UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA UNIVERSIDADE COMUNITRIA REGIONAL DE CHAPEC

MESTRADO PROFISSIONAL EM DESEMPENHO DE SISTEMAS CONSTRUTIVOS

Victor Hugo Lodi

VIABILIDADE TCNICA E ECONMICA DO USO DE AREIA DE BRITAGEM EM CONCRETOS DE CIMENTO PORTLAND NA REGIO DE CHAPEC-SC

Dissertao apresentada no Programa de Ps-Graduao em Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Catarina convnio Unochapec como integrante dos requisitos para obteno do ttulo de Mestre em Engenharia Civil. rea de Concentrao: Construo Civil

Orientador: Luis Roberto Prudncio Jr., Dr.

Florianpolis, agosto 2006.

Viva como se fosse

morrer amanh.

Aprenda como se fosse

viver para sempre.

(Mahatma Gandhi)

AGRADECIMENTOS

Pela conscincia da vida e do viver, preciso inicialmente agradecer a Deus, que pela inspirao e amor nos fortifica dando-nos coragem na superao de nossos obstculos.

Pela imensurvel tolerncia e apoio de minha esposa Ivnia e minha filha Teresa, que abdicando por muitas vezes de nosso lazer souberam compreender e incentivar sempre.

Ao professor Luiz Roberto Prudncio Jr., por ter sido o grande incentivador desta pesquisa, acompanhando, assessorando, revisando e fornecendo subsdios tcnicos para a realizao do trabalho.

Ao colega Denis Fernandes Weidmann e, ao acadmico de Engenharia Civil Wilson Ricardo Leal da Silva, pela orientao e esforo empreendidos na fundamentao e realizao dos ensaios laboratoriais.

A famlia Lodi Sbardelotto, que carinhosamente me hospedou nas estadas em Florianpolis para realizao de estudos e experimentos.

Ao Laboratrio de Materiais de Construo Civil LMCC, da UFSC, nas pessoas de seus funcionrios Luiz Henrique dos Santos, Renato Santana da Lapa e Roque Medeiros de Lima, sempre solcitos e colaboradores na utilizao das instalaes fsicas e dos equipamentos do laboratrio.

Ao Programa de Ps-Graduao em Engenharia Civil PPGEC da Universidade Federal de Santa Catarina, que em convnio com a Universidade Comunitria de Chapec viabilizaram a realizao do Mestrado Profissional em Desempenho de Sistemas Construtivos.

As empresas Supermix S.A. Filial de Chapec e Britaxan Ltda pelo fornecimento dos agregados utilizados nesta pesquisa. A Transportadora Joaaba Ltda pelo auxlio de logstica e transporte dos agregados do oeste ao litoral do estado. A G.R. Extrao de Areia Ltda pela recepo e encaminhamento na visita s instalaes da empresa.

Enfim, a todas as pessoas que de forma direta ou indiretamente contriburam para a realizao deste trabalho.

A todos,

Meu muitssimo obrigado!

SUMRIO

1INTRODUO......................................................................................................................11 1.1 Apresentao..................................................................................................................11 1.2 Hipteses........................................................................................................................12 1.3 Justificativa ....................................................................................................................13 1.4 Objetivos ........................................................................................................................14

1.4.1 Objetivo geral .........................................................................................................14 1.4.2 Objetivos especficos..............................................................................................14

2 CONCRETO DE CIMENTO PORTLAND ..........................................................................15 2.1 Consideraes iniciais....................................................................................................15 2.2 Definio........................................................................................................................15 2.3 Materiais constituintes do concreto ...............................................................................16

2.3.1 Cimento Portland ...................................................................................................16 2.3.1.1 Composio qumica ......................................................................................16 2.3.1.2 Finura do cimento...........................................................................................17 2.3.1.3 Hidratao, pega e endurecimento do cimento...............................................17 2.3.1.4 Tipos de cimento ............................................................................................18

2.3.2 Agregados...............................................................................................................19 2.3.2.1 Definio ........................................................................................................19 2.3.2.2 Classificao dos agregados ...........................................................................20 2.3.2.3 Obteno dos agregados naturais de britagem................................................20 2.3.2.4 Obteno da areia natural................................................................................26 2.3.2.5 Caractersticas dos agregados .........................................................................28 2.3.2.6 Composio granulomtrica...........................................................................29 2.3.2.7 Forma e textura superficial.............................................................................30 2.3.2.8 Resistncia mecnica......................................................................................32 2.3.2.9 Absoro e umidade superficial .....................................................................33 2.3.2.10 Iseno de substncias nocivas.....................................................................33

2.3.3 gua .......................................................................................................................35 2.3.4 Outros componentes...............................................................................................35

2.3.4.1 Aditivos plastificantes ....................................................................................36 2.3.4.1.1 Definio.................................................................................................37 2.3.4.1.2 Modo de ao..........................................................................................37 2.3.4.1.3 Efeitos no concreto .................................................................................38 2.3.4.1.4 Mtodo de adio....................................................................................38

2.3.5 Propriedades do concreto .......................................................................................38 2.3.5.1 Concreto fresco...............................................................................................38 2.3.5.2 Concreto endurecido.......................................................................................41

2.3.6 Dosagem do concreto .............................................................................................44 2.3.6.1 Mtodo IPT/EPUSP........................................................................................45

3 PROCEDIMENTOS METODOLGICOS..........................................................................55 3.1 Consideraes iniciais....................................................................................................55 3.2 Amostragem..................................................................................................................56

3.2.1 Cimento ..................................................................................................................56

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3.2.2 Agregados midos..................................................................................................57 3.2.2.1 Areia natural ...................................................................................................57 3.2.2.2 Areia de britagem Tipo A...............................................................................58 3.2.2.3 Areia de britagem Tipo B ...............................................................................60

3.2.3 Agregado grado ....................................................................................................61 3.2.4 gua ......................................................................................................................62 3.2.5 Aditivos ..................................................................................................................62

3.3 Determinao da composio granulomtrica ..............................................................62 3.3.1 Granulometria........................................................................................................62 3.3.2 Material pulverulento .............................................................................................62

3.4 Determinao da massa especfica do agregado mido.................................................63 3.5 Determinao da massa especfica do agregado grado ................................................63 3.6 Determinao da massa unitria ....................................................................................64 3.7 Inchamento das areias ....................................................................................................64 3.8 Coeficiente de forma dos agregados midos .................................................................65 3.9 Estudo em argamassa.....................................................................................................68 3.10 Execuo do ensaio da dosagem do concreto .............................................................69 3.11 Ensaios de compresso ................................................................................................73

