aula agregados 1

UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINSCURSO DE ARQUITETURA E URBANISMO

TECNOLOGIA DA CONSTRUÇÃO IAGREGADOS PARA A CONSTRUÇÃO CIVIL

Prof. Fábio Henrique de Melo Ribeiro, MSc.

Eng. Civil e Eng. Seg. Trab.

Na antiguidade

Na modernidade

A Rocha e a Humanidade

Monumentos

Obras

Artes

Rochas na Antiguidade

Aqueduto de Segovia (Espanha)

Pavimento com meta-siltito (Tiradentes, MG)

Ponte de pedra (Tiradentes, MG)

Portal em moledos (E. da Gracios, PR)

Monumento ao Cristo Redentor (RJ)

Teatro Municipal de São Paulo na inauguração

Concretos hidráulicos

Concretos betuminosos

Lastros ferroviários

Enrocamentos

Revestimentos

Usos na modernidade

Diversidade na modernidade

Edificação em enxaimel (Blumenal, SC)

Túnel viário na Rodovia dos Imigrantes (SP)

Rodovia dos Imigrantes (Baixada Santista)

Agregado = denominação dada para fragmentos

de rocha originados de ação mecânica promovida

pelo homem (ex. pedra britada e areia de

britagem) ou por ação da natureza (pedregulhos ou

cascalhos e areias)

Rochas como agregados

Seixos rolados

NATURAIS

AGREGADOS

ARTIFICIAIS

Areia natural CascalhoAreia de britagem

Pedra britada

Classificação conforme a obtenção

AGREGADOS

LEVES PESADOS

Argila expandidaVermiculita

NORMAIS

Areia natural Areia de britagem

Pedra britadaCascalho

MagnetitaBarita

Escória

Classificação conforme a densidade

AGREGADOS

NATURAIS ARTIFICIAIS

Areia naturalCascalho

Areia de britagemPedra britada

Escória britadaArgila expandida

Outros

Classificação conforme a natureza

AGREGADOS

GRAÚDOS MIÚDOS

Cascalho Pedra britada

Areia natural Areia de britagem

Classificação conforme a dimensão

Agregado graúdo: 4,75mm (n.4) / 75mm(3”)

Agregado miúdo: 0,150 mm (#100) / 4,75mm

Pedrisco: 4,75mm / 12,5mm (1/2”)

Pó de pedra: < 6,3mm (1/4”)

Filler: < 0,150mm

Classificação dimensional dos agregados

Desmonte ou dragagem

Britagem

Classificação

Processos de produção de agregados

Desmonte por explosão

Pedreira em bancadas

Estoque finos de britagem (1)

Estoque de finos de britagem (2)

Central de concreto em uma obra

Classificador em espiral

Determinação de suas propriedades • Fundamentos• Conceitos• Técnicas

Procedimentos• Análise• Determinação• Ensaios

Caracterização das rochas

Petrográficas

Químicas

Físicas

Mecânicas

Propriedades das rochas

PROGRAMA DE CAPACITAÇÃO DE GESTORES DE EMPRESAS MINERADORAS

DE AGREGADOS PARA A CONSTRUÇÃO CIVIL

Composição mineralógica

Estrutura & textura

Grau de alteração

Grau de fissuração

Minerais secundários e impurezas

Propriedades petrográficas (NBR 12768)

Torrões de argila e materiais friáveis (NBR 7218)

Materiais carbonosos � (ASTM C 123)

Matéria orgânica � (NBR 7221)

Impurezas

Matéria orgânica: retarda a pega e endurecimento

Sais minerais: altera a pega e endurecimento

Material < # 200: aumenta consumo de água, diminui trabalhabilidade e resistência

Macios e friáveis: diminui resistência

Minerais reativos: produtos expansivos; degradação

Influência das impurezas

Estruturas e texturas

Formas de fragmento

Reatividade química (NBR 9773 e ASTM C 1260)

Cloretos (NBR 9917 e NBR 14832)

Sulfatos (NBR 9917)

Propriedades químicas

Opala

Obsidiana

Cristobalita

Tridimita

Calcedônia

Silex

Andesitos, riolitos

Quartzo deformado

Materiais rochosos reativos

Presença de álcalis em teor > 0,6 %Na2O equiv.

