UNIVERSIDADE DO VALE DO TAQUARI
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CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA MECÂNICA À COMPRESSÃO DE
HIPERADOBE NA CIDADE DE GUAPORÉ, RS – CIDADE ESCOLA
AYNI
Josué Cristóvão Benvegnú
Lajeado, novembro de 2017
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Construção Sustentável com Terra: Método Hiperadobe, Notas de estudo de Mecânica
Uma análise do método hiperadobe, que utiliza terra crua ensacada como paredes estruturais para a construção de edificações. O texto aborda a história da construção com terra, os métodos de construção com terra crua e as vantagens e desvantagens do método hiperadobe. Além disso, são apresentados os diferentes tipos de construção com terra, como terra escavada, terra plástica e pau-a-pique.
Tipologia: Notas de estudo
2022
1 / 88
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CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA MECÂNICA À COMPRESSÃO DE
HIPERADOBE NA CIDADE DE GUAPORÉ, RS – CIDADE ESCOLA
AYNI
Josué Cristóvão Benvegnú
Lajeado, novembro de 2017
Josué Cristóvão Benvegnú
AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA MECÂNICA À COMPRESSÃO DE
HIPERADOBE NA CIDADE DE GUAPORÉ, RS – CIDADE ESCOLA
AYNI
Trabalho de graduação em Engenharia Civil apresentado como parte dos requisitos para obtenção do título de bacharel em Engenharia Civil.
Orientador: Me. Rafael Mascolo
Lajeado, novembro de 2017
LISTA DE FIGURAS
- Paulo, com aproximadamente 250 anos. Figura 1 – Edificação construída com método de taipa de pilão, localizada em São
- Figura 2 – Teste do pote.
- Figura 3 – Ensaio limite de liquidez, aparelho de Casagrande..................................
- Figura 4 – Ensaio limite de plasticidade.
- do seu tipo de estrutura. Figura 5 – Diagrama de classificação das diferentes técnicas construtivas em função
- Figura 6 – Construção na forma vertical pelo método de terra escavada
- Figura 7 – Construção na forma horizontal pelo método de terra escavada
- Figura 8 – Trama utilizada para estrutura do pau-a-pique.
- Figura 9 – Execução do método pau-a-pique............................................................
- Figura 10 – Residência feita em pau-a-pique, São Paulo.
- Figura 11 – Edificação executada pelo método COB.
- Figura 12 – Residência executada pelo método COB.
- Figura 13 – Igreja executada pelo método taipa de pilão.
- localizada na Inglaterra. Figura 14 – Edifício residencial com 5 pavimentos, feito com método taipa de pilão,
- taipa de pilão. (b) socadores para compactação. Figura 15 – Materiais para construção com a técnica taipa de pilão. (a) fôrmas para
- Figura 16 – Execução do método taipa de pilão.
- madeira. (b) adobes secando ao sol. Figura 17 – Confecção de tijolos de adobe. (a) moldagem dos adobes nas fôrmas de
- Figura 18 – Casas antigas em adobe, Piauí..............................................................
- Figura 19 – Construção com adobes, pela empresa BIOhabitate
- Figura 20 – Pilão para compactação das fiadas de superadobe.
- Figura 21 – Colocação de arame farpado para junção das fiadas.
- Figura 22 – Cavalete para execução das fiadas no método de superadobe.
- Figura 23 – Edificação sendo executada pelo método de superadobe.
- Figura 24 – Saco inferior de superadobe e saco superior para hiperadobe.
- Figura 25 – Construção com paredes e cobertura com método de hiperadobe.
- prova na prensa. Figura 26 – Corpos de prova na prensa. (a) capeamento de argamassa. (b) corpo de
- Figura 27 – Entrada da Cidade Escola Ayni.
- local de convenções. (e) e (f) restaurante. Figura 28 – Croquis das edificações. (a) pousada. (b) sala de aula. (c) hostel. (d)
- Figura 29 – Construção com método cordwood.
- Figura 30 – Construção com método pau-a-pique.
- Figura 31 – Malha Raschel em rolo de 1000 metros.
- Figura 32 – Compactador
- fiadas executadas em uma edificação. Figura 33 – Fiadas de hiperadobe. (a) fiadas executadas para muro de arrimo. (b)
- Figura 34 – Solo inicial sendo peneirado.
- Figura 35 – Solo peneirado.
- Figura 36 – Amostra úmida do solo.
- Figura 37 – Amostra seca após 4 dias em estufa.
- Figura 38 – Série de peneiras para o ensaio de granulometria do solo.
