aula 2 - agregados para a construção civil

Instituto Federal de Educação TecnológicaInstituto Federal de Educação Tecnológica

Departamento de Construção CivilDepartamento de Construção Civil

Curso Superior de Tecnologia em Curso Superior de Tecnologia em ESTRADASESTRADAS

Aula 2: Agregados para a construção civilAula 2: Agregados para a construção civil

Definição

AGREGADOS

• Material granular inerte (pedra, areia, etc.), que participa da composição de concretos, argamassas e alvenarias, e cujas partículas são ligadas entre si por um aglutinante (cimento).

• É um material sem forma ou volume definido, geralmente inerte, de dimensões e propriedades adequadas para produção de argamassa e concreto (NBR - 9935).

Fonte: Aurélio

AGREGADOS

O que se espera do agregado:

Quimicamente inertes

Fisicamente compatíveis

– Cimento

– Armadura

Duráveis

– Expostos a solicitação

Boa aderência com a pasta

Formas e dimensões definidas

AGREGADOS

IMPORTÂNCIA ECONÔMICA

Custo do agregado < < custo do cimento

Ocupam de 60 a 80 % do m3 de concreto

Produção nacional > 200 milhões de ton / ano

AGREGADOS

IMPORTÂNCIA TÉCNICA

• Influenciam muitas propriedades do concreto no estado fresco e endurecido

– Trabalhabilidade

– Retração por secagem

– Propriedades mecânicas

– Desgaste por abrasão

AGREGADOS

CLASSIFICAÇÃO GERAL DOS AGREGADOS

ORIGEM

DIMENSÕES

MASSA UNITÁRIA

CURSO: TECNOLOGIA DO CONCRETO

AGREGADOS

CLASSIFICAÇÃO QUANTO À ORIGEM

• Naturais aqueles utilizados tal como encontrados na natureza (areia de rio, seixo rolado, pedregulho, areia artificial,pedra britada)

• Artificiais aqueles que são obtidos industrialmente, ou melhor, através de um processo industrial (poliestireno expandido, argila expandida, vermiculita)

CURSO: TECNOLOGIA DO CONCRETO

AGREGADOS

CLASSIFICAÇÃO QUANTO À DIMENSÃO

• FILLER < 0,075 mm

• MIÚDO 0,075 a 4,8 mm

• GRAÚDO 4,8 a 152 mm

AGREGADOS

CLASSIFICAÇÃO COMERCIALBrita 0

Brita 1

Brita 2

Brita 3

Brita 4

Brita 5

4,8 a 9,5 mm

9,5 a 19,0 mm

19,0 a 25,0 mm

25,0 a 38,0 mm

38,0 a 76,0 mm

> 76,0 mm

AGREGADOS

QUANTO À MASSA UNITÁRIA

• Leves (M < 1000kg/m3)argila expandida, vermiculita, etc...

• Normais (1000 <M < 2000 kg/m3)seixo rolado, pedra britada, areia de rio, etc...

• Pesados (M > 2000 kg/m3)barita, hematita, etc...

Superfície específica•

AGREGADOS

PROPRIEDADES FÍSICAS

− Distribuição granulométrica

– Massa unitária

– Massa específica

– Umidade e absorção

– Forma do grão

AGREGADOS

DISTRIBUIÇÃO GRANULOMÉTRICA

• Determinação da distribuição dos tamanhos dos grãos do agregado

• Feita por peneiramento

• Resulta: dimensão máxima Dmáx

módulo de finura MF

AGREGADOS

Curva granulométrica

CURSO: TECNOLOGIA DO CONCRETO

AgregadosAnálise granulométrica de uma

areia

Índices físicos• Granulometria

Índices físicos• Granulometria

• Determinação da distribuição dos tamanhos dos grãos

Descontínua

CURSO: TECNOLOGIA DO CONCRETO

Agregados

• É a abertura de peneira à qual corresponde uma porcentagem retida acumulada igual ou imediatamente inferior a 5%.

