TIJOLOS DE SOLO-CIMENTO REFORADO COM SERRAGEM DE MADEIRA

Sandra Regina da Silva

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAISESCOLA DE ENGENHARIA

CURSO DE PS-GRADUAO EM ENGENHARIA DE ESTRUTURAS TIJOLOS DE SOLO-CIMENTO REFORADO COM SERRAGEM DE MADEIRA

Sandra Regina da Silva Dissertao apresentada ao Curso de PsGraduao em Engenharia de Estruturas da Escola de Engenharia da Universidade Federal de Minas Gerais, como parte dos requisitos necessrios obteno do ttulo de "Mestre em Engenharia de Estruturas". Comisso Examinadora: ____________________________________ Prof. Dr. Edgar Vladimiro Mantilla Carrasco DEES-UFMG - (Orientador) ____________________________________ Prof. Dra. Judy Norka Rodo de Mantilla ETG-UFMG (Co-orientadora) ____________________________________ Prof. Dr. Lus Eustquio Moreira DEES-UFMG ____________________________________ Prof. Dr. Khosrow Ghavami PUC-RIO Belo Horizonte, 01 de junho de 2005

AGRADECIMENTOS

Meus sinceros agradecimentos: A Deus; Aos meus familiares, e ao Marcus pelo apoio e pacincia; Ao professor Edgar e prof. Judy pela orientao e incentivo; Aos amigos que no mediram esforos e muito contriburam neste trabalho: Renata, Ana Lcia, Carla, Eliene, Ricardo; Aos bolsistas do LAEES e do Laboratrio de Geotecnia pela ajuda em alguns momentos do trabalho; Aos funcionrios Erik, Frederico, Hidelbrando e Geraldo do LAEES e Paulo do Laboratrio de Geotecnia, pelo grande auxlio ao longo do trabalho; Ao Sr. Benedito de Catas Altas pela experincia partilhada no incio do trabalho; professora Maria das Graas Gardoni, coordenadora do Laboratrio de Geotecnia; ao professor Raul Zanoni e tcnica Rita do Laboratrio de Anlise por Raios X, do Departamento de Engenharia de Minas; A todos os professores que contriburam para a realizao deste trabalho; Aos funcionrios do DEES por toda cooperao; Ao Programa de Usos Mltiplos de Florestas Renovveis da Secretaria de Estado de Cincia e Tecnologia de Minas Gerais CONECIT, pelo apoio financeiro atravs da FAPEMIG; Coordenao de Aperfeioamento de Pessoal de Nvel Superior CAPES - pela bolsa de mestrado concedida; E a todos os que direta ou indiretamente me ajudaram com a sua amizade, incentivandome e mostrando-me o quanto importante lutar por um objetivo.

SUMRIOLISTA DE FIGURAS ..............................................................................................................i LISTA DE GRFICOS ...........................................................................................................v LISTA DE QUADROS .........................................................................................................vii LISTA DE TABELAS ........................................................................................................ viii RESUMO ............................................................................................................................x ABSTRACT ........................................................................................................................xi 1. INTRODUO ................................................................................................................ 1 2. O SOLO ....................................................................................................................... 10 2.1. A escolha do solo ..................................................................................................... 10 2.2. Caracterizao do solo ............................................................................................. 11 2.3. Tcnicas para melhorar solos .................................................................................. 12 3. O SOLO-CIMENTO ........................................................................................................ 13 3.1. Vantagens da utilizao do solo-cimento ................................................................ 13 3.2. Resistncia da mistura solo-cimento ....................................................................... 15 3.3. Compactao e prensagem ...................................................................................... 18 3.4. Tempo e condies de cura da mistura solo-cimento.............................................. 21 3.5. Adio de fibras para melhoria das propriedades.................................................... 25 4. AS FIBRAS E OS RESDUOS DE MADEIRA....................................................................... 26 4.1. Caracterstica das fibras vegetais............................................................................. 27 4.1.1. O Mdulo de Elasticidade das fibras.................................................................... 30 4.1.2. Comportamento de compsitos matriz-fibras ...................................................... 31 4.1.3. Retardadores de pega............................................................................................ 34 4.2. Degradao das fibras.............................................................................................. 37 4.3. Vantagens e desvantagens da utilizao de fibras ................................................... 39 4.3.1. Vantagens das fibras............................................................................................. 39 4.3.2. Desvantagens das fibras vegetais ......................................................................... 41 4.4. Compatibilidade matriz-fibras................................................................................. 42 4.5. A mistura solo-cimento-fibras ................................................................................. 44 4.6. Tratamento e proteo das fibras............................................................................. 45 5. O TIJOLO ..................................................................................................................... 49 5.1. Propriedades dos tijolos........................................................................................... 51 5.2. Processo de fabricao dos tijolos ........................................................................... 52

5.3. Caractersticas dos tijolos de solo-cimento ............................................................. 53 5.4. Fronteira do conhecimento ...................................................................................... 55 6. TIJOLOS DE SOLO-CIMENTO-RESDUOS DE MADEIRA - OBJETIVOS ESPECFICOS ........... 56 7. MATERIAIS.................................................................................................................. 58 7.1. Materiais para a mistura solo-cimento-resduos...................................................... 58 7.1.1. Solo....................................................................................................................... 58 7.1.2. Cimento ................................................................................................................ 58 7.1.3. gua ..................................................................................................................... 59 7.1.4. Resduos de madeira............................................................................................. 59 7.2. Equipamentos e aparelhagem .................................................................................. 59 7.3. O Sistema de Aquisio de Dados - SAD ............................................................... 62 7.3.1. Conexo e configurao dos canais de entrada do ADS-2000............................. 63 7.3.2. Calibrao dos aparelhos ...................................................................................... 65 8. METODOLOGIA ........................................................................................................... 67 8.1. Coleta e preparao das amostras de solo ............................................................... 67 8.2. Caracterizao dos solos.......................................................................................... 71 8.2.1. Teor de umidade ................................................................................................... 72 8.2.2. Limites de consistncia......................................................................................... 72 8.2.2.1. Limite de Liquidez ........................................................................................... 72 8.2.2.2. Limite de Plasticidade ....................................................................................... 73 8.2.3. Massa especfica dos slidos ................................................................................ 73 8.2.4. Anlise granulomtrica......................................................................................... 74 8.2.5. Compactao Proctor Normal .............................................................................. 74 8.3. Ensaios de compresso nos corpos-de-prova .......................................................... 76 8.3.1. Dimenso dos corpos-de-prova ............................................................................ 76 8.3.2. Preparao dos corpos-de-prova........................................................................... 78 8.3.3. Dosagem dos corpos-de-prova ............................................................................. 78 8.3.4. A moldagem dos corpos-de-prova........................................................................ 81 8.3.5. Ensaio de compresso simples ............................................................................. 83 8.3.6. Ensaio de compresso diametral........................................................................... 85 8.4. Ensaios de compresso simples em tijolos e prismas...............................................86 8.4.1. A dimenso do tijolo .............................................................................................86 8.4.2. Dosagem dos tijolos ..............................................................................................86 8.4.3. Confeco dos tijolos ............................................................................................88 8.4.4. Ensaio de compresso simples ..............................................................................91 8.5. Ensaios no-destrutivos ............................................................................................92 8.6 Instrumentao dos tijolos ........................................................................................94 9. RESULTADOS: APRESENTAO E DISCUSSO ...............................................................95 9.1. Resultados dos ensaios de caracterizao dos solos.................................................95 9.2. Estudo da presso de moldagem em corpos-de-prova de solo e solo-cimento .......................................................................................................... 100 9.3. Avaliao da resistncia da mistura solo-cimento e solo-cimento-resduos de madeira ........................................................................ 104

9.4. Avaliao da velocidade de propagao das ondas ultra-snicas longitudinais..................................................................................... 111 9.5. Anlise das relaes constitutivas ......................................................................... 113 9.6. Anlise do Mdulo de Elasticidade ....................................................................... 118 9.7. Anlise exploratria experimental dos tijolos ....................................................... 121 10. CONCLUSO ............................................................................................................ 138 REFERNCIAS ................................................................................................................ 142 APNDICE A ENSAIOS EXPEDITOS .............................................................................. 155 AP-A1. Introduo ........................................................................................................155 AP-A2. Ensaio da caixa ................................................................................................ 155 AP-A3. Ensaio da fita ................................................................................................... 156 AP-A4. Ensaio do cordo.............................................................................................. 156 AP-A5. Ensaio de resistncia seca ................................................................................ 157 AP-A6. Ensaio do bolo ................................................................................................. 158 AP-A7. Ensaio para determinao da umidade tima em campo (hand test) ............... 160 AP-A8. Ensaio para determinao da umidade tima (teste da bola de solo) .............. 160 Ap-A9. Ensaio do vidro................................................................................................ 161 APNDICE B EQUIPAMENTOS E APARELHAGEM PARA A CLASSIFICAO DOS SOLOS . 162 Ap-B1. Introduo ........................................................................................................ 162 Ap-B2. Equipamentos, aparelhagem e utilizao......................................................... 162 APNDICE C ANLISE DOS SOLOS ............................................................................... 168 Ap-C1. Introduo ........................................................................................................ 168 Ap-C2. Composio qumica do Agrofilito ................................................................. 168 Ap-C3. Anlise de Difrao de Raios X....................................................................... 172 APNDICE D RESULTADO DOS ENSAIOS DE CARACTERIZAO FSICA E MECNICA .... 174 Ap-D1. Introduo........................................................................................................ 174 Ap-D2. Ensaios de caracterizao dos solos ................................................................ 174 Ap-D3. Ensaios de caracterizao da mistura solo-cimento e solo-cimento-resduos............................................................................................ 174 APNDICE E REGISTRO FOTOGRFICO........................................................................ 186 Ap-E1. Introduo ........................................................................................................ 186 Ap-E2. Ensaios de compresso simples em solos ........................................................ 186 Ap-E3. Ensaios de compresso simples em corpos-de-prova de solo-cimento e solo-cimento-resduos ................................................................... 189 Ap-E4. Ensaios de compresso diametral nos corpos-de-prova................................... 196 Ap-E5. Ensaios de compresso simples em tijolos e prismas ...................................... 198