4 APRESENTAO E ANLISE DOS RESULTADOS.......................................................75 4.1 Caracterizao dos agregados ........................................................................................75 4.2 Ensaios em argamassas .................................................................................................80 4.3 Ensaios em concreto .....................................................................................................87

5 CONCLUSES ...................................................................................................................102 5.1 Consideraes iniciais..................................................................................................102 5.2 Concluses relativas aos agregados .............................................................................102 5.3 Concluses relativas aos ensaios com argamassa ........................................................103 5.4 Concluses relativas ao concreto fresco ......................................................................103 5.5 Concluses relativas ao concreto endurecido ..............................................................103 5.6 Concluses relativas ao meio ambiente e a viabilizao econmica ...........................104 5.7 Concluses finais .........................................................................................................104 5.8 Sugestes para trabalhos futuros..................................................................................104

6 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS.................................................................................106 ANEXOS.................................................................................................................................110 ANEXO 1: CARACTERIZAO DOS AGREGADOS.......................................................111 ANEXO 2: ESTUDOS EM ARGAMASSAS........................................................................123 ANEXO 3: DOSAGEM DO CONCRETO.............................................................................130

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Encosta e material do desmonte.......................................................................... 21 Figura 2: Perfurao da malha de fogo.............................................................................. 21 Figura 3: Vistas britador primrio Abastecimento de pedras............................................ 22 Figura 4: Correias transportadoras e pilhas pulmo............................................................ 22 Figura 5: Britadores secundrio, tercirio e quaternrio..................................................... 23 Figura 6: Peneiras vibratrias para classificao de material............................................... 24 Figura 7: Lavagem p de brita e obteno de areia de britagem........................................ 24 Figura 8: Material armazenado para expedio.................................................................. 25 Figura 9: Extrao de areia natural de cava seca com equipamento mecnico.................... 26 Figura 10: Lavagem e peneiramento de areia natural de cava seca...................................... 26 Figura 11: Expedio de cascalho e acomodao em canchas para secagem e expedio de areia de cava seca.........................................................................................................

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Figura 12: Extrao e peneiramento simples de areia de cava submersa............................. 27 Figura 13: Armazenamento e expedio de areia de cava submersa................................... 28 Figura 14: Formas de abatimento do concreto fresco......................................................... 40 Figura 15: Diagrama de dosagem, Mtodo IPT/EPUSP, Modelo de comportamento......... 46 Figura 16: Distribuio da resistncia compresso do concreto..................................... 49 Figura 17: Fluxograma das etapas metodolgicas.............................................................. 55 Figura 18: Armazenamento da amostras............................................................................ 56 Figura 19: Extrao e depsito da areia aps a lavagem..................................................... 58 Figura 20: Vista geral Britador Planaterra, Chapec SC.................................................. 58 Figura 21: Esquema obteno da areia de britagem tipo A ............................................... 59 Figura 22: Vista geral Britador da Britaxan, Xanxer SC................................................ 60 Figura 23: Esquema obteno da areia de britagem tipo B... ............................................ 61 Figura 24: Fotos digitalizadas gros retidos #1,2mm, areia de britagem Tipo A................ 67 Figura 25: Fotos digitalizadas gros retidos #1,2mm, areia de britagem Tipo B................ 67 Figura 26: Fotos digitalizadas gros retidos #1,2mm, areia natural.................................... 68 Figura 27: Verificaode vazios no concreto..................................................................... 70 Figura 28: Verificao do teor adequado de argamassa...................................................... 70 Figura 29: Moldagem de corpos-de-prova......................................................................... 73 Figura 30: Ensaios de resistncia compresso e mdulo de elasticidade dos corpos-de-prova...............................................................................................................................

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Figura 31: Corpos-de-prova antes e depois do rompimento............................................... 74 Figura 32: Granulometria dos agregados midos............................................................... 77 Figura 33: Granulometria do agregado grado................................................................. 79 Figura 34: Composio areias natural e Tipo A Limites.................................................. 80 Figura 35: Composio areias natural e Tipo B Limites.................................................. 81 Figura 36: Ensaio Flow e ar incorporado, areia natural e areia de britagem Tipo A............ 82 Figura 37: Ensaio Flow e ar incorporado, areia natural e areia de britagem Tipo B........... 83 Figura 38: Ensaio Mdulo de elasticidade areia natural e areia de britagem Tipo A........... 85 Figura 39: Ensaio Mdulo de elasticidade areia natural e areia de britagem Tipo B............ 86 Figura 40: Curva de dosagem 100% areia natural........................................................... 89 Figura 41: Curva de dosagem 35% areia natural + 65% areia de britagem TipoA............ 92 Figura 42: Curva de dosagem 35% areia natural + 65% areia de britagem TipoB............ 95 Figura 43: Comparativo dos mdulos de elasticidade......................................................... 97

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1: Composies dos cimentos segundo a NBR 5732(1991)................................. 19 Tabela 2: Limites granulomtricos do agregado grado (NBR 7211, 2005)... 29 Tabela 3: Limites da distribuio granulomtrica do agregado mido... 30 Tabela 4: Limites aceitveis de substncias nocivas no agregado mido com relao massa do material...

30 Tabela 5: Limites aceitveis de substncias nocivas no agregado grado com relao massa do material.....................................................................................................

34 Tabela 6: Correspondncia entre a classe de agressividade e qualidade do concreto........ 44 Tabela 7: Correspondncia entre classe de agressividade ambiental e cobrimento nominal para c=10mm..................................................................................................

44 Tabela 8: Consistncia do concreto em funo do elemento estrutural para o caso do adensamento mecnico...................................................................................................

48 Tabela 9: Classes de Agressividade Ambiental................................................................ 50 Tabela 10: Valores da relao gua/mistura seca (H) em funo da Dimenso Mxima Caracterstica do agregado grado e do tipo de adensamento........................................

52 Tabela 11: Anlises fsicas e mecnicas do cimento CP II Z 32 ................................ 56 Tabela 12: Ensaios fsicos e qumicos do cimento CP II Z 32.................................... 57 Tabela 13: Acrscimos de massa de areia natural, determinao teor ideal de argamassa.

