Ancient materials and techniques to improve the earthen building durability

A substantial part of the world building heritage has been performed by earthen building. The durability of this existing heritage and mainly of the new buildings built with earth is particularly conditioned by the erosion caused by water action, especially in countries with high levels of rainfall. This research aims to contribute to the increase of knowledge about the ancient building techniques that provide enhanced durability. It is possible to analyse the ancestral practices used to protect the earth material from the water action in order to understand how the old earthen buildings were preserved over the centuries, resisting to harsh weather conditions. Among these techniques are: the incorporation of biopolymers (such as oils or fats from animal or vegetable origin); the addition of some minerals; and the earth stabilization with lime. However, this knowledge seems to be forgotten, probably due to the prejudice related to earthen constructions, which several times are associated with a poor building. This research also focuses on the study of new methods of earth stabilization with lime and biopolymers, adapting the ancient knowledge to improve the durability related to the water action. Therefore, alternative solutions can be obtained to improve the performance of earthen buildings, mainly the resistance of the material in the presence of water, reducing its permeability to water. In addition, with the proposed solutions it is possible to obtain good levels of water vapour permeability, one of the major advantages of the construction with earth.

Earth building materials in pre-historic domestic architectures on the south of Portugal

HERITAGE 2008 - World Heritage and Sustainable Development. Barcelos: Green Lines Institute for Sustainable Development, Vol. 2, p. 571-579

Mechanical properties of adobe blocks used in building construction in Huambo Province - Angola

Despite significant advances in building technologies with the use of conventional construction materials (as concrete and steel), which significantly have driven the construction industry, earth construction have demonstrated its importance and relevance, as well as it has matched in an efficient and eco-friendly manner the social housing concerns. The diversity of earth construction techniques allowed this material to adapt to different climatic, cultural and social contexts until the present time. However, in Angola, the construction with earth is still associated with population fringes of weak economic resources, for which, given the impossibility of being able to acquire modern construction materials (steel, cement, brick, among others), they resort to the use of available natural materials. Furthermore, the lack of scientific and technical knowledge justifies the negative appreciation of traditional building techniques, and the derogatory way how are considered the earth constructions in Angolan territory. Given the country's current development status, and taking into account the environmental requirements and the real socio-economic sustainability of Angola, it is considered that one of the viable and adequate options, could be the recovering and upgrading of the ancestral techniques of earth construction. The purpose of this research is to develop the technical and scientific knowledge in order to improve and optimize these construction solutions, responding to the real problems of housing quality as well as to the current social, economic and environmental sustainability requirements. In this paper, a description of the physical and mechanical characteristics of the adobes typically used in the construction of traditional houses in some localities of Huambo, province in Angola, is carried out. The methodology was based on mechanical in-situ testing in adobe blocks manufactured with traditional procedures: i) tensile strength evaluated with the bending test and compressive strength test on earth blocks specimens; and, ii) durability and erodibility test by Geelong method adopting the New Zealand standard (NZS) procedures (4297: 1998; 4297: 1998 and 4297: 1999). The results allow the characterization of the materials used in the construction of raw earth in the Huambo region, contributing to the development of knowledge of these sustainable and traditional housing constructive solutions with a strong presence in Angola [1, 2]. This study is part of a larger project in the area of Earth Construction [3], which aims to produce knowledge which can stimulate the use of environmental friendly construction materials and contribute to develop constructive solutions with improved performance, durability, comfort, safety and sustainability.

O sincretismo de culturas sob a ótica da arquitetura vernácula do imigrante japonês na cidade de Registro, São Paulo

O presente artigo aborda os métodos construtivos empregados pelos imigrantes japoneses que vieram, em 1918, para a cidade de Registro, na região do Vale do Ribeira do Iguape, no estado de São Paulo. A vinda dessa nova frente de imigração foi incentivada pelo Governo do Estado, com o propósito de promover o processo de colonização, bem como de estimular o desenvolvimento econômico do Vale do Ribeira do Iguape por meio da expansão da cultura do café para a região. As características dessa frente de imigração são muito diferenciadas em relação às demais, tendo em vista que os que dela faziam parte chegaram ao Brasil como proprietários de terras e com apoio financeiro e logístico oferecido por uma empresa particular japonesa, responsável por gerenciar o empreendimento. Esses imigrantes, portanto, contaram com auxílio de uma complexa infra-estrutura, cujo objetivo era viabilizar a sua missão de desenvolvimento da região. Mesmo tendo essa particularidade lhes proporcionado a liberdade de recriar sua cultura em solo brasileiro, a realidade do novo habitat forçou-os a reinterpretar seus hábitos culturais ante as novas circunstâncias físicas, econômicas e sociais encontradas. A fim de entender esse processo de adaptação, foi realizado um estudo dos métodos construtivos empregados em suas edificações, baseado nos conhecimentos desses imigrantes sobre sua arquitetura tradicional. Essa análise permitiu examinar o longo processo de sincretismo entre a cultura oriental e o conhecimento construtivo vernáculo dos habitantes do Vale do Ribeira do Iguape.

