Curso Online de Estabilização de Solos

ESTABILIZAÇÃO DE SOLOS
Uso de solo cimento na construção civil

O intuito deste curso é abordar o uso do solo-cimento na construção civil, pretendendo-se contribuir para um melhor conhecimento deste material que constitui uma evolução dos materiais de construção civil utilizados no passado, como por exemplo, o barro e a taipa. A principal vantagem neste tratamento é a substituição dos aglomerantes naturais, de características muito variáveis, por um produto de qualidade industrializada e controlada: o cimento.
Esse tipo de tratamento vem sendo bem aceito e consagrado, pois o principal componente da mistura, o solo, é encontrado em abundancia na natureza. Desta forma, custos são minimizados, já que, normalmente este é encontrado no próprio local da obra ou próximo dela.
O material resultante do tratamento de solo-cimento constitui-se em uma mistura homogênea de solo, cimento e água, que são compactados e curados no local. Como resultado final deste processo, obtêm-se um material que possui boa durabilidade, boa resistência à compressão, baixo índice de retração volumétrica e bom índice de permeabilidade.

Solo é uma palavra com muitas definições, e que no linguajar cotidiano é utilizada para identificar qualquer parte do terreno dentro do nosso planeta. Desde o inicio dos tempos à superfície de nosso planeta encontra-se exposta a diversos fatores climáticos e destrutivos, sendo eles a mudança de temperatura, vento, água e diversas outras fontes que acabam produzindo a decomposição das rochas . O solo pode ser definido como um corpo natural, formado por fatores climáticos e biológicos, que possui comprimento, largura, profundidade e constitui a camada externa da litosfera.
O solo é o mais antigo dos materiais de construção. O uso do solo-cimento surgiu através da evolução ao longo dos anos. O primeiro uso do solo como material de construção civil que se tem registro é a Muralha da China, construída no século III. O homem descobriu que podia moldar a terra em tijolos que, secados ao sol, serviam-lhe para fazer os muros de suas casas muito antes que descobrissem como ler e escrever. O solo é um material de construção permanente, como demonstram as cidades pré-históricas com muralhas de barro e os túmulos que se encontram em muitos lugares do mundo. Foi apenas nos anos trinta do século passado que começaram os enfoques científicos para o uso do solo e da rocha como materiais de construção, e evoluíram os trabalhos com terra.

Atualmente é possível utilizar a terra e a rocha na construção como recheios para suportar edificações, avenidas para o tráfego, rasantes que possam resistir às cargas concentradas das rodas, represas para água, etc., em condições que antigamente consideravam-se impróprias. Apesar dos milênios de bem sucedida experiência, as construções de terra podem terminar em fracassos técnicos se o projeto e a construção não forem bem executados.
Existem vários exemplos de construções com má estabilização do solo e suas consequências. A torre de Pisa é a mais famosa construção vítima de uma má estabilização do solo que a suporta. Com este exemplo podemos ter certeza de que a estabilização do solo é um assunto muito importante e se não for seriamente estudado, poderá trazer consequências gravíssimas. Outro exemplo está na França em Fréjus quando em 1959 houve a ruptura e derrube da parede de uma represa produzida por uma má estabilização do solo.

Tendo em vista a grande importância da correção do solo, faz-se necessário definir o que é estabilidade de um solo. Estabilidade de um solo é o meio da correção da sua granulometria, da plasticidade ou por meio de adição de substâncias que darão a massa uma maior coesão proveniente da cimentação ou aglutinação dos grãos entre si. A estabilização é feita por procedimentos que visão à melhoria da estabilidade das propriedades dos solos (resistência, deformidade, permeabilidade, etc.).
Estabilizar um solo é torná-lo capaz de suportar esforços oriundos das cargas aplicadas sem sofrer
deformações, deslocamentos verticais ou recalque sob quaisquer condições atmosféricas. Portanto, estabilizar um solo compreende todos os processos naturais e artificiais aplicados aos solos, objetivando melhorar suas características de resistência mecânica, bem como garantir a constância destas melhorias no tempo de vida útil das obras de engenharia. O domínio das técnicas de estabilização pode conduzir as sensíveis reduções nos tempos de execução das obras, viabilizando a industrialização do processo construtivo, propiciando uma economia substancial para o empreendimento.