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Tabela 14: Acrscimos de massa de areia natural e areia de britagem Tipo A, determinao teor ideal de argamassa.............................................................................

72 Tabela 15: Acrscimos de massa de areia natural e areia de britagem Tipo B, determinao teor ideal de argamassa.............................................................................

72 Tabela 16: Caractersticas fsicas da areia natural....................................................... 75 Tabela 17: Caractersticas fsicas da areia de britagem Tipo A........................................ 76 Tabela 18: Caractersticas fsicas da areia de britagem Tipo B......................................... 76 Tabela 19: Comparativo de volume das areias de britagem, massa unitria, massa especfica, inchamento..............................................................................................

78 Tabela 20: Coeficientes de forma dos agregados midos.............................................. 78 Tabela 21: Caractersticas fsicas do agregado grado...................................................... 79 Tabela 22: Resultados rompimento corpos-de-prova, misturas em argamassa................. 84 Tabela 23: Ensaios em argamassas, areia natural e areia Tipo A, determinao Flow Table Test, massa especfica e ar incorporado.................................................................

85 Tabela 24: Ensaios em argamassas, areia natural e areia britagem Tipo A, determinao mdulo de elasticidade...................................................................................................

85 Tabela 25: Ensaios em argamassas, areia natural e areia Tipo B, determinao Flow Table Test, massa especfica e ar incorporado................................................................

86 Tabela 26: Ensaios em argamassas, areia natural e areia britagem Tipo B, determinao mdulo de elasticidade...................................................................................................

86 Tabela 27: Dados determinao curvas de dosagem, mtodo IPT/EPUSP -100%, areia natural............................................................................................................................

87 Tabela 28: Dados determinao curvas de dosagem, mtodo IPT/EPUSP - 35%, areia natural + 65% areia britagem Tipo A..............................................................................

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Tabela 29: Dados determinao curvas de dosagem, mtodo IPT/EPUSP - 35%, areia natural + 65% areia britagem Tipo B........................................................................

93 Tabela 30: Dados determinao curvas de dosagem, mtodo IPT/EPUSP...................... 96 Tabela 31: Comparativo do mdulo de elasticidade obtido experimentalmente e o calculado segundo prescries da NBR 6118:03.............................................................

98 Tabela 32: Consumo de gua nos concretos estudados................................................... 98 Tabela 33: Relao gua cimento x resistncia compresso.......................................... 99 Tabela 34: Relao consumo de cimento x resistncia compresso............................... 99 Tabela 35: Preo insumos consumo Chapec-SC........................................................... 100 Tabela 36: Preos dos materiais por m de concreto....................................................... 100 Tabela 37: Custo dos concretos estudados..................................................................... 100

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RESUMO

O esgotamento das jazidas de areia natural prximas dos grandes centros de consumo, a contaminao das fontes de material pela poluio e as polticas de proteo ambiental fazem com que a obteno de agregados midos para utilizao na construo civil, particularmente na produo de concretos convencionais, seja impulsionada na direo de novas opes.

Uma alternativa para resoluo deste problema seria a utilizao de areia de britagem. Sendo um resduo da britagem de rochas da produo de agregados grados, seu uso minimiza o impacto ambiental pois, se ficar armazenado no ptio das pedreiras sua disperso pelo vento e pela gua contaminam o ambiente. Alm disso, muitas vezes precisa ser remanejado por problemas operacionais demandando tempo e recursos.

A produo deste tipo de areia, alm de reduzir o impacto ambiental ocasionado pelo processo convencional de extrao de areia natural, geralmente mostra viabilidade econmica, visto ser realizada nos canteiros das pedreiras, localizadas prximas aos grandes centros urbanos, reduzindo assim o custo de seu frete aos pontos de consumo.

A uniformidade da areia de britagem, quando comparada com a da areia natural, e a maior facilidade de obteno, so suas principais vantagens de utilizao. Entretanto, a sua distribuio granulomtrica, presena de quantidades elevadas de p e principalmente a forma angulosa e muitas vezes lamelar de suas partculas, que depende do tipo de rocha e britador utilizados, podem influenciar nas propriedades do concreto fresco e endurecido.

O presente trabalho apresenta o estudo de dosagem de concretos convencionais com emprego de duas areias de britagem de rocha basltica (uma com gros arredondados e com 16,7% de material pulverulento - Areia A - e outra com gros lamelares com 11,1% de material pulverulento Areia B), em substituio parcial a uma areia natural de uso corrente na regio de Chapec -SC, permitindo a confeco de concretos mais resistentes e econmicos.

O melhor desempenho em todos os aspectos analisados neste trabalho foi a mistura com 65% de areia de britagem tipo A (gros arredondados) em substituio volumtrica areia natural. Constatou-se que o teor de material pulverulento e a forma dos gros existente nas areias de britagem influenciam fortemente as caractersticas do concreto no estado fresco, acarretando uma grande variao dos consumos de cimento das misturas para uma mesma resistncia compresso.

As configuraes grficas dos bacos de dosagem elaborados permitem a rpida obteno de traos de concreto para os materiais estudados. Tambm mostram que a utilizao de curvas genricas para dosagem de materiais com caractersticas distintas, pode levar a resultados bastante distintos dos desejados.

ABSTRACT

The ending of deposits of natural sand near big cities, their contamination due to pollution as well as environmental protection policies are making more and more difficult its use in civil construction, mainly in the production of conventional concrete. An alternative to solve this problem could be the use of crushed sand, that is a by-product of crushed coarse aggregate production. Its use minimizes the environmental impact once the disposal in large piles at the processing plant can cause air and water contamination as a consequence of the dispersion provided by the wind. Moreover, sometimes it is necessary to remove them from one site to another demanding time and money. The production of crushed sand are generally viable from the economic point of view, once processing plants are settled near the urban centers, reducing transportation costs. Its uniformity, as compared to that of natural sand, and its large availability, become advantageous its use. However, grading, high dust content and flatness of its particles that depends on the type of rock and crushing equipments, can influence negatively the fresh and hardened properties of concrete. This work presents the study of conventional concrete mix design using two types of basaltic crushed sand (one of them possessing cubic particles and 16.7% of dust Sand A, and another possessing flat particles and 11.1% of dust Sand B) in partial substitution of a natural sand currently used in Chapeco-SC region, allowing the production of more economic and resistant concretes. The best performance of concrete mixtures was obtained replacing 65% of natural sand by Sand A (by volume). It was found the dust content and the shape of the aggregate particles influence strongly concrete characteristics in fresh state, leading to a great variation in cement content for the same compressive strength. .