LISTA DE FIGURAS1 A Grande Muralha da China....................................................................................... 2 2 Convento San Francisco Argentina ......................................................................... 2 3 Casas feitas de argila ou adobe na provncia de Santa F - Argentina....................... 3 4 Vila de So Paulo de Piratininga - Brasil ................................................................... 4 5 Construo em terra batida com mais de 250 anos, So Paulo, Brasil....................... 4 6 Igreja da cidade de Catas Altas - MG, Brasil ........................................................... 50 7 Residncia em construo na regio metropolitana de Belo Horizonte MG onde so utilizados tijolos de solo-cimento. ................................ 50 8 Construo em tijolos de solo-cimento na regio metropolitana de Belo Horizonte - MG, Brasil .............................................................................. 51 9 Fluxograma de processo de fabricao de tijolos de solo-cimento .......................... 53 10 Aparelhagem para moldagem de corpos-de-prova................................................. 60 11 Prensa de compresso simples para corpos-de-prova de solo ................................ 61 12 Mquina universal com capacidade de 300 kN ...................................................... 61 13 Aparelhagem para ensaio dos tijolos instrumentados............................................. 62 14 Sistema de aquisio de dados ADS-2000 ............................................................. 63 15 Conector de entrada de sinais no ADS-2000.......................................................... 64 16 Configurao para sensores em ponte completa..................................................... 65 17 Configurao para sensores em de ponte ........................................................... 65 18 Prensa para ensaios de adensamento ...................................................................... 66 19 Homogeneizao dos solos..................................................................................... 70 20 Acondicionamento do solo homogeneizado 02...................................................... 71 21 Acondicionamento dos solos utilizados no trabalho. ............................................. 71 22 Curva de compactao............................................................................................ 76 23 Dosagem da mistura para corpos-de-prova ............................................................ 79 24 Dosagem da mistura para corpos-de-prova ............................................................ 80 25 Instrumentao do Moldador" de corpos-de-prova. ............................................. 81 26 Ensaio de compresso simples em corpos-de-prova de solo.................................. 84 27 Ensaio de compresso simples em corpos-de-prova de solo-cimento e solo-cimento-resduos de madeira........................................................................... 84

ii

28 Ensaio de compresso diametral em corpos-de-prova cilndricos.......................... 85 29 Dimenses em milmetros estudadas para os tijolos ..............................................86 30 Misturador de argamassa ........................................................................................87 31 Dosagem da mistura para tijolos ............................................................................ 87 32 Dosagem da mistura para tijolos ............................................................................ 88 33 Prensa de moldagem de tijolos ............................................................................... 89 34 Confeco do tijolo.................................................................................................90 35 Ensaio de compresso simples ...............................................................................92 36 Aparelho de ultra-som fabricado pela James..........................................................92 37 Posicionamento dos transdutores nos corpos-de-prova..........................................93 38 Posicionamento dos transdutores nos tijolos ..........................................................93 39 Posicionamento das rosetas nos tijolos................................................................... 94 40 Ensaio de compresso simples nos tijolos instrumentados ....................................94 41 Direes de leitura da onda longitudinal .............................................................. 111 42 Posio e numerao das rosetas no tijolo............................................................ 122 43 Ruptura do tijolo face longitudinal.................................................................... 135 44 Ruptura do tijolo regio do encaixe fmea........................................................ 135 45 Ruptura do tijolo regio do encaixe macho ....................................................... 135 46 Ruptura no tijolo solo Homog. 03 ..................................................................... 136 47 Ruptura no tijolo solo Homog. 01 ..................................................................... 136 48 Ruptura no prisma ................................................................................................ 137 49 Ruptura no prisma ................................................................................................ 137 Ap-A1 Ensaio da caixa .............................................................................................. 155 Ap-A2 Ensaio da fita ................................................................................................. 156 Ap-A3 Ensaio do cordo ............................................................................................ 156 Ap-A4 Ensaio do cordo ............................................................................................ 157 Ap-A5 Ensaio de resistncia seca.............................................................................. 157 Ap-A6 Ensaio do bolo ............................................................................................... 158 Ap-A7 Hand test........................................................................................................ 160 Ap-A8 Determinao da umidade tima do solo ...................................................... 160 Ap-A9 Ensaio do vidro.............................................................................................. 161 Ap-B1 Almofariz e mo de gral ................................................................................ 162

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Ap-B2 Peneirador com temporizador........................................................................ 163 Ap-B3 Balanas de preciso...................................................................................... 163 Ap-B4 Estufas do Laboratrio de Geotecnia............................................................. 164 Ap-B5 Materiais de uso comum nos ensaios ............................................................ 164 Ap-B6 Dispersor e bomba de vcuo.......................................................................... 165 Ap-B7 Material usado nos ensaios de limites liquidez e de plasticidade.................. 165 Ap-B8 Termmetro, densmetro e cronmetro ......................................................... 166 Ap-B9 Vidrarias usadas nos ensaios...................................................................... 166 Ap-B10 Instrumentos usados no ensaio de compactao.......................................... 167 Ap-B11 Extrator de corpos-de-prova ........................................................................ 167 Ap-B12 Agitador magntico e conjunto de peneiras ................................................ 167 Ap-C1 Compactao do solo no prato de ensaio ................................................... 172 Ap-C2 Tela de programao do equipamento de Difrao de Raios x ..................... 173 Ap-E1 Corpos-de-prova de solo da Faculdade de Farmcia ..................................... 186 Ap-E2 Corpos-de-prova de solo homogeneizado 01................................................. 187 Ap-E3 Corpos-de-prova de solo homogeneizado 02................................................. 187 Ap-E4 Corpos-de-prova de solo da pista de testes da Mecnica............................... 188 Ap-E5 Corpos-de-prova de solo homogeneizado 03................................................. 189 Ap-E6 Corpos-de-prova de solo-cimento solo homogeneizado 01 - Proctor Normal................................................................................................... 189 Ap-E7 Corpos-de-prova de solo-cimento solo homogeneizado 01 - Tijolo........... 190 Ap-E8 Corpos-de-prova de solo-cimento solo homogeneizado 03 - Proctor Normal ...................................................................................................... 191 Ap-E9 Corpos-de-prova de solo-cimento solo homogeneizado 03 - Tijolo........... 191 Ap-E10 CP- solo homogeneizado 01 cimento 0,5% resduos............................. 192 Ap-E11 CP- solo homogeneizado 01 cimento 1% resduos................................ 192 Ap-E12 CP- solo homogeneizado 01 cimento 2% resduos................................ 193 Ap-E13 CP- solo homogeneizado 01 cimento 3% resduos................................ 193 Ap-E14 CP- solo homogeneizado 01 cimento 3% resduos................................ 194 Ap-E15 CP- solo homogeneizado 03 cimento 0,5% resduos............................. 194 Ap-E16 CP- solo homogeneizado 03 cimento 1% resduos................................ 195 Ap-E17 CP- solo homogeneizado 03 cimento 2% resduos................................ 195

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Ap-E18 CP- solo homogeneizado 03 cimento 3% resduos................................ 196 Ap-E19 CP- solo cimento 0% de resduos .......................................................... 196 Ap-E20 Corpos-de-prova de solocimentoresduos................................................ 197 Ap-E21 Geometria dos tijolos utilizados .................................................................. 198 Ap-E22 Tijolos com diversos teores de resduos ...................................................... 199 Ap-E23 Tijolos com prensagem deficitria............................................................... 200 Ap-E24 Prisma ensaiado compresso simples........................................................ 201 Ap-E25 Detalhe dos furos aps o ensaio de compresso nos prismas ...................... 202

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LISTA DE GRFICOS1 Influncia do tipo de cura na resistncia compresso............................................ 25 2 Determinao da curva granulomtrica ideal ........................................................... 68 3 Curvas granulomtricas dos solos estudados ........................................................... 97 4 Avaliao da presso de moldagem nos solos estudados ....................................... 101 5 Relao entre resistncias mdias compresso em corpos-de-prova de solo, solo-cimento e solo-cimento-resduos de madeira ................................................. 103 6 Comparao entre a resistncia compresso simples mdia nos corpos-de-prova para os solos Homog. 01 e 03 ..................................................... 105 7 Comparao entre a resistncia compresso diametral mdia nos corpos-de-prova para os solos Homog. 01 e 03 ..................................................... 105 8 Comparao entre a resistncia compresso mdia nos tijolos para os solos Homog. 01 e 03 ............................................................................................. 107 9 Comparao entre a resistncia compresso mdia nos prismas para os solos Homog. 01 e 03 ............................................................................................. 107 10 Comparao entres as peas confeccionadas com o solo Homog. 01 .................. 108 11 Comparao entres as peas confeccionadas com o solo Homog. 03 .................. 109 12 Curva tenso-deformao referente a corpos-de-prova confeccionados com solo Homog. 01............................................................................................... 114 13 Curva tenso-deformao referente a corpos-de-prova confeccionados com solo Homog. 03............................................................................................... 115 14 Curva tenso-deformao referente a tijolos confeccionados com solo Homog. 01....................................................................................................... 116 15 Curva tenso-deformao referente a tijolos confeccionados com solo Homog. 03....................................................................................................... 116 16 Curva tenso-deformao referente a prismas confeccionados com solo Homog. 01....................................................................................................... 117 17 Curva tenso-deformao referente a prismas confeccionados com solo Homog. 03....................................................................................................... 117 18 Mdulo de Elasticidade determinado a partir de corpos-de-prova, tijolos e prismas utilizando o solo Homog. 01 ....................................................... 118

