA O SOLO-CIMENTO COMO UM MATERIAL

Materiais e componentes de construção

Marco Antônio de Morais Alcantara

O solo-cimento é um material produzido tradicionalmente a partir da mistura de solo, cimento e água, sujeito ao processo de compactação de solos. Segundo Alcantara (1995), ele se constitui em um caso de estabilização química de solos, cujos mecanismos se dão pela hidratação do cimento no interior dos vazios do solo, e pela formando uma matriz cimentícia que aglomera as partículas de solo, reduz a permeabilidade, e aumenta a durabilidade dos solos. A solução vem a contornar os problemas relativos aos ciclos de absorção e secagem, e de dilatação e contração térmicas, os quais se dão concomitante com a perda de massa do solo, e ainda, ao retorno deste ao estado plástico, quando este tem contato com a umidade. 

Considerando o solo-cimento concebido através do processo de compactação, para se inferir sobre o desempenho potencial podem ser tomados em consideração os fatores que são relativos a esse processo, tais como: a energia aplicada na compactação; o modo pelo qual se dá a compactação, podendo se distinguir por exemplo se for por impacto ou por amassado; o teor de cimento e o teor ótimo de umidade. Além destes, pode-se contar ainda com a influência dos fatores relativos à microestrutura do solo, a qual também contribui para a condição alcançada pelo solo na compactado. 

A redução de vazios e o grau de compactação podem influenciar na eficiência e na qualidade do material.

Com o auxílio do processo de compactação de solos se pode conceber a fabricação de materiais relativos à pavimentação, aterros, assim como componentes para a alvenaria, prensados na forma de blocos e de tijolos (Figura 1).

 Figura 1: Tijolos de solo-cimento compactado

O solo-cimento plástico, por sua vez, procura explorar misturas que requeiram baixos níveis  de energia quando em processo de moldagem, e de modo a poder dispensar o processo compactação. Segantini e Alcantara (2010) o apresentam, concebido para ser aplicado em contextos diversos, como nos casos de produção de estacas moldadas “in loco”, cujos requisitos de desempenho estão relacionados às exigências geotécnicas para fundações. De acordo com Segantini e Alcantara (2010), para a dosagem do solo-cimento plástico, a utilização dos teores de cimento deve ser, em peso, 4% acima daqueles sugeridos para o solo-cimento compactado, quando na sua densidade máxima. Alertam os autores que “alguns tipos de solo, sobretudo os mais finos, requerem quantidades elevadas de água para se conseguir a consistência plástica desejada, similar a uma argamassa de emboço. Nesses casos, deve-se levar em consideração a relação água/cimento na dosagem, sendo ideal uma relação “a/c < 1,0”.

Através do solo-cimento plástico também pode-se conceber a fabricação de tijolos para a construção civil, de forma similar a que ocorre nos processo de moldagem plástica consistente para os materiais cerâmicos, e têm-se ainda a possibilidade da incorporação de resíduos de construção para as suas melhorias, especialmente no desempenho mecânico. A Figura 2 ilustra o solo-cimento plástico quando manuseado, moldado, e no estado endurecido.

Figura 2: Aspectos da misturas nos estados fresco e endurecido para o solo-cimento plástico

Uma outra maneira de se produzir o solo-cimento tem surgido em tempos mais recentes, é o caso do solo-cimento autoadensável. Os aditivos superplastificantes, desenvolvidos para concretos, com ação estérica e eletrostática promovem as boas condições de fluidez e de trabalhabilidade para os casos de misturas de solo-cimento. O aditivo superplastificante pode atuar de modo a possibilitar as condições de mobilidade na mistura solo-cimento, de modo que esta possa alcançar condições de fluidez tal que permitam que esta possa fluir e se adensar unicamente sob a ação do seu peso próprio. Nesse sentido a dosagem deve ser feita de modo a se evitar as condições de exsudação e de segregação, e de se promover boas condições de mobilidade da mistura.