1 INTRODUO

1.1 Apresentao

As misturas de cal e cinza vulcnica usadas nas edificaes na poca do Imprio Romano so as precursoras da utilizao do concreto como material de construo, sendo atualmente o mais consumido no mundo. Suas caractersticas tcnicas, como resistncia compresso, excelente resistncia gua, possibilidade de produzir peas de diversas geometrias, capacidade de incorporar seces compostas com outros materiais opondo-se aos esforos mais diversos, so as principais caractersticas responsveis pelo sucesso.

A evoluo dos materiais e das tcnicas construtivas, bem como os avanos nas anlises das estruturas de concreto e as recentes exigncias de resistncia e durabilidade da norma ABNT NBR 6118 (2003), obrigam os tecnologistas de concreto a buscarem a mais adequada proporo entre os materiais constituintes do concreto, tcnica e economicamente. Considerando que aproximadamente trs partes do volume de concreto so ocupadas pelos agregados, a sua qualidade de suma importncia na dosagem do concreto.

A carncia de jazidas de areia natural cada vez maior em muitas regies do Brasil e do mundo. No oeste de Santa Catarina, por exemplo, se busca areia natural a distncias maiores de 200 Km.

O esgotamento das jazidas mais prximas dos grandes centros de consumo, a contaminao das fontes de material pela poluio, fizeram com que as regies conhecidas pela explorao se tornassem terra arrasada, com vrias crateras, cheias de gua contaminada por bactrias txicas, apesar das polticas de proteo ambiental, que procuram evitar a explorao predatria dos recursos naturais. Entretanto, se forem fechados os depsitos de areia, a indstria da construo civil ficaria imobilizada.

Estas ocorrncias fazem com que os tecnologistas de concreto tenham de recorrer ao uso parcial ou integral de areia de britagem para produo de concretos e argamassas.

A areia de rocha, historicamente, era um material pouco desejvel devido sua elevada aspereza e pela ocorrncia de silte e argila prejudicando a aderncia entre o agregado e a pasta de cimento, elevando a demanda de gua de trabalhabilidade dos concretos e o atrito interno das partculas slidas da mistura. Como conseqncia, ocorre um elevado consumo de cimento nos concretos, para atingirem um mesmo nvel de resistncia compresso, quando se utiliza areia de britagem em substituio natural. Alm disso, o concreto resultante pode ser um material mais caro e mais spero, mais difcil de ser trabalhado na obra, ao ser bombeado, ao ser acabado, etc. Estas desvantagens podem ser combatidas pela introduo, na massa de concreto, de aditivos plastificantes e redutores de gua.

A forma dos gros um aspecto importante a ser avaliado ao usar-se areias de britagem que, em decorrncia do tipo de britador utilizado ou da natureza geolgica da rocha matriz, que

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podem apresentar gros com formas lamelares. Sbrighi Neto (2005), afirma que a forma das partculas, a textura superficial e a granulometria influenciam nas propriedades do concreto no estado fresco, sobretudo no consumo da pasta de cimento, tanto quanto mais alongada, angulosa e spera forem as partculas.

A adoo de uma medida intermediria, utilizando-se areia mesclada, parte natural e parte de britagem, poderia ser a alternativa mais conveniente quando avaliados seus custos.

A utilizao da areia de britagem, sendo um resduo da britagem de rochas para a produo de agregados de concreto, conhecidos como finos de pedreira, auxilia a preservao ambiental, visto que sua disperso pelo vento e pelas guas contamina o ambiente. O material acumula-se em grandes montes nas pedreiras, tendo que ser remanejado, demandando tempo, trabalho e energia.

A obteno da areia a partir de finos de brita, para utilizao em concretos convencionais, dever se submeter anlise das influncias desta utilizao no concreto fresco e endurecido.

A produo desse tipo de areia, alm de reduzir o impacto ambiental ocasionado pelo processo convencional de extrao de areia natural, como mencionado anteriormente, procura viabilizao econmica, pois sua produo pode ser realizada nos canteiros das pedreiras, localizadas prximas aos grandes centros urbanos, reduzindo o custo da matria prima para a indstria da construo civil.

A uniformidade da areia de britagem, quando comparada com a areia natural, e a maior facilidade de obteno so as principais vantagens de sua utilizao. Entretanto, a sua distribuio granulomtrica, presena de quantidades elevadas de p e principalmente a forma lamelar de suas partculas, que depende fundamentalmente do tipo de rocha e britador utilizados, podem prejudicar a trabalhabilidade do concreto.

Este trabalho procura contribuir para o esclarecimento destas questes, apresentando resultados obtidos com concretos elaborados com diferentes propores entre areia natural e areias de britagem basltica da regio de Chapec obtidas em diferentes britadores.

Pretende-se investigar em que medida a forma dos gros e a granulometria das areias de britagem, influenciam nas propriedades do concreto fresco e endurecido, apresentando curvas de dosagens experimentais de concreto, utilizando o Mtodo de Dosagem IPT/EPUSP.

1.2 Hipteses

- O estudo de dosagens de concretos convencionais, com o emprego de areia artificial basltica, em substituio parcial areia natural, levando em considerao as propriedades do concreto fresco e endurecido, permite a confeco de concretos mais resistentes e mais durveis.

- O teor de material pulverulento existente nas areias artificiais tem que ser controlado, pois suas variaes afetam o comportamento do concreto no estado fresco, acarretando perda de

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abatimento e variao na relao gua/cimento, o que se relaciona com a durabilidade do concreto.

- A granulometria do agregado mido influi na dosagem do concreto quando se deseja obter uma dada resistncia mecnica. Alteraes na granulometria influem na trabalhabilidade, na consistncia e na resistncia do concreto.

1.3 Justificativa

Por ocasio do desenvolvimento dos primeiros estudos do concreto de cimento Portland, no incio do sculo XX, acreditava-se que os agregados tinham apenas o papel de enchimento, embora ocupando aproximadamente 80% do volume dos concretos convencionais, sendo materiais granulares e inertes, destinados apenas a baratear o custo de produo do concreto. Entretanto, o incremento no uso de concreto, com sua aplicao em larga escala, evidenciou a real importncia tcnica, econmica e social dos agregados.