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19 Mdulo de Elasticidade determinado a partir de corpos-de-prova, tijolos e prismas utilizando o solo Homog. 03 ....................................................... 119 20 Anlise da tenso em cada roseta para o tijolo fabricado com solo Homog. 01 e 0% de resduos .......................................................................... 124 21 Anlise da tenso em cada roseta para o tijolo fabricado com solo Homog. 01 e 0,5% de resduos ....................................................................... 125 22 Anlise da tenso em cada roseta para o tijolo fabricado com solo Homog. 03 e 0% de resduos .......................................................................... 126 23 Anlise da tenso na roseta R1 - tijolo com solo Homog. 01 e 0 % de resduos . 127 24 Anlise da tenso na roseta R2 tijolo com solo Homog. 01 e 0 % de resduos. 127 25 Anlise da tenso na roseta R3 - tijolo com solo Homog. 01 e 0 % de resduos . 127 26 Anlise da tenso na roseta R4 tijolo com solo Homog. 01 e 0 % de resduos. 128 27 Anlise da tenso na roseta R5 tijolo com solo Homog. 01 e 0 % de resduos. 128 28 Anlise da tenso na roseta R1 - tijolo com solo Homog. 01 e 0,5 % de resduos .................................................................................................................... 128 29 Anlise da tenso na roseta R2 - tijolo com solo Homog. 01 e 0,5 % de resduos .................................................................................................................... 129 30 Anlise da tenso na roseta R3 - tijolo com solo Homog. 01 e 0,5 % de resduos .................................................................................................................... 129 31 Anlise da tenso na roseta R4 - tijolo com solo Homog. 01 e 0,5 % de resduos .................................................................................................................... 129 32 Anlise da tenso na roseta R5 tijolo com solo Homog. 01 e 0,5 % de resduos .................................................................................................................... 130 33 Anlise da tenso na roseta R1 tijolo com solo Homog. 03 e 0 % de resduos. 130 34 Anlise da tenso na roseta R2 - tijolo com solo Homog. 03 e 0 % de resduos . 130 35 Anlise da tenso na roseta R3 - tijolo com solo Homog. 03 e 0 % de resduos . 131 36 Anlise da tenso na roseta R4 - tijolo com solo Homog. 03 e 0 % de resduos . 131 37 Anlise da tenso na roseta R5 - tijolo com solo Homog. 03 e 0 % de resduos . 131

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LISTA DE QUADROS1. Ensaios de caracterizao do solo .............................................................................. 12 2. Processos de cura do solo-cimento............................................................................. 22 3. Processos de cura do solo-cimento............................................................................. 23 4. Propriedade dos aparelhos conectados placa de 16 canais do ADS-2000............... 64 5. Propriedade dos aparelhos conectados placa de 32 canais do ADS-2000............... 65 6. Trajetria da ruptura nos tijolos................................................................................ 132 Ap-A1. Interpretao dos ensaios expeditos do solo....................................................159

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LISTA DE TABELAS1. ndice de inibio de espcies vegetais ...................................................................... 37 2. Fraes utilizadas para composio dos novos solos ................................................. 69 3. Traos utilizados para o estudo .................................................................................. 81 4. Resultados dos ensaios de caracterizao e compresso simples dos solos ............... 96 5. Resultados dos ensaios de massa especfica e granulometria dos solos..................... 96 6. Resultados dos ensaios em corpos-de-prova de solo natural e homogeneizado 02.................................................................................................... 98 7. Resultados dos ensaios em corpos-de-prova dos solos homogeneizados 01 e 03........................................................................................... 99 8. Massa especfica aparente seca mxima e teor de umidade timo em solo-cimento ..................................................................................................... 102 9. Presso de compactao dos corpos-de-prova de solo e solo-cimento (MPa) ......... 102 10. Clculo do desvio padro dos GRFICOS 6 a 9 ................................................... 106 11. Valores do Mdulo de Elasticidade para os diferentes teores de resduos............. 120 12. Valores do coeficiente de Poisson nos tijolos ........................................................ 122 13. Tenses de utilizao nos tijolos ............................................................................ 134 Ap-D1. Resultados dos ensaios de caracterizao e compresso simples dos solos naturais.................................................................................................... 175 Ap-D2. Resultados dos ensaios de caracterizao e compresso simples dos solos homogeneizados ..................................................................................... 176 Ap-D3. Dados dos corpos-de-prova para ensaio de compresso simples solo Homog. 01. ..................................................................................... 177 Ap-D4. Dados dos corpos-de-prova para ensaio de compresso simples solo Homog. 03 ...................................................................................... 178 Ap-D5. Dados dos tijolos utilizados nos ensaios de compresso simples ................... 179 Ap-D6. Dados dos prismas utilizados nos ensaios de compresso simples solo Homog. 01 ...................................................................................... 180 Ap-D7. Dados dos prismas utilizados nos ensaios de compresso simples solo Homog. 03 ...................................................................................... 181 Ap-D8. Velocidades de propagao da onda nos tijolos solo Homog. 01 ................ 182

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Ap-D9. Velocidades de propagao da onda nos tijolos solo Homog. 03 ................ 183 Ap-D10. Velocidades de propagao da onda nos tijolos dos prismas solo Homog. 01.................................................................................................................. 184 Ap-D11. Velocidades de propagao da onda nos tijolos dos prismas solo Homog. 03.................................................................................................................. 185

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RESUMONeste trabalho apresentado o estudo de tijolos confeccionados com a mistura solocimento-resduos de madeira com o objetivo de determinar a sua resistncia em funo das caractersticas do solo e da dosagem de resduos. Foram utilizados dois tipos de solos provenientes do campus da UFMG, cimento CPIII E-32-RS e serragem extrada de peas de Eucalyptus grandis e Eucalyptus cloeziana. Visando estabelecer limites de resistncia, os solos naturais foram corrigidos de forma que fossem obtidos um solo mais arenoso e um solo mais argiloso. Para a determinao da mistura tima, estudou-se a incluso de teores de resduos diferenciados (0%; 0,5%; 1%; 2% e 3%) nos dois solos confeccionados, onde foram avaliados corpos-de-prova, tijolos e prismas. A avaliao das peas confeccionadas foi feita a partir de ensaios de compresso simples e compresso diametral em corpos-de-prova e ensaios de compresso simples em tijolos e prismas. A presso de moldagem de corpos-de-prova e tijolos foi determinada atravs do monitoramento de clula de carga e manmetro. Foram estabelecidas relaes entre o formato dos corpos-de-prova, tijolos e prismas atravs de equaes. Ensaios nodestrutivos foram realizados paralelamente aos ensaios de compresso, onde determinou-se o tempo de propagao da onda longitudinal em cada pea. A partir da velocidade mdia de propagao da onda ultra-snica, da densidade e do teor de resduo empregado, foi possvel encontrar equaes para a determinao da resistncia compresso. Obteve-se uma relao entre o mdulo de elasticidade da mistura e a resistncia compresso com o teor de resduos empregado. Definida a mistura tima e avaliando-se a ruptura dos tijolos ensaiados, trs tijolos foram instrumentados com rosetas. A partir da anlise experimental de tenses determinou-se o caminho da ruptura, o coeficiente de Poisson e um valor a partir do qual seria atingido um possvel limite de utilizao. A incluso de 0,5% de resduos no solo mais arenoso mostrou ser a melhor dosagem por aumentar a resistncia dos tijolos e prismas, diminuir o mdulo de elasticidade e tambm aumentar a ductilidade do compsito. Os resultados experimentais comprovaram a eficincia e o elevado potencial de utilizao, tornando o tijolo de solo-cimento-resduos um promissor concorrente dos tijolos convencionais. Palavras-chave: solo-cimento, resduos de madeira, serragem, ensaios no-destrutivos.

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ABSTRACTThis work presents the study of bricks made from a soil, cement and wooden residues mixture. Its objective is to determine its strength taking into account the characteristics of the soil and the residues dosage. Two soil types that originated from UFMG campus, CPIII E-32-RS cement and Eucalyptus grandis and Eucalyptus cloeziana sawdust were used as components of the bricks studied. To establish strength limits, the natural soil was corrected in way that it was possible to obtain a sandier and clayed one. To determine the optimum mixture, it was necessary to study the inclusion of different residues grades (0%; 0,5%; 1%; 2%; e 3%) at both soils. Specimens were tested using simple compression tests and diametrical compression tests. Prisms and bricks were tested using simple compression tests. The pressure used to cast the bricks was determined through the load cell e manometer monitoring. Relationships between specimens, bricks e prisms shaping were established and equations were written. Non destructive tests were made as well and from those it was possible to determine the propagation time of the longitudinal wave in each sample. Through the average propagation ultrasonic wave speed, density and residue grade used, equations that determine the compressive strength were found. It was also found a relationship between the mixtures Youngs module and its compression strength. By the definition of the optimum mixture and the analyses of the rupture tested bricks, three bricks were instrumented with rosettes. Using stress experimental analyses, it was determined the rupture way, the Poissons coefficient of the brick and a value to a possible use limit. The inclusion of 0,5% residues in a sandier soil was the best dosage to increase the bricks strength and compositions ductility, reducing its Youngs module. The experimental results proved the efficiency and high potential usefulness of the soil, cement and wooden residues bricks making them a promising competitor when compared with the conventional ones.

Key-words: soil-cement, wooden residue, sawdust, non-destructive tests

1INTRODUOA terra crua, nome dado por algumas pessoas ao solo, vem sendo utilizada pelo homem h milnios, visando resolver o problema de habitao da humanidade. A mesma est presente em qualquer parte do mundo. comum encontrar construes histricas que resistem ao tempo, mostrando a influncia e comprovando a durabilidade deste material. Vestgios arqueolgicos em todo o mundo comprovam a existncia de vrias cidades da antiguidade construdas com este material dentre as quais Jeric, na Palestina, cidade bblica erguida h 10000 anos sendo talvez a mais antiga; Catal Hoyuk, na Turquia, Akhet-Aton, no Egito e Chan Chan no Peru. Exemplos de bom emprego desta matriaprima podem ser encontrados em arcos e domos, construdos em blocos de adobes, na Mesopotmia (Turquia), Assria, Egito e na antiga cidade Babilnia, no Iraque (TAVEIRA, 1987 e LOPES, 2002). A FIG. 1 mostra a Grande Muralha da China, outro exemplo de construo com solo, que foi originalmente construda, h aproximadamente quatro mil anos atrs, utilizando somente terra batida. Posteriormente, foi coberta por pedras e tijolos, o que deu mesma a aparncia de uma grande parede de pedra (MINKE, 2000). Recentemente, descobriu-se um edifcio construdo com solo h 3000 anos no Paquisto. A solidez do solo pode ser vista tambm na mtica Torre de Babel, cujo 7 nvel corresponde a 90 m de altura (TAVEIRA, 1987 e LOPES, 2002).