- solo utilizado.............................................................................................................. Figura 39 – Aparelho de Casagrande utilizado para ensaio do Limite de liquidez do
- Figura 40 – Solo submetido ao teste com a ranhura aberta inicialmente.
- plasticidade. Figura 41 – Cordão com 100 mm de comprimento, para determinação do Limite de
- plasticidade. Figura 42 – Cordão com 3 mm de espessura, para determinação do Limite de
- solo. Figura 43 – Agitador do solo para caracterização em relação a massa específica do
- Figura 44 – Areia peneirada para os ensaios.
- Figura 45 – Areia úmida.
- Figura 46 – Areia seca após secagem em estufa.
- Figura 47 – Série de peneiras para ensaio de granulometria da areia.
- Figura 48 – Fôrma de madeira desenvolvida para este trabalho.
- Figura 49 – Fôrma de madeira desenvolvida para este trabalho.
- Figura 50 – Mistura dos materiais sem adição de água.
- Figura 51 – Material homogêneo com areia e a argila.
- Figura 52 – Teor de cimento adicionado.
- Figura 53 – Mistura com o cimento.
- dedos. Figura 54 – Teste do bolo, para determinar umidade em campo, marcação dos
- plano e rígido............................................................................................................. Figura 55 – Teste do bolo, para determinar umidade em campo, queda em material
- Figura 56 – Moldagem dos corpos de prova.
- Figura 57 – Proctor utilizado na compactação do material.
- Figura 58 – Corpo de prova desformado após a compactação.
- Figura 59 – Série de corpos de prova no seu tempo de cura.
- Figura 60 – Corpo de prova sendo submetido a resistência a compressão.
- Figura 61 – Rompimento do corpo de prova.
- Tabela 1 – Composição granulométrica dos solos conforme NBR 6502/1995. LISTA DE TABELAS
- Tabela 2 – Resumo explicativo dos tipos de sacarias.
- Azevedo, 2016. Tabela 3 – Valores de resistência à compressão pelo experimento de Duarte e
- Tabela 4 – Relação dos corpos de prova.
- Tabela 5 – Ensaio de granulometria do solo.
- Tabela 6 – Relação de teores de umidade para limite de plasticidade.
- Tabela 7 – Relação de valores para determinar a massa específica dos sólidos.
- Tabela 8 – Ensaio de granulometria da areia.
- Tabela 9 – Relação dos materiais utilizados nos corpos de prova.
- Tabela 10 – Quantidade de corpos de prova por mescla e data.
- Tabela 11 – Relação das resistências mecânicas à compressão.
- Gráfico 1 – Curva granulométrica do solo LISTA DE GRÁFICOS
- Gráfico 2 – Limite de Liquidez (LL).
- Gráfico 3 – Curva granulométrica da areia
- Gráfico 4 - Resultados dos corpos de prova unitários
- Gráfico 5 - Resultados dos corpos de prova pela média
- 1 INTRODUÇÃO SUMÁRIO
- 1.1 Justificativa........................................................................................................
- 1.2 Objetivos
- 1.2.1 Objetivos gerais
- 1.2.2 Objetivos específicos.....................................................................................
- 1.3 Delimitações do estudo
- 1.4 Limitações do estudo........................................................................................
- 1.5 Estrutura da pesquisa
- 2 REFERENCIAL BIBLIOGRÁFICO
- 2.1 Histórico da construção com terra em edificações
- 2.2 A terra como material de construção
- 2.2.1 Composição granulométrica
- 2.2.2 Plasticidade
- 2.3 Tipos de construção com terra crua................................................................
- 2.3.1 Construção com terra sob a forma monolítica
- 2.3.1.1 Terra escavada
- 2.3.1.2 Terra plástica – Pau-a-pique.......................................................................
- 2.3.1.3 Terra empilhada
- 2.3.1.4 Terra prensada – taipa de pilão.
- 2.3.2 Construção com terra sob a forma de alvenaria
- Adobe prensado ou moldado:................................................................................
- suporte 2.3.3 Construção com terra sob a forma de enchimento de algum material de
- 2.4 Superadobe........................................................................................................
- 2.5 Hiperadobe.........................................................................................................
- Resistência à compressão em paredes estruturais de hiperadobe
- 3 OBJETO DE ESTUDO
- 3.1 Sistemas utilizados
- 3.2 Materiais
- 3.2.1 Terra crua
- 3.2.2 Sacaria (local para armazenar a terra crua)
- 3.2.3 Compactador
- 3.2.4 Fiadas
- 3.3 Acompanhamento
- 4 PROGRAMA EXPERIMENTAL
- 4.1 Materiais
- 4.1.1 Solo..................................................................................................................