Recentemente, o esgotamento das jazidas naturais, o aumento no custo dos transportes, o acirramento da competio comercial entre os produtores de concreto e a conscientizao da sociedade, que demanda leis de proteo ambiental, confirmam plenamente esta questo.

A seleo inadequada de agregados comprovou a necessidade de uma melhor compreenso do papel dos agregados na resistncia mecnica, na durabilidade e na estabilidade dimensional do concreto. Muitas das propriedades do concreto so influenciadas pelas caractersticas dos agregados, tais como: porosidade; composio granulomtrica; absoro de gua, estabilidade, forma e textura superficial dos gros; resistncia mecnica; mdulo de deformao e substncias deletrias presentes.

O desenvolvimento tecnolgico dos agregados caminha paralelamente ao desenvolvimento do concreto e demais insumos, procurando evidenciar no apenas as propriedades mecnicas e o rebaixamento do custo, mas tambm relacionando os agregados durabilidade do concreto, no que se refere s reaes lcalis-agregados, isto , reaes expansivas que se do no concreto endurecido provocando fissuras e deformaes, originadas do sdio e potssio presentes no cimento em reao com alguns tipos de minerais silicosos reativos.

Os aditivos permitem substancial economia de consumo de cimento nos traos que, aliados produo de cimentos cada vez mais finos, passam a colocar em realce a importncia das propriedades dos agregados. A permanente evoluo dos traos de concreto em direo de porcentagens cada vez maiores do teor de argamassa em detrimento da presena do agregado grado no concreto, de modo a produzir traos mais trabalhveis e bombeveis, evidencia a importncia da proporo do agregado no trao e as suas propriedades intrnsecas. A potencialidade comercial dos agregados ante a grande produo de concreto entre outras utilizaes justifica todos os esforos no sentido de seu aprimoramento.

Estudos da Universidade da Califrnia afirmam que o consumo mundial de concreto de 6 bilhes toneladas/ano e de agregados de 3 bilhes toneladas/ano (Sbrighini Neto,2005). Os agregados possuem um consumo per capta mundial de 8,45 toneladas/habitante/ano. (Valverde, 2003).

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No Brasil, a produo de agregados est prxima de 380 milhes de toneladas/ano, gerando aproximadamente 2,34 bilhes de reais/ano (Valverde, 2003). Segundo este mesmo autor, a produo de areia no Brasil de 187 milhes de toneladas/ano, gerando 913 milhes de reais, enquanto a brita 129 milhes de toneladas/ano, isto , 1,1bilhes de reais. A produo concentra-se nas regies sul e sudeste do Brasil.

Estes dados comprovam a relevncia do tema estudado, pois ao final do trabalho, acredita-se que ser possvel indicar alternativas ao esgotamento das jazidas de areia, melhoria do desempenho do concreto e diminuio dos custos de produo.

1.4 Objetivos

1.4.1 Objetivo geral

- Analisar comparativamente vrias composies de concreto, com uso de dois tipos de areia de britagem basltica lavada, originada das duas principais pedreiras fornecedoras e areia natural procedente da principal jazida que fornecem a regio oeste do estado de Santa Catarina.

-Obteno de bacos de dosagem para concretos com diferentes propores entre as areias, com substituio em volume aparente dos agregados, devido suas diferentes massas especficas, que determinadas experimentalmente permitam fornecer os parmetros iniciais da mistura fresca do concreto (relao gua-cimento, relao gua/mistura seca, teor de agregado total e consumo de cimento por metro cbico de concreto) com aplicao em misturas trabalhveis medidas pelo abatimento do tronco de cone (Slump Test), de 80+ou-20mm, para diferentes resistncias mecnicas.

1.4.2 Objetivos especficos

- Caracterizar a morfologia e as caractersticas fsicas e granulomtricas dos agregados midos e grados utilizados nos concretos na regio de Chapec-SC.

- Verificar as composies granulomtricas, forma e textura superficial das misturas em teste;

- Avaliar a resistncia mecnica dos diferentes concretos obtidos;

- Propor medidas que permitam reduzir os custos de produo dos concretos;

- Apresentar alternativas que evitem ou minimizem o esgotamento de jazidas de areia.

2 CONCRETO DE CIMENTO PORTLAND

2.1 Consideraes iniciais

O concreto de cimento Portland um produto resultante do endurecimento da mistura de cimento Portland, agregado mido, agregado grado e gua, adequadamente proporcionados.

Durante os ltimos 30 anos, a cincia do concreto se desenvolveu acentuadamente. O concreto , na verdade, fruto de uma tecnologia simples e uma cincia complexa que j comeou a ser desvendada, mas ainda no em todos os seus detalhes. Atualmente, estudos em concreto so feitos utilizando tcnicas sofisticadas de observao e medidas, de forma que o entendimento e o controle da tecnologia do concreto continuam se aperfeioando (ATCIN, 2000).

A heterogeneidade dos materiais que compem os concretos e a complexidade do seu comportamento, tanto no estado fresco quanto no estado endurecido, representa sempre um desafio aos tcnicos responsveis pela elaborao e emprego dos concretos.

A tendncia mundial de que as estruturas se tornem cada vez maiores e mais complexas e os materiais tero que satisfazer as especificaes de desempenho ainda mais rigorosas que as atuais. Inmeras pesquisas esto em andamento para definir e desenvolver misturas de CAD (Concreto de Alto Desempenho) que apresentem, alm da elevada trabalhabilidade, alta estabilidade dimensional, alta resistncia e alta durabilidade. (MEHTA; MONTEIRO, 1994).

2.2 Definio

O concreto de cimento Portland um material composto por duas fases distintas: a pasta de cimento, composta de cimento portland e gua, e os agregados. O cimento, ao entrar em contato com a gua, desenvolve propriedades ligantes, como resultado da hidratao, e aps algumas horas a mistura de solidifica tornando-se um material resistente a partir de seu endurecimento.

Todavia, o concreto moderno mais do que uma simples mistura de cimento, gua e agregados. Cada vez mais so utilizados componentes minerais, que conferem caractersticas especficas aos concretos, e aditivos qumicos, que tm efeitos ainda mais especficos. (ATCIN, 2000).