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FIGURA 1 A Grande Muralha da China Fonte: ABRIL, 2005 Partindo da imaginao e da tcnica do passado, algumas casas, prdios, vilas e cidades foram construdas no sculo XIII. A cidade de Taos foi construda em 1609 no Novo Mxico pelos ndios Pueblos. Tambm no Novo Mxico, porm na cidade de Santa F, foi erguido o Palcio dos Governadores. Na cidade de Santa F, na Argentina, foi construdo o convento de San Francisco (FIG. 2) em 1695 (TAVEIRA, 1987). A FIG. 3 mostra na mesma cidade um exemplo de casa construda em adobe.

FIGURA 2 Convento San Francisco Argentina Fonte: http://www.zonalitoral.com/litoraltur/santafe.htm acesso em 11/05/04

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FIGURA 3 Casas feitas de argila ou adobe na provncia de Santa F - Argentina Fonte: http://www.c3.lanl.gov/~rocha/santafe.html acesso em 11/05/04 Outras construes em solo podem ainda ser encontradas na Califrnia, EUA, onde cidades inteiras foram erguidas. Em 1987, no Ir, Iraque e Imen, edifcios construdos h aproximadamente 4 sculos, alguns com mais de 10 andares, podiam ainda ser encontrados (TAVEIRA, 1987). Estudos sobre a origem das construes com solo no Brasil mostram que os ndios no o usavam para construir. Seus abrigos eram estruturas de paus rolios e vedaes de palhas e folhagem. Desta forma, pode-se concluir que foram os portugueses que introduziram a utilizao de tcnicas de construo com terra crua. Os escravos africanos tambm foram grandes colaboradores, uma vez que utilizavam esta tcnica em seu pas de origem. Percebe-se ainda que, no sculo XX em Guin, casas eram construdas utilizando a tcnica de pau-a-pique utilizando enchimento de lama e cobertura de palha (LOPES, 2002). No Brasil, o processo construtivo atravs do uso de solo, trazido pelos portugueses, teve presena marcante durante o perodo colonial. So Paulo adotou intensamente este sistema nas construes feitas no planalto de Piratininga e nos caminhos dos bandeirantes at Minas Gerais, Mato Grosso e Gois (TAVEIRA, 1987).

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FIGURA 4 Vila de So Paulo de Piratininga - Brasil Fonte: http://www.multirio.rj.gov.br/historia/modulo01/vila_piratininga.html acesso em 11/05/04 Alguns pesquisadores acreditam que a tcnica de terra batida tenha sido trazida para o Brasil pelos conquistadores espanhis. A FIG. 5 mostra uma construo, no estado de So Paulo Brasil, onde a estrutura de sustentao foi construda com terra batida h aproximdamente 250 anos (MINKE, 2000).

FIGURA 5 Construo em terra batida com mais de 250 anos, So Paulo, Brasil Fonte: MINKE, 2000

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Segundo Taveira (1987) e Lopes (2002), as primeiras construes brasileiras utilizavam os seguintes processos construtivos: pau-a-pique: bastante difundido no interior do pas. Consistia em uma paliada de ramos e paus finos entretecidos e recobertos com camadas de barro alisadas mo. Tinha o grande inconveniente de apresentar rachaduras e fendas que abrigavam o barbeiro, transmissor da doena de Chagas; a taipa de mo, tambm conhecida como taipa de sopapo, taipa de sebe, barro armado ou pau-a-pique, consiste, no preenchimento de uma malha de madeira (bambu ou taquara na maioria das vezes) - formada por ripas horizontais e verticais, com amarrao feita de tiras de couro, cip, barbante, prego ou arame com uma pasta de gua e solo, podendo ter ou no fibras. Esta pasta de solo jogada com as mos dos dois lados da malha ao mesmo tempo, e apertada contra a trama da parede. Aps a secagem da primeira camada de barro aplicado o reboco e posteriormente a pintura; torres: bastante comum no Rio Grande do Sul em que se cortam blocos de camada superior do solo, armada pela trama reticular das gramneas; taipa ou taipa de pilo: inmeras igrejas e casas de fazendas foram construdas por este sistema que a socadura da terra entre formas. A tecnologia construtiva de paredes monolticas de solo-cimento uma evoluo deste sistema; adobes: levantamento de paredes atravs de tijolos fundidos com uma massa plstica de solo no interior de formas de diferentes tipos, que so apoiadas em uma superfcie lisa; tijuco: empilhamento de cascares de barro; barroca: erguimento de paredes pela superposio de camadas de barro sem a utilizao de formas sendo os bordos aparados faca. O adobe ou taipa de pilo era normalmente usado em paredes externas e as divises internas e paredes do piso superior construdas com taipa de mo, devido ao fato de ser ele, uma matria mais leve (LOPES, 2002). Um dos grandes projetos brasileiros neste setor foi a construo da Vila Operria de Joo Monlevade, prximo a Sabar em 1936, de autoria de Lcio Costa. Naquele ano,

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foi erguida tambm a comunidade de Cajueiro Seco em Pernambuco projetada pelo arquiteto Accio Gil Borsoi (TAVEIRA, 1987). H vrios exemplos de uso de solo no Brasil como nas casas de fazendas revestidas por tabatinga (barro branco) nos vales do Paraba e do Ribeira, no estado de So Paulo; no levantamento de muros, pelo sistema de pau-a-pique, em Salvador, que funcionavam como fortificaes contra ndios; nas casas da serra do Itapeti, um bairro rural de Mogi das Cruzes em So Paulo, que foram levantadas por taipeiros da regio. A presena slida e marcante do solo na edificao da Histria do Brasil retratada ainda em cidades de barro construdas em estados do Nordeste; em Minas Gerais, entre as quais Diamantina e Ouro Preto; alm de cidades belas e atraentes como Parati no estado do Rio de Janeiro (TAVEIRA, 1987). No ano de 1984, em uma exposio em So Paulo foi revelado que 1/3 dos moradores do mundo viviam na poca em moradias de terra crua. O solo-cimento (mistura de solo, cimento e gua) foi introduzido no Brasil, em 1936, pela Associao Brasileira de Cimento Portland - ABCP (SEGANTINI e CARVALHO, 2000). Esta utilizao partiu da necessidade de reduo nos custos da habitaes populares. O emprego do solo-cimento em habitaes no Brasil foi iniciado em 1948, com a construo das casas do Vale Florido, na Fazenda Inglesa em Petrpolis, Rio de Janeiro (ABCP, 1985). Desde 1930 eram feitas experincias com solo-cimento no pas. No final da dcada de 50, a mistura de solo e cimento estava totalmente aprovada no Brasil, passando a ser difundida como nova alternativa para baratear construes. A primeira casa construda em solo-cimento no pas teve como responsvel o Instituto del Cemento Portland Argentino IPCA, uma vez que a Argentina divulgava a maneira correta de empregar o novo mtodo construtivo (TAVEIRA, 1987).

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Desde 1985, construes com solo-cimento tm sido muito utilizadas por prefeituras, autarquias e entidades particulares, que desde ento se beneficiam das vantagens tcnicas e econmicas oferecidas por esse material (ABCP, 1985). O solo-cimento, em edificaes, pode ser empregado de duas formas: paredes monolticas e tijolos ou blocos prensados. A tcnica do solo-cimento pode ainda ser aplicada em muros, contenes, fundaes, passeios, contrapisos, coberturas abobadadas e em lajes mistas. O presente trabalho se concentrar apenas no estudo de tijolos prensados. A incluso de elementos de reforo nos solos para melhoria de suas propriedades j era do conhecimento de povos da antiguidade. Isto pode ser confirmado atravs de algumas construes, ainda existentes nos dias de hoje como as muralhas de Ziggurat de Agar Quf, na Mesopotmia (1400 a.C.), construda utilizando-se camadas intercaladas de solo e mantas de razes. Os Incas utilizavam l de lhama misturada ao solo na construo de estradas resistentes ao tempo. So tambm conhecidas aplicaes de mantas de folhas e galhos sobre camadas de solos moles, antes da construo de aterros nestes solos, no interior do Brasil e em outros pases (PALMEIRA, 1992 apud MONTARDO, CONSOLI e PRIETTO, 2001). Visando minimizar a presena de fissuras no material, os egpcios, j na antiguidade, utilizavam fibras vegetais como reforo na fabricao de adobe, considerado matriz frgil (CARVALHO e BERALDO, 2000 apud BERALDO et al., 2002). Existem registros do uso do amianto como reforo j em 2500 a.C. (SWAMY, 1975 apud AGOPYAN, 1993) e aps o Renascimento onde eram feitos reforos em placas de gesso usando-se sisal ou crina de cavalo. Entretanto, somente aps o sculo XIX tentouse a produo racional destes compsitos. O cimento-amianto foi, de fato, o primeiro material de construo civil reforado com fibras produzido em escala industrial, possuindo, apesar dos riscos sade, destaque entre os demais materiais de construo. O cimento-amianto foi obtido empiricamente sem um prvio conhecimento do comportamento das fibras na pasta de cimento (AGOPYAN, 1993).