Berté e Alcantara (2013) apresentam um estudo sobre o solo-cimento autoadensável a partir de solos da região de Ilha Solteira-BR, o qual se utilizou de 3 teores diferentes de cimento, 3 teores de água, e 3 teores de superplastificante, tomados sempre com relação ao peso do solo seco, perfazendo 27 misturas. Do mesmo modo, Alcantara et al (2014) apresentam um estudo realizados com solos residuais da região do Porto-PT, de onde, partindo-se de uma composição de referência, se faz variar a cada vez o teor de água, cimento, e de superplastificante. Ambos os estudo mostraram que a variação das propriedades no estado fresco tem relação mais próxima com com a relação entre o teor de água e o relação ao material seco total, como nos casos de argamassas e concretos, e a resistência mecânica com a variação da relação água cimento, também de modo similar aos casos de concretos e de argamassas. 

A Figura 3 apresenta o aspecto das misturas na quando na argamassadeira, conforme Berté e Alcantara (2013).

Figura 3: Aspectos da mistura no estado fresco

A Figura 4 apresenta a moldagem de corpos de prova para o estudo tecnológico, conforme Berté e Alcantara (2013).

Figura 4: Moldagem dos corpos de prova

A Figura 5 apresenta alguns produtos fabricados se solo-cimento autoadensável , conforme Berté e Alcantara (2013).

Figura 5: Produtos fabricados de solo-cimento autoadensável

As Figuras 6 e 7 apresentam superfícies de espalhamento para os casos apresentados em Berté e Alcantara (2013) e em Alcantara et al (2014).

Figura 6: Superfície de espalhamento do solo-cimento autoadensável conforme Berté e Alcantara (2013)  

  Figura 7: Superfície de espalhamento do solo-cimento autoadensável conforme Alcantara et al (2014)  

A Figura 8 apresenta materiais de solo-cimento autoadensável moldados, para os casos apresentados em Alcantara et al (2014).

Figura 8: Produtos moldados de solo-cimento autoadensável conforme Alcantara et al (2014) 

Os valores de resistência mecânica alcançados nos trabalhos apresentados em Berté e Alcantara (2013) e em Alcantara et al (2014) variaram em torno de 2,0 MPa a 7,5 MPa,  e da ordem de 2,0 MPa a 6,5 MPa, respectivamente.  

O solo-cimento apresenta como vantagens a simplicidade de execução, principalmente quando se considera o uso para o caso de uma população conhecedora da tradição construtiva de se utilizar do solo como material de construção. Para o caso de edificações, tem como vantagem o seu excelente desempenho térmico.

Bibliografia


ALCÂNTARA, M.A.M. Estabilização química de solos para fins rodoviários: Técnicas disponíveis e estudo de caso dirigido à estabilização solo-cal de três solos de Ilha Solteira-SP. Viçosa: UFV. 1995. 91p. Tese (Mestrado)- Universidade Federal de Viçosa, 1995.

ALCANTARA, M. A. M; NUNES, SCB, RIO; J.F.M.E . Proposta de elaboração do solo-cimento auto-adensável a partir de solos da região do Porto-PT.  2013, Gramado-RS. 55 Congresso Brasileiro do Concreto. São Paulo: IBRACON, 2013. v. 1. Np. Cd-r. ISSN 2175-8185

ALCANTARA, M. A. M.; NUNES, S. C. B.; RIO, J. F. M. E. Estudo do solo-cimento autoadensável produzido com solo da região do Porto-Pt. Parte I: Caracterização das propriedades mecânicas. REEC - Revista Eletrônica de Engenharia Civil, v. 9, p. 37-51, 2014.

SEGANTINI, A. A. S; ALCANTARA, M. A. M. Solo-cimento e solo-cal. In: INSTITUTO BRASILEIRO DE CONCRETO - IBRACON (Org.). Materiais de construção civil e princípios básicos de ciência e engenharia de materiais. 2. ed. São Paulo: IBRACON, 2010. v. 2, p. 863-891.

  

   

Sobre o autor:

*Marco Antônio de Morais Alcantara é Engenheiro Civil formado pela Universidade Federal de São Carlos-BR, com ênfase em Engenharia Urbana (1986); Mestre em Engenharia Civil, área de concentração em Geotecnia, pela Universidade Federal de Viçosa-BR (1995); Master Génie Civil, Matériaux et Structures, pelo Institut National des Sciences Appliquées de Toulouse-FR (2001); Docteur Génie Civil, Matériaux et Structures, pelo Institut National des Sciences Appliquées de Toulouse-FR (2004);  e tem pós-doutorado em Estruturas pela Universidade do Porto-PT (2012). É docente da FEIS/UNESP desde 1987.