Alvenaria de solo-cimento

Uso é conhecido há dezenas de anos no país, mas só agora ganha divulgação
graças a centros de pesquisa e acesso a máquinas de produção manual de tijolos.

Apesar de ter custo relativamente mais elevado, o uso do solo-cimento em blocos intertravados não emprega fôrmas, facilita a passagem das instalações e tem execução mais rápida que em paredes monolíticas do mesmo material

Sistemas de construção de solo-cimento podem minimizar danos ambientais, baratear e dar mais agilidade às obras. A técnica é o resultado da mistura homogênea de solo, cimento e água em proporções previamente determinadas, depois compactada na forma de tijolos, blocos ou paredes monolíticas. Desde que bem executado, o componente apresenta boa durabilidade e resistência à compressão.

Empregado no Brasil inicialmente na confecção de bases e sub-bases de pavimentos de estradas, o solo-cimento começou a ser empregado em construções em 1948, quando residências feitas com paredes monolíticas foram construídas na Fazenda Inglesa, em Petrópolis (RJ). Um ano depois, foi construído o famoso Hospital Adriano Jorge, do Serviço Nacional de Tuberculose, em Manaus, edifício com 10.800 m² ainda em funcionamento e em bom estado de conservação.

No entanto, o solo-cimento só foi amplamente aplicado em moradias por volta de 1978, quando o antigo BNH aprovou a técnica para construções de habitações populares. "Na época, estudos feitos pelo IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo) e pelo Ceped (Centro de Pesquisas e Desenvolvimento) comprovaram que, além do bom desempenho termoacústico, o solo-cimento aplicado em construções levava a uma redução de custos de 20% a 40%, se comparado com a alvenaria tradicional de tijolos de barro ou cerâmicos", diz Fernando Teixeira, consultor na área de solo-cimento.

O engenheiro explica que, naquele momento, predominavam as construções com paredes monolíticas. "Recentemente, processos construtivos que envolvem o uso de blocos modulares com encaixe intertravado estão tendo muita aceitação", explica Teixeira. Apesar de mais cara do que a parede monolítica, a alvenaria de blocos apresenta vantagens como dispensar o emprego de fôrmas, acelerar a construção e facilitar a passagem das instalações hidráulica e elétrica.

Sistemas monolíticos x modulares

Para o engenheiro Francisco Casanova, professor do programa de engenharia civil da Coppe (Coordenadoria de Programas de Pós-Graduação da UFRJ), o tijolo e a parede monolítica de solo-cimento são "cartas fora do baralho". "Um dos grandes problemas da alvenaria de tijolos monolíticos de solo estabilizado sempre foi a interação com a argamassa de assentamento", afirma Casanova. Para o engenheiro, as diferenças entre as propriedades físicas de ambos os materiais, como o módulo de elasticidade e coeficientes de dilatação, acabam por levar à falência de um deles.

A alvenaria feita com blocos modulares, sim, não só resolve esse problema de interação como oferece algumas vantagens. Dispensa o revestimento, argamassa de assentamento, além de não necessitar de queima de madeira ou óleo combustível para sua produção, o que barateia o processo construtivo. Assim como a parede monolítica, os blocos de solo-cimento são fabricados, normalmente, com o próprio solo do local, o que reduz custos com relação à matéria-prima de construção e o seu transporte.

A desvantagem do sistema modular, segundo Neidyr Cury Neto, engenheiro especializado em fundações e geotecnia, é a dependência com relação às prensas manuais e hidráulicas, cujo preço varia de R$ 5 a R$ 40 mil. "Além do custo da prensa, deve-se avaliar os gastos com a sua manutenção", explica Cury Neto. O engenheiro defende o emprego das paredes monolíticas na construção de moradias populares por meio de cooperativas de trabalho. "Com as paredes monolíticas, há um melhor aproveitamento da mão-de-obra não-especializada do local, além da redução de custos", explica.

Para a construção de paredes monolíticas usam-se guias, fôrmas e soquetes para a compactação da mistura. As guias devem respeitar o alinhamento e o prumo. Depois de presas com parafusos adequados, as fôrmas, normalmente de madeira, são preenchidas por camadas de solo-cimento, que devem ser compactadas até formar uma mistura coesa e homogênea.

À medida que se constrói a parede, as fôrmas vão passando de uma altura a outra sem esperar a secagem da etapa anterior. "Dentre os sistemas ensaiados pelo Ceped, o que apresentou melhores resultados consistia em fixar previamente, no solo, guias para o deslizamento das fôrmas, que subiam de acordo com o enchimento do muro", explica Cury Neto.