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O grande avano dos materiais reforados com fibras ocorreu juntamente com o desenvolvimento da Industria Mecnica, Naval, Aeronutica e Blica desde a II Guerra Mundial, apesar de terem sido inicialmente desenvolvidos, produzidos e utilizados na construo civil (AGOPYAN, 1993). Com a confirmao, na dcada de 60, de alguns problemas de sade ocasionados pelo uso do amianto em materiais de construo, ocorreu sua restrio de uso. Devido a isto, nos pases desenvolvidos, a engenharia civil voltou a se preocupar com o estudo e desenvolvimento de novos compsitos em substituio aos componentes de cimentoamianto. O desenvolvimento de reforos de materiais com fibras iniciou-se com o vidro, na dcada de 70, concentrando-se no estudo do cimento-vidro. A seguir, na dcada de 80, devido a dvidas quanto durabilidade de tal fibra, deu-se nfase ao estudo de fibras metlicas. O alto mdulo de elasticidade do polipropileno foi um dos fatores principais para seu avano ao longo da dcada de 90 (AGOPYAN, 1993). O uso de materiais de construo civil base de cimento reforado com fibras est aumentando rapidamente, principalmente nos pases desenvolvidos. A justificativa para isto est na possibilidade de produo de componentes esbeltos (leves), com bom desempenho mecnico (elevada absoro de energia, frente a esforos dinmicos, por exemplo), bom isolamento termo-acstico, alm da indispensvel viabilidade econmica (AGOPYAN, 1991 apud SAVASTANO e AGOPYAN, 1998). Savastano e Agopyan (1998) observaram que no mercado brasileiro, o cimento-amianto ainda aparece como nico compsito fibroso base de matriz cimentcia produzido em larga escala de produo. Devido aos comprovados riscos sade humana almeja-se sua substituio. Para isto, vrios estudos tm sido desenvolvidos visando a introduo de fibras vegetais em matrizes frgeis. A escria de alto-forno, amplamente produzida no Brasil, resulta em cimentos de baixa alcalinidade, mostrando-se adequada para emprego conjunto com fibras vegetais que no resistem aos lcalis. Os estudos de fibras vegetais como reforo de matrizes frgeis comearam em 1970 na Inglaterra (SAVASTANO e AGOPYAN, 1998). No Brasil porm, o pioneirismo coube ao Centro de Pesquisa e

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Desenvolvimento - CEPED, em Camaari na Bahia a partir de 1980 (JOHN e AGOPYAN, 1993 e SAVASTANO e AGOPYAN, 1998). De acordo com a revista eletrnica Super Obra (2003/2004) tm sido usadas fibras vegetais de madeiras como pinho e eucalipto, e de no-madeiras, como sisal, bananeira e coco, empregadas principalmente no reforo dos materiais cimentcios. As fibras so ideais para isso, principalmente nas chamadas primeiras idades, em que esses materiais esto mais sujeitos a quebras, explica Holmer Savastano Jnior para quem o fato de vivermos em um pas tropical ajuda na abundancia da matria-prima. Outros tipos de biomassa tambm esto sendo estudados para futuro uso como substitutos do cimento Portland convencional, como a escria de alto-forno e cinzas de casca de arroz e de bagao de cana-de-acar (Super Obra 2003/2004). O objetivo principal deste trabalho o estudo experimental de tijolos confeccionados com a mistura solo-cimento e resduos vegetais (serragem). Na dosagem desta mistura levou-se em considerao resultados obtidos em estudos j desenvolvidos, e a viabilidade de sua execuo, considerando o atual cenrio brasileiro. Foi desenvolvida uma metodologia para a confeco dos tijolos, com a classificao dos solos atravs de ensaios geotcnicos de caracterizao, de compactao e de resistncia compresso simples; caracterizao da mistura solo-cimento atravs de ensaios de compactao e de compresso simples em corpos-de-prova e tijolos de solo-cimento e ensaios de compresso diametral em corpos-de-prova desta mistura. Analisou-se tambm o comportamento dos corpos-de-prova e dos tijolos confeccionados com a mistura solo-cimento-resduos de madeira. Para uma melhor avaliao das caractersticas das peas confeccionadas, foram realizados ensaios no-destrutivos. A combinao dos resultados proporcionou a determinao da melhor dosagem denominada de dosagem tima.

2O SOLOSe tomarmos exclusivamente a finalidade a ser dada neste estudo, o solo pode ser definido como um material no consolidado da camada superficial da terra, facilmente desagregvel, contendo minerais diversos sob as formas de areia (pequenas partculas bem resistentes, duras); de silte (partculas mais finas que a areia, geralmente sedimentadas sob a forma de camadas pulverizadas); e de argilas (silicatos hidratados de alumnio, e que constitui o barro) (CEBRACE, 1981). Os solos existentes podem ou no apresentar material orgnico conforme a sua origem e formao; porm, para a aplicao na mistura solo-cimento deve-se dar preferncia queles em cuja composio tal matria seja ausente. Em algumas publicaes, conforme a regio, os solos recebem o nome de terra ou terra crua de forma equivocada, uma vez que o termo tcnico correto para referenciar tal matria-prima solo. 2.1. A escolha do solo Apesar da grande diversidade de solos existentes, no qualquer tipo que pode ser usado em construes com solo-cimento. Por este motivo, importante fazer a escolha correta quanto granulometria do tipo de solo a ser usado. necessrio que o solo apresente algumas caractersticas bsicas, por exemplo, ser facilmente desagregvel e que o mesmo mantenha uma proporo de tamanho entre os gros. Solos compostos preponderantemente por fraes de argila ou silte no so aconselhveis. Apesar de a frao argila ser um componente importante devido s suas propriedades aglomerantes - apresenta uma resistncia inicial do material e uma melhoria em sua trabalhabilidade a mesma pode sofrer fissuras, trincas ou rachaduras depois de seca, em conseqncia da retrao, bem como reduo de sua resistncia.

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A frao argilosa (ou frao fina) existente na composio de um solo responsvel pela trabalhabilidade da mistura antes da prensagem e pela resistncia mecnica do tijolo aps a conformao. necessrio conhecer-se o argilo-mineral constituinte ou predominante na frao argilosa pois das caractersticas e propriedades do argilomineral vo depender as propriedades finais do tijolo (SUPERTOR, 198-). Cuidados devem ser tomados principalmente evitando-se aqueles que contenham argilo-minerais do tipo montmorilonitas pois, so altamente expansivos no sendo convenientes para fabricao de tijolos, pois necessitam de muito cimento para a estabilizao (BARBOSA e MATTONE, 2002). Na frao arenosa encontramos uma distribuio granulomtrica mais adequada que proporciona uma alta densidade na prensagem da mistura, responsvel pelas propriedades mecnicas do tijolo e pela reduo ou no do teor de cimento (SUPERTOR, 198-). A areia caracteriza-se por sua boa resistncia e, por ser um material inerte, contribui para uma maior estabilidade e resistncia finais. Entretanto, os solos com grande predominncia de areia exigem mais tempo de espera para que adquiram suficiente resistncia e possam suportar bem a compactao de outra camada de solo-cimento. A composio areia e silte melhora a resistncia inicial (CEBRACE, 1981). Segundo Supertor (198-), independente do tipo, o solo deve ser isento de matria orgnica tal como glicose, lignina e cido mico, pois interferem na reao de pega do cimento inibindo-a. Estudos desenvolvidos pelo CEPED (1999), na Bahia, mostraram que os solos mais indicados so aqueles que apresentam as seguintes especificaes bsicas: teor de areia entre 45 e 90%; teor de silte + argila entre 10 e 55%; teor de argila menor que 20% e limite de liquidez - menor que 45%. A escolha do solo pode ser realizada no prprio canteiro de obra por ensaios simples, prticos, baseados na consistncia e plasticidade de amostras (CEBRACE, 1981). 2.2. Caracterizao do solo Para o conhecimento das propriedades de um determinado solo necessria a execuo de ensaios de caracterizao. Tais ensaios so padronizados por normas brasileiras e

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estrangeiras, sendo executados em laboratrio. Porm, muitas vezes a escolha do solo feita no prprio canteiro da obra atravs de ensaios expeditos baseados na consistncia e plasticidade das amostras. O QUADRO 1 mostra os principais ensaios geotcnicos de caracterizao e de compresso simples relacionando-os com os ensaios expeditos. Uma explicao mais detalhada dos ensaios de laboratrio ser dada posteriormente no captulo que trata da metodologia utilizada. Os ensaios expeditos encontram-se detalhados no Apndice A. QUADRO 1 Ensaios de caracterizao do solo Ensaios de laboratrio Granulometria Limite de liquidez LL Limite de plasticidade LP Compactao dmx e wot Compresso simples Teor de umidade Massa especfica dos gros r w s Ensaios expeditos Ensaio do vidro. Ensaio do bolo, ensaio da caixa. Ensaio do cordo, Ensaio da fita Determinao da umidade tima, (hand test e teste da bola de solo) Resistncia seca -

Fonte: Elaborao prpria a partir de CEPED, 1999. 2.3. Tcnicas para melhorar solos Os solos, apesar da complexidade e grande variedade, podem ser utilizados em obras de engenharia. Porm, durante a execuo do projeto comum ocorrer a no adequao do solo de determinada regio ao projeto, tornando-o economicamente invivel. Existe porm, a possibilidade de serem feitas correes no solo visando melhorar suas propriedades adequando-o s exigncias do projeto. Segundo Mitchell e Katti (1981) apud Montardo, Consoli e Prietto (2001), como tcnicas para melhoria do solo, podem ser relacionados os principais mtodos: 1) compactao; 2) consolidao por prcarregamento e/ou drenos verticais; 3) injeo de materiais estabilizantes; 4) estabilizao por processos fsico-qumicos; 5) reforo do solo com a incluso de elementos resistentes tais como geotxteis, fibras, grelhas, tiras. Neste trabalho, trataremos da melhoria do solo atravs do acrscimo de cimento e resduos de madeira e da compactao, ou prensagem, para a fabricao de tijolos.

3O SOLO-CIMENTOSegundo as normas brasileiras, solo-cimento o produto endurecido resultante da cura de uma mistura ntima compactada de solo, cimento e gua em propores estabelecidas atravs de dosagem, executada conforme a NBR 12254 (1990). Porm, os conceitos propostos pelos diversos autores de trabalhos nessa rea complementam essa definio. Segundo o CEBRACE (1981) e a ABCP (1985), o solo-cimento um material de construo constitudo pela mistura homogeneizada, compactada e curada de solo, cimento Portland e gua em propores adequadas finalidade de uso. Possui boa resistncia compresso, durabilidade e impermeabilidade alm de baixa retrao volumtrica. A maior parte da mistura solo sendo que a frao de cimento muito baixa (5 a 10 % de cimento em peso so suficientes para estabilizar o solo conferindolhe as propriedades desejadas). Os solos ideais para esta mistura so aqueles que apresentam uma curva granulomtrica bem distribuda, isentos de matria orgnica, devendo-se ainda evitar os que contenham argilo-minerais do tipo montmorilonitas. Esta mistura apresentada sob a consistncia de uma farofa pode ser usada na execuo de fundaes, contrapisos, paredes monolticas, tijolos e blocos. Pode ser aplicada ainda na construo de casas, escolas, postos de sade e outras unidades comunitrias. A boa qualidade e o bom desempenho deste material podem ser comprovados atravs das obras construdas e dos trabalhos tcnicos. 3.1. Vantagens da utilizao do solo-cimento Os materiais so de fcil obteno, o sistema construtivo simples, e o investimento em equipamentos mnimo (CEPED, 1985).