Mehta; Monteiro (1994), quanto resistncia compresso aos 28 dias, dividem o concreto em trs categorias, como segue:

- Baixa resistncia: resistncia compresso menor que 20 MPa; - Resistncia moderada: resistncia compresso de 20 MPa a 40 MPa; - Alta resistncia: resistncia compresso superior a 40 MPa;

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2.3 Materiais constituintes do concreto

As propriedades dos concretos esto diretamente relacionadas com as caractersticas dos materiais que o constituem. Descreveremos a seguir estes materiais.

2.3.1 Cimento Portland

O emprego dos cimentos bem antigo. Os antigos egpcios usavam gesso impuro calcinado.Os gregos e romanos usavam calcrio calcinado e aprenderam, posteriormente, a misturar cal e gua, areia e pedra fragmentada, tijolos ou telhas em cacos. Foi o primeiro concreto da Histria. (NEVILLE, 1997).

Todavia, somente em 1824 um pedreiro chamado Joseph Aspdin, patenteou o nome de cimento portland, numa referncia a portlandstone, um tipo de rocha arenosa muito utilizada na Inglaterra na regio de Portland.

O cimento portland um material pulverulento constitudo de silicatos e aluminatos de clcio, praticamente sem cal livre. Estes silicatos e aluminatos complexos, ao serem misturados com gua, hidratam-se produzindo o endurecimento da massa, com elevada resistncia mecnica. Resulta da moagem de um produto denominado clnquer, obtido pelo cozimento at a fuso incipiente (aproximadamente 30% de fase lquida) da mistura de calcrio e argila convenientemente dosada e homogeneizada, de tal forma que toda a cal se combine com os compostos argilosos, sem que, depois do cozimento, resulte cal livre em quantidade prejudicial. Aps a queima, feita pequena adio de sulfato de clcio, de modo que o teor de SO3 no ultrapasse 3%, a fim de regularizar o tempo de incio das reaes do aglomerante com a gua.

2.3.1.1 Composio qumica

As matrias primas utilizadas na fabricao do cimento Portland consistem principalmente de calcrio, slica, alumina e xido de ferro, que reagem no interior do forno de produo de cimento dando origem ao clnquer, que os compostos principais so os seguintes:

silicato triclcio : 3 CaO.SiO2 abreviao C3S silicato diclcico : 2 CaO.Si O2 abreviao C2S aluminato triclcico : 3 CaO.Al2O3 abreviao C3A ferro aluminato tetraclcico: 4CaO.Al2O3.Fe2O3 abreviao C4AF

Estes compostos se formam no interior do forno quando a temperatura se eleva a ponto de transformar a mistura crua num lquido pastoso que, ao resfriar-se, d origem a substncias cristalinas, como ocorre com os trs produtos acima citados, e a um material intersticial amorfo, o C4AF, e a outros xidos, compostos alcalinos e sulfatos.

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Todos esses compostos tm a propriedade de reagir em presena de gua, por hidrlise, dando origem ento a compostos hidratados (ATCIN, 2000b). As caractersticas principais destes compostos so descritas a seguir:

C3S o principal composto do cimento Portland, sendo o responsvel pela resistncia inicial do cimento. Reage em poucas horas quando em contado com a gua, liberando grande quantidade de calor na hidratao.

C2S Desenvolve baixo calor de hidratao, tendo pega lenta com fraca resistncia at os 28 dias, aumentando rapidamente chegando a equivaler com a do C3S no primeiro ano.

C3A Tem pega instantnea, desenvolvendo altssimo calor de hidratao. Tem baixa resistncia e no resiste ao de guas sulfatadas. Estes inconvenientes fazem com que sua quantidade seja pequena. Entretanto, a presena da alumina de fundamental importncia por agir como fundente, facilitando a formao do clnquer a temperaturas mais baixas.

C4AF Tem pega rpida, baixa resistncia, mas possui a vantagem do Fe2O3 funcionar como fundente e fixar parte da alumina melhorando o desempenho do cimento ao ataque de guas sulfatadas.

De maneira geral, pode-se dizer que as reaes de hidratao dos aluminatos so responsveis pelo enrijecimento (perda de fluidez) e pela pega (solidificao) da pasta de cimento, enquanto que os silicatos, que compem aproximadamente 75% do cimento comum, so fundamentais no processo de endurecimento (taxa de desenvolvimento da resistncia) da pasta (MEHTA; MONTEIRO, 1994).

2.3.1.2 Finura do cimento

Alm da composio, a finura do cimento tambm influencia grandemente a sua reao com a gua. Uma vez que a hidratao se inicia na superfcie das partculas, a rea da superfcie do cimento que representa o material disponvel para a hidratao. Conseqentemente, quanto maior a finura do cimento maior a velocidade de hidratao e mais rpida a evoluo da resistncia, sem, no entanto, alterar a resistncia a idades avanadas (NEVILLE, 1997).

2.3.1.3 Hidratao, pega e endurecimento do cimento

Pela grande complexidade das reaes qumicas que ocorrem na hidratao do cimento, seus pormenores ainda no so bem definidos, entretanto, abaixo segue uma breve descrio do mecanismo de hidratao do cimento dada por Vernet apud ATCIN (2000b).

a - Perodo da Mistura: Diferentes ons, liberados por diversas fases, entram em soluo. Essa dissoluo muito rpida e de natureza exotrmica. A superfcie dos gros de cimento parcialmente coberta com silicato de clcio hidratado (C-S-H), formando a partir dos ons originados da fase silicato do clnquer, e, em quantidade maior, com etringita

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(trissulfoaluminato de clcio hidratado), formado pela combinao de ons da fase aluminato e das diferentes formas de sulfato de clcio presentes no cimento.

b - Perodo Dormente: Reduo da velocidade de dissoluo da fase do clnquer devido ao aumento do pH e do teor de ons Ca++ na gua de mistura. Grande desacelerao do fluxo trmico, mas sem parar. Forma-se pouca quantidade de C-S-H e, caso exista equilbrio entre os ons de alumnio e sulfato, forma-se tambm, em pouca quantidade, etringita e aluminato de clcio hidratado. A fase aquosa torna-se saturada de Ca++, mas no existe precipitao de Ca(OH)2, provavelmente pela sua baixa velocidade de formao. Alguns gros de cimento se floculam neste perodo.

