EMILIA JARUTAIS FENSTERSEIFER
ESTUDO DA CONFECÇÃO DE BLOCOS DE SOLO-CIMENTO COM A
ADIÇÃO DE RESÍDUOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL
Ijuí 2019
ESTUDO DA CONFECÇÃO DE BLOCOS DE SOLO-CIMENTO COM A
ADIÇÃO DE RESÍDUOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL
Trabalho de Conclusão de Curso de Engenharia Civil apresentado como requisito parcial para obtenção do título de Engenheiro Civil.
Orientador(a): Diorges Carlos Lopes
Ijuí /RS 2019
ESTUDO DA CONFECÇÃO DE BLOCOS DE SOLO-CIMENTO COM A
ADIÇÃO DE RESÍDUOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL
Este Trabalho de Conclusão de Curso foi julgado adequado para a obtenção do título de ENGENHEIRA CIVIL e aprovado em sua forma final pelo professor orientador e pelo membro da banca examinadora.
Ijuí, 16 de Julho de 2019
Prof. Me. Diorges Carlos Lopes Mestre pela Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) - Orientador Prof. Me. Lia Geovana Sala Coordenadora do Curso de Engenharia Civil/UNIJUÍ BANCA EXAMINADORA Prof. Me. Paula Weber Prediger Mestre pela Universidade de Passo Fundo(UPF)
Dedico este trabalho ao meu pai, pois sem o seu suporte eu não chegaria até aqui.
Ao meu pai Jorge, por ser o meu maior exemplo de humildade, honestidade, persistência e por acreditar no meu potencial em todos os momentos, até mesmo, naqueles em que nem mesmo eu acreditei. Aos meus irmãos, Cesar, Mauricio, Pedro e Jhordana, por estarem sempre ao meu lado me proporcionando suporte, independente das dificuldades.
Às minhas tias e primas, por serem os meus exemplos de força, resistência e por me ajudarem a enfrentar todo o machismo presente em minha futura profissão. Agradeço imensamente por terem me ensinado que, estudando, eu poderia ser o que quisesse.
Aos meus tios e primos, por estarem sempre presentes, mesmo que apenas aos domingos, compartilhando conhecimento, experiências e conselhos. Obrigada por todo o suporte, dedicação e amizade.
Ao Vítor, por ser meu companheiro de vida, me proporcionando toda a ajuda, otimismo e compreensão necessários nesses anos. Agradeço por nunca deixar que eu me esquecesse da minha essência.
Ao meu orientador, Diorges Lopes, por toda a paciência, dedicação e apoio para o desenvolvimento do TCC. Agradeço pelo suporte e disposição para as orientações deste e dos demais trabalhos que tive o prazer de produzir com o senhor. Obrigada por ser um orientador que não mediu esforços, para solucionar os problemas e dúvidas que surgiram ao longo da pesquisa.
Aos alunos, Milena e Stéfano, sou imensamente grata por toda a ajuda no desenvolvimento desta pesquisa e das demais que a antecederam. Obrigada por estarem presentes em todos os momentos desde o início e por me incentivarem a nunca desistir.
Ao Luiz Donato, laboratorista do Laboratório de Engenharia Civil, por todo o auxílio na execução dos ensaios do TCC, por dividir com todos os alunos o conhecimento e experiência que possui e principalmente por chamar a nossa atenção quando necessário, muito obrigada.
À empresa fornecedora dos resíduos da construção civil para a pesquisa, muito obrigada. Ao professor, arquiteto e amigo José Crippa e ao amigo e desenhista Élcio Konaszewski, por me proporcionarem a minha primeira experiência na área de construção civil e compartilharem todo o conhecimento comigo, muito obrigada. Levarei sempre comigo, todo o
Aos meus amigos, por estarem presentes em todos os momentos de desespero e felicidade durante estes cinco anos, muito obrigada. Tenho certeza que sem o apoio incondicional de vocês nada disso seria possível, agradeço de coração por todo o apoio.
Aos mestres do curso de Engenharia Civil, sou imensamente grata por todos os ensinamentos, experiências, cobranças e principalmente por dividirem a paixão de vocês pela profissão conosco. Tenham certeza de que vocês foram, em muitas situações, além de base, motivação para continuarmos nossa caminhada até o final. Levarei comigo sempre, todos os ensinamentos.
O homem não é nada além daquilo que a educação faz dele.
FENSTERSEIFER, E. J. Estudo da confecção de blocos de solo-cimento com a adição de resíduos da construção civil. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso. Curso de Engenharia Civil, Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul – UNIJUÍ, Ijuí, 2019.
É de consciência geral que o aumento na produção do setor da construção, gera um crescimento no volume de resíduos resultante desta atividade. Consequentemente, a necessidade de formas de reutilização desses resíduos tornou-se frequente em nosso cotidiano. Com base nisso, o presente trabalho busca analisar a possibilidade de se confeccionarem blocos de solo-cimento com o emprego de resíduos da construção civil, utilizando o solo do município de Ijuí/RS. A metodologia utilizada analisará três misturas com diferentes porcentagens de agregados em cada uma, sendo estas: M1- 33% de solo, 33% de areia e 33% de RCC; M2- 60% de solo, 20% de areia e 20% de RCC; e M3- 70% de solo, 15% de areia e 15% de RCC. Estas misturas, serão avaliadas de acordo com os ensaios de análise granulométrica, limites de consistência e massa específica. Já os blocos, após a moldagem, serão avaliados de acordo com a análise dimensional, resistência a compressão e absorção de água. Os resultados obtidos nesta pesquisa, demonstram que, a mistura M2 obteve o melhor desempenho dentre as três misturas avaliadas, já que por possuir uma menor quantidade de solo argiloso em sua composição, constitui um bloco menos poroso, com menor limite de liquidez e, consequentemente apresenta resistência mais alta e menor absorção de água.
FENSTERSEIFER, E. J. Study of manufacturing soil-cement blocks with the addition of civil construction waste. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso. Curso de Engenharia Civil, Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul – UNIJUÍ, Ijuí, 2019.
It is generally understood that the increase in production in the construction sector generates a growth in the volume of waste resulting from this activity. Consequently, the demand for forms of reuse of these wastes has become frequent in our daily lives. Based on this, the present work seeks to analyze the possibility of making soil-cement blocks with the use of construction waste, using the soil of the municipality of Ijuí / RS. The methodology used will analyze three mixtures with different percentages of aggregates in each one, being: M1- 33% of soil, 33% of sand and 33% of RCC; M2- 60% soil, 20% sand and 20% RCC; and M3-70% soil, 15% of sand and 15% RCC. These mixtures will be evaluated according to the granulometric analysis tests, limits of consistency and specific mass. The blocks, after the molding, will be evaluated according to the dimensional analysis, compressive strength and water absorption. The results obtained in this research show that the M2 mixture obtained the best performance among the three mixtures evaluated, since, because it has a lower amount of clayey soil in its composition, it constitutes a less porous block with a lower liquidity limit and consequently has higher resistance and lower water absorption.