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A mistura solo-cimento, de baixo custo e fcil execuo oferece resistncia e durabilidade tais que permitem seu emprego nas fundaes e paredes de edificaes simples, quer sob a forma de blocos prensados (tijolos), quer constituindo painis inteirios, construdos por processo manual, mediante compactao (CEBRACE, 1981). Dentre as vantagens na utilizao do solo cimento pode-se citar: disponibilidade de solo propiciando o uso intensivo de recursos materiais locais O solo a ser utilizado geralmente est disponvel no local da obra ou prximo a ela, dispensando transporte e a utilizao de equipamentos sofisticados, o que torna o custo da escavao baixo. Caso o solo no se enquadre no projeto, so permitidas correes na sua granulometria; tecnologia simples, de fcil assimilao do processo construtivo, no necessitando por isso, de mo de obra especializada. Podem ser adotados sistemas familiares e comunitrios. Essa favorece ainda a formao de cooperativas, possibilitando assim uma independncia cultural, econmica e energtica. apresenta boas condies de conforto trmico e acstico, comparveis s das construes em alvenaria de tijolos cermicos. O desempenho climtico apresenta-se favorvel para a grande maioria das regies do planeta. As construes com solo-cimento so muito confortveis pois a terra crua m condutora de calor. Construes em solo-cimento so tambm resistentes ao fogo; as paredes no oferecem a menor condio para instalao e proliferao de insetos nocivos sade levando assim a uma maior higiene do local; grande durabilidade e manuteno reduzida pois, por apresentar elevada resistncia e boa impermeabilidade, as construes com ele executadas so muito durveis, resistindo ao longo dos anos ao desgaste e umidade. Nas edificaes de solo-cimento dispensa-se o uso de revestimentos tais como chapisco, emboo ou reboco. Isto devido ao acabamento liso das paredes monolticas ou perfeio das faces das peas prensadas. Uma

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pintura simples necessria apenas para aumentar a impermeabilidade das paredes e melhorar o aspecto visual e as condies de conforto e higiene. O consumo de energia menor em construes com solo-cimento tanto na obteno do material quanto na construo propriamente dita. O fato de no haver necessidade de queima na produo de tijolos reduz consideravelmente o consumo de energia, sobretudo quando so usadas prensas manuais. A principal desvantagem, no entanto, est na grande variedade de solos existentes o que implica na execuo de ensaios para a caracterizao dos solos utilizados. Tais ensaios podem ser executados em qualquer laboratrio por se tratarem de ensaios simples e rotineiros. Os ensaios necessrios avaliao da mistura solo-cimento so: granulometria, compactao e compresso simples. 3.2. Resistncia da mistura solo-cimento Na dcada de 80, interessada em difundir a tecnologia dos tijolos de solo-cimento a empresa SUPERTOR, fabricante de mquinas e tecnologia em solo-cimento, divulgou um material em forma de manual sobre o funcionamento e utilizao de tal tecnologia. Neste manual, so apresentados alguns fatores que influenciam nas propriedades de resistncia de tijolos fabricados com solo-cimento tais como: a) caractersticas do solo utilizado; b) teor de cimento da mistura; c) grau de finura do cimento utilizado; d) grau de homogeneizao da mistura; e) densificao da mistura na prensagem (ou fator de empacotamento da mistura); f) tempo e condio de cura da mistura aps a prensagem; g) aditivos empregados; a) Caractersticas do solo utilizado A proporo da frao argilosa (ou frao fina) e da frao arenosa influenciam nas caractersticas e propriedades de resistncia do tijolo.

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b) teor de cimento da mistura Propriedades mecnicas do tijolo de solo-cimento so proporcionais ao teor de cimento da mistura. Freqentemente so adicionados teores de cimento prximos a relao ao peso do solo-seco. c) grau de finura do cimento utilizado Teor de cimento poder ser consideravelmente reduzido pela utilizao de cimento mais fino que o convencional. Exemplo disso que 10% em peso de cimento convencional (superfcie especfica = 2900 cm2/g) apresentam os mesmos resultados que 7 % de cimento de maior finura (superfcie especfica = 5800 cm2/g). d) grau de homogeneizao da mistura 1) relao logartmica entre a uniformidade da mistura e a resistncia mecnica. Quando o cimento e o solo so misturados de forma ineficiente, pequenos aumentos na uniformidade ocasionam pequenos aumentos de resistncia. Em amostras bem misturadas, um pequeno aumento na uniformidade levar a grandes aumentos na resistncia. 2) a resistncia do solo-cimento varia diretamente com logaritmo da energia acumulada requerida para a mistura. 3) pequenos aumentos na uniformidade da mistura requerem grandes aumentos na energia mecnica requerida para a mistura. e) densificao da mistura na prensagem (ou fator de empacotamento da mistura) A compactao (ou prensagem) da mistura um dos fatores mais importantes na execuo de tijolos de solo-cimento. Por isto, maiores detalhes a respeito sero abordados no item 3.3. f) tempo e condio de cura da mistura aps a prensagem Os procedimentos de cura influenciam no resultado final do tijolo tanto quanto sua resistncia mecnica, quanto s suas caractersticas estticas. No item 3.4 sero abordadas com mais detalhes as condies de cura para a mistura solo-cimento. 8 % em

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g) aditivos empregados Constatou-se que a resistncia mecnica dos corpos-de-prova (CPs) aumentou (2 a 10 vezes) pela adio de sais de sdio os quais formam compostos insolveis com o clcio. Aditivos mais benficos: Soda custica, Carbonato de sdio, Sulfito de sdio, Sulfato de sdio, Metassilicato de sdio e Aluminato de sdio. Ltio e Potssio apresentam menor eficincia. Concentrao ideal (tima): varia de 0,5 a 2,5% em volume, ou peso dependendo do solo ou aditivo. Soda custica mostra melhores resultados quando aplicada em solos argilosos; j em solos arenosos, melhores resultados podem ser conseguidos utilizando Metassilicato de sdio. Aluminato de sdio e Sulfato de sdio mostraram melhores resultados quando aplicados a siltes (SUPERTOR, 198-). As informaes dadas pela Supertor descrevem amplamente a influncia de alguns fatores na resistncia da mistura solo-cimento. Porm, vale ressaltar que o tipo de solo utilizado bem como a umidade adotada criam uma faixa de variao desta resistncia. O teor de cimento utilizado para estabilizar o solo melhora e aumenta a resistncia e a durabilidade do material. A combinao adequada destes fatores otimiza a resistncia. Como j se sabe, solos que apresentam uma maior proporo de areia em sua composio, na maioria das vezes, levaro a maior resistncia do solo-cimento. Deve-se ainda considerar concomitantemente a influncia de outros fatores como: os limites de consistncia, a distribuio granulomtrica e os tipos de argilo-minerais. Uma boa homogeneizao da mistura fundamental. O cimento deve ser adicionado ao solo seco e misturado at que se consiga colorao uniforme (CEBRACE, 1981). Somente aps esta homogeneizao acrescenta-se a gua em sua devida quantidade. A resistncia crescente de forma proporcional ao teor de cimento utilizado; porm, deve-se limitar a um teor ideal que confira ao tijolo ou bloco curado a resistncia requerida, sem elevao desnecessria do custo do produto final (ABCP, 1985).

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Ensaios efetuados em corpos-de-prova de solo-cimento evidenciaram ganhos de resistncia em funo do tempo de cura. Esse comportamento est associado interao dos argilo-minerais e o cimento que, segundo vrios autores, so reaes pouco conhecidas. Parece haver um certo consenso de que o endurecimento e o ganho de resistncia da mistura ao longo do tempo esteja associado em grande parte s reaes entre os argilo-minerais e a cal liberada na hidratao do cimento (SEGANTINI e CARVALHO, 1994). Segundo Ceratti e Casanova (1988), para se estudar o ganho de resistncia do solo estabilizado com cimento deve-se estudar cuidadosamente: gnese, composio e propriedades do solo; fsica e qumica dos solos; conhecimento do cimento como ligante; mecnica estrutural;

3.3. Compactao e prensagem A compactao, segundo Mitchell e Kati (1981) apud Montardo, Consoli e Prietto (2001) um dos mtodos utilizados para melhoria dos solos. O CEPED (1985) afirma ainda que o controle da compactao um dos requisitos bsicos para a confeco de peas utilizando a mistura solo-cimento. Esta compactao pode ser feita atravs de soquetes em laboratrio ou prensagem do solo. Deve-se ainda tomar cuidado com os cantos dos tijolos onde a compactao pode no ser muito eficiente. Um parmetro de controle da compactao no campo, em obras geotcnicas, o chamado Grau de Compactao, onde tem-se a razo entre a massa especfica aparente seca obtida no campo, ou no caso do trabalho entre o corpo-de-prova cilndrico que ser moldado para ensaios de resistncia e a massa especfica aparente seca mxima obtida no laboratrio atravs do ensaio de compactao - Gc =

d , cp

d , mx 100 . Valores do

grau de compactao superiores a 95 % no s asseguram as melhores qualidades do material, como tambm garantem o melhor acabamento. Regies menos compactadas sero pontos enfraquecidos em paredes executadas com tijolos de solo-cimento,

