Construção de terra compactada

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Antecedentes

A terra compactada é essencialmente rocha sedimentar feita pelo homem. Em vez de ser comprimido por milhares de anos sob camadas profundas de solo, ele é formado em minutos compactando mecanicamente a sujeira devidamente preparada. A compactação pode ser feita manualmente com um dispositivo do tipo martelo, mecanicamente com uma prensa para fazer tijolos operada por alavanca ou pneumaticamente com uma ferramenta de compactação movida a ar. A compactação dinâmica usando socadores manuais ou elétricos não apenas comprime o solo, mas também vibra as partículas de sujeira individuais, deslocando-as para o arranjo mais compactado possível. Quando terminar, a taipa de pilão é quase tão forte quanto concreto.

As casas construídas com taipa de pilão têm várias vantagens em relação à construção com estrutura de madeira. As paredes são à prova de fogo, resistentes ao apodrecimento e impermeáveis ​​aos cupins. As paredes sólidas de 18-24 pol. (45,72-60,96 cm) de espessura são quase à prova de som. As paredes maciças ajudam a manter uma temperatura confortável dentro da casa, amortecendo as oscilações de temperatura que normalmente ocorrem nos dias quentes de verão ou nas noites frias de inverno. Quando projetada e orientada para aproveitar ao máximo a energia solar, uma casa de taipa pode ser confortável com 80% menos consumo de energia do que uma casa de estrutura de madeira. Por outro lado, a construção inicial é cerca de 5% mais cara do que a construção com estrutura de madeira porque exige muita mão-de-obra.

História

A humanidade tem usado a própria terra para construir casas e outras estruturas por milhares de anos. Jericó, a primeira cidade registrada na história, foi construída de terra. Templos, mesquitas e igrejas foram construídos com tijolos de barro e taipa em todo o antigo Oriente Médio. Faraós egípcios governaram cidades construídas com taipa. No Extremo Oriente, a técnica foi usada não apenas para casas, mas também para a construção de antigos precursores da Grande Muralha da China. Romanos e fenícios trouxeram a tecnologia para a Europa, onde foi usada por mais de 2.000 anos.

Nos Estados Unidos, a construção em taipa de pilão gozou de um período de popularidade de 1780 até cerca de 1850, quando tijolos produzidos em massa e madeira serrada tornaram-se prontamente disponíveis. As casas podiam ser construídas mais rápida e facilmente com tijolos e madeira, considerados materiais mais modernos e elegantes do que a terra. A escassez de suprimentos experimentada após a Primeira Guerra Mundial e durante a Grande Depressão trouxe de volta o uso da construção em taipa por duas décadas. Frank Lloyd Wright projetou as casas para serem feitas de taipa.

Quando a Segunda Guerra Mundial terminou, o país enfrentou uma grande demanda por moradias e as fábricas do tempo de guerra passaram a fabricar materiais de construção que poderiam ser usados ​​para tipos de construção mais rápidos. A terra batida foi posta de lado até ser repopularizada durante a década de 1970, com consciência ambiental. Uma versão modificada da técnica, inventada por Michael Reynolds, usa blocos de construção de pneus de automóvel descartados compactados com terra. Essas casas não apenas mantêm os pneus usados ​​fora dos aterros, mas podem ser construídas por construtores inexperientes pela primeira vez. Quando um proprietário usa o trabalho não pago de si mesmo, de parentes e amigos e pode obter muitos dos materiais de construção de graça, o custo de construção pode ser reduzido a menos da metade do custo de uma casa de madeira.

Por milhares de anos, a construção em taipa foi ensinada pessoalmente por uma geração de construtores à seguinte. Na América do início do século XX, essa rede de construtores experientes não existia. O Departamento de Agricultura dos Estados Unidos desenvolveu e publicou um manual intitulado Paredes de Terra Rammed para Edifícios que mostrou às pessoas como construir suas próprias casas. Projetos de pesquisa projetados para melhorar os métodos e a qualidade da construção de taipa foram relatados em periódicos acadêmicos, e mais de 100 artigos sobre taipa foram publicados em revistas populares e comerciais de 1926 a 1950.

Várias inovações mais recentes aumentam a velocidade e a facilidade de construção e aumentam a integridade estrutural do produto final. Por exemplo, os compactadores pneumáticos podem ser usados ​​para compactar o solo muito mais rapidamente do que o método manual tradicional. Formas fáceis de montar permitem que as paredes sejam construídas como painéis sólidos em vez de como camadas sucessivas de 30 a 60 centímetros de cada vez. Usando métodos manuais consagrados pelo tempo, uma equipe de quatro pessoas pode erguer 40-50 pés quadrados (12,19-15,24 m²) de parede de taipa por dia; com ferramentas elétricas, a mesma equipe pode construir 91,44 m² (300 pés quadrados) por dia. David Easton, fundador da Rammed Earth Works, desenvolveu vários projetos resistentes a terremotos para reforçar e integrar estruturalmente as paredes; a escolha da alternativa de projeto depende de várias considerações, incluindo a distância até a falha sísmica mais próxima.