Figura 1- Adobe ... 21
Figura 2- Taipa de pilão... 22
Figura 3- Exemplo de curva de distribuição granulométrica do solo ... 23
Figura 4- Estados dos limites de consistência ... 24
Figura 5- Classificação dos solos HRB/AASHTO ... 25
Figura 6-Composição do CP V- ARI ... 26
Figura 7- Componentes da mistura de solo-cimento ... 28
Figura 8-Alvenaria com bloco de solo-cimento ... 30
Figura 9- Tolerâncias dimensionais admitidas pela NBR 15270-1 ... 31
Figura 10- Ensaio de resistência a compressão ... 32
Figura 11-Local de coleta do solo utilizado ... 34
Figura 12-Solo utilizado após secagem ... 35
Figura 13-Resíduos da construção civil (RCC) ... 35
Figura 14- Preparação da amostra ... 37
Figura 15- Dispersor de amostras (a); Provetas (b) ... 38
Figura 16- Retirada do ar através da bomba de vácuo ... 39
Figura 17- Pesagem do picnômetro com solo e água destilada ... 39
Figura 18- Amostra de solo in natura (a); Amostras das misturas (b) ... 40
Figura 19- Limite de liquidez (a); Limite de plasticidade (b) ... 40
Figura 20- Separação dos materiais (a); Homogeneização dos materiais (b) ... 41
Figura 21- Prensa utilizada ... 42
Figura 22- Moldagem dos blocos ... 42
Figura 23- Blocos de solo-cimento após a moldagem ... 43
Figura 24- Determinação da largura (a); Determinação da altura (b) ... 44
Figura 25- Nivelamento dos blocos ... 45
Figura 26- Processo de capeamento ... 45
Figura 27- Ensaio de resistência a compressão ... 46
Figura 28- Determinação da massa seca dos blocos... 47
Figura 29- Determinação da massa úmida ... 47
Figura 30- Curva granulométrica do solo in natura ... 48
Figura 31- Curva granulométrica da mistura M1 ... 49
Figura 35- Análise da largura da mistura M2 ... 54
Figura 36- Análise da largura da mistura M3 ... 55
Figura 37- Análise da altura da mistura M2 ... 56
Figura 38- Análise da altura da mistura M3 ... 56
Figura 39- Análise do comprimento da mistura M2... 57
Figura 40- Análise do comprimento da mistura M3... 58
Figura 41- Resistência a compressão da mistura M2 ... 59
Figura 42- Resistência a compressão da mistura M3 ... 60
Figura 43- Grãos de materiais não desmanchados ... 61
Figura 44- Absorção de água da mistura M2 ... 62
Quadro 1- Requisitos para análise dimensional ... 31
Quadro 2-Quantidades de materiais utilizados em cada mistura ... 36
Quadro 3- Composição das misturas em porcentagem ... 51
Quadro 4- Limites de consistência e massa específica ... 52
Quadro 5- Requisitos dimensionais NBR 15270 ... 54
Quadro 6- Resistências a compressão da mistura M2 ... 59
Quadro 7- Resistências a compressão da mistura M3 ... 60
Quadro 8- Índices de absorção de água da mistura M2 ... 61
Quadro 9- Índices de absorção de água da mistura M3 ... 63
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
CP Corpo de Prova
IP Índice de Plasticidade
LEC Laboratório de Engenharia Civil LL Limite de Liquidez
LP Limite de Plasticidade
M Mistura de solo, rcc, areia e cimento Ms Massa seca
Mu Massa úmida Mpa Megapascal
NBR Norma brasileira aprovada pela ABNT RCC Resíduos da Construção Civil
1 Introdução ... 16 1.1 Contexto ... 16 1.2 Problema... 17 1.2.1 Questões de Pesquisa ... 19 1.2.1.1 Questão principal ... 19 1.2.1.2 Questões secundárias ... 19 1.2.2 Objetivos de Pesquisa... 19 1.2.2.1 Objetivo Geral ... 19 1.2.2.2 Objetivos Específicos ... 19 1.2.3 Delimitação ... 20 2 EMBASAMENTO TEÓRICO ... 21
2.1 UTILIZAÇÃO DO SOLO NA CONSTRUÇÃO HABITACIONAL ... 21
2.2 Características físicas do solo ... 22
2.2.1 Análise Granulométrica... 22
2.2.2 Massa Específica ... 24
2.2.3 Limites de Atterberg... 24
2.2.4 Classificação do solo pela HBR/AASHTO ... 25
2.3 CIMENTO PORTLAND ... 26
2.4 ÁGUA ... 26
2.5 AREIA ... 27
2.6 RESÍDUOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL (RCC) ... 27
2.7 TRAÇO ... 28
2.8 SOLO-CIMENTO ... 28
2.9 BLOCOS DE SOLO-CIMENTO ... 29
2.10 ANÁLISE DIMENSIONAL ... 31
3.1 Estratégia de pesquisa ... 34
3.2 Materiais ... 34
3.2.1 Solo... 34
3.2.2 Resíduos da Construção Civil (RCCs) ... 35
3.2.3 Areia ... 35
3.2.4 Cimento ... 36
3.3 DETERMINAÇÃO DAS MISTURAS ... 36
3.4 ENSAIO DE CARACTERIZAÇÃO GRANULOMÉTRICA ... 37
3.5 DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA ... 38
3.6 DETERMINAÇÃO DOS LIMITES DE ATTERBERG ... 40
3.7 MOLDAGEM DOS BLOCOS... 41
3.8 ANÁLISE DIMENSIONAL ... 43
3.9 ENSAIO DE RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO ... 44
3.10 ENSAIO DE ABSORÇÃO DE ÁGUA ... 46
4 RESULTADOS ... 48
4.1 CARACTERIZAÇÃO GRANULOMÉTRICA ... 48
4.2 LIMITES DE ATTERBERG E MASSA ESPECÍFICA... 52
4.3 CLASSIFICAÇÃO DO SOLO ... 53 4.4 ANÁLISE DIMENSIONAL ... 54 4.5 RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO ... 58 4.6 ABSORÇÃO DE ÁGUA ... 61 5 CONCLUSÃO ... 65 REFERÊNCIAS... 67
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1 INTRODUÇÃO
O presente trabalho surge do interesse em estudar a possibilidade de confeccionar-se blocos com misturas de solo-cimento, adicionando resíduos da construção civil, utilizando o solo do município de Ijuí/RS. Com o intuito de proporcionar uma destinação final sustentável para esses resíduos e, analisar o comportamento gerado por esse material em misturas de solo-cimento, física e mecanicamente.
Considerando que o solo do município de Ijuí/RS, não apresenta as características referentes a granulometria e aos limites de consistência exigidos em norma para que seja possível utilizá-lo em misturas de solo-cimento. Desenvolveram-se três misturas que, além do solo, empregam também, como demais agregados, areia e resíduos da construção civil, nas seguintes porcentagens:
Mistura 1: 33% de solo + 33% de RCC + 33% de areia;
Mistura 2: 60% de solo + 20% de RCC + 20% de areia;
Mistura 3: 70% de solo + 15% de RCC + 15% de areia;
Visando assim, com a adição desses materiais, estabilizar granulometricamente o solo utilizado, para que se obtenham misturas com as características adequadas para a produção de blocos ecológicos de solo-cimento. Sendo possível produzir um sistema construtivo que atenda os requisitos exigidos pelas normas referentes a resistência a compressão, análise dimensional e absorção de água.
1.1 CONTEXTO
O tema deste trabalho, possui relação direta com os estudos desenvolvidos desde o ano de 2018 na área de novos materiais construtivos, na Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do sul. Estudos estes, que buscam analisar a possibilidade da confecção de blocos de solo-cimento com a adição de resíduos da construção civil, fornecidos por uma empresa da região, a fim de produzir um sistema construtivo sustentável. Sendo orientado pelo professor orientador do presente trabalho e além da autora do mesmo, a pesquisa possui como colaboradores dois
______________________________________________________________________________ acadêmicos do curso de Engenharia Civil. Desde o início do desenvolvimento da pesquisa, foi possível a realização de publicações de trabalhos em anais de eventos, capítulos de livros e apresentações em congressos nacionais, sendo possível agregar um maior conhecimento a cada experiência obtida. Com base nisso e, por ser um tema ainda não explorado dentro da universidade, os estudos realizados pela autora e o presente orientador, despertaram um interesse em realizar um maior aprofundamento sobre o assunto. Optando-se assim, pela utilização do tema no trabalho de conclusão de curso.
1.2 PROBLEMA
É de consciência geral que o aumento na produção do setor da construção, gera um crescimento no volume de resíduos resultante desta atividade. Consequentemente, a demanda por formas de reutilização desses resíduos tornou-se frequente em nosso cotidiano. Uma vez que, a utilização desse material em sistemas construtivos sustentáveis, proporciona uma economia significativa nas quantidades dos materiais que o constituem, bem como no custo do produto final. Conforme Pinto (2005) o setor construtivo, por ser um setor que cresce a cada dia, tem como desafio crucial, conciliar a ideia de desenvolvimento sustentável com uma atividade produtiva de grande escala. Segundo Delongui et al. (2011), a partir do emprego de políticas públicas de gerenciamentos dos RCCs, foi possível a execução de métodos de manejo, transporte, destinação final e reutilização destes resíduos.