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podendo tambm se soltar em placas. O controle da compactao dos tijolos , neste sentido, de fundamental importncia para a boa aparncia da parede (CEPED, 1999). O cimento um componente estabilizador e tem funo de ligante, o que melhora as qualidades da mistura. A umidade ideal (tima) depende do tipo solo utilizado, sendo portanto necessrio ensai-lo para determinar a umidade tima para que se consiga a maior massa especfica (CEBRACE, 1981). Segundo Barbosa e Mattone (2002), a porcentagem de gua e a quantidade de material a serem utilizadas na prensa so determinadas a partir de um processo de otimizao feito com base na mxima densidade seca. Normalmente essa umidade no exatamente aquela obtida no ensaio de compactao Proctor Normal. Nele, a partir de uma compresso dinmica, so obtidos a densidade seca mxima e a umidade a ser adotada. Na prensa, a compactao praticamente esttica, no havendo nenhum impecilho quanto a este diferencial. Caso a umidade tima do Proctor Normal seja conhecida, a partir dela que se iniciar a determinao da umidade da mistura. Taveira (1987) no recomenda a produo de quantidade exagerada de massa, uma vez que o seu limite mximo de durabilidade para aproveitamento na compactao de 24 horas. Caso as misturas sejam utilizadas algum tempo aps o preparo, necessrio revolv-las energicamente com as ps para homogeneizar a umidade. Segundo a bibliografia consultada e as normas pesquisadas, a moldagem do corpo-deprova a ser utilizado para ensaio de compresso simples deve respeitar os parmetros do corpo-de-prova do ensaio de compactao Proctor Normal. Desta forma, admite-se que as peas construdas possuiro resistncia e densidade otimizadas. Respeitando-se tambm estes parmetros na execuo dos tijolos, os mesmos apresentaro resultados satisfatrios. Segantini e Carvalho (2000-b) mostram que as propriedades mecnicas dos solos, de maneira geral, apresentam melhorias significativas quando este misturado com cimento e submetido a processos de compactao.

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Quanto maior a densidade da mistura pelo efeito de prensagem, maior a resistncia mecnica do tijolo. Dos fatores que dependem do processo de produo, a fora de compactao o mais importante. Quanto maior a presso de compactao, menor a quantidade de cimento requerido para que a mistura aps prensada desenvolva altas resistncias (SUPERTOR, 198-). Machado, Lima e Almeida (1998) compararam os resultados de seus estudos e concluram que a adio de fibra de polipropileno mistura solo-cimento influenciou os parmetros de resistncia provocando um aumento de coeso e uma reduo do ngulo de atrito interno. No estudo de vrias energias de compactao, determinou-se que o efeito de ancoragem introduzido na mistura solo-cimento pela adio de fibra torna-se mais evidente para uma menor energia. Silva e Akasaki (2002) estudaram a compactao em misturas com resduos vegetais (casca de arroz, p de serra Eucalipto, bagao de cana) e concluram que a determinao da quantidade de resduo a ser utilizada foi influenciada pelos ensaios de compactao, uma vez que ocorreu a reduo da massa especfica aparente seca mxima com o aumento da quantidade de resduos. Existem no mercado diversos tipos de prensa com diversas presses de compactao. Algumas moldam mais de um tijolo de cada vez. Esta caracterstica que inicialmente aparenta ser uma vantagem, no que diz respeito resistncia do tijolo desvantagem. Ao compactar (prensar) mais de um tijolo, a presso de compactao reduzida pois ocorre o aumento da rea de atuao da fora aplicada. Segundo Barbosa e Mattone (2002) presses de compactao baixas necessitam de taxas de cimento elevadas para atender as resistncias necessrias. Sabendo-se que a resistncia do tijolo est intimamente ligada compactao, quanto maior a compactao imposta pela prensa, mais resistente ser o tijolo. O controle da presso de compactao pode, portanto, melhorar as caractersticas do tijolo.

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3.4. Tempo e condies de cura da mistura solo-cimento A NBR 12024 (1992) especifica que aps a moldagem, os corpos-de-prova de solocimento devem ser colocados em cmara mida temperatura de (232)C e umidade relativa do ar no inferior a 95 %. Especifica ainda que para fins exclusivos de dosagem de solo-cimento, o perodo de cura deve ser, obrigatoriamente de sete dias. Porm, outras idades de cura podem ser consideradas para controle de obra, pesquisas, ensaios especiais e outros. Segundo Cebrace (1981) e Taveira (1987), a hidratao do solo-cimento nos primeiros dias aps a moldagem fundamental. Em caso de secagem rpida, pode ocorrer uma reduo na resistncia de aproximadamente 40 %, o que torna a cura um processo indispensvel. A cura mal feita pode influir tambm no acabamento final, podendo as superfcies de solo-cimento apresentar um esfarelamento superficial tornando-as vulnerveis s intempries e qualquer ao mais rigorosa. Um processo mais simples e eficiente de cura consiste de algumas molhagens dirias, por um perodo mnimo de 7 dias. Este processo mantm a umidade dos tijolos, garantindo a ausencia de trincas e a qualidade final desejada. A interrupo da hidratao do cimento por insuficincia de gua provocar queda nas qualidades finais dos tijolos (SUPERTOR, 198-). Existem no entanto, algumas opes de cura baseadas na experincia popular. Nos QUADROS 2 e 3 so descritos alguns processos de cura utilizados na prtica bem como o tempo destinado para a hidratao do cimento em cada um dos trabalhos desenvolvidos.

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QUADRO 2 Processos de cura do solo-cimento Processo de cura adotado Molhagens dirias durante 15 dias. Fonte: CEBRACE, 1981

Molhagens sucessivas para manter os tijolos midos durante ABCP, 1985 7 dias. A cura deve ser iniciada 12 horas aps a execuo das peas, CEPED, 1985 molhando-se bem, trs vezes ao dia, durante 8 dias. Execuo de 2 a 4 molhagens dirias durante um mnimo de TAVEIRA, 1987 15 dias aps a concluso do servio de compactao. Os tijolos devero ser submetidos a um perodo de cura nunca SUPERTOR inferior a 8 dias. Nos 4 primeiros dias aps a prensagem, (198-) molhar os tijolos pelo menos 2 vezes ao dia para prover gua suficiente para a reao de hidratao do cimento. A interrupo da hidratao do cimento por insuficincia de gua provocar queda nas qualidades finais dos tijolos. Umedecimento constante nos trs primeiros dias e nos sete SEGANTINI e dias subseqentes com trs sees dirias de umedecimento. CARVALHO, 1994 Armazenamento e cura em ambiente com temperatura e PRIETTO, umidade controladas (232C e 905% respectivamente) por SCHNAID e CONSOLI, 1997 um perodo de 7 dias. Cura por imerso em gua, durante 7 dias e ao ar (ambiente SAVASTANO e do laboratrio) at a data dos ensaios. AGOPYAN, 1998 Cura normal (corpos-de-prova em cmara mida durante 7 BERALDO e dias, seguida de cura ao ar livre at a idade do ensaio) e cura a PIMENTEL, 1999 vapor (submeteu-se os corpos-de-prova aps a moldagem um aquecimento at 60C em ambiente com umidade relativa de 95% por um perodo de 8 horas. Os CPs foram desmoldados e aps uma hora de resfriamento, os mesmos foram colocados em cmara mida at completarem sete dias, permanecendo ao ar livre at a data de realizao do ensaio de compresso). A cura foi feita em uma cmara com temperatura e umidade MONTARDO, controlada durante 3 dias. CONSOLI e PRIETTO, 2001 Para os corpos-de-prova foram utilizados 7 dias de cura e 7 PIMENTEL e dias de secagem em laboratrio temperatura ambiente. Para BERALDO, 2001 a fabricao de telhas usou-se apenas a cura mida.

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QUADRO 3 Processos de cura do solo-cimento Processo de cura adotado Fonte: Os painis obtidos a partir da mistura de cimento e partculas BERALDO e de Eucalyptus grandis foram curados no laboratrio durante CARVALHO, 28 dias. 2001 Os corpos-de-prova foram medidos, pesados e introduzidos BERALDO et al., em sacos plsticos onde ocorreu a cura mida (durante 7 2002 dias). Aps este perodo os mesmos foram secos ao ar livre. Durante a armazenagem foram efetuadas pesagens dirias para avaliar a umidade dos mesmos ao longo do perodo de armazenamento, admitindo-se que na 1 semana de cura (saco plstico) no haveria diminuio na massa dos CPs. Executando-se a cura por vaporizao em uma cmara logo LATORRACA e aps a prensagem, os painis de cimento e madeira de SILVA, 2003 Eucalipto foram expostos a uma temperatura de 60 C por perodos de 3, 10 e 24 dias. A cura vapor proporciona um efeito benfico nas propriedades mdulo de elasticidade na flexo e compresso paralela enquanto que para o mdulo de ruptura na flexo e ligao interna, no provocam elevao da resistncia e nem reduo no tempo de maturao. Foram utilizados trs tipos de cura: cura ao ar livre, cura em BERALDO, 2003 saco plstico e cura em cmara mida. Ceratti e Casanova (1988), no trabalho por eles desenvolvido, afirmaram ainda que o perodo mnimo para completar a interao solo-cimento variou de 3 a 7 dias alcanando 15 dias em solos de plasticidade elevada. Um fator importante a ser considerado o armazenamento das peas. As mesmas devero, aps a prensagem e desmoldagem, ser empilhadas sobre um piso plano sombra ou em local coberto e protegido. Depois de curado, o tijolo ou bloco de solocimento possui alta resistncia compresso simples e baixa absoro (ABCP, 1985). Em alguns casos a proteo das peas recomendada. O CEBRACE (1981) e a ABCP (1985) citam a necessidade de uma pintura de proteo para aumentar a impermeabilidade das paredes, melhorando o aspecto visual e as condies de conforto e higiene. O CEPED (1985) recomenda ainda pintar (pelo menos externamente) as

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paredes de solo-cimento com tintas base de p mineral (Supercimentol, Conservado P, etc.). Essas tintas proporcionam aderncia e impermeabilizao excelentes, sendo necessrio para sua aplicao, molhar antes a parede. O tipo de cura exerce grande influncia nas caractersticas compsito cimento-partculas de Pinus. Embora o tipo de cura utilizada tenha influenciado a resistncia compresso, no se tornou evidente o benefcio da utilizao da cura mida. A maior parte dos materiais tem seu desempenho prejudicado quando ensaiado em condies de umidade elevada (BERALDO, 2003). Conhecendo os diversos tipos de cura utilizados para a confeco de tijolos de solocimento, o CEPED (1999) realizou alguns ensaios, desenvolvendo assim, um grfico (GRAF. 1) relacionando a resistncia compresso simples em corpos-de-prova submetidos algumas condies de cura. Tais estudos comprovaram ainda haver uma reduo na resistncia da ordem de 40% quando no se usa qualquer processo que evite uma secagem rpida. Esta secagem rpida ocasiona a formao de trincas e, no caso da no ocorrncia de um processo sistemtico de molhagem, pode ocorrer ainda um esfarelamento superficial, tornando a pea de solo-cimento, vulnervel a qualquer ao mais rigorosa de chuvas e ventos. Se a rigidez da mistura for muito elevada e se as condies de cura forem inadequadas ocorre a formao de trincas transversais de retrao na camada cimentada (SPECH et al., 2002).