Grande quantidade de cimento no concreto

Ingresso de íons alcalinos de outras fontes

Quantidade, tamanho e grau de reatividade das partículas

Grau de umidade do ambiente da obra

Temperatura ambiente

Condicionantes

Não usar cimentos com alta alcalinidade

Conteúdo total de álcalis no concreto < 3 kg/m3

Dosar adequadamente o cimento do concreto

Interromper a migração da umidade ambiente

Lavar areias litorâneas com água doce

Utilizar pozolanas:• Escória granulada de AF

• Pedra pomes moída

• Cinza volante

• Argila calcinada

• Microssílica

Prevenção / remediação

Granulometria (NBR NM 248)

Materiais < # 200 (NBR NM 46)

Densidade, Porosidade e Absorção (NBR NM 52 e 53)

Massa Unitária (NBR 7251 E 7810)

Propriedades físicas

Série normal (mm)

Série auxiliar (mm)

75 - -

37,5 - -

19 -

9,5 -

4,75 2,36 1,18 0,60 0,30 0,15

- 63 50 -

31,5 25 -

12,5 -

6,3 - - - - - -

Séries de peneiras ABNT

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110100

Abertura das peneiras (mm)

Po

rcen

tag

em

reti

da a

cu

mu

lad

a

4,75/12,5 Inferior

4,75/12,5 Superior

9,5/25 Inferior

9,5/25 Superior

19/31,5 Inferior

19/31,5 Superior

Limites granulométricos (agregado graúdo) (NBR 7211)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,010,1110

Abertura das peneiras (mm)

Po

rce

nta

ge

m r

eti

da

ac

um

ula

da

Inferior Utilizável

Inferior ótima

Superior Ótimal

Superior Utilizável

Limites granulométricos - agregado miúdo (NBR 7211)

Módulo de finura: soma das % acumuladas na série

normal divida por 100

Zona ótima: 2,20 < MF < 2,90

Zona utilizável inferior: 1,55 < MF < 2,20

Zona utilizável superior: 2,90 < MF < 3,50

Módulos de finura - agregados miúdos (NBR 7211)

� Densidade absoluta e aparente e absorção (NBR NM 53)

� Partículas leves (NBR 9936)

� Umidade total (NBR 9939)

� Módulo de elasticidade e poisson (NBR 10341)

� Esmagamento (NBR 9938)

� Desgaste por atrito (NBR 12042)

� Compressão uniaxial (NBR 6953)

Ensaios especiais para agregados graúdos (NBR 7211)

Densidade (NBR NM 52)

Massa unitária (NBR 7251)

Absorção (NBR NM 30)

Inchamento (NBR 6467)

Partículas Leves (NBR 9936)

Umidade Superficial (NBR 9775)

Ensaios especiais para agregado miúdo (NBR 7211)

* Como os agregados não entram nas reações químicas complexas com a água, eles tem sido usualmente tratados como materiais de enchimento inerte no concreto.* Os agregados apresentam características muito importantes para a tecnologia do concreto.

� Características dos agregados:

� Porosidade

� Composição granulométrica

� Absorção de água

� Forma e textura superficial das partículas

� Resistência à compressão

� Módulo de elasticidade

� Tipos de substâncias deletérias presente.

� Características dos agregados:

Os agregados têm influência sobre as propriedades dos concretos tanto no estado fresco como no estado endurecido.

� No estado fresco: Porosidade ou a massa específica, composição granulométrica, permeabilidade, forma e textura superficial dos agregados

� No estado endurecido: Resistência àcompressão, dureza, módulo de elasticidade e sanidade.

� Resistência à compressão e módulo de elasticidade:

* Propriedades inter-relacionadas, muito influenciadas pela porosidade. * Valores típicos de 210 a 310 MPa e de 70 a 90 GPa, respectivamente.

* Resistência à compressão: Capacidade que o material possui de resistir à tensão de compressão sem ruptura (MEHTA & MONTEIRO, 1996).