John (2000) considera que, desenvolver técnicas de reciclagem é uma tarefa complexa e multidisciplinar, já que combinar desempenho técnico com proteção ao meio ambiente e exige a integração de conceitos relativamente novos. De acordo com Delongui et al. (2011) 510kg de RCCs são produzidos por habitante/ano no Brasil. Conforme o censo demográfico do IBGE (2017) a população brasileira é constituída por 208,8 milhões de pessoas. Devido a isso, acredita-se que é de suma importância, que haja cada vez mais o desenvolvimento de técnicas que utilizem esses resíduos.
Segundo Souza et al. (2008) deve-se selecionar, minuciosamente, o solo que será utilizado nas misturas de solo-cimento. Já que, esse material constitui mais de 50% destas misturas, e com as propriedades ideias, proporcionará uma redução na demanda de utilização de cimento.
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Na fabricação de blocos de solo-cimento, a NBR 10833 (ABNT, 2013) exige alguns critérios que necessitam ser atendidos pelo solo utilizado nas misturas. Dentre eles, pode-se citar: uma porcentagem passante na peneira de 4,8mm (nº4) igual a 100%, uma porcentagem passante na peneira de 0,075mm (nº200) que se encontre no intervalo de 10% a 50%, um índice de plasticidade ≤18% e um limite de liquidez ≤ 45%.
Com base nos critérios citados anteriormente, o autor Ferraz (2004) afirma que, em circunstâncias nas quais o solo não os atende, considera-se, por inúmeros autores, a possibilidade da realização de correções na granulometria deste solo, ou até, a estabilização do mesmo. Ambos os processos, podem ocorrer através da adição de solos mais arenosos ou mesmo de areia grossa. Sendo possível, proporcionar um resultado favorável técnica e economicamente.
Através da análise granulométrica, para Santiago (2001) é possível dimensionar o tamanho das partículas que constituem determinado material. Consequentemente, corrigir a granulometria do solo consiste em alterar a dimensão dos grãos que o constituem. Ainda a mesma autora, define estabilização, como o processo de modificação das propriedades de um determinado material, proporcionando melhorias às suas características.
Tendo como premissa, o uso histórico do solo como método construtivo e considerando que as suas propriedades podem ser melhoradas através da adição de outros componentes, o bloco de solo-cimento torna-se uma opção sustentável para ser utilizado como método construtivo. Lima (2013) afirma que, os blocos de solo-cimento apresentam como principais vantagens o consumo reduzido de energia em sua produção e não necessitar de mão-de-obra qualificada na execução de alvenarias.
Em continuidade, segundo Cordeiro et al. (2006), este método construtivo reduz significativamente os custos finais da edificação. Ademais, pode-se ressaltar como vantagem proporcionada pelo bloco de solo-cimento o seu bom isolamento térmico, visto que o mesmo possui a presença de ar em seu interior, este por sua vez é considerado um ótimo isolante térmico por muitas bibliografias quando presente no interior de blocos e alvenarias em geral.
Devido a isso, o presente estudo justifica-se pela busca da possibilidade de se confeccionar blocos com misturas de solo-cimento adicionando resíduos da construção civil (RCC), a fim de
______________________________________________________________________________ realizar o reaproveitamento destes resíduos, evitando uma destinação final inadequada e produzindo um sistema construtivo sustentável e de menor custo.
1.2.1 Questões de Pesquisa
A presente pesquisa tem a intenção de responder as questões formuladas a seguir.
1.2.1.1 Questão principal
É possível confeccionar blocos de solo-cimento adicionando resíduos da construção civil, utilizando o solo do município de Ijuí/RS?
1.2.1.2 Questões secundárias
A pesquisa também busca responder as questões listadas a seguir:
É possível encontrar uma proporção ideal de materiais para produzir blocos de solo-cimento?
Qual a influência dos resíduos de construção civil nas misturas de solo-cimento?
Os blocos produzidos, atendem as exigências de resistência a compressão exigidos pela NBR 10834 (ABNT, 2013)?
Os blocos produzidos, atendem as exigências de absorção de água exigidos pela NBR 10834 (ABNT, 2013)?
1.2.2 Objetivos de Pesquisa
Serão apresentados, a seguir, o objetivo geral e específicos da presente pesquisa.
1.2.2.1 Objetivo Geral
Analisar o comportamento que a adição de resíduos de construção civil proporciona aos blocos de solo-cimento, referente aos ensaios de resistência a compressão e absorção de água, regidos pela NBR 10836/2013.
1.2.2.2 Objetivos Específicos
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Buscar um traço apropriado para blocos de solo-cimento, utilizando o solo do município de Ijuí e com adição de resíduos da construção civil;
Analisar granulometricamente o solo utilizado;
Analisar granulometricamente as misturas utilizadas;
Analisar a absorção de água dos blocos;
Analisar a resistência a compressão dos blocos;
1.2.3 Delimitação
O projeto se delimita em pesquisar em laboratório se é viável confeccionar blocos de solo-cimento adicionando resíduos da construção civil, utilizando o solo do município de Ijuí/RS de acordo com a norma NBR 10836 (ABNT, 2013).
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2 EMBASAMENTO TEÓRICO
Serão apresentados no presente capítulo, embasamentos teóricos a fim de sustentar as ideias estudadas no trabalho de conclusão de curso.
2.1 UTILIZAÇÃO DO SOLO NA CONSTRUÇÃO HABITACIONAL
O solo, pode ser considerado um dos materiais de maior utilização pelo ser humano desde os primórdios, visto que, fora utilizado tanto em edificações populares como em monumentos importantes para a humanidade. Há registros de que cerca de um terço da população mundial habita edificações construídas com solo. (NEVES, 2011).
Santiago (2001) descreve que, o emprego do solo como material de construção é muito antigo, e que, o conhecimento desta técnica é de extrema importância para a intervenção correta em monumentos históricos. Ainda a mesma autora, afirma que essa é uma técnica do futuro, já que proporciona uma redução significativa dos custos de uma construção.
Dentre os métodos construtivos que abrangem o solo como principal material constituinte, podem ser citados o método de adobe e a taipa de pilão, ambos muito utilizados no setor da construção civil antigamente (ALEXANDRIA; LOPES, 2008).
De acordo com Santiago (2001), o adobe, que consiste em uma técnica na qual os blocos são confeccionados com uma mistura de solo e água, podendo secar sob o sol ou sob a sombra, dispensa a compressão do molde, utilizando como formas caixas retangulares, como mostra a Figura 1 a seguir.
Figura 1- Adobe
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Essa técnica apresenta diversas vantagens em sua utilização, já que, seu processo de fabricação, secagem e execução de alvenarias ocorre de forma facilitada. Além disso, é uma técnica que dispensa mão-de-obra especializada e tem sua matéria prima-abundante (NEVES, 2011).
A taipa de pilão, que pode ser observada na Figura 2, é uma técnica na qual, passa-se o solo por um processo inicial de preparo, e com a adição de algum aglomerante para melhorar as propriedades desse elemento construtivo. Adicionando-se água até que seja possível atingir a umidade ótima do solo. Em sequência, coloca-se a massa de solo dentro de fôrmas e a mesma é compactada até que se atinja a massa específica máxima, sendo possível utilizar meios mecânicos e ou manuais (NEVES, 2011).
Figura 2- Taipa de pilão
Fonte: Wordpress (2011)
2.2 CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DO SOLO
Abaixo serão apresentados algumas características apresentadas pelo solo. 2.2.1 Análise Granulométrica
Conforme Santiago (2001) a partir da análise granulométrica, é possível dimensionar o tamanho dos grãos que constituem um determinado material. E através da distribuição desta
______________________________________________________________________________ granulometria, é possível efetuar a representação gráfica do presente dimensionamento. Ainda segundo a mesma autora, a partir da confecção da curva granulométrica (representação gráfica), é possível definir se a mesma é contínua, descontínua ou uniforme. Isso significa que:
Curva granulométrica contínua: Em sua composição são encontrados todos os tamanhos de grãos.
Curva granulométrica descontínua: Em sua composição faltam grãos de determinadas dimensões.
Curva granulométrica uniforme: Em sua composição os grãos possuem tamanhos uniformes (iguais).