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50

resistncia compresso simples (kgf/cm2)

40

Cura em cmara mida

30

20

Cura ao ar livre e molhando 4 vezes ao dia

Corpos-de-prova curados sombra e molhados 2 vezes ao dia

10

Corpos-de-prova curados sombra sem molhar

0 0 7 14 21 28

tempo de cura em dias

GRFICO 1 Influncia do tipo de cura na resistncia compresso Fonte: reproduzido a partir de CEPED, 1999.

3.5. Adio de fibras para melhoria das propriedades A mistura de pedaos de palha ou fibras, por exemplo, reduz acentuadamente o efeito de retrao quando da secagem do material mido. A utilizao de produtos tais como leos de origem vegetal ou animal, ou emulses asflticas tem a finalidade de aumentar significativamente a impermeabilidade, melhorando as condies de durabilidade (TAVEIRA, 1987). A insero de determinados tipos de fibra em solos altera a rigidez, a resistncia e o comportamento ps-pico dos mesmos. Por outro lado, a adio de cimento ao solo, embora aumente a resistncia e a rigidez do material, torna o mesmo extremamente frgil, efeito esse que pode ser atenuado na presena de fibras (VIEIRA et al., 2002).

4AS FIBRAS E OS RESDUOS DE MADEIRACom o desenvolvimento da economia brasileira, noticia-se cada vez mais o desmatamento ocorrido nas florestas nativas do Pas. Numa tentativa de sanar os danos causados por este desmatamento, espcies vegetais exticas tm sido utilizadas para o reflorestamento. Espcies como o Eucalyptus - usado de forma intensa para gerao de energia, sob forma de carvo, e na produo de celulose - e o Pinus - empregado na produo de resina, em mobilirios e caixotaria leve, sendo ainda utilizado tambm na fabricao de lpis - tm sido muitssimo usadas. Originalmente, as rvores de Eucalyptus foram trazidas para o Brasil provenientes da Austrlia. O processamento mecnico da madeira gera uma grande quantidade de resduos que muitas vezes, no possuem uma destinao adequada. Eles so em geral queimados provocando poluio do ar e desperdcio de energia. Sabe-se ainda que materiais que utilizam a fibra de amianto em sua constituio no so aconselhveis, por ser este mineral cancergeno. A idia da insero de resduos vegetais em matrizes frgeis, parte da observao da quantidade de resduo disponvel, da destinao dada ao mesmo e da necessidade de desenvolvimento de materiais mais saudveis. Deve-se ainda considerar o fato de que a madeira uma matria-prima renovvel e apresenta muitas propriedades vantajosas tais como a disponibilidade e resistncia mecnica (BERALDO e CARVALHO, 2001). Apesar disso ainda pouco utilizado na produo em escala industrial, estando as pesquisas nessa rea em crescente desenvolvimento.

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A melhoria ou alterao das propriedades mecnicas dos solos reforados com fibra depende das caractersticas das fibras (resistncia trao, mdulo de elasticidade, comprimento, teor e rugosidade), do solo (grau de cimentao, forma e granulometria das partculas, ndice de vazios, etc.) da tenso de confinamento e modo de carregamento (SPECHT et al., 2002). 4.1. Caracterstica das fibras vegetais As fibras vegetais so feixes constitudos por um grande nmero de clulas individuais compostas de microfibrilas ricas em celulose, um polmero vegetal. As diversas clulas que compem a fibra encontram-se aglomeradas pela lamela intercelular composta de substncias amorfas como hemicelulose, pectina e principalmente lignina (70% em mdia) (SAVASTANO e AGOPYAN, 1998). Destas substncias, a lignina facilmente decomposta em meios alcalino e aquoso, onde sofre um processo de lixiviao (JOHN e AGOPYAN, 1993). A regio central da fibra tambm pode apresentar uma cavidade denominada lacuna, responsvel pela sua elevada capacidade de absorver gua. A caracterizao das fibras feita a partir de propriedade fsicas e mecnicas das mesmas tais como dimenses, volume de vazios e absoro dgua, resistncia trao e mdulo de elasticidade. A relao entre comprimento e dimetro das fibras fator determinante na transferncia de esforos para a matriz - na qual as mesmas esto inseridas - contribuindo tambm para ancoragem das fibras, devido a seu aspecto fibrilado e a sua superfcie irregular. Os vazios influenciam na alta absoro j nos primeiros instantes de imerso atuando negativamente na relao gua/aglomerante da matriz, intumescimento, e posterior retrao. Por outro lado, o elevado volume de vazios contribui para a reduo no peso, para uma maior absoro acstica e para uma menor condutibilidade trmica dos componentes obtidos (SAVASTANO e AGOPYAN, 1998). As fibras vegetais, tais como como, sisal, papel jornal, bambu, juta, malva e piaava, apresentam variaes dimensionais maiores que as das matrizes de cimento. Isto ocorre devido a mudanas no teor de umidade. Desta forma, ciclos de molhagem e secagem tendem a introduzir tenses que vo, progressivamente, destruindo a ligao matriz-

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fibra, reduzindo assim a ductilidade do material. Esta destruio indcio da existncia de uma incompatibilidade fsica (JOHN e AGOPYAN, 1993). A funo principal das fibras a de ser reforo mecnico da matriz na qual esto inseridas. Normalmente, o seu volume em relao ao volume da matriz bem menor, mesmo para fibras com resistncia mecnica inferior ao da matriz. Na construo civil, as matrizes mais empregadas so as frgeis (rompem-se sem deformao plstica) tais como as pastas, argamassas e concretos de aglomerantes minerais (AGOPYAN, 1993). Para matrizes frgeis reforadas com fibras de baixo mdulo de elasticidade, em que o arrancamento da fibra predomina sobre a ruptura, tem-se a aderncia fibra-matriz como principal fator de influncia sobre a tenacidade do compsito (SAVASTANO e AGOPYAN, 1998). Segundo Montado, Consoli e Prietto (2001), tenacidade a propriedade do material que representa a energia que se consome ao se deformar. Em compsitos base de cimento, a maior aderncia fibra-matriz conseguida por meio do melhor desempenho da zona de transio, fazendo com que as duas fases (fibra e matriz) trabalhem em conjunto efetivamente. A melhor adeso se consegue pela reduo da porosidade e pela menor concentrao de portlandita (cristais de hidrxido de clcio) nas proximidades da fibra. No caso das fibras vegetais, a elevada porosidade favorece a formao de grandes cristais de portlandita, os quais no se formam na superfcie da fibra, mas sim no interior da zona de transio. Os descolamentos das fibras so freqentes e ocorrem em decorrncia de sua variao dimensional, ao perder a gua absorvida durante a mistura do compsito. Esses descolamentos constituem fator adicional, para prejuzo da aderncia fibra-matriz (SAVASTANO e AGOPYAN, 1998). A composio natural da madeira engloba diversas substncias qumicas que no fazem parte da estrutura dos tecidos vegetais, mas que participam ativamente de seu metabolismo. Estas substncias so extraveis com relativa facilidade da madeira e por isso so genericamente chamadas de extrativos (FONSECA et al., 2002).

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A incluso de fibras no composto influencia nas propriedades mecnicas do compsito dependendo das propriedades mecnicas da fibra e da matriz. Fibras relativamente rgidas exercem efeito mais pronunciado na resistncia de ruptura. As fibras relativamente flexveis exercem efeito mais pronunciado no modo de ruptura e no comportamento ltimo. A cimentao, representada pela porcentagem de cimento, aumenta a resistncia de ruptura, a rigidez inicial, a resistncia ltima, a capacidade de absoro de energia de deformao e confere caractersticas de fragilidade ao compsito. Fibras quando adicionadas ao solo, seja ele cimentado ou no, alteram de forma marcante e definitiva as suas propriedades de resistncia e deformabilidade (MONTADO, CONSOLI e PRIETTO, 2001). A adio de fibras ao solo melhorado com cimento resultar em um material compsito mais resistente e mais dctil minimizando os problemas descritos anteriormente, pois as fibras (por exemplo de polipropileno) aumentam a resistncia e a ductilidade do material (SPECHT et al., 2002). As fibras definitivamente proporcionam um aumento de resistncia e ductilidade do material. O comportamento do compsito basicamente governado pelo teor e pelas propriedades mecnicas e geomtricas das fibras. O aumento na resistncia uma funo direta do teor de fibra at um determinado patamar, alm do qual o reforo torna-se menos efetivo (GRAY e AL REFEAI, 1986 apud SPECHT et al., 2002). Em resumo, conforme Carvalho e Beraldo (2000) apud Beraldo et al. (2002) pode-se afirmar que as fibras vegetais, tais como resduos de serraria, so utilizadas at hoje como reforo, pois possuem caractersticas particulares tais como: disponibilidade de uma matria-prima renovvel e de baixo custo, modificao das propriedades da matriz (aps a fissurao), leveza do material e isolamento termo-acstico. Segundo Montardo, Consoli e Prietto (2001), pode-se afirmar ainda que, de modo geral, as fibras aumentam a resistncia compresso e a resistncia trao do solo cimentado, porm os maiores benefcios esto relacionados ao melhor desempenho do compsito ps-fissurao da matriz cimentada, como a diminuio da fragilidade e maior capacidade de absoro de

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energia de deformao, propriedades estas que podem ser traduzidas em maior resistncia ao