Em comparação com outros tipos de blocos de alvenaria, como tijolos e blocos cerâmicos, o solo-cimento proporcionava uma economia entre 20 e 40% no auge de sua utilização, no final dos anos 70

O solo-cimento emprega solo encontrado na região da edificação. Mas a escolha do material mais adequado é difícil, pois não pode conter substâncias que prejudiquem o desempenho do sistema, como cloretos e sulfatos

Escolha do solo

Independentemente do sistema adotado devem ser tomados cuidados que vão desde a seleção do solo adequado até a correta execução das fundações e da alvenaria. "O que parece ser um processo simples, de fácil execução, requer a aplicação de um protocolo técnico que envolve fatores como a escolha do solo, a dosagem dos teores dos ligantes hidráulicos e o correto ajuste de parâmetros de estado e colocação relativos ao solo e à mistura deste com o estabilizante", diz o engenheiro Francisco Casanova. Segundo ele, o nível de detalhamento de projeto deve ser o maior possível. "Tudo aquilo que as normas exigem para a alvenaria estrutural de blocos de concreto, armada ou não-armada, vale para o solo estabilizado com o cimento", afirma.

O engenheiro e professor da Poli-USP Alex Abiko, que durante 13 anos foi pesquisador da tecnologia no IPT, acredita que a durabilidade dos sistemas construtivos com solo-cimento depende de rigorosas análises de laboratório que avaliem a retração do composto e a expansibilidade do solo usadas na mistura. "O fato de algumas argilas expandirem muito dentro do conjunto pode aumentar o volume do material de forma a ocasionar trincas", diz.

Em princípio, o solo de qualquer jazida pode ser utilizado para a confecção de paredes monolíticas, blocos e tijolos de solo-cimento. Os mais indicados, no entanto, são aqueles que possuem de 50% a 70% de teor de areia no composto. "O solo com a granulometria ideal para a mistura deve ser predominantemente arenoso, com argila em menor percentagem para que haja coesão entre os grãos", diz Aurinilce Nascimento, da ABCP (Associação Brasileira de Cimento Portland). A engenheira explica que na medida em que aumenta o teor de argila do solo, aumenta a necessidade de consumo do cimento para sua estabilização, que deve representar de 5% a 10% em massa em relação ao solo.

"A correção de um solo muito argiloso pode ser feita com a adição de areia pura ou de solo arenoso", diz Cury Neto. Tal procedimento, segundo ele, pode baratear o processo por reduzir a quantidade de cimento necessária para conferir estabilidade e resistência ao material. Neto explica que as camadas superficiais do solo, com profundidades que variam normalmente de 10 a 60 cm, em que há o predomínio de matéria orgânica, não podem ser adicionadas à mistura. "A acidez da matéria orgânica no solo retarda as reações de hidratação do cimento, comprometendo a resistência à compressão do solo-cimento", afirma.

Apesar de ter custo reduzido, o que favoreceria a construção de habitações de interesse social,
os blocos de solo-cimento ganham espaço no mercado de médio e alto padrão

Método de dosagem alternativo

Uma vez colhidas amostras qualitativas do solo, essas deverão ser encaminhadas para um laboratório de mecânica dos solos, que determinará a proporção de argila, areia e silte existentes. Depois da análise, é feita a dosagem para solo-cimento, procedimento que determinará a quantidade de água, cimento e solo para estabilizar a mistura. "Por demorarem 40 dias para serem concluídos, os procedimentos de análise e dosagem feitos por laboratórios são um dos fatores que desestimulam o uso em construções", diz Casanova.

Em conjunto com seus alunos de mestrado e doutorado, Casanova desenvolveu uma metodologia baseada em ensaios simples e expeditos, que dispensam a atuação do laboratório, podendo ser aplicada diretamente na jazida ou canteiro de obras. "A metodologia, além de baratear o processo, dura apenas cinco dias", explica.

Uma vez determinada a dosagem, o solo que será utilizado na mistura deverá ser peneirado, destorroado e estocado, de preferência em local coberto. Após essa etapa, a matéria-prima é misturada com o cimento e a água, atividade que pode ser realizada manualmente, ou por um misturador mecânico, de acordo com a capacidade de produção da prensa.