Matérias-primas

Como o nome indica, o principal material usado na construção em taipa é a própria terra. Existem cinco tipos básicos de solo (cascalho, areia, silte, argila e orgânico), e a sujeira em um determinado local é geralmente uma combinação de todos ou da maioria desses tipos. Historicamente, as paredes de taipa de maior duração eram feitas de solo com 70% de areia e 30% de argila. O solo de um novo canteiro de obras é testado para determinar sua adequação. A matéria orgânica deve ser removida do solo e, se necessário, um tipo diferente de solo pode ser transportado e misturado com a sujeira existente para criar uma mistura que funcione. O cimento pode ser adicionado ao solo para aumentar sua resistência e sua resistência à umidade - geralmente em cerca de um quarto da proporção que seria usada para fazer concreto.

Barras de reforço de aço são colocadas nas fundações e às vezes nas paredes. A madeira compensada é usada para fazer as formas removíveis para a construção padrão de taipa. Folhas de compensado de 1,9 cm (três quartos de polegada) são grossas o suficiente. Painéis de sobreposição de alta densidade (HDO), que têm um revestimento fino de plástico em um dos lados, funcionam especialmente bem porque se soltam mais facilmente da parede após a construção. Isso não apenas deixa um acabamento limpo na parede recém-terminada, mas também deixa as placas de fôrma em boas condições para serem usadas em projetos futuros.

A construção de pneus de terra compactada usa pneus descartados de automóveis, latas de alumínio e papelão, além de solo compactado. Cerca de 1.000 pneus são usados ​​para construir as paredes de uma casa de 609,6 m².

Design

As casas de taipa são projetadas de forma personalizada para fazer o uso mais eficiente em termos de energia do local. Eles podem ser projetados com sucesso para muitas regiões climáticas, incluindo áreas úmidas com invernos frios. O tamanho e a localização das janelas são fatores importantes para aproveitar as vantagens do aquecimento solar no inverno e das brisas refrescantes no verão. A casa pode ser posicionada de forma a aproveitar morros que oferecem proteção contra tempestades. Árvores de sombra ou trepadeiras oferecem alívio do calor do verão, mas admitem luz solar quente no inverno.

O processo de fabricação

As casas de taipa podem ser construídas de três maneiras básicas. Tijolos de taipa individuais podem ser formados e usados ​​com técnicas de construção padrão; na verdade, esses tijolos podem ser usados ​​para formar o piso de uma casa de taipa construída com outras técnicas. A construção em taipa padrão envolve a construção de formas de madeira e compactação A construção de taipa padrão envolve erguer formas de madeira e compactar o solo preparado nesses moldes, que são removidos após as paredes estão concluídos. No método do pneu, uma fileira de pneus de automóveis usados ​​é simplesmente colocada em cima da base de concreto, talvez centrada em aço barras de reforço que se estendem para fora da sapata. Os pneus são então preenchidos com terra. Cerca de 1.000 pneus são usados ​​para construir as paredes de uma casa de 1.609,6 m². o solo preparado nesses moldes, que são removidos após a conclusão das paredes. O método do pneu de taipa é uma alternativa comumente usada. As descrições a seguir são visões gerais dos métodos padrão e dos pneus.

Preparando o site

• 1 Uma polegada ou duas (2,5-5 cm) de solo superficial são removidas do local de construção e armazenadas para que possam ser recolocadas em torno da estrutura concluída. A matéria orgânica, como ervas daninhas e raízes, é removida e pode ser compostada para uso em paisagismo pós-construção. Depois que o local é limpo, o contorno da casa é traçado. O solo é escavado a uma profundidade que garante uma superfície plana; a escavação inclui a área do piso do edifício, bem como uma zona tampão circundante de 3 pés (1 m). Uma trincheira pode ser cavada para que as paredes sejam ancoradas no solo a uma profundidade abaixo da linha de congelamento do inverno.

Lançamento da base

• 2 A fundação, que é feita de concreto armado, consiste em uma sapata que pode ser tão estreita quanto a espessura da parede ou até três vezes essa espessura, dependendo da resistência do solo subjacente. A base é estendida acima do nível do solo para formar uma "parede de haste" curta que conectará as paredes de taipa à base. Dependendo do projeto arquitetônico, um piso de laje também pode ser derramado.

Analisando o solo

• 3 Uma variedade de testes são conduzidos para determinar a adequação do solo local para o material de construção. Por exemplo, um teste de determinação de partículas revela as proporções relativas de areia e silte na amostra. Um teste de compactação é realizado formando uma bola de lama e deixando-a cair de uma altura de 3 pés (1 m); o grau em que a bola se desintegra com o impacto revela sua utilidade para a construção. Outros testes, mais precisos, podem ser realizados em um laboratório geotécnico. Se o solo nativo for impróprio ou inadequado para construção, pode ser misturado ou substituído por solo de outra origem. O solo pode ser comprado de uma pedreira ou pode ser obtido como refugo em um canteiro de obras próximo, caso em que pode ser entregue gratuitamente ou a um custo mínimo.