A seguir, é possível observar um exemplo de curva de distribuição granulométrica do solo mostrada na Figura 3. Pinto (2006) afirma que a principal característica que permite classificar os solos, é o tamanho dos grãos que o constituem e que a partir da distribuição granulométrica deste material é possível conhecer a porcentagem de cada material constituinte do mesmo.
Figura 3- Exemplo de curva de distribuição granulométrica do solo
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2.2.2 Massa Específica
Pinto (2006) descreve que a massa específica é a relação entre a quantidade de massa e o volume, sendo expressa geralmente nas unidades de ton/m³, kg/dm³ e g/cm³.
Pinto (2015) afirma que, para utilizar o solo como material construtivo, definir a massa específica é de extrema importância, já que é uma característica que possui influência nas propriedades do produto final.
2.2.3 Limites de Atterberg
Segundo Pinto (2006), os limites de Atterberg, sendo eles Limite de Liquidez (LL) e Limite de Plasticidade (LP), foram criados visando analisar o comportamento do solo na presença de água. Ainda o mesmo autor afirma que, conforme ocorre a variação de umidade de um solo, o mesmo apresenta comportamentos bem distintos. Sendo que quando possui “ muita umidade se compara a líquidos, quando perde parte de sua água, se torna plástico, e quando seco se torna quebradiço”. (p.25)
Com a realização da subtração entre os resultados obtidos para os limites citados acima, é possível obter um terceiro índice, chamado de Índice de Plasticidade (IP), que consiste no momento, no qual o solo apresenta em um estado plástico. É possível observar, na Figura 4 mostrada abaixo, o estado em que o solo se encontra no momento da determinação de cada um dos limites.
Figura 4- Estados dos limites de consistência
______________________________________________________________________________ Conforme Abiko (1973) define-se o limite de liquidez como, a umidade, em porcentagem, necessária para que uma ranhura feita no aparelho de Casagrande, se feche em 25 golpes. Ainda segundo o mesmo autor, é possível definir o limite de plasticidade, como o menor teor de umidade, também em porcentagem, na qual é possível moldar um cilindro de 3 mm de diâmetro, sem que o mesmo se quebre.
2.2.4 Classificação do solo pela HBR/AASHTO
A American Association of State Highway Transportation Officials (AASHTO) adota o
Highway Research Board (HRB) conhecido como Sistema de Classificação Rodoviário.
Conforme Zappe (2017) para a realização desta classificação, reúne-se em grupos e subgrupos os solos, com base em sua caracterização granulométrica, índice de plasticidade, limite de liquidez e índice de grupo. Sendo que para determinar o grupo ao qual pertence o solo, realiza-se o processo de eliminação, com barealiza-se nos itens citados anteriormente, da esquerda para a direita no quadro da Figura 5. A classificação do solo se dará, quando o mesmo coincidir com todas as características apresentadas em um grupo.
Figura 5- Classificação dos solos HRB/AASHTO
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2.3 CIMENTO PORTLAND
Criado pelo inglês Joseph Aspdin, o cimento Portland, foi patenteado pelo construtor em 1824. Neste período, a utilização de pedras de Portland em construções era comum na Inglaterra. Com base nas semelhanças apresentadas pela invenção do construtor e a pedra de Portland, o mesmo optou por registrar sua invenção com o nome da pedra, ficando conhecido assim como cimento Portland (ABCP, 2002).
Ainda segundo a ABCP (2002), o cimento Portland é constituído de um pó fino, que apresenta propriedades aglutinantes ou ligantes e aglomerantes. Sendo que, quando em contato com água, inicia um processo de endurecimento. O cimento utilizado na pesquisa em questão, será o CP V-ARI (Cimento Portland de Alta Resistência Inicial), que tem como característica principal alcançar altas resistências já nos primeiros dias de aplicação.
Conforme a ABCP (2002), o desenvolvimento da alta resistência inicial, quando entra em contato com água, dá-se devido ao emprego de uma dosagem diferenciada de argila e calcário, no processo de produção do clínquer. E também, a partir da moagem mais fina do cimento. A partir da Figura 6, é possível perceber a composição do CP V-ARI.
Figura 6-Composição do CP V- ARI
Fonte: ABCP (2002).
2.4 ÁGUA
A ABCP (2002) afirma que a água é importante para homogeneização da mistura, já que, além de reagir com cada um dos componentes da mesma, este elemento tem como função proporcionar trabalhabilidade à massa. Para cada traço se estabelece uma quantidade de água
______________________________________________________________________________ necessária, esta quantidade por sua vez, varia conforme a medida de cimento e outros materiais que compõem a mistura.
2.5 AREIA
Conforme a NBR 7211 (ABNT, 2009), a areia é um agregado miúdo, podendo ser oriunda de formação natural ou da britagem de rochas. Ainda a mesma norma, expõe que os grãos que constituem a areia, possuem diâmetros menores que 4,8 mm e maiores que 0,075 mm.
2.6 RESÍDUOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL (RCC)
Conforme Pinto (2005), o setor da construção civil, um dos setores mais importantes para a evolução econômica e social brasileira, têm cada vez mais priorizado a redução dos diversos impactos ambientais que produz. Já que, no Brasil, mais da metade dos resíduos resultantes deste setor originam-se de obras informais (sem licenciamento).
Segundo Brasil (2002), os resíduos da construção civil podem ser distribuídos em quatro classes, que podem ser observadas a seguir:
1. Classe A- Resíduos que podem ser reutilizados como agregados, como por exemplo: resíduos de demolição, construção, reparos ou até reformas;
2. Classe B- Resíduos que possuem reciclagem para outros fins, como por exemplo: papel, madeira, vidro e plásticos;
3. Classe C- Resíduos que ainda não possuem meios de reciclagem, como por exemplo: resíduos de gesso;
4. Classe D- Resíduos contaminados e/ou perigosos, como por exemplo: solventes, telhas de amianto e outros materiais prejudiciais à saúde.
Delongui (2011, p.74) afirma que “com a busca pelo desenvolvimento sustentável são apresentadas alternativas para o reaproveitamento dos resíduos da construção civil”. Em continuidade, o mesmo autor, afirma que a reciclagem do RCC gera uma redução nos impactos negativos causados por esses elementos e uma economia energética.
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2.7 TRAÇO
É a forma de expressar em proporção, no setor da construção civil, a quantidade de cada material que irá compor uma determinada mistura.
2.8 SOLO-CIMENTO
Conforme Abiko (1973) por ser um material acessível, extremamente abundante e por possuir um custo reduzido, o solo pode ser considerado um material empregado como solução em diversas habitações ao redor do mundo. Ainda de acordo com o mesmo autor, a estabilização do solo com cimento proporciona diversas vantagens a esse material, sendo elas: uma maior resistência a imersão em água, semelhanças na resistência a compressão de tijolos queimados e a não variação volumétrica do material.
De acordo com Uchimura (2006), a mistura de solo, cimento Portland e água tem como resultado o solo-cimento, como mostra a Figura 7. Sendo que este material, por sua vez, apresenta uma boa resistência a compressão, baixa permeabilidade e boa durabilidade. A quantidade de cimento utilizada nessas misturas, deve ser suficiente para proporcionar as propriedades ideais ao solo e para realizar a estabilização do mesmo.
Figura 7- Componentes da mistura de solo-cimento
Fonte: Sahara (2015)
Segundo Grande (2003) para que seja possível obter uma mistura de solo-cimento adequada, é imprescindível que haja uma compactação adequada da mesma. Já que, uma boa compactação proporciona ao produto uma melhoria em suas propriedades, gerando um melhor desempenho funcional.
______________________________________________________________________________ 2.9 BLOCOS DE SOLO-CIMENTO
O solo, quando utilizado como sistema construtivo, apresenta diversas vantagens conforme afirma Santiago (2001):
Redução do déficit habitacional em países de baixa renda, sem a geração de dívidas;
Transportes com custo reduzido;
É um sistema sustentável, visto que dispensa a queima;
Redução do uso de aquecedores, devido ao bom isolamento térmico gerado pelo sistema construtivo;
Grande (2003) afirma que, a escolha de um solo de qualidade é de extrema importância que se obtenha um bloco de solo-cimento com características aceitáveis. Já que, após a estabilização do material, podem ser observados defeitos, como por exemplo: fissuras, variações volumétricas, heterogeneidade das características e propriedades e degradação precoce do material.