Avaliação experimental do comportamento dinâmico de um edifício do século XIX: aplicação à calibração de modelos numéricos

Trabalho de Dissertação de natureza científica para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização em Estruturas

Experimental characterization of the out-of-plane performance of regular stone masonry walls, including test setups and axial load influence

Stone masonry is one of the oldest and most worldwide used building techniques. Nevertheless, the structural response of masonry structures is complex and the effective knowledge about their mechanical behaviour is still limited. This fact is particularly notorious when dealing with the description of their out-of-plane behaviour under horizontal loadings, as is the case of the earthquake action. In this context, this paper describes an experimental program, conducted in laboratory environment, aiming at characterizing the out-of-plane behaviour of traditional unreinforced stone masonry walls. In the scope of this campaign, six full-scale sacco stone masonry specimens were fully characterised regarding their most important mechanic, geometric and dynamic features and were tested resorting to two different loading techniques under three distinct vertical pre-compression states; three of the specimens were subjected to an out-of-plane surface load by means of a system of airbags and the remaining were subjected to an out-of-plane horizontal line-load at the top. From the experiments it was possible to observe that both test setups were able to globally mobilize the out-of-plane response of the walls, which presented substantial displacement capacity, with ratios of ultimate displacement to the wall thickness ranging between 26 and 45 %, as well as good energy dissipation capacity. Finally, very interesting results were also obtained from a simple analytical model used herein to compute a set of experimental-based ratios, namely between the maximum stability displacement and the wall thickness for which a mean value of about 60 % was found.

Earth mortars from pre-historic habitat settlements in south Portugal. Case studies

J. Iberian Archaeology 13 (2010), 51-67

Preservation of vernacular schist masonry farm walls

This paper complements the information presented at the CIAV2013 on vernacular build- ings in northern Portugal, and addresses the topic of masonry walls in the rural areas of the northwestern Portuguese coastline. These walls are structural schist masonry constructions, built using ancient tech- niques and locally available resources. The result is a territory built for agricultural exploration, and a landscape imprinted with past social hierarchies and structures. Using the information gathered by the fieldwork study, the paper will present studies on masonry walls with different morphologies, construction materials and building techniques employed. The information presented aims to contribute to enlighten researchers and technicians about these building specificities, to increase the scarce available literature about schist’s potential as construction material, and to enhance the importance of the cultural value of this particular kind of heritage.

Bases de trabalho para a avaliação do ciclo de vida de vigas em betão armado reforçadas com laminados de CFRP de acordo com as técnicas EBR e NSM

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

Comportamento térmico de blocos de terra comprimida ativados alcalinamente

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

Extracção de areia na praia de Calhetona (Ilha de Santiago, Cabo Verde): causas, processos e consequências

A extracção clandestina de areia, nas faixas costeiras e nos leitos das ribeiras, tem sido prática de muitos agregados familiares cabo-verdianos. Nas últimas décadas, a praia de Calhetona (Ilha de Santiago) foi um dos muitos locais que sofreram degradação ambiental significativa, devido à realização desta actividade sem quaisquer planos de extracção e de posterior recuperação das áreas degradadas. Este trabalho, através da conjugação de recolha de dados por inquérito, observação directa e pesquisa documental e bibliográfica, teve como objectivos a caracterização da comunidade (que habita no bairro de Ponta Calhetona) que se dedica à extracção de areia na praia de Calhetona, a descrição da dinâmica da actividade extractiva, a avaliação da percepção que a comunidade tem relativamente às consequências da sua actividade e a descrição do impacte ambiental resultante da extracção de areia. Da análise dos inquéritos, efectuados em Fevereiro de 2012, a 25 chefes de agregados familiares que efectuam a extracção de areia na praia de Calhetona, constata-se que estes são maioritariamente mulheres, predominantemente com idade compreendida entre os 40 e os 59 anos, domésticas, com baixa escolaridade, com famílias numerosas e/ou alargadas a seu cargo e dedicando-se à extração de areia à mais de 10 anos. Os inquiridos, face à situação de vulnerabilidade económica, à falta de emprego e à grande procura de areia para a construção civil, vêem nesta actividade uma fonte de rendimento. Contudo, o proveito obtido desta actividade difícil e potencialmente perigosa é reduzido. Quem efectivamente beneficia são os camionistas que compram a areia a quem procede à extracção e a vendem ao consumidor final pelo dobro do preço. Os inquiridos demonstram uma consciência generalizada dos diversos impactes ambientais negativos resultantes da sua actividade, mas alegam que a extracção de areia é uma das poucas alternativas existentes para providenciar o sustento dos seus agregados familiares. Com base na comparação do estado actual da praia de Calhetona com relatos de habitantes locais, relativos às características da mesma no passado, verifica-se que nos últimos 40-50 anos, desde que se iniciou a intensa extracção de areia nesta praia, o seu aspecto físico se degradou claramente. Essa degradação caracteriza-se principalmente pelo recuo da linha de costa, pela quase ausência de areia e pela salinização dos solos localizados nas proximidades da praia, para além dos consequentes impactes negativos sobre a desova das tartarugas e o turismo balnear.