c - Incio da Pega: A precipitao do xido de clcio, devido a falta de silicato na fase aquosa, ativa a ao de hidratao. O sbito consumo de ons Ca++ e OH- acelera a dissoluo de todos os componentes do cimento portland. O fluxo trmico cresce vagarosamente no princpio e acelera nos estgios finais. Normalmente, o incio da pega se d neste perodo, a menos que ocorra algum endurecimento da pasta devido ao desenvolvimento de agulhas de etringita e de algum C-S-H. As fases silicatos e aluminatos hidratados comeam a criar ligaes interpartculas, levando ao endurecimento progressivo da pasta.

d - Endurecimento: Na maioria dos cimentos portland, a quantidade de sulfato de clcio presente no suficiente para reagir com a fase aluminato, de tal maneira que, durante a pega, ons SO4- so totalmente consumidos na formao da etringita. Isso ocorre normalmente entre 9 e 15 horas aps o incio da mistura, quando a etringita torna-se uma fonte de sulfato para formar o monosulfoaluminato com a fase aluminato remanescente. Essa reao gera calor e acelera a hidratao das fases silicato.

e - Reduo da Velocidade: Os gros de cimento esto cobertos por uma camada de hidratos, que vai se tornando cada vez mais espessa, dificultando a chegada das molculas de gua s partes no hidratadas das partculas de cimento. A hidratao vai ento reduzindo, pois controlada predominantemente pela difuso das molculas de gua atravs das camadas de hidratos, e a pasta de cimento hidratada se parece com uma compacta pasta amorfa, conhecida como produto interno.

A hidratao do cimento portland para quando no h mais fase anidra (concreto de alta relao gua/materiais cimentcios bem curado) ou quando a gua no pode mais chegar s fases no hidratadas (sistemas muito densos e defloculados) ou, ainda quando no existe mais gua disponvel (relao gua/materiais cimentcios muito baixa).

2.3.1.4 Tipos de cimento

De acordo com a NBR 5732 (1991), o cimento um aglomerante hidrulico obtido pela moagem de clinquer Portland ao qual de adiciona, durante a operao de fabricao, a quantidade necessria de uma ou mais formas de sulfatos de clcio. Durante a moagem permite-se a adio de misturas de alguns materiais como: pozolanas, escrias granuladas de alto-forno e ou materiais carbonticos, relacionados na tabela 1.

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Tabela 1: Composies dos cimentos segundo a NBR 5732(1991)

Componentes % em massa

Sigla Nome Classe Clinquer + sulfato de

clcio

Escria granulada de

alto forno

Material pozolnico

Material carbontico

100 0 CPI CPI-S Comum 25, 32, 40 99 95 1 5

94 56 6 34 - 0 10 94 76 - 6 14 0 10

CPII-E CPII-Z CPII-F

Composto 25, 32, 40 94 90 - - 6 10

CP III Alto forno 25, 32, 40 65 25 35 70 - 0 5 CP IV Pozolnico 25, 32 85 45 15 50 - 0 5

CP V ARI Alta resistncia inicial - 100 95 - - 0 5 CPB Branco estrutural 25, 32, 40 100 75 - - 0 5 CPB Branco no estrutural - 74 - 50 - - 26 50

Fonte: Normas Brasileiras no 5732 (1991),11578(1991), 5735(1991),5736 (1991), 5733 (1991) e 12989 (1993).

2.3.2 Agregados

2.3.2.1 Definio

conhecido como agregado o material granular, com forma e volume variveis, geralmente inerte e com dimenses e propriedades compatveis para utilizao na construo civil.

Segundo a norma NBR 7211 (2005), os agregados naturais so encontrados na natureza (areia, seixos) e artificiais os que so obtidos pela ao do homem atravs de processos industriais ou do rejeito destes.

At pouco tempo atrs, o agregado era tido como um material granular inerte, disperso na pasta de cimento, utilizado principalmente por razes econmicas. Porm este conceito vem sendo reformulado e hoje se pode considerar o agregado como um material de construo ligado em um todo coesivo por meio de uma pasta de cimento. Na verdade, no se pode considerar o agregado um material inerte, pois suas propriedades fsicas, trmicas e, s vezes tambm qumicas tm influncia no desempenho do concreto (NEVILLE, 1997).

O mesmo autor salienta que trs quartos do volume do concreto so ocupados pelos agregados, sendo assim de considervel importncia. Propriedades indesejveis existentes nos agregados podem no apenas produzir um concreto pouco resistente, como tambm comprometer a durabilidade.

O concreto pode ser definido como pedra e pasta de cimento, sendo a pasta o elemento aglutinador das pedras. Existem muitos vazios entre as pedras para serem preenchidos apenas com a pasta de cimento. Por esta razo, utiliza-se o agregado mido (areia), para diminuir o consumo de cimento e gua, o que em excesso prejudicial ao concreto, pois provoca retrao, alm de comprometer a trabalhabilidade do concreto.

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Para que o resultado obtido seja satisfatrio, necessrio que as dimenses dos agregados sejam distribudas gradualmente, promovendo o melhor aproveitamento do cimento, isto , mantendo constante a resistncia com o menor consumo de cimento possvel, que o insumo mais caro do concreto.

2.3.2.2 Classificao dos agregados

So agregados, as rochas britadas, os fragmentos rolados nos leitos dos cursos dgua e os materiais encontrados em jazidas, provenientes das alteraes de rochas (areias). So geralmente classificados como naturais aqueles, que j so encontrados na natureza sob a forma de agregados, utilizados sem outro beneficiamento que no sejam a lavagem e classificao granulomtrica por peneiramento(ex: areias de rio, pedregulhos, areias de cava e seixos). Sendo os artificiais os que necessitam de um trabalho de afeioamento pela ao do homem a fim de chegar situao de uso como agregado (ex: britas e ps-de-brita). Contudo, a NBR 7211 (2005) classifica todos os tipos anteriormente citados como naturais, guardando a designao artificial aos obtidos por processos industriais e para aqueles originados a partir de materiais sintticos tais como produtos ou rejeitos industriais. (PRUDNCIO JUNIOR, 2005).

Os agregados naturais so derivados de rochas existentes na crosta terrestre, que sujeitos ao intemperismo acabam sedimentando nos locais de formao, podendo ser transportados por correntes fluvias, martimas, enxurradas e ventos fortes. Os solos originados so diferenciados pela sua natureza e composio granulomtrica, sendo argilosos quando compostos por argilominerais e granulometria bastante fina e arenosa quando granulometria estiver acima de 0,075 mm. Podem ainda ocorrer combinados como solos argilo-arenosos ou areno-argilosos.