Cabe ressaltar, que os blocos de solo-cimento possuem como principal vantagem o fato de serem fabricados a partir do processo de prensagem. Assim, dispensam a queima e consequentemente evitam a emissão de monóxido de carbono à atmosfera.
De acordo com a ABCP (1985), a utilização de misturas de solo-cimento como método construtivo em habitações, proporciona uma redução econômica significativa no custo final da obra.
Lima (2006, p.27) afirma que:
Contribui para esse barateamento o baixo custo do solo que, nesse caso, é o material empregado em maior quantidade. Contribuem também os fatos de se ter minimizado as despesas com transporte e os gastos com energia. Existe ainda a possibilidade de aproveitamento de mão-de-obra não qualificada, o que reduz ainda mais os custos envolvidos.
Conforme Grande (2003) a fabricação dos blocos de solo-cimento é constituída de quatro etapas:
_____________________________________________________________________________________________
Segunda etapa: preparo da mistura, que consiste em adicionar cimento e homogeneizar os materiais e após, adiciona-se água e misturam-se os componentes garantindo uma umidade uniforme à mistura;
Terceira etapa: moldagem dos blocos, cuidando para que haja uma prensagem uniforme do material;
Quarta etapa: Realização da cura e do armazenamento dos blocos de solo-cimento; De acordo com Motta et al. (2014), os blocos de solo-cimento, apresentam duas partes vazadas em seu interior, constituindo câmaras de ar no mesmo, em consequência disso, apresentam um melhor isolamento térmico e acústico do que os sistemas construtivos comuns. Além disso, esta parte vazada, por sua vez, reduz o peso dos blocos, gerando uma menor carga a ser distribuída nas fundações da edificação, como é possível observar na Figura 8, anexada a seguir.
Figura 8-Alvenaria com bloco de solo-cimento
Fonte: MF Rural (2012).
O emprego dos RCCs na produção destes blocos, beneficia o meio ambiente, visto que, estes resíduos muitas vezes são descartados incorretamente. Além disso, é um bloco que possui encaixes para a execução de alvenarias, reduzindo a quantidade de argamassa a ser utilizada e o tempo de execução (MOTTA et. al, 2014).
______________________________________________________________________________ 2.10 ANÁLISE DIMENSIONAL
A norma NBR 10836 (ABNT, 2013) descreve o método do ensaio de análise dimensional que deve ser aplicado aos blocos de solo-cimento. Ainda, conforme a mesma norma, devem ser realizadas três determinações, em milímetros, para cada uma das dimensões, sendo estas, altura, largura e comprimento.
A norma NBR 15270-1 (ABNT, 2017) apresenta os requisitos que os blocos cerâmicos devem apresentar para a análise dimensional, estes requisitos, por sua vez, são demonstrados no Quadro 1. Além disso, a norma permite uma variação de ±3 mm em cada uma das determinações como mostra a Figura 9 anexada a seguir.
Figura 9- Tolerâncias dimensionais admitidas pela NBR 15270-1
Fonte: NBR 15270-1 (ABNT, 2013) Quadro 1- Requisitos para análise dimensional
DETERMINAÇÃO Dimensão indicada (mm) Dimensão mín. (mm) Dimensão máx. (mm) LARGURA 140 137 143 ALTURA 65 62 68 COMPRIMENTO 290 287 293 Fonte: ABNT (2017)
2.11 ENSAIO DE RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO
A NBR 10836 (ABNT, 2013) determina que para a realização do ensaio de resistência à compressão simples, em um primeiro momento, os blocos devem ser nivelados, a fim de obter-se faces planas e paralelas. Para isso, é realizado o capeamento das faces dos blocos, com uma pasta
_____________________________________________________________________________________________
de cimento Portland de consistência plástica. Após a regularização das faces, os corpos de prova devem ser submetidos a imersão em água durante um período de no mínimo 6 horas, sendo considerado o estado mais crítico ao qual poderiam se encontrar.
Após estes procedimentos, determinam-se as dimensões dos corpos de prova com o auxílio de uma régua de precisão. Para o rompimento, os corpos de prova são levados à máquina de compressão, na qual devem ser centralizados e uma carga é aplicada sobre os mesmos, até que se atinja a ruptura dos corpos de prova. A seguir na Figura 10, é possível observar a prensa.
Figura 10- Ensaio de resistência a compressão
Fonte: autoria própria (2019)
Conforme a NBR 10836 (ABNT, 2013) a resistência a compressão é obtida através da Equação 1, onde: τ = tensão de ruptura [KN/mm²], F = carga de ruptura [KN], A = área da seção transversal do corpo de prova [mm²].
______________________________________________________________________________ Equação 1- Fórmula da tensão de ruptura
𝜎 =
𝐹𝐴 (1)
Fonte: NBR 10836 (ABNT, 2013).
A NBR 10834 (ABNT, 2013), exige alguns valores mínimos de resistência a compressão, como requisitos para que os blocos possam ser utilizados, sendo eles: mínimo de 1,7 Mpa para cada bloco individualmente e o mínimo de 2 Mpa para a média entre todos os corpos de prova submetidos ao ensaio.
2.12 ENSAIO DE ABSORÇÃO DE ÁGUA
No ensaio de absorção, regido pela NBR 10836 (ABNT, 2013), os blocos são levados à estufa e permanecem na mesma durante 24 horas. Após serem retirados, os mesmos são pesados sendo este valor considerado a Massa Seca (MS) do bloco. Por conseguinte, são levados a um tanque cheio de água, no qual permanecem submersos durante um período de 24 horas. Passado este período, os blocos são retirados do tanque e pesados novamente, sendo este valor a Massa Úmida (MU) de cada bloco.
Este ensaio, fornece, em porcentagem, a conexão entre o peso seco e o peso saturado da amostra. Objetivando apontar a quantidade absorvida de água pela mistura em seu estado mais crítico (submerso).
A NBR 10834 (ABNT, 2013) descreve que os resultados deste ensaio, para a média das determinações devem ser menores ou iguais a 20% e menores ou iguais a 22% para as determinações individuais. Estes resultados, por sua vez, são obtidos pela Equação 2, apresentada a seguir, onde Ms equivale a massa seca dos blocos e Mu equivale a massa úmida.
Equação 2-Determinação do ensaio de absorção de água
𝐴𝐴 (%) =𝑀𝑢−𝑀𝑠𝑀𝑠 𝑥 100 (2)
_____________________________________________________________________________________________
3 MÉTODO DE PESQUISA
Neste capítulo, serão apresentados os materiais e métodos de pesquisa utilizados no presente trabalho de conclusão de curso.
3.1 ESTRATÉGIA DE PESQUISA
Neste capítulo serão apresentados os métodos de abordagem, com os devidos detalhes da realização da pesquisa. Por conseguinte, serão explanadas as técnicas utilizadas, os materiais empregados na execução do estudo, e por fim detalhados os procedimentos de ensaios adotados. 3.2 MATERIAIS
3.2.1 Solo
O solo utilizado na presente pesquisa, é oriundo do município de Ijuí/RS e foi retirado do horizonte B de um talude, localizado próximo ao hospital veterinário do campus da Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul (UNIJUÍ). O local de coleta do material pode ser observado na Figura 11.
Figura 11-Local de coleta do solo utilizado
Fonte: autoria própria (2019)
Já na Figura 12, é possível observar o solo após a coleta e a realização da secagem em estufa a 110º C.
______________________________________________________________________________ Figura 12-Solo utilizado após secagem
Fonte: autoria própria (2019)
3.2.2 Resíduos da Construção Civil (RCCs)
Os resíduos utilizados têm origem na empresa Resicon, localizada no município de Santa Rosa/RS. Esta por sua vez, realiza a coleta dos resíduos nas obras do município e envia parte desse material, mediante solicitação, para o laboratório de Engenharia Civil da UNIJUÍ. A fim de colaborar com as pesquisas que empregam os RCCs. A seguir, é possível observar na Figura 13, os RCCs utilizados na presente pesquisa.