Dimensão máxima característica (DMC)

CURSO: TECNOLOGIA DO CONCRETO

Agregados

• Condicionantes:

– Dimensões da peça– Espaçamento nas armaduras– Tipo de lançamento

Dimensão máxima característica (DMC)

CURSO: TECNOLOGIA DO CONCRETO

Agregados

• É a soma das porcentagens retidas acumuladas nas peneiras da série normal, dividida por 100.

Módulo de finura (MF)

CURSO: TECNOLOGIA DO CONCRETO

AgregadosAnálise granulométrica de uma

areiaPeneira

(mm)

Massa retida (g) % retida%

acum.Amostra 1 Amostra 2 Amostra 1 Amostra 2 Média

6,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0 0

4,75 17,0 14,0 2,8 3,4 3 3

2,4 48,0 50,0 10,0 9,5 10 13

1,2 107,0 95,0 19,0 21,1 20 33

0,6

0,3

94,0 107,0 21,4 18,6 20 53

150,0 144,0 28,8 29,6 29 82

0,15 80,0 75,0 15,0 15,8 15 97

<0,15 10,0 15,0 3,0 2,0 3 100

Total 506,0 500,0 100,0 100,0 100,0DMC = 4,75mm MF= 2,81

CURSO: TECNOLOGIA DO CONCRETO

Agregados

Análise granulométrica de uma brita

Peneira (mm)

Massa retida (g) % retida%

acum.Amostra 1 Amostra 2 Amostra 1 Amostra 2 Média

75 0 0 0,0 0 0 0

63 150 250 3,0 4,9 4 4

50 2800 2750 56,0 53,9 56 60

37,5 1200 1250 24,0 24,5 24 84

31,5 750 700 15,0 13,7 14 98

25 100 150 2,0 2,9 2 100

Total 5000 5100 100,0 100,0 100,0

DMC = 63mm MF= 8,84

CURSO: TECNOLOGIA DO CONCRETO

Agregados

• < 1/3 espessura lajes ou pavimentos

• < 1/4 das faces das fôrmas

• < 0,8 do menor espaçamento entre armaduras horizontais

• < 1,2 do menor espaçamento entre as armaduras verticais

• < 1/4 do diâmetro de tubulação de bombeamento

Dimensão máxima característica (DMC)

Frações granulométricas

• Pedrisco e pó de pedra: massa asfáltica• Brita 1: concreto bombeado • Brita 2: base e sub-base rodoviárias e grandes volumes de concreto• Brita 3: lastro ferroviário• Blocos: muros de gravidade e enrocamento de barragens

Frações granulométricas

CURSO: TECNOLOGIA DO CONCRETO

Agregados

Propriedades físicas

Distribuição granulométricaMassa unitária

Massa específica Umidade e

absorçãoForma do

grão

CURSO: TECNOLOGIA DO CONCRETO

Agregados

Massa unitária

MASSA DE AGREGADO

VOLUME UNITÁRIO

Importante na transformação do traço de

de massa para volume!

NBR 7251 – estado solto (obra)

NBR 7810 – estado compactado (dosagem)

Índices físicos• Massa unitária

É a massa por unidade de volume, incluindo neste os vazios, permeáveis ou impermeáveis, contidos nos grãos.

Empregada para a transformação de traços em massa para volume.

Para agregados miúdos e graúdos: NBR NM 45:95 - Agregados - Determinação da massa unitária e dos espaços vazios

Valores obtidos para os materiais da região:• Areia de rio: 1,45 a 1,52 kg/dm3.• Britas 1 ou 2: 1,36 a 1,42 kg/dm3.• Brita zero ou pedrisco: 1,28 a 1,35 kg/dm3.• Areia vermelha: 1,35 a 1,47 kg/dm3

)/( 3mkgVm

unit

Agregados

Propriedades físicas

Distribuição granulométricaMassa unitária

Massa específicaUmidade e

absorçãoForma do

grão

Agregados

Massa específicaMASSA DE AGREGADO

VOLUME SÓLIDO

IMPORTANTE

NA DOSAGEM E CÁLCULO DE CONSUMO DE MATERIAIS

Para agregados miúdos: NBR NM 52:2003- Agregado miúdo - Determinação da massa especifica e massa especifica aparente Para agregados graúdos: NM 53:2002 – Agregado graúdo – Determinação da massa específica, massa específica aparente e absorção de água.