Habitat et pratiques domestiques des Ve-IVe s. a.v. J.-C. dans la ville de Lattes

Les recherches menées ces dernières années sur le site de Lattes ont livré une documentation abondante sur l’architecture et l’organisation de l’espace domestique du ve s. et surtout du ive s. av. J.-C. C’est en effet durant cette période qu’a eu lieu la mise en place de la trame urbaine de la ville qui, dans ses grandes lignes, perdurera jusqu’à la fin de l’occupation protohistorique du site ; de même, c’est à ce moment qu’apparaissent des techniques de construction dont certaines sont exclusives de ces périodes, mais qui pour d’autres resteront en vigueur jusqu’à la Protohistoire récente. Cet article présente une synthèse de nos connaissances sur cette phase ancienne, en insistant sur les permanences, les modifications ou les évolutions dans l’architecture, la typologie des maisons et les pratiques domestiques au cours de ces étapes et par rapport aux étapes postérieures.

L'Origen de l'arquitectura en pedra i l'urbanisme a la Catalunya Occidental

The consolidation of an agricultural economy based in extensive cereals production influenced the development of the typical communities of the plains of western Catalonia during the second millennium BC and the first centuries of the first and differentiated them from the villages of the coast. This paper analyzes the occupation and exploitation pattems of temtories, settlements and specially the development of stone architecture in the Bronze and Iron Age periods. We characterise the process that leads from the first open-air sedentary settlements to the agricultural settlements in early and middle Bronze Age period and the appearance of wellbuilt houses and town planning during the late Bronze Age. We can asses the contribution of the early Urnfield period and link the kind of settlement, the town plan, the architecture and building techniques - which centuries later characterised the Ibero-Ilergeta society - to their origin during the later Urnfield period: systematic exploitation of lands suitable for agriculture (Urgell, Monegros), the phenomenon of concentration-depopulation and the decrease in number of settlements combined with an increase in size.