Figura 13-Resíduos da construção civil (RCC)
Fonte: autoria própria (2019)
3.2.3 Areia
_____________________________________________________________________________________________
3.2.4 Cimento
Optou-se pela utilização do cimento CP V-ARI, por ser um cimento que proporciona alta resistência inicial à mistura.
3.3 DETERMINAÇÃO DAS MISTURAS
Determinou-se, com base nas revisões bibliográficas, que seriam utilizadas três misturas de solo-cimento para a presente pesquisa, com diferentes porcentagens de solo em cada uma. É possível observar abaixo, em porcentagem, a quantidade dos agregados utilizados em cada mistura.
Mistura 1: 33% de solo + 33% de areia + 33% de RCC;
Mistura 2: 60% de solo + 20% de areia+ 20% de RCC;
Mistura 3: 70% de solo + 15% de areia + 15% de RCC;
Optou-se pela utilização de um traço igual a 1:8 para as misturas mostradas anteriormente, sendo uma parte de cimento para oito partes de solo, RCC e areia. Já que, esse traço é melhor assimilado em obras. Determinou-se a quantidade de cada material necessária, para que se realizassem as moldagens dos blocos de solo-cimento. Sendo que o detalhamento das quantidades de materiais em quilogramas, com o aglomerante (cimento), utilizados em cada mistura e suas respectivas porcentagens podem ser observados no Quadro 2 mostrada abaixo.
Quadro 2-Quantidades de materiais utilizados em cada mistura
MISTURAS COMPOSIÇÃO DA MISTURA EM PORCENTAGEM TOTAL (%) COMPOSIÇÃO DA MISTURA EM KG TOTAL (KG) SOLO RCC AREIA CIMENTO SOLO RCC AREIA CIMENTO
M1 29,03% 29,03% 29,03% 12,91% 100 9,0 9,0 9,0 4,0 31,0 M2 51,52% 18,18% 18,18% 12,12% 100 17,0 6,0 6,0 4,0 33,0 M3 64,10% 12,82% 12,82% 10,26% 100 25,0 5,0 5,0 4,0 39,0
______________________________________________________________________________ 3.4 ENSAIO DE CARACTERIZAÇÃO GRANULOMÉTRICA
Regido pela norma NBR 7181 (ABNT, 2018), o ensaio de caracterização granulométrica pode ocorrer através do peneiramento do material ou pela combinação entre os processos de peneiramento e sedimentação. Na presente pesquisa, optou-se por realizar esse ensaio através da combinação entre os processos, a fim de obter uma análise mais detalhada dos materiais.
Caracterizou-se granulometricamente o solo em seu estado natural e, cada uma das misturas estudadas. A seguir, é possível observar na Figura 14, registros da preparação das amostras para o ensaio de sedimentação. No qual, separou-se uma quantidade de 70g a 80g de material passante na peneira de 2,0 mm de abertura (nº 10), dispostos em uma cápsula de porcelana com 125ml de solução de hexametafosfato de sódio (defloculante) durante um período de 24 horas.
Figura 14- Preparação da amostra
Fonte: autoria própria (2019).
Passado este período, as amostras foram levadas ao dispersor de amostras demonstrado na Figura 15 (a), onde permanecem durante 20 minutos. E, por conseguinte, são colocadas em uma proveta com água destilada demonstrada na Figura 15 (b), na qual permanecem até que sejam realizadas todas as leituras de densidade (com o auxílio de um densímetro) e de temperatura (com o auxílio de um termômetro).
_____________________________________________________________________________________________ Figura 15- Dispersor de amostras (a); Provetas (b)
(a) (b) Fonte: autoria própria (2019)
A partir deste ensaio, é possível gerar graficamente uma curva de distribuição granulométrica para cada material. Composta pelo diâmetro dos grãos (eixo das abscissas) em função da porcentagem retida e porcentagem passante de material (eixo das ordenadas).
3.5 DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA
A NBR 6508 (ABNT, 1984) apresenta os procedimentos para a determinação da massa específica pelo método do picnômetro. Em um primeiro momento, foram separadas cerca de 100 gramas de cada mistura e do solo em seu estado natural. Estas amostras, por sua vez, foram dispostas em cápsulas e colocadas na estufa a uma temperatura de 110º C, onde permaneceram durante um período de 24 horas.
Após a retirada das cápsulas da estufa, iniciou-se o preparo dos picnômetros utilizados, sendo que o primeiro passo foi pesar, em uma balança com resolução de 0,01g o picnômetro vazio com tampa. Anotada esta medida, com o auxílio de um funil, despejou-se a amostra seca em estufa dentro do picnômetro e após o mesmo foi pesado.
Em sequência, utilizando um frasco contendo água destilada, cobriu-se o solo contido no picnômetro, deixando uma lâmina de água destilada acima deste solo com espessura de ± 1cm.
______________________________________________________________________________ Após este processo, o picnômetro foi submetido a bomba de vácuo, na qual todo o ar no interior da amostra foi retirado, como pode ser observado na Figura 16.
Figura 16- Retirada do ar através da bomba de vácuo
Fonte: autoria própria (2019)
A amostra permaneceu sob ação da bomba de vácuo durante os 20 minutos prescritos pela NBR 6508 (ABNT, 1984), sendo agitada a cada 5 minutos. Após este período, a mesma foi retirada e completou-se o picnômetro com água destilada até o seu gargalo, sendo que o mesmo foi pesado como mostra a Figura 17 anexada abaixo.
Figura 17- Pesagem do picnômetro com solo e água destilada
_____________________________________________________________________________________________
3.6 DETERMINAÇÃO DOS LIMITES DE ATTERBERG
Para a determinação do limite de liquidez (LL) regido pela norma NBR 6459 (ABNT, 2017) e do limite de plasticidade (LP) regido pela norma NBR 7180 (ABNT, 2016). Prepararam-se amostras de 500 gramas, passantes na peneira de abertura 0,425mm (nº 40) do solo in natura e de cada uma das misturas (M1, M2 e M3), mostradas nas Figuras 18 (a) e (b) respectivamente.
Figura 18- Amostra de solo in natura (a); Amostras das misturas (b)
(a) (b) Fonte: autoria própria (2019).
Os materiais utilizados para as determinações dos limites de liquidez (LL) e dos limites de plasticidade (LP), podem ser observados nas Figuras 19 (a) e (b) anexadas abaixo.
Figura 19- Limite de liquidez (a); Limite de plasticidade (b)
(a) (b) Fonte: autoria própria (2019)
______________________________________________________________________________ 3.7 MOLDAGEM DOS BLOCOS
Com base nas composições de cada mistura, apresentadas no item 3.4 e nas pesquisas bibliográficas realizadas para o presente estudo, optou-se por peneirar os materiais na peneira de abertura igual a 1,2mm (nº 16). Com a finalidade de proporcionar um melhor acabamento final aos blocos de solo-cimento e diminuir o número de vazios em seu interior.
Após o peneiramento dos materiais, os mesmos foram separados como mostra a Figura 20 (a), respeitando as quantidades calculadas e, por conseguinte, misturados em um carrinho de mão com o auxílio de uma enxada e uma colher de solo, como pode ser observado na Figura 20 (b), ambas as Figuras estão anexadas a seguir.
Figura 20- Separação dos materiais (a); Homogeneização dos materiais (b)
(a) (b)
Fonte: autoria própria (2019)
Após a homogeneização dos materiais, as misturas foram levadas à prensa, apresentada na Figura 21 anexada.
_____________________________________________________________________________________________ Figura 21- Prensa utilizada
Fonte: autoria própria (2018)
Na qual, foi adicionada uma quantidade suficiente de material para moldar dois blocos por vez, como pode ser observado na Figura 22.
Figura 22- Moldagem dos blocos
______________________________________________________________________________ Não foi possível realizar a moldagem dos blocos de solo-cimento com a mistura M1, já que, no momento de retirada da prensa os blocos se rompiam devido a baixa coesão.
Conforme a NBR 10836 (ABNT, 2013), devem ser moldados dez blocos de solo-cimento por mistura, visto que sete blocos devem ser submetidos ao ensaio de resistência a compressão e três blocos ao ensaio de absorção de água. Devido a isso, moldaram-se onze blocos para cada mistura, com a finalidade de obter um bloco reserva caso ocorresse algum imprevisto no decorrer dos ensaios, como pode ser observado na Figura 23, demonstrada a seguir.