Índices físicos• Massa específica

Valores obtidos para os materiais da região:

• Areia de rio: 2,59 a 2,65 kg/dm3.

• Britas 1 ou 2: 2,59 a 2,65 kg/dm3.

• Brita zero ou pedrisco: 2,59 a 2,65 kg/dm3.

• Areia vermelha: 2,58 a 2,63 kg/dm3.

Agregados

Massa unitária e específica médias de agregados

MATERIALMASSA

ESPECÍFICA (kg/m3)

MASSA UNITÁRIA (kg/m3)

SOLTA COMPACTADA

AREIA 2640 1500 -

BRITA 1 2620 1400 1600

BRITA 2 2620 1350 1550

Agregados

Propriedades físicas

Distribuição granulométricaMassa unitária

Massa específica realUmidade e

absorçãoForma do

grão

Agregados

Umidade e absorção

Agregados

Propriedades físicas

Distribuição granulométricaMassa unitária

Massa específica realUmidade e

absorçãoForma do

grão

Agregados

• Grau de arredondamento

• Grau de esfericidade

• NBR 7809: MAIOR DIMENSÃO

MENOR DIMENSÃO

Forma do grão

Agregados

Grau de esfericidade e grau de arredondamento

AGREGADOS

Agregado de forma cúbica Agregados com formas arredondadas (seixos)

Fragmentos lamelares e alongados Agregado sujo

Índices físicos

• Coeficiente de inchamentoCoeficiente de inchamento é o aumento de volume de uma determinada massa de agregados, causado pela absorção de água. É de fundamental importância na dosagem dos materiais em volumes, pois dependendo da umidade obtém-se diferentes massas de agregados para um mesmo volume de dosagem, sendo necessária a correção do traço.

É determinado pela NBR 6467:06 – Determinação do inchamento de agregado miúdo.

Valores obtidos para os materiais da região:

• Areia de Rio: 1,18 a 1,25.

• Areia Vermelha: 1,20 a 1,30

CURSO: TECNOLOGIA DO CONCRETO

Agregados

Qualidade dos agregados

Agregados

Substâncias nocivas mais comuns

Torrões de argila e materiais friáveisMateriais carbonososMateriais pulverulentosImpurezas orgânicas Sais soluveis

Agregados

Substâncias nocivas mais comuns

Torrões de argila e materiais friáveisQuando não se desagregam durante a mistura são agregados frágeis. Quando se pulverizam, dificultam a aderência pasta/agregado.

Materiais carbonososAfeta a durabilidade e causa manchas.

CURSO: TECNOLOGIA DO CONCRETO

Agregados

Substâncias nocivas mais comuns

Materiais pulverulentos (<0,075mm)Dificultam a aderência pasta/agregado;Provocam queda da resistência.

Impurezas orgânicasInterferem na hidratação (podendo até inibir) do cimento;Mais comum em areias naturais.

Agregados

Teores máximos admissíveis de argila e materiais friáveis – NBR

7211/09Agregados miúdos ................... 3,0%

Agregados graúdosem concreto aparente .................. 1,0%em concreto submetido a desgaste

superficial ..................................... 2,0%Nos demais concretos ................. 3,0%

Método de ensaio NBR 7218

Agregados

Teores máximos admissíveis de materiais carbonosos – NBR 7211/09

Agregados miúdos e graúdosconcreto aparente......................... 0,5%concreto não aparente ................. 1,0%

Método de ensaio ASTM C 123

Agregados

Teores máximos admissíveis de material pulverulento – NBR 7211/09

Agregados miúdosem concreto submetido a desgaste

superficial ..................................... 3,0%Nos demais concretos ................. 5,0%

Agregados graúdos ................... 1,0%

Método de ensaio NM 46

Agregados

A solução obtida no ensaio deve ser mais clara do que a solução padrão – (NM 49);

Diferença máxima entre resultados de compressão: 10% (NBR 7221)

Teor máximo admissível de impurezas orgânicas – NBR 7211/09

AGREGADOS

Presença de matéria orgânica

AGREGADOS

SUBSTÂNCIAS NOCIVAS MAIS COMUNS

• AçúcarA presença de açúcar tem como característica o retardamento de pega do cimento, prejudicando a evolução das resistências do concreto.