- 4.1.1.1 Teor de umidade do solo
- 4.1.1.2 Granulometria por peneiramento do solo
- 4.1.1.3 Limite de liquidez
- 4.1.1.4 Limite de plasticidade
- 4.1.1.5 Massa específica dos sólidos
- 4.1.2 Areia
- 4.1.2.1 Teor de umidade da areia
- 4.1.2.2 Granulometria por peneiramento da areia
- 4.1.2.3 Massa específica dos sólidos da areia
- 4.1.3 Cimento
- 4.1.4 Água
- 4.1.5 Fôrma
- 4.2 Métodos..............................................................................................................
- 4.2.1 Preparação dos materiais
- 4.2.2 Determinação da umidade do material
- 4.2.3 Moldagem dos corpos de prova
- 5 RESULTADOS E ANÁLISES
- 5.1 Resultados
- 5.1.1 Resistência mecânica à compressão
- 5.2 Análises..............................................................................................................
- 6 CONCLUSÃO
- REFERÊNCIAS
- APÊNDICES
9
1 INTRODUÇÃO
Com o aumento considerável de construções com métodos construtivos convencionais, a demanda por técnicas alternativas começa a ganhar mercado na construção civil. Na década de 70 já se tem registros de construções com terra ensacada. Minke (2005) realizou diversos testes com diferentes materiais, com métodos que consistiam na colocação da terra em sacos feitos de algodão, e compactados somente pelo peso das paredes superiores.
Kahilli (1998) patenteou uma nova técnica que consistia na utilização de terra ensacada compactada, com umidade e compactação ideal, conseguindo um adensamento ideal para criar resistência à compressão, e não obtendo retrações futuras. No Brasil, em 2010, houve uma adequação ao método, que consistiu em utilizar um material denominado malha Raschel, sendo esta utilizada como fôrma para colocação da terra e após compactada. A malha Raschel possui uma grande vantagem em relação aos outros tipos de materiais por ter suas fibras mais espaçadas entre si, possibilitando rugosidade adequada para aplicação do reboco de terra posteriormente. Está técnica ficou conhecida como hiperadobe.
O uso de terra ensacada compactada para execução de paredes estruturais de edificações está cada vez mais sendo utilizada para a construção de edificações modernas e com alguns benefícios específicos deste método. Esta técnica de construção vem ganhando mercado em diversas áreas, dentre elas, edificações residenciais e locais de ensino, principalmente com foco na sustentabilidade e bioconstrução.
11 1.2.2 Objetivos específicos
Este trabalho tem como objetivos específicos:
a) Avaliar a resistência à compressão das misturas utilizadas;
b) Avaliar o desenvolvimento da resistência mecânica ao longo do tempo;
c) Ter parâmetros para dimensionar as edificações de maior porte do local do estudo.
1.3 Delimitações do estudo
Foram estabelecidas as seguintes delimitações sobre o estudo em questão:
a) Estudo referente somente ao método utilizado atualmente no local em questão;
b) Serão realizados experimentos relacionados somente a resistência mecânica à compressão do material, não será abordado outro parâmetro que o material apresenta em relação a sua estrutura;
c) Não serão avaliadas informações relacionadas a custos e despesas para a execução das edificações.
1.4 Limitações do estudo
O estudo se resume nas seguintes limitações:
Falta de trabalhos científicos e normas técnicas sobre o estudo proposto.
12 1.5 Estrutura da pesquisa
O primeiro capítulo introduz ao trabalho, onde, além da introdução, encontram-se os objetivos (gerais e específicos), a justificativa, as delimitações e limitações do estudo, além da estrutura da pesquisa. O segundo capítulo destina-se à um referencial teórico, a partir de uma revisão bibliográfica do assunto em geral, abordando diversas áreas do assunto para um melhor entendimento, ou seja, descreve brevemente os principais métodos de construção com terra crua.
O terceiro capítulo dedica-se ao método de pesquisa utilizado e descreve as etapas que foram abordadas para execução deste trabalho. O quarto capítulo é destinado ao estudo experimental, tende a descrever e relatar detalhadamente os materiais e métodos utilizados, descreve os materiais e suas quantidades utilizadas nos ensaios, após é feito uma análise sobre todos os resultados obtidos.
O quinto e último capítulo finaliza com algumas considerações finais além da conclusão pessoal do estudo proposto sobre o trabalho, e por fim um referencial bibliográfico para trabalhos futuros.
14 Minke (2005), há edificações de grande porte há mais de 250 anos, construídas com o método de taipa de pilão, que até hoje apresentam condições adequadas para utilização (Figura 1).
Figura 1 – Edificação construída com método de taipa de pilão, localizada em São Paulo, com aproximadamente 250 anos.