Les monuments "funéraires" thraces : une crise d'identité

Cette étude porte sur l’analyse de l’identité, en termes de fonction, des monuments érigés sous tumulus dans le territoire actuel de la Bulgarie. Ces monuments sont généralement datés du Ve au IIIe siècle avant notre ère et ont été associés aux peuples thraces qui ont évolué sur ce territoire durant cette époque. Les monuments thraces sous tumulus, aux structures en blocs de pierre ou en moellons, ou d’un mélange de matériaux et de techniques différentes, ont été invariablement recouverts de monticules de terre dès l’Antiquité. Les tumuli ainsi obtenus ont été utilisés à différentes fins par les peuples locaux jusqu’à l’époque moderne. Les études plus ou moins détaillées des monuments thraces sous tumulus, qui ont débuté dès la fin du XIXe siècle de notre ère, ainsi que l’accumulation rapide de nouveaux exemplaires durant les deux dernières décennies, ont permis de constater une grande variabilité de formes architecturales en ce qui a trait aux différentes composantes de ces constructions. Cette variabilité a poussé certains chercheurs à proposer des typologies des monuments afin de permettre une meilleure maîtrise des données, mais aussi dans le but d’appuyer des hypothèses portant sur les origines des différents types de constructions sous tumulus, ou sur les origines des différentes formes architectoniques identifiées dans leurs structures. Des hypothèses portant sur la fonction de ces monuments, à savoir, sur l’usage qu’en ont fait les peuples thraces antiques, ont également été émises : certains chercheurs ont argumenté pour un usage funéraire, d’autres pour une fonction cultuelle. Un débat de plus en plus vif s’est développé durant les deux dernières décennies entre chercheurs de l’un et de l’autre camp intellectuel. Il a été constamment alimenté par de nouvelles découvertes sur le terrain, ainsi que par la multiplication des publications portant sur les monuments thraces sous tumulus. Il est, de ce fait, étonnant de constater que ni les hypothèses portant sur les origines possibles de ces constructions, ni celles ayant trait à leurs fonctions, n’ont été basées sur des données tangibles – situation qui a eu pour résultat la désignation des monuments thraces par « tombes-temples-mausolées », étiquette chargée sinon d’un sens précis, du moins d’une certaine connotation, à laquelle le terme « hérôon » a été ajouté relativement récemment. Notre étude propose de dresser un tableau actuel des recherches portant sur les monuments thraces sous tumulus, ainsi que d’analyser les détails de ce tableau, non pas dans le but de trancher en faveur de l’une ou de l’autre des hypothèses mentionnées, mais afin d’expliquer les origines et la nature des problèmes que les recherches portant sur ces monuments ont non seulement identifiés, mais ont également créés. Soulignant un fait déjà noté par plusieurs chercheurs-thracologues, celui du manque frappant de données archéologiques exactes et précises dans la grande majorité des publications des monuments thraces, nous avons décidé d’éviter la tendance optimiste qui persiste dans les études de ces derniers et qui consiste à baser toute analyse sur le plus grand nombre de trouvailles possible dans l’espoir de dresser un portrait « complet » du contexte archéologique immédiat des monuments ; portrait qui permettrait au chercheur de puiser les réponses qui en émergeraient automatiquement, puisqu’il fournirait les éléments nécessaires pour placer l’objet de l’analyse – les monuments – dans un contexte historique précis, reconstitué séparément. Ce manque de données précises nous a porté à concentrer notre analyse sur les publications portant sur les monuments, ainsi qu’à proposer une approche théoriquement informée de l’étude de ces derniers, en nous fondant sur les discussions actuelles portant sur les méthodes et techniques des domaines de l’archéologie, de l’anthropologie et de l’histoire – approche étayée dans la première partie de cette thèse. Les éléments archéologiques (avant tout architecturaux) qui ont servi de base aux différentes hypothèses portant sur les constructions monumentales thraces sont décrits et analysés dans le deuxième volet de notre étude. Sur la base de cette analyse, et en employant la méthodologie décrite et argumentée dans le premier volet de notre thèse, nous remettons en question les différentes hypothèses ayant trait à l’identité des monuments. L’approche de l’étude des monuments thraces sous tumulus que nous avons adoptée tient compte tant de l’aspect méthodologique des recherches portant sur ceux-ci, que des données sur lesquelles les hypothèses présentées dans ces recherches ont été basées. Nous avons porté une attention particulière à deux aspects différents de ces recherches : celui du vocabulaire technique et théorique implicitement ou explicitement employé par les spécialistes et celui de la façon dont la perception de l’identité des monuments thraces a été affectée par l’emploi de ce vocabulaire. Ces analyses nous ont permis de reconstituer, dans le dernier volet de la présente étude, l’identité des monuments thraces telle qu’implicitement ou explicitement perçue par les thracologues et de comparer cette restitution à celle que nous proposons sur la base de nos propres études et observations. À son tour, cette comparaison des restitutions des différentes fonctions des monuments permet de conclure que celle optant pour une fonction funéraire, telle que nous la reconstituons dans cette thèse, est plus économe en inférences et mieux argumentée que celle identifiant les monuments thraces de lieux de culte. Cependant, l’impossibilité de réfuter complètement l’hypothèse des « tombes-temples » (notamment en raison du manque de données), ainsi que certains indices que nous avons repérés dans le contexte architectural et archéologique des monuments et qui pourraient supporter des interprétations allant dans le sens d’une telle identification de ces derniers, imposent, d’après nous, la réévaluation de la fonction des constructions thraces sous tumulus sur la base d’une restitution complète des pratiques cultuelles thraces d’après les données archéologiques plutôt que sur la base d’extrapolations à partir des textes grecs anciens. À notre connaissance, une telle restitution n’a pas encore été faite. De plus, le résultat de notre analyse des données archéologiques ayant trait aux monuments thraces sous tumulus, ainsi que des hypothèses et, plus généralement, des publications portant sur les origines et les fonctions de ces monuments, nous ont permis de constater que : 1) aucune des hypothèses en question ne peut être validée en raison de leur recours démesuré à des extrapolations non argumentées (que nous appelons des « sauts d’inférence ») ; 2) le manque flagrant de données ou, plus généralement, de contextes archéologiques précis et complets ne permet ni l’élaboration de ces hypothèses trop complexes, ni leur validation, justifiant notre approche théorique et méthodologique tant des monuments en question, que des études publiées de ceux-ci ; 3) le niveau actuel des connaissances et l’application rigoureuse d’une méthodologie d’analyse permettent d’argumenter en faveur de la réconciliation des hypothèses « funéraires » et « cultuelles » – fait qui ne justifie pas l’emploi d’étiquettes composites comme « templestombes », ni les conclusions sur lesquelles ces étiquettes sont basées ; 4) il y a besoin urgent dans le domaine de l’étude des monuments thraces d’une redéfinition des approches méthodologiques, tant dans les analyses théoriques des données que dans le travail sur le terrain – à défaut de procéder à une telle redéfinition, l’identité des monuments thraces sous tumulus demeurera une question d’opinion et risque de se transformer rapidement en une question de dogmatisme.