Figura 23- Blocos de solo-cimento após a moldagem
Fonte: autoria própria (2019)
3.8 ANÁLISE DIMENSIONAL
O ensaio de análise dimensional é preconizado pela norma NBR 10836 (ABNT, 2013) a qual, descreve que, devem ser realizadas duas determinações, em milímetros, para cada uma das dimensões dos blocos de solo-cimento. Sendo estas, largura, altura e comprimento, para que, por conseguinte, seja realizada a média entre estas determinações e se obtenha os valores finais de cada uma das dimensões.
A seguir, é possível observar na Figura 24 (a) e (b) a realização das determinações das dimensões dos blocos de solo-cimento com o auxílio de um paquímetro.
_____________________________________________________________________________________________ Figura 24- Determinação da largura (a); Determinação da altura (b)
(a) (b)
Fonte: autoria própria (2019)
Considerando que a norma NBR 10836 (ABNT, 2013), estipula apenas o método de ensaio de análise dimensional para os blocos de solo-cimento, mas que, assim como as outras normas, não apresenta requisitos dimensionais para este tipo de bloco. Optou-se pela utilização da norma NBR 15270-1 (ABNT, 2017) como base para analisar os resultados obtidos neste ensaio, já que, a mesma apresenta os requisitos dimensionais para blocos e tijolos cerâmicos.
3.9 ENSAIO DE RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO
O ensaio de resistência a compressão foi realizado após a conclusão do processo de cura dos blocos de solo-cimento, ou seja, 28 dias após a moldagem dos mesmos. Para a realização deste ensaio, conforme a norma NBR 10836 (ABNT, 2013) em um primeiro momento, realizou-se a retirada das saliências que os blocos possuem, como mostra a Figura 25, que são utilizadas na execução de alvenarias para encaixe. De acordo com a norma, essas saliências devem ser retiradas para que ocorra de forma correta o nivelamento dos blocos no processo de capeamento.
______________________________________________________________________________ Figura 25- Nivelamento dos blocos
Fonte: autoria própria (2019)
Após este processo, foi realizado o capeamento das faces dos blocos, com uma pasta de cimento Portland, areia e água, respeitando uma proporção de 1:1. O processo de capeamento, visa proporcionar às faces dos blocos o nivelamento das mesmas e pode ser observado na Figura 26 anexada a seguir.
Figura 26- Processo de capeamento
Fonte: autoria própria (2019)
Concluído o processo de capeamento, os blocos foram levados para um tanque com água, onde ficaram submersos durante o período de 24 horas antecedentes ao rompimento. Estado este, considerado o mais crítico ao qual poderiam ser submetidos.
_____________________________________________________________________________________________
Após o período citado anteriormente, os blocos de solo-cimento foram levados à prensa, onde foram submetidos ao ensaio de resistência a compressão, como mostra a Figura 27 a seguir.
Figura 27- Ensaio de resistência a compressão
Fonte: autoria própria (2019)
3.10 ENSAIO DE ABSORÇÃO DE ÁGUA
Para a realização do ensaio de absorção de água, conforme a norma NBR 10836 (ABNT 2013), após a realização do processo de cura dos blocos de solo-cimento, os mesmos foram levados à estufa, onde permaneceram durante o período de 24 horas. Determinando-se assim a massa seca (Ms) dos blocos, como pode-se observar na Figura 28.
______________________________________________________________________________ Figura 28- Determinação da massa seca dos blocos
Fonte: autoria própria (2019)
Por conseguinte, após a determinação da massa seca, os blocos foram levados para um tanque completo com água, onde ficaram submersos durante o período de 24 horas. Determinando-se assim, a massa úmida (Mu) dos mesmos, como pode-Determinando-se obDeterminando-servar na Figura 29 anexada a Determinando-seguir.
Figura 29- Determinação da massa úmida
Fonte: autoria própria (2019)
Realizadas as determinações, os valores obtidos são substituídos na equação da determinação do índice de absorção de água (demonstrada no item 2.11 do presente estudo). A partir da qual, é possível obter os índices de absorção de água, em porcentagem, para cada um dos blocos de solo-cimento.
_____________________________________________________________________________________________
4 RESULTADOS
Neste capítulo, serão apresentados os resultados obtidos a partir dos ensaios realizados na presente pesquisa.
4.1 CARACTERIZAÇÃO GRANULOMÉTRICA
Com base no ensaio de caracterização granulométrica realizado para o solo em seu estado natural e para as misturas M1 (33% de solo), M2 (60% de solo), M3 (70% de solo), foi possível gerar as curvas de distribuição granulométricas e a composição, em porcentagem, de cada amostra. Sendo que na Figura 30, pode ser observada a curva de distribuição granulométrica do solo em seu estado natural, resultando em uma composição de 64,14% de argila, 26,82% de silte, 7,36% de areia fina, 1,03% de areia média, 0,49% de areia grossa e 0,16% de pedregulho.
Figura 30- Curva granulométrica do solo in natura
______________________________________________________________________________ Já na Figura 31, pode ser observada a curva de distribuição granulométrica da mistura M1, resultando em uma composição de 16,26% de argila, 21,99% de silte, 22,74% de areia fina, 19,65% de areia média, 15,71% de areia grossa e 3,65% de pedregulho.
Figura 31- Curva granulométrica da mistura M1
Fonte: autoria própria (2019)
Na Figura 32, pode ser observada a curva de distribuição granulométrica da mistura M2, resultando em uma composição de 29,85% de argila, 31,21% de silte, 14,84% de areia fina, 11,88% de areia média, 9,70% de areia grossa e 2,52% de pedregulho.
_____________________________________________________________________________________________ Figura 32- Curva granulométrica da mistura M2
Fonte: autoria própria (2019)
Já na Figura 33, pode ser observada a curva de distribuição granulométrica da mistura M3, resultando em uma composição de 36,85% de argila, 27,84% de silte, 14,01% de areia fina, 11,44% de areia média, 6,70% de areia grossa e 3,16% de pedregulho.
______________________________________________________________________________ Figura 33- Curva granulométrica da mistura M3
Fonte: autoria própria (2019)
A partir das representações gráficas apresentadas anteriormente, foi possível comparar os valores, de cada um dos materiais constituintes das misturas e do solo in natura. Esta comparação, por sua vez, pode ser observada no Quadro 3, demonstrada a seguir.
Quadro 3- Composição das misturas em porcentagem
MATERIAIS AMOSTRAS M33% M60% M70% solo in natura ARGILA 16,26% 29,85% 36,85% 64,14% SILTE 21,99% 31,21% 27,84% 26,82% AREIA FINA 22,74% 14,84% 14,01% 7,36% AREIA MÉDIA 19,65% 11,88% 11,44% 1,03% AREIA GROSSA 15,71% 9,70% 6,70% 0,49% PEDREGULHO 3,65% 2,52% 3,16% 0,16%
_____________________________________________________________________________________________
A NBR 10833 (ABNT, 2013) exige que o solo utilizado nas misturas de solo-cimento apresente uma porcentagem passante na peneira de 4,8mm (nº4) igual a 100% e uma porcentagem passante na peneira de 0,075mm (nº200) que se encontre no intervalo de 10% a 50%. Com base nesta ideia e realizando a análise dos resultados obtidos no ensaio de caracterização granulométrica, é possível perceber que todas as amostras possuem 100% de seu material passante na peneira de número 4, atendendo os requisitos estipulados pela norma.
Já na peneira de número 200, somente a mistura M1 possui porcentagem de material passante que se enquadra no intervalo de 10% a 50% admitidos pela NBR 10833 (ABNT, 2013). Com base na análise das curvas granulométricas demonstradas nas Figuras 32 e 33, acredita-se que as demais misturas não atendam este requisito devido a alta porcentagem de solo utilizada em suas composições, visto que, quanto maior a porcentagem de solo empregado na mistura, maior será a quantidade de materiais finos presente na mesma.
4.2 LIMITES DE ATTERBERG E MASSA ESPECÍFICA
A partir da execução do ensaio de massa específica e dos ensaios do limite de liquidez (LL) e do limite de plasticidade (LP), foi possível gerar os resultados demonstrados no Quadro 4 anexada abaixo e, além disso, determinar o índice plástico de cada uma das amostras.