Fonte: Minke (2005)
2.2 A terra como material de construção
A terra sempre foi o material mais utilizado em locais mais quentes como meio de construção. Em países subdesenvolvidos, a metade das construções são com terra crua, com isso, pode-se notar que nestes países é impossível construir com materiais industrializados como ferro e cimento. A terra é o material mais abundante para construção em quase todos locais do mundo, sendo assim, o material mais barato para construções (MINKE, 2005).
De acordo com Neves (2005), para construção com terra, é dividido a classificação do solo em composição granulométrica, plasticidade, retração e posteriormente na execução a umidade ideal para compactação.
2.2.1 Composição granulométrica
A composição granulométrica do solo é definida por grupos de elementos distintos pelo seu tamanho, sendo eles classificados conforme a sua dimensão em
15
pedregulho, areia grossa, areia média, areia fina, silte e argila. Para determinar a porcentagem de cada elemento na amostra de solo é feito um teste de peneiramento para separar pedregulho e as areias, e outro teste de sedimentação para determinar a porcentagem de silte e argila (NEVES, 2005).
A denominação de cada elemento da amostra no Brasil, conforme o seu tamanho, é caracterizada pela NBR 6502/1995 da ABNT, conforme demonstrado a seguir na Tabela 1:
Tabela 1 – Composição granulométrica dos solos conforme NBR 6502/1995.
Fonte: Adaptado por Neves, 2005 de ABNT, 1995
Para construção com terra, cada partícula exerce uma função. A argila exerce a função de ligante natural, enquanto o silte é considerado peso morto na mescla, e a areia exerce função de resistência e estabilidade para a mescla. O ideal é uma quantidade de argila de 5% a 30% para a terra corrigida pronta para construir, segundo Houben e Guillaud (1994, apud Santos, 2015).
Para construções com terra, não é necessário que sejam feitos testes precisos para estabelecer a quantidade de cada elemento. Geralmente são utilizados testes de campo práticos, que já oferecem uma base adequada para identificar as porcentagens aproximadas de areia, silte e argila. Para determinar a porcentagem aproximada de cada elemento em teste prático de campo, pode-se utilizar o teste do pote (SANTOS, 2015).
No teste do pote (Figura 2), são recolhidas três amostras do solo a ser utilizado para construção, abaixo da camada superficial, onde possui grande parte de matéria orgânica. É importante sempre recolher amostras abaixo da superfície,
17 Figura 3 – Ensaio limite de liquidez, aparelho de Casagrande.
Fonte: Neves (2005)
Figura 4 – Ensaio limite de plasticidade.
Fonte: Neves (2005)
2.3 Tipos de construção com terra crua
De acordo com Ferreira (2012), um grupo conhecido como CRATerre^1 , criou em 1986 um esquema com as características dos tipos de construção com terra conhecidos até a determinada data. Se subdividem em três grupos de construção com terra: a) sistemas monolíticos; b) sistemas de alvenaria; e c) sistemas de enchimento ou revestimento (Figura 5).
(^1) ONG (Organização Não Governamental) internacional que se dedica à investigação e formação na área da construção em terra.
18
Figura 5 – Diagrama de classificação das diferentes técnicas construtivas em função do seu tipo de estrutura.
Fonte: Houben & Guillaud (1989, apud Ferreira, 2012)
2.3.1 Construção com terra sob a forma monolítica
Nos sistemas monolíticos é utilizada a matéria prima do próprio local para a execução desses métodos. Pertencem a este grupo cinco tipos de construção com terra: terra escavada, terra plástica, terra empilhada, terra moldada e terra prensada.
2.3.1.1 Terra escavada
Neste método a construção é feita a partir de um local que apresente estrutura do solo resistente para poder ser escavado e não sofrer deformações, podendo ser utilizado na forma de escavações subterrâneas (Figura 6), ou em forma de grutas em montes sobre a superfície (Figura 7) (FERREIRA, 2012).
- Terra escavada
- Terra plástica
- Terra empilhada
- Terra moldada
- Terra prensada (taipa)
- Blocos apiloados
- Blocos prensados
- Blocos cortados
- Torrões de terra
- Terra extrudita
- Adobe mecânico
- Adobe manual
- Adobe moldado
- Terra de recobrimento
- Terra sobre engrado
- Terra palha
- Terra de enchimento
- Cobertura com terra
UTILIZAÇÃO DA TERRA SOB A FORMA MONOLÍTICA
UTILIZAÇÃO DA TERRA SOB A FORMA DE ALVENARIA
A
B
UTILIZAÇÃO DA TERRA COM ENCHIMENTO DE UMA ESTRUTURA DE SUPORTE
C