Por produzirem maior quantidade de peças do que as manuais, as prensas hidráulicas requerem equipamentos mecanizados para a produção da mistura e alimentação dos silos. Fernando Teixeira explica que com a produção diária de até 3,5 mil blocos, a mistura do composto e sua condução até a prensa é feita manualmente. "Acima disso, torna-se necessário o emprego de um misturador mecânico e de uma correia transportadora para abastecer a prensa", explica. Para a produção de paredes monolíticas, os procedimentos, em geral, são feitos manualmente.

Após a inserção da mistura fresca dentro dos moldes de prensas hidráulicas ou manuais, ocorre a prensagem dos blocos ou tijolos, que devem ser estocados, de preferência em local coberto. Para cura, as peças devem ser molhadas três vezes ao dia, durante um período mínimo de sete dias, para que a mistura prensada endureça e adquira a resistência desejada. De acordo com as normas da ABNT, só depois de 14 dias é que os tijolos ou blocos poderão ser aplicados em construção. Em locais descobertos, o composto deverá ser molhado mais do que três vezes ao dia, de acordo com as condições climáticas.

Manuais ou hidráulicas, as prensas utilizadas para a fabricação dos tijolos contam com moldes que podem configurar diferentes modelos de blocos, classificados pelo tipo de encaixe: encaixe tronco-cônico, encaixe quadrado bisotado/não bisotado ? ou com vértices arredondados ? , e o encaixe trilha.

As paredes monolíticas requerem um processo de cura igual ao de alvenaria dos blocos. Segundo Aurinilce, sua espessura varia de 8 a 12 cm, de acordo com a altura da parede. Como manutenção das paredes monolíticas e de blocos de solo-cimento, a engenheira recomenda a impermeabilização por meio da aplicação de um verniz específico para o material.

Fundações rasas como o baldrame e, principalmente, a do tipo radier, são apropriadas para as construções de solo-cimento. Por se adaptar a qualquer tipo de solo, garantir uma melhor uniformização do terreno e evitar problemas como recalques diferenciais, a fundação do tipo radier é, apesar de mais cara, mais indicada do que a sapata corrida. Além do radier, recomenda-se a execução de uma base de argamassa impermeabilizada que acompanhe o traçado das paredes e sirva como área de apoio aos tijolos.

Normas

As normas técnicas da ABNT, que determinam características como forma, dimensões, resistência à compressão e à absorção de água de blocos e tijolos de solo-cimento, desconsideram a aplicação das peças em alvenarias estruturais. Apesar disso, há um consenso entre os profissionais da área sobre a possibilidade de execução de paredes estruturais feitas de blocos de solo-cimento. "Nesse caso, deve-se aumentar a resistência dos blocos por meio de uma adição maior de cimento à mistura", diz Fernando Teixeira. O engenheiro explica que, além disso, os buracos dos blocos devem ser armados e preenchidos de concreto, de acordo com as orientações de um calculista que, nesse caso, também poderá determinar o diâmetro dos furos de grauteamento.

Uma alvenaria feita com blocos de solo-cimento, de acordo com a resistência à compressão determinada pela ABNT para as peças (2 MPa), suporta o peso de elementos como lajes moldadas ou pré-moldadas e coberturas convencionais, como a de telha cerâmica, por exemplo. O mesmo se aplica às paredes monolíticas. "Com relação aos blocos, devem ser tomados pequenos cuidados de segurança, como fazer amarrações, armar e preencher os furos dos blocos das extremidades com concreto", explica Teixeira.

Segundo o engenheiro, uma alvenaria de solo-cimento, desde que associada a uma estrutura de concreto, pode atingir um número "indefinido" de pavimentos. "Sem isso, o máximo que ela consegue atingir são três pavimentos", explica.

As construções requerem, sobre portas e janelas, a execução de vergas de bloco do tipo canaleta, que deverão ser preenchidas com concreto. "Para isso, os furos das duas fiadas, imediatamente abaixo e acima, deverão ser obturados e grauteados", explica Casanova. A presença da viga conformada pelo bloco do tipo canaleta também é necessária, segundo Fernando Teixeira, entre a parede e a cobertura da construção. "Essa pequena viga armada permitirá uma melhor distribuição da carga do telhado sobre as paredes", afirma.

Apesar de dispensarem argamassa de assentamento, sistemas que fazem uso de blocos modulares e encaixáveis requerem vedação de juntas por meio de aplicação de cola à base de PVC. "Blocos de solo-cimento são mais ecológicos do que tijolos cerâmicos ou de barro cozido por dispensarem a queima de madeira ou óleo combustível", explica Casanova.

Segundo o engenheiro, para a fabricação de mil tijolos cerâmicos de 20 cm x 20 cm x 10 cm, é necessária a queima de cinco árvores de porte médio ou 120 kg de óleo combustível. "É uma mera questão de tempo para que o sistema construtivo se imponha naturalmente", finaliza.