Enquadrar as paredes

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  4 Tradicionalmente, as formas de madeira eram usadas para construir paredes de 2 pés (0,6 m) de cada vez. Depois que o molde foi preenchido com solo totalmente compactado, ele seria removido e recolocado para formar a próxima seção da parede. Métodos mais eficientes agora permitem que formas sejam construídas para toda a altura da parede (até mais de um andar). Horizontalmente, a estrutura pode formar o comprimento completo da parede ou pode formar painéis mais curtos [por exemplo, 8 pés (2,44 m) de comprimento] separados por fendas de 6 pol (15 cm) que podem ser preenchidas com concreto armado para maior resistência estrutural. O enquadramento é um componente importante do processo de construção, tanto em termos de importância quanto de tempo; geralmente leva menos tempo para preencher e compactar o solo dentro dos formulários do que para definir, alinhar e remover a estrutura.
  
  No caso de construção de pneus de taipa, não são utilizadas formas de madeira. Uma fileira de pneus de automóveis usados ​​é simplesmente colocada sobre a base de concreto, talvez centralizada em torno de barras de reforço de aço que se estendem para fora da base. Depois que cada camada de pneus for preenchida e compactada, outra camada será adicionada, compensada pela metade do diâmetro do pneu da camada abaixo.
  

Amassando o solo

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  5 Os compactadores tradicionais são feitos de um bloco de madeira pesado com uma alça que se estende para cima através de seu centro. Uma versão mais compacta pode ser feita de uma placa de aço quadrada de 4 pol. (10 cm) soldada a uma seção de tubo de 1 pol. (2,5 cm). Uma camada de 4-6 pol. (10-15 cm) de solo umedecido é colocada dentro da forma e um trabalhador deixa cair o adulterador de uma altura de 12-18 pol. (30-46 cm). Na verdade, a maior parte do trabalho agora é feita rapidamente com compactadores pneumáticos, e dispositivos manuais são usados ​​apenas em espaços apertados ao redor de caixas elétricas ou encanamentos. Depois de muitas repetições com o tamper em toda a superfície da camada, o ruído feito pelo tamper muda de um baque surdo para um som de toque. Isso acontece quando o solo foi compactado até cerca de metade do seu volume original. Nesse ponto, outra camada de solo preparado é adicionada e o processo de compactação é repetido. Terminada a compactação, as formas de madeira são removidas.
  
  O processo de socagem é diferente quando os pneus são usados ​​como estrutura. Nesse caso, uma folha de papelão é colocada na parte inferior do furo do pneu e a terra umedecida é introduzida no pneu. A sujeira é compactada manualmente no interior do pneu e, em seguida, compactada por golpes repetidos com uma marreta. Usando essa técnica, cerca de três cargas de carrinho de mão (350 lb ou 158,9 kg) de solo podem ser colocadas em cada pneu. Bater a sujeira faz com que as paredes do pneu fiquem salientes, travando o pneu na fileira abaixo. À medida que camadas adicionais são adicionadas e a parede fica mais alta, um andaime deve ser construído de forma que os trabalhadores tenham um lugar para ficarem enquanto enchem e batem nos pneus.
  

Terminando as paredes

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  6 As faces internas das paredes costumam ser acabadas com gesso. Se tal revestimento não for aplicado, a parede deve ser tratada com um selante transparente e penetrante para evitar que a poeira se espalhe. Como a pedra (mesmo quando feita pelo homem a partir de taipa) é um tanto porosa, pode ser necessário aplicar selante para impermeabilizar as faces externas das paredes em certas áreas climáticas.
  
  As paredes dos pneus de terra batida são finalizadas inserindo-se latas de alumínio nos espaços entre os pneus e preenchendo os vazios restantes com adobe (lama reforçada com palha). A terra é compactada contra a face externa da parede, criando uma superfície plana que esconde completamente os pneus. Os interiores das paredes têm acabamento com 5-10 cm de gesso ou estuque.
  

Subprodutos / resíduos

As estruturas de terra compactada usam os recursos naturais de maneira eficiente. Aqueles feitos de pneus compactados até aproveitam de forma produtiva parte do lixo da sociedade. Como os pneus são vedados com paredes de 0,9 m de espessura, nem o oxigênio nem os raios ultravioleta do sol podem reagir com eles. Isso significa que eles não podem pegar fogo e não liberam produtos químicos tóxicos. As estruturas se qualificam para melhores classificações de incêndio do que edifícios com estrutura de madeira e não cheiram a borracha.

O Futuro

No final dos anos 1700, um construtor francês chamado François Cointeraux fundou uma escola em Paris para estudar e divulgar a construção em taipa, que ele chamou de pise 'de terre (argila de terra empoçada). Hoje, David Easton desenvolveu uma nova versão de construção de taipa que ele chama de PISE (Terra Estabilizada com Impacto Pneumático). Trata-se de pulverizar o solo preparado sob alta pressão contra uma forma unilateral. Esta técnica pode produzir 1.200 pés quadrados (365,76 m²) de parede de 18 pol. (45,72 cm) de espessura por dia, o que é quatro vezes mais rápido do que uma equipe típica de quatro pessoas pode preencher formulários em forma de caixa e compactar a terra com compactadores de energia.