“O Material de Construção – SOLO”
Introdução
A superfície terrestre encontra-se exposta, desde o início dos
tempos, à influência de diversos fatores destrutivos. Grandes
mudanças de temperatura, ventos, água e outros fatores produzem a
decomposição das rochas. Todo solo tem sua origem, imediata ou
remota, nesta decomposição.
Quando o solo, produto do processo de decomposição, permanece no
próprio local onde se deu o fenômeno, ele se chama residual. Quando,
depois de decomposto, é carregado pela água das enxurradas ou rios,
pelo vento, pela gravidade – ou por vários deste fatores
simultaneamente – ele é dito transportado. Existem ainda outros
tipos de solos, entre os quais aqueles que contém elementos de
decomposição orgânica que se misturam ao solo transportado.
Na Engenharia Civil, como a grande maioria das obras apóiam-se
sobre a crosta terrestre, os materiais que formam esta última podem
ser ditos materiais de construção, além de que estes materiais podem
ser utilizados nas próprias obras, como materiais de empréstimo.
Resumindo, o material “solo” é um material de construção natural,
produzido pela natureza ao longo dos tempos, e que se apresenta sob
diversas formas. Sob um ponto de vista puramente técnico, aplica-se
o termo solo a materiais da crosta terrestre que servem de suporte,
são arrimados, escavados ou perfurados e utilizados nas obras de
Engenharia Civil. Tais materiais, por sua vez, reagem sob as
fundações e atuam sobre os arrimos e coberturas, deformam-se e
resistem a esforços nos aterros e taludes, influenciando as obras
segundo suas propriedades e comportamento.
Classificação / Propriedade dos Solos
Este texto, que não tem a pretensão de esgotar o assunto,
considerará somente as características mais pertinentes ao seu
objetivo final: facilitar a correta especificação do tipo de compactador
de solos a se utilizar, nos casos mais genéricos desta matéria. Estes
tópicos são exaustivamente abordados nos livros de Mecânica dos
Solos.
I – Índices Físicos
Porosidade: Relação do volume de vazios pelo volume total
da massa de solo analisada;
Índice de Vazios: Relação do volume de vazios pelo volume
sólidos da massa de solo analisada;
Grau de Saturação: Relação do volume de água pelo volume
de vazios da massa de solo analisada;
Umidade Natural: Relação do peso da água pelo peso do
material sólido da massa de solo analisada;
Peso Específico: É a relação entre o peso de um determinado
fragmento pelo seu volume.
II – Forma das Partículas
A parte sólida de um solo é constituída por partículas e grãos que tem
as seguintes formas:
Esferoidais: possuem dimensões aproximadas em todas as
direções e poderão, de acordo com a intensidade do transporte
sofrido, serem angulosas ou esféricas. Ex.: solos arenosos ou
pedregulhos;
Lamelares ou placóides: nos solos de constituição
granulométrica mais fina, onde as partículas apresentam-se com
estas formas, há predomínio de duas das dimensões sobre a terceira;
Fibrosas: ocorrem nos solos de origem orgânica, onde uma
das dimensões predomina sobre as outras duas.
A forma das partículas influi em algumas características dos solos
como, por exemplo, a porosidade.
III – Tamanho das Partículas
O
comportamento
dos
solos
está
ligado,
entre
outras
características, ao tamanho das partículas que os compõem. De
acordo com a granulometria, os solos são classificados nos seguintes
tipos, de acordo com o tamanho decrescente dos grãos:
-
Pedregulhos ou cascalho,
-
Areias (grossas, médias ou finas),
-
Siltes,
-
Argilas.
Na natureza, raramente um solo é do tipo “puro”, isto é, constituído
na sua totalidade de uma única granulometria. Dessa maneira, o
comum é o solo apresentar certa percentagem de areia, de silte, de
argila, de cascalho, etc. Assim, os solos são classificados de acordo
com a seguinte nomenclatura: o elemento predominante é expresso
por um substantivo e os demais por um adjetivo. Exemplo: areia
argilosa é um solo predominantemente arenoso com certa
percentagem de argila.