Questão de tempo

Francisco José Casanova,
professor da Coordenadoria de Programas e Pós-Graduação da UFRJ

O solo-cimento pode ser uma alternativa para o problema do déficit habitacional?

Pode, mas está acontecendo o contrário. São as classes altas que estão construindo com solo-estabilizado. Há uma série de razões para isso: a falta de planejamento, a política, o preconceito das pessoas simples, que associam o solo à pobreza, o desconhecimento técnico e os erros do passado. Além disso, as cimenteiras, sem exceção, são contra.

Qual a maior dificuldade para o uso do solo-cimento?

Ao contrário do concreto, cujos materiais que o compõe (areia e brita) são facilmente obtidos com a pureza e os atributos físicos e químicos requeridos, o solo é altamente variável. A presença de substâncias deletérias para o processo de cimentação, como o húmus, cloretos e sulfatos inviabilizam a aplicação do solo. Em qualquer jazida, essas variações ocorrem tanto no sentido horizontal como vertical. A solução desses problemas é dispendiosa por requerer pessoal qualificado e constantes análises de material. Por isso, grandes empresas da construção desistiram de industrializar o solo-cimento e o solo-cal.

Quais empresas?

Não vou citar nomes, mas a dificuldade na obtenção de jazidas de solo "homogêneas", aliada ao rigoroso e caro controle da qualidade do solo, levou produtoras de elementos construtivos e grandes empreiteiras de São Paulo a desistirem da idéia. Não conseguiram fabricar tijolos ou blocos com propriedades que apresentassem o coeficiente de variação exigido pelas normas técnicas. Além disso, o solo estabilizado, quando fora das especificações técnicas, apresenta as patologias do concreto e mais algumas outras num tempo muito mais curto.

Mesmo com os problemas, o senhor acredita no futuro dessa tecnologia?

Acredito, porque todos desejam construir mais rápido e barato. Há também uma "pressão ecológica" gerada pelo agravamento do efeito estufa e do desmatamento. Isso aliado ao custo dos resíduos minerais e industriais faz com que seja apenas uma questão de tempo para o uso desses sistemas modulares. Cedo ou tarde, órgãos como a CEF, o sistema bancário de um modo geral, a ABCP e os grandes empreiteiros se renderão a essa tecnologia.

Veja passo a passo a construção de uma casa a 40km de Friburgo (RJ)

Foto 1 - Após a colocação do gabarito metálico e antes da concretagem do radier é feita a locação da ferragem vertical (vergalhões de 8 mm), que deve ficar engastada na fundação. Antes da concretagem, verifica-se também a locação das tubulações de água e esgoto

Foto 2 - A concretagem do radier deve ser seguida da marcação da "dama", base de argamassa impermeabilizada que acompanha o traçado das paredes. Para sua marcação, deve ser considerado que 1 m corresponde a 1,005 m na marcação de eixo a eixo

Foto 3 - Sobre a "dama" já endurecida é assentada a 1a fiada de tijolos. Para isso, é utilizada a argamassa feita com a própria mistura de solo-cimento aditivada de cal ou outro produto químico que ajude a reter água e minore a retração. As duas primeiras fiadas devem ser rigorosamente niveladas e alinhadas

Foto 4 - Os tijolos são encaixados uns sobre os outros em juntas desencontradas. A cada 0,50 m o prumo e o nível devem ser conferidos. Os furos designados no projeto devem ser grauteados. O encontro de paredes deve ser solidarizado com grampos e grapas. As instalações ficam embutidas nos furos dos tijolos e acompanham a execução da alvenaria

Foto 5 - Após a colocação dos caixonetes das portas e das janelas, são feitas vergas e contravergas com tijolo de solo-cimento do tipo canaleta. Para isso, os furos de duas fiadas imediatamente abaixo são obturados com um copinho de plástico e grauteados. Dois vergalhões horizontais são dispostos em paralelo no interior da canaleta que é então grauteada.

Foto 6 - Após o término da alvenaria é executada a cobertura. A casa já está pronta.

Patologias

Trincas originadas pela expansão e contração dos tijolos de solo-cimento que foram fabricados ou
curados em desacordo com os procedimentos adequados.

Patologia comum em construções de solo-cimento originada pela má utilização da tecnologia.

