Avanços e práticas de solo cimento

Após a segunda Guerra Mundial, iniciam-se na Espanha e na América Latina as primeiras experiências com solo cimento aplicado em estradas, sendo a Argentina, a Colômbia e El Salvador os países que hoje têm mais de 60 anos realizando obras com esta técnica. Desde 1980 até hoje, o uso do solo cimento se generalizou em El Salvador.

Existem diversas razões que atualmente determinam um maior uso do solo cimento na construção de estruturas de pavimentos. Há consenso por um transporte de qualidade, o que requer uma maior durabilidade dos materiais e estruturas de pavimento; para conseguir esta durabilidade, é indispensável contar com estruturas de pavimento que tenham camadas de elevada capacidade de carga e resistentes aos agentes atmosféricos.

Além disso, outra das razões de peso para o uso do solo cimento em estradas é o aspecto de proteção ao meio ambiente, com as crescentes limitações para exploração de reservas de materiais. Neste caso, é possível incorporar os solos locais mediante a estabilização com cimento.

Por fim, a possibilidade de reduzir espessuras de camadas que conformam a estrutura do pavimento, sem diminuir a capacidade estrutural da mesma, é um dos resultados que podem ser obtidos com as características próprias do solo cimento, devido a seu relativamente alto módulo de elasticidade.

Devido às múltiplas vantagens que contêm os solos misturados com o cimento, diversos países o aplicam de forma quase generalizada. Em El Salvador, 95% das estradas rurais pavimentadas têm base de solo cimento, e nos últimos dez anos, 100% das novas vias urbanas e interurbanas foram construídas usando-se as bases de solo cimento com excelente resultado.

Vantagens

O material é durável. Registros de seu comportamento indicam que o solo cimento apresenta uma maior durabilidade que outros materiais de pavimentos de similar custo inicial.

Uso de materiais locais. Se o solo cimento permite a utilização de grande quantidade de tipos de solo para elaboração, se reduzem os custos de transporte de material de aporte e aumentam os rendimentos da construção.

Menor impacto ambiental. Devido à menor dependência de reservas naturais de material.

Maior rigidez e distribuição de carga aplicada ao pavimento. As propriedades das misturas de solo cimento permitem distribuir a carga aplicada em uma área maior, comparando-se com uma base granular.

Resistência aos agentes atmosféricos. É notável sua durabilidade sob condições adversas, pois foi testado de maneira exaustiva nos climas mais difíceis, entre eles lugares das Américas, Europa e Ásia.

Aumento da resistência e menor manutenção. A experiência demonstrou que as propriedades mecânicas do solo cimento aumentam com o tempo, o que favorece a que a manutenção do pavimento construído seja mínima.

Precauções

Mas para tirar proveito destas vantagens deve-se ter atenção com alguns pontos.

Se não for projetado, dosado e controlado adequadamente, pode produzir contração em excesso e fissuração, que se refletirão na superfície de rolamento.

Deve-se selecionar o tipo de cimento adequado, e realizar o número de provas necessárias, antes de pretender construir camadas de solo cimento com solos de média e alta plasticidade, já que a mescla de solo e cimento poderá ficar muito difícil.

O tempo para executar a mescla, conformação e compactação é limitado pela necessidade de evitar a pega antecipada do cimento.

As bases de solo cimento necessitam que sobre elas sejam construídas superfícies de rolamento com o devido acabamento, já que têm uma limitada resistência ao desgaste.

Definições

Por muitos anos, foram geradas muitas definições de “solo cimento” e classificações em diversos países. As mais reconhecidas se apresentam abaixo.

Segundo o ACI (American Concrete Institute), o solo cimento é uma mistura de solo e uma medida de cimento Portland e água, compactada a uma alta densidade. Além disso, o solo cimento pode ser definido como um material produzido pela mistura, compactação e cura de solo/agregados, cimento Portland, ocasionalmente aditivos e/ou rochas puzolânicas e água, para formas um material endurecido com propriedades específicas de engenharia. As partículas solo/agregados são aderidas pela pasta de cimento, mas à diferença de como acontece nas misturas de concreto, as partículas individuais não são cobertas completamente pela pasta de cimento.

Segundo a PCA (Portland Cement Association), o solo cimento é uma mistura altamente compactada de solo/agregado, cimento Portland e água, sendo que o principal uso deste material é em estruturas de pavimentos.

Materiais

O solo a ser estabilizado com cimento pode resultar da combinação de cascalho, areias, lodos e argilas. Basicamente qualquer solo pode ser estabilizado com cimento, à exceção dos solos orgânicos e com altos conteúdos de sais, que podem afetar o desempenho do cimento.

Os requisitos do cimento variam em função das propriedades desejadas na mistura e do tipo de solo em questão. O conteúdo de cimento depende de se o solo vai ser modificado ou estabilizado. Em El Salvador, foram utilizados cimentos sob as normas ASTM C150, ASTM C595 e ASTM C1157 para misturas de solo cimento.

Nos últimos 12 anos, se realizaram diversas pesquisas em laboratório e campo, assim como a execução de projetos utilizando cimento ASTM C91 tipo M, para elaborar misturas de solo cimento com quase todos os tipos de solo, incluindo os muito finos e de alta plasticidade, com resultados surpreendentes no que se refere ao controle da contração e geração de fissuras, assim como o aumento das propriedades mecânicas do material.

Em princípio, qualquer cimento pode ser usado na estabilização de solos, sempre e quando se analisem previamente suas respostas num determinado traço.

A maioria das especificações e literatura técnica relacionados com os critérios para a água a se usar nas misturas de solo cimento se limitam a indicar que ela deve ser potável ou relativamente limpa, livre de álcalis, ácidos ou matéria orgânica.

Além dos requisitos da qualidade da água, estão os requisitos de quantidade de água, já que se deverá obter a máxima densidade nas misturas e hidratar adequadamente o cimento. Em general, o conteúdo de umidade deverá estar entre 10% e 13% do peso seco da mistura.

* Rafael Alejandro González é engenheiro e diretor do Instituto Salvadoreño del Cemento y Concreto. Este artigo é uma edição resumida do original.