Avaliação de um solo para impressão 3D em terra estabilizada com cimento, metacaulim e fíller
Impressão 3D. Manufatura Aditiva. Construção de terra. Construtibilidade.
A construção em terra é uma das técnicas de construção vernaculares mais antigas e difundidas, pelo fato de ser um material ecológico, sustentável, acessível e que pode ser fabricado com materiais de origem local reduzindo o impacto dos gases de efeito estufa para a indústria de construção de casas. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo analisar um tipo de solo regional classificado como arenoso-siltoso e verificar a sua adequação ao processo de impressão 3D, através da estabilização com cimento Portland e utilização de aditivos químicos para proporcionar a bombeabilidade necessária para impressão. Em seguida o cimento foi substituído por metacaulim e filer calcário, com a finalidade de dotar a mistura para impressão 3D em terra crua-cimento (3DTC) com um volume de pasta adequado ao sistema de impressão, porém com baixos teores de cimento Portland. O programa experimental partiu de uma análise inicial empírica de misturas, com o intuito de obter-se uma mistura 3DTC com consistência compatível ao método de extrusão da impressora utilizada, e assim definir os teores de aditivos químicos e relação água/materiais secos. Em seguida foi determinada a quantidade de camadas possíveis de serem construídas em uma única batelada e compatíveis ao material e ao sistema de impressão. Após a impressão 3DTC em formato de blocos foram realizadas as análises dimensionais, para avaliar construtibilidade do processo 3DTC adotado, ensaios de resistência à compressão e tração na flexão de pequenas peças extraídas dos blocos 3DTC, e a resistência à compressão axial de blocos 3DTC. Entre as misturas analisadas, foi possível construir blocos 3DTC com consumo de cimento de 113,60 kg/m³ e 152,78 kg/m³, nas misturas T15%C e T20%C e torná-las imprimíveis com níveis de redução de cimento de 82% e 76%, respectivamente, em relação à mistura de referência (REF) que utilizou apenas cimento e terra crua na proporção 1:1, em massa. O bloco 3DTC de referência apresentou a maior resistência à compressão (19,8 MPa) obtida entre as três misturas analisadas, devido ao alto teor de cimento presente na mistura, as misturas T15%C e T20%C atingiram resistências de 3,1 MPa e 3,0 MPa, respectivamente, o que torna as misturas 3DTC com resistência adequadas a construção de alvenarias.