Lote fora das especificações. Peças com trincas originadas por expansão/contração e ruptura por esmagamento

As trincas verticais podem ter sido originadas pelas seguintes causas: tijolos com diferentes espessuras, incompatibilidade com o graute ou recalque diferencial da fundação

Hotel-residência

Projetado pelo arquiteto Silvio Luiz Tamura Jono, a construção, de 500 m², localizada em Campinas (SP), foi executada com alvenaria de blocos de encaixe intertravado de solo-cimento. "Optei por sistemas construtivos que conferissem rapidez à obra", explica Jono, que associou a tecnologia do solo-cimento à cobertura de telhas cerâmicas com estrutura metálica e lajes treliçadas e protendidas de concreto. Na construção, com dois andares, os blocos de solo-cimento foram empregados de duas maneiras: como alvenaria grauteada autoportante e como vedação, associados a uma estrututura de concreto.

"O principal desafio da obra foi o projeto executivo da alvenaria, ou seja, determinar os grautes de modo que estes não afetassem a passagem da tubulação de esgoto e das instalações elétricas e hidráulicas", explica Tamura, que especificou a aplicação de verniz à base de silicone na parte externa da alvenaria aparente como impermeabilização.

No interior da construção, as paredes foram rebocadas com gesso e revestidas com azulejos nas áreas molháveis. Para o preenchimento dos furos dos blocos, foi utilizado concreto misturado manualmente. "O preenchimento dos furos foi feito a cada 0,5 m, para evitar a formação de bolhas de ar nas colunas", explica o arquiteto.

O projeto fez uso de blocos de solo-cimento do tipo canaleta para a configuração das vergas e contravergas, preenchidas com concreto e armadas com barras de ferro 3/16? CA 50. Os grautes, por sua vez, foram armados com barras de ferro 3/8? CA 50. Para corrigir as pequenas irregularidades em altura durante o assentamento dos blocos foi aplicada, entre as fiadas, uma mistura de cola branca com a terra da própria jazida do tijolo. Sob as paredes, foi executada uma sapata corrida com 50 cm de largura x 30 cm de altura.

O uso de alvenaria de blocos de encaixe intertravado foi associado ao
sistema de lajes treliçadas e protendidas de concreto

Para a construção, os blocos de solo-cimento foram empregados de duas maneiras:
como alvenaria grauteada autoportante e como vedação, associados a uma estrututura de concreto

Como produzir tijolos de solo-cimento

PERMAQ A prensa manual Permaq MTS-010 pode produzir até 2 mil blocos ou tijolos por dia, duas peças por ciclo. Pode produzir tanto tijolos maciços quanto modulares, basta a troca do ferramental da máquina. MO 55431

MAN Com funcionamento mecânico e alimentação automática de fôrmas, a prensa P6, da Man, produz de 800 a 1.200 peças/h, com precisão de 0,3 mm. Funciona sozinha, sem auxílio de operador e produz tijolos com dimensões variadas. MO 55437

GUTWARD A Gutward produz prensas manuais e hidráulicas para tijolos de solo-cimento, com silo alimentador e carrinho espalhador. A empresa também produz peneira vibratória e destorroadores elétricos para preparação da terra. MO 55432

ECO-MÁQUINAS Produzida para a construção de residências populares pelo MNLM (Movimento Nacional de Luta pela Moradia), essa prensa hidráulica sobre duas rodas pode ser puxada por qualquer veículo de pequeno porte. Tem capacidade de compactação de até 24 t por prensagem e pode produzir 3.500 tijolos/dia (dois por operação). MO 40555

ANDRADE GUTIERREZ Criado pelo engenheiro João de Assis, professor da PUC-MG, e desenvolvido pelo engenheiro Francisco Chagas, o Tijolito é o principal componente do Sistema Andrade Gutierrez de Construção Industrializada. Prensado automaticamente por máquina hidráulica, o Tijolito tem 110 mm x 100 mm x 220 mm e é encaixável. Os modelos usados para instalações elétricas e hidráulicas, arremate de vãos e para a configuração de vergas e vigas são obtidos por corte da peça-padrão. MO 55433

SAHARA As prensas manuais da Sahara produzem tijolos maciços para assentamento com argamassa e blocos modulares e vazados de encaixe de solo-cimento, nas dimensões 10 cm x 20 cm, 12,5 cm x 25 e 15 cm x 30 cm. Conforme o equipamento, a produção varia de 100 a 300 peças/h. Para a fabricação são necessários apenas três operadores: um para o abastecimento, outro para a operação da prensa e um terceiro para preparar a mistura. MO 40556

Texto original de Valentina Fiquerola
Téchne 85 - abril de 2004