Quadro 4- Limites de consistência e massa específica
LIMITES FÍSICOS AMOSTRAS M33% M60% M70% solo in natura LL 28,2 39,3 44,5 65% LP 17,91 19,54 22,36 39% IP 10,29 19,76 22,14 26% MASSA ESPECÍFICA 2,69 2,75 2,81 2,88
Fonte: autoria própria (2019)
A NBR 10833 (ABNT, 2013) exige que o solo, para ser utilizado em misturas de solo-cimento, apresente um índice de plasticidade menor ou igual a 18% e um limite de liquidez menor ou igual a 45%. Devido a isso, analisando os resultados apresentados na Tabela 4, é possível constatar que todas as misturas atenderam o valor do limite de liquidez (LL) estipulado pela norma, apresentando valores inferiores aos 45% admitidos.
______________________________________________________________________________ Contudo, apenas a mistura M1 atende os requisitos exigidos para os índices de plasticidade (IP), apresentando um valor inferior aos 18% admitidos em norma. Acredita-se que esta situação ocorra, devido as altas porcentagens de materiais finos presentes nas misturas M2 e M3, que podem ser observadas na análise granulométrica apresentada no item 4.1 do presente trabalho.
Visto que, quanto mais fino um material, maior sua superfície específica, ou seja, maior será a sua área porosa exposta ao ambiente e consequentemente maior o seu limite de liquidez. 4.3 CLASSIFICAÇÃO DO SOLO
A partir da classificação do solo utilizado, oriundo do município de Ijuí/RS, utilizando o sistema de classificação da HBR/AASHTO foi possível definir o grupo do qual o mesmo faz parte. Como pode ser observado na Figura 34 a seguir.
Figura 34- Classificação do solo de Ijuí/RS
Fonte: DNIT (2006)
Analisando a classificação realizada, é possível perceber que o solo pode ser classificado como um solo argiloso A-7-5.
_____________________________________________________________________________________________
4.4 ANÁLISE DIMENSIONAL
A NBR 15270-1 (ABNT, 2017) apresenta alguns requisitos para as dimensões de largura, altura e comprimento que os blocos devem atender. Estes requisitos, serão apresentados no Quadro 5 anexado a seguir. Vale ressaltar, que esta norma, por sua vez, permite uma variação de ±3mm para cada uma das dimensões, gerando assim dimensões máximas e mínimas admitidas além da indicada.
Quadro 5- Requisitos dimensionais NBR 15270
DETERMINAÇÃO Dimensão indicada
(mm) Dimensão mín. (mm) Dimensão máx. (mm) LARGURA 140 137 143 ALTURA 65 62 68 COMPRIMENTO 290 287 293 Fonte: NBR 15270-1 (ABNT, 2017)
Em consequência da impossibilidade de moldagem da mistura M1, o ensaio de análise dimensional foi realizado apenas com as misturas M2 e M3. A partir do qual, foi possível gerar a representação gráfica que podem ser observadas nas Figuras 35 para a largura dos blocos da mistura M2.
Figura 35- Análise da largura da mistura M2
______________________________________________________________________________ Analisando os resultados obtidos para as larguras dos blocos é possível observar que na mistura M2, dois blocos apresentaram larguras superiores aos valores permitidos pela norma, sendo que os demais blocos ficaram de acordo com as dimensões exigidas.
A seguir, na Figura 36, podem ser observadas as alturas obtidas pelos blocos da mistura M3.
Figura 36- Análise da largura da mistura M3
Fonte: autoria própria (2019)
Pode-se constatar que na mistura M3 todos os blocos apresentaram larguras superiores ao admitido, portando não estão de acordo com a norma.
São apresentados a seguir, os resultados obtidos na análise dimensional para as alturas dos blocos da mistura M2, apresentados na Figura 37.
_____________________________________________________________________________________________ Figura 37- Análise da altura da mistura M2
Fonte: autoria própria (2019)
A partir dos resultados obtidos para a altura dos blocos, é possível observar que na mistura M2, quatro blocos apresentaram alturas superiores aos valores permitidos pela norma, sendo que os demais blocos ficaram de acordo com as dimensões exigidas.
As alturas dos blocos pertencentes a mistura M3, podem ser observadas na Figura 38 respectivamente.
Figura 38- Análise da altura da mistura M3
______________________________________________________________________________ A representação gráfica da Figura 38, demonstra que na mistura M3 cinco blocos apresentaram alturas superiores ao admitido, sendo assim, nenhuma das misturas preencheu os requisitos apresentados pela norma, quanto a altura.
A seguir, na Figura 39, é possível observar os resultados obtidos na análise dimensional, para os comprimentos dos blocos de solo-cimento, da mistura M2.
Figura 39- Análise do comprimento da mistura M2
Fonte: autoria própria (2019)
Com base na Figura 39, percebe-se que na mistura M2 quatro blocos apresentaram comprimentos superiores ao permitidos pela norma, sendo que os outros três blocos pertencentes a amostra, estão de acordo com o admitido.
Na Figura 40, serão apresentados os resultados para os comprimentos dos blocos obtidos pela mistura M3.
_____________________________________________________________________________________________ Figura 40- Análise do comprimento da mistura M3
Fonte: autoria própria (2019)
Pode-se observar que na mistura M3, todos os blocos apresentaram comprimentos superiores ao admitido pela NBR.
Acredita-se que os blocos não atenderam os requisitos descritos pela NBR 15270-1 (ABNT, 2017), quanto a análise dimensional devido à variação e ou falta de pressão na prensa utilizada durante o processo de moldagem dos mesmos, gerando-se assim, blocos de solo-cimento com dimensões não uniformes.
4.5 RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO
O ensaio de resistência a compressão, por sua vez, foi realizado aos 28 dias após a moldagem das misturas e a conclusão do processo de cura dos blocos de solo-cimento. Visto que, não foi possível a realização do presente ensaio com a mistura M1, serão apresentados a seguir, no Quadro 6, os resultados obtidos pelos blocos da mistura M2.
______________________________________________________________________________ Quadro 6- Resistências a compressão da mistura M2
Nº CORPO DE PROVA RESISTÊNCIA (Mpa) 1 2,18 2 1,82 3 3,42 4 2,78 5 2,15 6 2,05 7 2,06 MÉDIA (Mpa) 2,35
Fonte: autoria própria (2019)
Com base no Quadro 6, foi possível gerar a representação gráfica apresentada nas Figura 41.
Figura 41- Resistência a compressão da mistura M2
Fonte: autoria própria (2019)
A norma NBR 10834 (ABNT, 2013) estabelece que os blocos de solo-cimento, aos 28 dias, devem apresentar valores de resistência a compressão superiores a 1,7 Mpa para os valores individuais e 2,0 Mpa para a média entre as determinações. Partindo desta ideia e com base na análise dos resultados obtidos apresentados no Quadro 6 e na Figura 41, é possível constatar que, na mistura M2 todos os blocos apresentaram resistência a compressão superior aos valores exigidos
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 1 2 3 4 5 6 7 RE S IS T Ê NC IA A COM P RE S S ÃO (M p a) CORPOS DE PROVA
RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO M2
_____________________________________________________________________________________________
pela norma e a média entre as determinações resultou em um valor de 2,5 Mpa, atendendo assim por completo os requisitos.
A seguir, no Quadro 7, podem ser observados os resultados de resistência a compressão obtidos pelos blocos da mistura M3.
Quadro 7- Resistências a compressão da mistura M3
Nº CORPO DE PROVA RESISTÊNCIA (Mpa) 1 2,19 2 1,67 3 2,02 4 1,24 5 2,33 6 1,65 7 2,09 MÉDIA (Mpa) 1,88
Fonte: autoria própria (2019)
Com base no Quadro 7, foi possível gerar a representação gráfica apresentada na Figura 42.
Figura 42- Resistência a compressão da mistura M3
Fonte: autoria própria (2019)
0 0,5 1 1,5 2 2,5 1 2 3 4 5 6 7 RE S IS T Ê NC IA A COM P RE S S ÃO (M p a) CORPOS DE PROVA
