SOLO CIMENTO DE ALTO DESEMPENHO (SCAD)

Título: NOVO MATERIAL DE CONSTRUÇÃO PARA PRODUÇÃO DE ARTEFATOS E OU ELEMENTOS CONSTRUTIVOS: SOLO CIMENTO DE ALTO DESEMPENHO (SCAD)

Código do processo no INPI: BR 10 2023 006072 2

RESUMO

O presente invento se configura como um produto com composição definida com no máximo 85% de solo e no mínimo 15% cimento e processo de fabricação que lhe permite a produção de peças com até 25 kg em diferentes formatos. As peças produzidas pelo processo desenvolvido aponta materiais com resistência a flexo-tração superiores a 2,5 MPa e/ou valores de resistência a compressão superiores a 41 Mpa, além de absorção de água abaixo de 8%. A depender de fatores como umidade e pressão aplicada é possível verificar que o processo de desmoldagem deve ocorrer em etapa única ou em duas etapas, a depender da pressão aplicada, sem a necessidade de queima, o que lhe confere desempenho diferenciado em relação aos materiais relatados na literatura ou disponíveis no mercado. Devido às suas propriedades melhoradas, o presente invento se estrutura frente aos materiais hoje disponíveis como uma nova categoria, denominado solo-cimento de alto desempenho (SCAD) para uso como material de construção para produção de artefatos e ou elementos construtivos.

PROBLEMA QUE SOLUCIONA

O SCAD (Solo Cimento de Alto Desempenho) enfrenta o problema do baixo desempenho mecânico e da limitada durabilidade do solo-cimento convencional, que historicamente evoluiu muito pouco em comparação ao concreto, bem como a dependência de materiais como areia e brita, processos de queima e soluções tecnológicas mais caras e ambientalmente impactantes. O invento busca suprir a necessidade de um material de construção com maior resistência à compressão e à flexo-tração, menor absorção de água e melhor desempenho global, permitindo ampliar o uso do solo-cimento em elementos construtivos estruturais e de vedação, com menor impacto ambiental e aproveitamento de solos locais.

SOLUÇÃO APRESENTADA

A solução proposta é o desenvolvimento de um novo material de construção denominado Solo Cimento de Alto Desempenho (SCAD), composto basicamente por solo (até 85%) e cimento (no mínimo 15%, em proporção mínima solo:cimento de 5,5:1 em massa), adicionados de água em umidade mínima de 10%, compactados sob pressão controlada (entre 50 e 150 kg/cm²) e desmoldados sem necessidade de queima. O invento combina composição otimizada (controle granulométrico e teor de cimento) com um processo de produção específico, que inclui, conforme o caso, desmoldagem direta ou em duas etapas e cura adequada, resultando em peças com massa de até 25 kg, alto desempenho mecânico e baixa absorção de água, configurando uma nova categoria de solo-cimento.

PRINCIPAIS VANTAGENS E BENEFÍCIOS

Entre as principais vantagens do SCAD destacam-se: resistências à compressão superiores a 41 MPa e resistências à flexo-tração superiores a 2,5 MPa, com absorção de água inferior a 8%, o que o coloca em patamar comparável ao concreto de alto desempenho em termos de resistência, usando menos aglomerante e sem adição de outros aditivos ou agregados especiais. Além disso, o material dispensa queima, pode ser produzido com o solo da própria obra, reduzindo custos e impacto ambiental, melhora o conforto térmico e salubridade, e permite fabricação de peças em diferentes formatos, com processo industrial viabilizado por prensagem e esquema de desmoldagem adequado, inclusive com possibilidade de dupla desmoldagem em pressões menores.

POTENCIAIS APLICAÇÕES

O SCAD é indicado para a produção de artefatos e elementos construtivos como tijolos, blocos, placas, pisos e demais peças cimentícias com até 25 kg, podendo ser utilizado tanto para vedação quanto para elementos com função estrutural, a depender do projeto. Seu uso é especialmente promissor em construções que buscam reduzir custos, aproveitar solos locais e melhorar o desempenho térmico e de durabilidade, bem como em regiões onde o acesso a agregados convencionais (areia e brita) é limitado ou oneroso, ampliando a aplicação do solo-cimento para além de blocos de vedação e pavimentação tradicionais.

ESTÁGIO DE DESENVOLVIMENTO

O invento já foi objeto de estudos laboratoriais na UFVJM, com produção de corpos de prova cilíndricos e prismáticos em laboratório, definição de composições ideais e curvas granulométricas e realização de ensaios normalizados de resistência à compressão, flexo-tração e absorção de água, evidenciando desempenho médio de cerca de 48,76 MPa em compressão e absorção em torno de 6,9%. Também foi conduzida análise comparativa estatística com dosagens de concretos de alto desempenho publicados na literatura, demonstrando que, para teores de cimento similares (cerca de 20,13%), o SCAD atinge resistência à compressão ligeiramente superior à teórica de um CAD, o que indica um estágio de desenvolvimento avançado em nível de pesquisa aplicada, pronto para escala piloto e industrialização.

INFORMAÇÕES ADICIONAIS

O invento conta com equipe multidisciplinar de inventores ligados à universidade. A tecnologia é classificada nas áreas de materiais de construção (C04B) e destaca-se por não exigir adição de areia, fibras, polímeros ou nanomateriais, baseando-se apenas em solo, cimento e água, com processo de prensagem e cura controlados. O conceito de SCAD também se ancora em fundamentação normativa (ABNT, ASTM, ACI, IBRACON) e em estudos prévios sobre solo-cimento nos Vales do Jequitinhonha, reforçando sua originalidade frente às soluções de jet-grouting e paredes de solo-cimento injetado já existentes.

DEPOSITANTES

UNIVERSIDADE FEDERAL DOS VALES DO JEQUITINHONHA E MUCURI (BR/MG) 

BERNAT VINOLAS PRAT / JUAN PEDRO BRETAS ROA / ALEXANDRE CHRISTÓFARO SILVA / NATÁLIA DE SOUZA FREITAS / FRANK ALISON DE CARVALHO

CONTATO PARA INFORMAÇÕES

nitec@ufvjm.edu.br