AGREGADOS

Presença de açúcar

AGREGADOS

REATIVIDADE ÁLCALI-AGREGADO

Condições

para

ocorrência

• Agregado reativo

• Álcalis (sódio e potássio) > 3,0 kg/m³ de

concreto.

• Umidade > 80%

• (Temperatura como catalisador)

REAÇÃO ALCALI AGREGADO (RAA) Edifício em Recife

REAÇÃO ALCALI AGREGADO (RAA) Edifício em Recife

AGREGADOS

AGREGADOS

Índices físicos• Exercícios

1) Pesou-se 1kg de agregado na temperatura ambiente. Deixou-se essa massa de agregado em estufa a 100 ºC por 24 horas. Imediatamente após retirá-la da estufa, pesou-se novamente o agregado, obtendo-se 990g. Posteriormente, imergiu-se o agregado em água por 24 horas, pesando-o, obtendo-se uma massa de 1015g. Posteriormente, secou-se a superfície dos agregados, obtendo-se uma massa de 1010g.

Calcular:-teor de umidade para cada condição- absorção

Índices físicos• Exercícios

2) Pesou-se 1kg de um agregado de massa unitária igual a 1,4 kg/dm3. Considerando que o volume de vazios na amostra é 0,60dm3, calcule:

- a porosidade da amostra;- o índice de vazios da amostra;

Índices físicos• Exercícios

3) Encheu-se o frasco de Chapman até este completar 200ml de volume. Em seguida, colocou-se 500g de agregado miúdo no mesmo, agitando o conjunto para a retirada do ar aprisionado. Em seguida, leu-se o novo volume marcado no frasco, de valor igual a 395ml. Calcule a massa específica aparente do agregado.

Índices físicos• Granulometria

Peneira (mm)

Massa retida (g) % retida%

acum.Amostra 1 Amostra 2 Amostra 1 Amostra 2 Média

6,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0 0

4,75 17,0 14,0 2,8 3,4 3 3

2,4 48,0 50,0 10,0 9,5 10 13

1,2 107,0 95,0 19,0 21,1 20 33

0,6

0,3

94,0 107,0 21,4 18,6 20 53

150,0 144,0 28,8 29,6 29 82

0,15 80,0 75,0 15,0 15,8 15 97

<0,15 10,0 15,0 3,0 2,0 3 100

Total 506,0 500,0 100,0 100,0 100,0DMC = ? MF= ?4,75mm 2,81

Índices físicos• Granulometria

DMC = ? MF= ?63mm 8,84

Peneira (mm)

Massa retida (g) % retida%

acum.Amostra 1 Amostra 2 Amostra 1 Amostra 2 Média

75 0 0 0,0 0 0 0

63 150 250 3,0 4,9 4 4

50 2800 2750 56,0 53,9 56 60

37,5 1200 1250 24,0 24,5 24 84

31,5 750 700 15,0 13,7 14 98

25 100 150 2,0 2,9 2 100

Total 5000 5100 100,0 100,0 100,0

Índices físicos• Forma dos grãos e textura superficial

• NBR 6954/89 – Lastro-padrão – Determinação da forma do material

A: comprimento

B: largura

C: espessura

- Forma cúbica: (B/A>0,5 e C/B>0,5)- Forma alongada: (B/A<0,5 e C/B>0,5)- Forma lamelar: (B/A>0,5 e C/B<0,5)- Forma alongada-lamelar: (B/A<0,5 e C/B<0,5)

• Arredondamento (Powers, 1953)

• Textura superficial- Vítrea - Granulosa - Áspera- Cristalina - Alveolar

Índices físicos• Forma dos grãos e textura superficial

Índices físicos• Resistência à esforços mecânicos

• NBR NM 51:2001 – Agregados – Determinação da abrasão “Los Angeles”• ME 035 – Agregados – Determinação da abrasão “Los Angeles” (DNIT)