* Fatores que podem influenciar a resistência àcompressão: relação a/c, número de vazios,

teor de finos, cura, adensamento, tipo de

agregado, etc.* Agregados graúdos menores : + resistência* Agregados graúdos muito maiores :

- resistência

* Módulo de elasticidade: Relação entre a tensão e a deformação no regime elástico. A importância do limite elástico no projeto estrutural baseia-se no fato de que ele está associado a tensão máxima permissível que o material pode suportar, sem sofrer deformações permanentes.

* O módulo de elasticidade é determinado em testemunhos de rocha, preparados da mesma forma que os utilizados nos ensaios de resistência àcompressão porém, utilizando, de preferência, a relação altura/diâmetro dos corpos-de-prova de 2,5 a 3,0.

�Permeabilidade: É a facilidade com que os fluidos, tanto líquidos como gases, podem ingressar no concreto e se deslocar no seu interior.

� Porosidade: Poros internos nas partículas, que estárelacionada com a massa específica, possuindo diferentes formas e tamanhos. Refere-se a totalidade dos vazios.

Obs.: * O agregado ocupa de 65% a 85 % da massa do concreto (ANDRIOLO & SGARBOZA, 1993).

* O agregado no concreto é assumido normalmente como sendo impermeável (MEHTA & MONTEIRO, 1994). Porém, devido ao seu grande volume no concreto, uma excessiva porosidade do agregado pode contribui para a porosidade global do concreto.

� Forma e textura superficial: A forma e a textura das partículas dos agregados influenciam mais as propriedades do concreto no estado fresco do que no estado endurecido.

� Forma: Diz respeito às características geométricas, tais como:

* Arredondadas: Partículas formadas pelo atrito com consequente perda de vértices e arestas. Ex: areia e pedregulho de zonas marítimas ou leito de rio.

* Angulosos: Agregados de rochas intrusivas britadas que possuem vértices e arestas bem definidas.

* Lamelares ou achatadas: Partículas cuja espessura é relativamente pequena em relação as outras duas dimensões.

* Alongadas: Partículas cujo comprimento éconsideravelmente maior do que as outras duas dimensões.

� Textura superficial: Grau de quanto a superfície do agregado é lisa ou áspera, baseado em uma avaliação visual. A textura superficial do agregado depende da:

*Dureza;*Granulação;*Porosidade da rocha matriz e da sua subseqüente exposição à ação de atrito.

� A resistência do concreto, particularmente a resistência à flexão, pode ser afetada pela textura do agregado; uma textura mais áspera parece favorecer a formação de uma aderência mecânica mais forte entre a pasta de cimento e o agregado. Em idades mais avançadas, com o desenvolvimento de uma forte aderência química entre a pasta e o agregado, esse efeito pode não ser tão importante.

� A impermeabilidade torna-se a principal propriedade para os concretos que, expostos ao ar, sofrem os ataques de águas agressivas ou à ação destruidora dos agentes atmosféricos.

� Influência dos agregados na permeabilidade:

A permeabilidade, porosidade e absorção dos agregados influenciam propriedades tais como a aderência entre o agregado e a pasta de cimento hidratada, a resistência do concreto ao congelamento e ao degelo, bem como a sua estabilidade química e sua resistência à abrasão.

Obs.:* No concreto, devido à presença do agregado, os

fluidos têm que percorrer um caminho que se torna mais tortuoso (pasta e zona de transição), o que reduz a área efetiva de escoamento.

* Os agregados podem conter poros, que geralmente são descontínuos. Além disso, as partículas de agregados são envolvidas pela pasta de cimento, de modo que seus poros não contribuem para a permeabilidade do concreto (NEVILLE, 1997).

� Exsudação: Forma de segregação em que parte da água da mistura tende a subir para a superfície de um concreto recém aplicado.

* Parte da água que sobe fica aprisionada sob as partículas de agregado graúdo e sob as barras da armadura, criando-se, assim, regiões de fraca aderência. Essa água deixa vazios do tipo bolsas e lentes e, como todos os vazios têm igual orientação, aumenta a permeabilidade do concreto no plano horizontal, podendo ser criada uma região horizontal de menor resistência.