Tipos de Solos
I – Solos Não Coesivos (Granulares)
Como solos não coesivos compreendem-se os solos compostos de
pedras, pedregulhos, cascalhos e areias, ou seja, de partículas
grandes (grossas).
Estas misturas, compostas por muitas partículas, individualmente
soltas, que no estado seco não se aderem uma à outra (somente se
apóiam entre si), são altamente permeáveis. Isto se deve ao fato de
existirem, entre as partículas, espaços vazios relativamente grandes
e intercomunicados entre si.
Em um solo não coesivo, em estado seco, é fácil reconhecer, por
simples observação, os tamanhos dos diferentes grãos.
A capacidade para suportar cargas dos solos não coesivos depende
da resistência ao deslocamento, à movimentação, entre as partículas
individuais. Ao se aumentar os pontos, ou superfície de contato, entre
os grãos, individualmente, por meio da quantidade de grãos por
unidade de volume (COMPACTAÇÃO), aumenta-se a resistência ao
deslocamento entre as partículas e, simultaneamente, melhora a
transmissão de força entre os mesmos.
II – Solos Coesivos
Individualmente os grãos destes tipos de solos são muito finos, quase
farináceos, se aderem firmemente um a outro e não podem ser
reconhecidos a olho nu. Os espaços vazios entre as partículas são
muito pequenos. Devido à sua estrutura estes solos apresentam
resistência à penetração de água, absorvendo-a muito lentamente.
Entretanto, uma vez que tenha conseguido penetrar no solo, a água
também encontra dificuldade para ser extraída do interior do mesmo.
Ao receber água, tendem a tornar-se plásticos (surge a “lama”).
Apresentam maior grau de estabilidade quando secos.
Devido às forças adesivas naturais (coesão) existentes entre as
pequenas partículas que compõem estes tipos de solo, é que a
compactação por vibração não é a ideal nesta situação. Estas
partículas tendem a agrupar-se, dificultando uma redistribuição
natural entre elas, individualmente.
III – Solos Mistos
Como já foi dito, na natureza a maioria dos solos está composta por
uma mistura de partícula de diferentes tamanhos, ou seja, de grãos
finos (coesivos) com outros de maior granulometria.
Seu
comportamento está diretamente relacionado à percentagem de
partículas finas existentes, em relação às partículas grossas.
É importantíssimo se dizer que solos mistos compostos de partículas
redondas e/ou lisas são muito mais suscetíveis à compactação que
aqueles compostos por partículas com arestas vivas ou angulares.
Entretanto, ao se comparar solos com igual grau de compactação,
aqueles que possuem partículas angulares e/ou de arestas vivas (alto
grau de rugosidade) possuem maior capacidade de carga que aqueles
compostos por partículas de textura lisa, ainda que estes últimos
apresentem menor granulaometria.
Relação entre Tipos de Solos e a Característica do Compactador
Numa análise mais simplificada, que não considera a rugosidade das
partículas (textura) e a umidade do solo, pode-se dizer que Solos Não
Coesivos (Granulares), quando podem, devem ser compactados por
intermédio de Placas Vibratórias enquanto os Solos Coesivos devem
ser compactados por intermédio de Compactadores à Percussão; uma
vez que, simplificando, os primeiros facilitam o rearranjo entre as
partículas não coesivas e os últimos “quebram” a resistência
existente entre as partículas dos solos coesivos.
Para os solos mistos deve-se analisar a sua composição para se
decidir corretamente que tipo de máquina usar, de acordo com os
critérios acima.
Informações Finais
Finalmente, deve-se dizer que a quantidade de água contida no solo é
determinante na compactação do mesmo. A água tende a distribuirse na forma de uma película muito fina ao redor das partículas
individuais, diminuindo, simultaneamente, o atrito entre as partículas.
Ou seja, a água atua como um lubrificante, facilitando a
redistribuição das partículas durante a compactação.