Principais métodos de estabilização de solos

ESTABILIZAÇÃO

Físico química

Estabilização
granulométrica

Mecânica
compactação

Pode-se dizer que os tipos de solos são relações entre as frações granulométricas. Assim, os solos que possuem poucos finos têm estabilidade a partir do contato grão a grão com as
seguintes propriedades: baixa
densidade, permeabilidade
elevada e trabalhabilidade difícil

Por outro lado, solos com finos suficientes para preencher os vazios têm as seguintes características: estabilidade a partir do contato grão a grão, densidade alta, permeabilidade baixa, moderada
compactação e
dificuldade de
resistência ao
cisalhamento relativamente alta

Já os solos com grande quantidade de finos, ou seja, sem contato grão a grão, possuem as seguintes
propriedades: densidade baixa,
praticamente impermeável,
estabilidade grandemente afetada pelas condições hídricas, boa trabalhabilidade

SOLOS COM POUCOS FINOS
SOLOS COM FINOS SUFICIENTES
PARA PREENCHER OS VAZIOS
A distribuição granulométrica tem grande importância na estabilidade de um solo. A estabilização granulométrica consiste da mistura de dois ou mais solos visando obter um material com distribuição granulométrica desejada, tal que se conserve volumetricamente estável e que apresente ganho de resistência.
SOLOS COM GRANDE
QUANTIDADE DE FINOS

A compactação de solo é um processo mecânico que pela aplicação de pressão, impacto ou vibração busca diminuir o volume de vazios do solo. Neste método o solo vai tornando-se impermeável não havendo percolação d’água. O aumento da capacidade de cargas é decorrente da diminuição da deformação do solo, ou seja, diminui o recalque. A técnica de
compactação inicia-se empréstimo (oriundo
pelo lançamento de material de de jazida) ou do próprio local

(reenchimentos), seguido da passagem de equipamentos que transmitam ao solo a energia de compactação com carga móvel (amassamento, impacto ou vibração) ou estática.
Na estabilização de solos por técnicas físico-químicas, objetivo deste trabalho, é empregado o uso de aditivos que interagem com as partículas de solo visando à melhoria e estabilidade nas propriedades mecânicas e hidráulicas. Os principais aditivos utilizados são cal, cimento, asfalto, betume ou produtos químicos industrializados, como cloretos,
ácidos fosfóricos, etc. Disse que o solo está estabilizado quando houve um ganho significativo de resistência com o
emprego do aditivo. Caso a adição dos aditivos tenha apenas melhorado alguma propriedade (plasticidade, expansão ou
contração), mas sem o aumento da resistência diz-se que o solo foi melhorado.

Os primeiros trabalhos registrados sobre
o solo-cimento
começaram a surgir somente após 1932, destacando-se entre eles a sua utilização na pavimentação de 17.000m² em Jhonsonville, Carolina do Sul, EUA. Porém, apenas em 1944 começaram a surgir às normalizações de ensaios do solo- cimento pela American Society for Testing Materials (ASTM), American Association of State Highway Officials (AASHO) e a Portland Cement Association (PCA). No Brasil, em 1945, foi construída a primeira edificação em solo-cimento. Tratava-se de uma casa de bombas com 42 m², cuja finalidade era abastecer as obras do aeroporto de Santarém, PA. Em 1948, foram construídas algumas residências em Petrópolis no Rio de Janeiro e um hospital em Manaus utilizando a tecnologia de paredes monolíticas de solo-cimento.

Objetiva-se neste trabalho apresentar as formas físico-químicas para melhorar o comportamento do solo visando melhorar suas propriedades em relação à resistência. Para tal, apresentar-se-á a formação de solos residuais e posteriormente os principais reagentes utilizados na estabilização físico-química.

A definição de solo vária com base na formação de quem se interessa por este material e dos objetivos que se pretendem alcançar com este estudo. Para o engenheiro civil, o solo é qualquer acumulação não cimentada ou fracamente cimentada de partículas minerais formadas a partir da decomposição das rochas. Os espaços vazios entre estas partículas estão preenchidos por água e/ou ar. Quando os produtos da decomposição da rocha se mantêm no local constituem um solo residual ou caso os produtos são transportados e depositados noutro local irão constituir um solo transportado. Neste último os agentes causadores são a gravidade, o vento, a água, entre outros processos geológicos.
As variações físicas e químicas de um solo com a profundidade dão origem aos horizontes do solo, que no seu conjunto são normalmente designados como “perfil do solo”. A mudança entre rocha e solo ocorre gradualmente, verificando-se normalmente um comportamento misto do maciço, com características de solo e de rocha. Isso pode ser verificado quer durante a formação dos solos residuais, na primeira fase do processo de meteorização, ou no processo de formação dos solos aluvionares, durante a fase de diagénese.