2.3.2.3 Obteno dos agregados naturais de britagem

Os agregados naturais de britagem obtidos atravs da reduo de tamanho de pedras maiores por triturao em equipamentos mecnicos, sero objeto de melhor ateno e estudo neste trabalho.

A seqncia da operao de produo dos agregados naturais de britagem pode assim ser descrita:

a - Extrao da rocha: retirada de blocos de grandes dimenses do macio rochoso com a utilizao de explosivos e carregadeiras mecnicas.Para tal, inicialmente feita a remoo da capa de solo e rocha decomposta que recobrem o macio de rocha s. Esta operao, conhecida como decapagem, permite a posterior perfurao espaada da rocha, sendo os furos preenchidos com explosivos, que quando detonados ocasionaro a fragmentao da rocha. As figuras abaixo mostram a encosta onde se realiza a lavra de brita e a perfuratriz realizando os furos para a malha de fogo.

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Figura 1: Encosta e material do desmonte Figura 2: Perfurao da malha de fogo

b Fragmentao secundria: reduo do tamanho dos blocos a dimenses adequadas para o britador primrio. O desmonte origina na base da frente da lavra, um conjunto de blocos de rochas de volumes variveis. Aqueles com volumes que no permitam sua carga nos britadores devero ser perfurados novamente e submetidos nova detonao (fogao).

c - Transporte: os fragmentos so transportados por meio de correias ou por transporte rodovirio aos diversos britadores. As correias transportadoras esto disponveis numa faixa completa de tamanhos (largura, comprimento e capacidade) variveis. So projetadas sobre estrutura metlica dotada de roletes e com acionamento por conjunto moto-redutor banhado a leo. Possuem tambm tremona para carregamento, guia do material, raspadores e limpadores de correias. Quando o transporte rodovirio, efetua-se o carregamento dos fragmentos rochosos com ps carregadeiras em caminhes, que depositam o material em locais junto s instalaes de britagem (praas de alimentao), para armazenagem temporria e alimentao dos britadores em horrios especficos, ou transportam o material diretamente at os britadores primrios.

d - Britador primrio: reduz o tamanho dos fragmentos. Normalmente os britadores so de mandbula, esmagando a pedra de encontro superfcie triturante fixa, por meio de superfcie triturante de movimento alternado (mandbula mvel). Na fragmentao dos mataces pode ou no ocorrer lavagem da pedra, para diminuio de material pulverulento durante a cominuio e classificao da rocha. No caso de ocorrer lavagem, as partculas menores so estritamente produzidas nas fases seguintes, sendo isentas de impurezas como matria orgnica, dentre outras oriundas do capeamento. Quando no h a lavagem, comum a separao de bica corrida aps a primeira britagem, onde o material enviado para ser comercializado sem qualquer classificao. Aps a fragmentao no britador primrio, h a formao de pilhas-pulmo, que alimentam os britadores secundrios. As figuras seguintes mostram as vistas lateral e frontal de um britador primrio e o seu abastecimento pelas pedras oriundas da fragmentao.

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Figura 3: Vistas britador primrio Abastecimento de pedras

O material originado pelo britador primrio transportado pelas correias para uma pilha pulmo conforme figura 4. Este material, denominado racho, ser ento encaminhado para a britagem secundria, que aps passagem pelo primeiro conjunto de peneiras de classificao produziro as pilhas pulmo de brita 3 e 4.

Figura 4: Correias transportadoras e pilhas pulmo

e - Britador secundrio: Neste equipamento, geralmente os fragmentos so diminudos at sua dimenso final. Podem ser empregados britadores de mandbula, mas comumente so utilizados os de movimento contnuo, girosfricos, de rolo ou de martelo. Nos britadores girosfricos, a superfcie triturante fixa a superfcie interna da cavidade cnica e a mvel a parte externa do pinho cncavo, que se afasta e se aproxima da cavidade cnica, devido a um excntrico. Nos britadores de rolo, a britagem feita dois rolos separados de um pequeno intervalo que giram em sentidos contrrios, podendo ter as superfcies lisas, corrugadas ou dentadas. Nos britadores de martelo, o material jogado por ps mveis contra a superfcie interna do britador, dando-se no choque o fracionamento. O transporte de brita entre os britadores e/ou rebritadores feito, normalmente, por um sistema de correias transportadoras, sempre procurando aproveitar o desnvel topogrfico para economia na planta de beneficiamento. Para diminuir o p em suspenso, gerado pela atividade de britagem, pode-se utilizar aspersores de gua, instalados nas bocas dos britadores

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e nas correias transportadoras. A figura 5 mostra, da direita para a esquerda, os britadores secundrio, tercirio e quaternrio.

Figura 5: Britadores secundrio (tipo mandbula), tercirio (tipo cone) e quaternrio (tipo VSI).

f - Britador Tercirio e Quaternrio: os britadores tercirio e quaternrio so cnicos ou de impacto, sendo os de impacto vertical, atualmente utilizados na tentativa de reduzir a lamelaridade do agregado e da produo de finos. O britador de impacto vertical pode receber material de 5 a 75 mm para capacidades de material passante de 8 a 250 ton/hora, e se mostrou excelente equipamento para a modulao da geometria dos agregados, produzindo partculas cbicas regulares. Possibilita ainda trs alternativas operacionais. Pode atuar de maneira autgena com caixa de pedra, o chamado pedra sobre pedra, semi-autgena, com caixa de pedra alternada com cmara esttica, e no autgena, somente com cmara esttica. Seu rotor montado em um eixo vertical, que girando em rotaes apropriadas a cada aplicao, promove o arremesso do material que lhe alimentado, atravs da fora centrfuga. A alimentao feita a partir de um chute regulador que direciona o material para o tubo de alimentao garantindo a centralizao do fluxo de material ao entrar no rotor. No interior do rotor, um cone de distribuio d fluidez e direciona o fluxo de material para os trs canais de sada. Quando as partculas chegam aos canais internos do rotor so aceleradas e assim deslizam para um morto residual de material dentro do rotor at as aberturas de sada que so protegidas por pastilhas de carbureto de tungstnio. Estas partculas fluem continuamente em alta velocidade sendo arremessadas contra a cmara de britagem, formando o morto de material sobre onde se dar a reduo efetiva das partculas. Na trajetria para a cmara de britagem as partculas so envolvidas por um turbilho de ar com partculas menores j produzidas na cmara de britagem. Devido ao formato ortogonal da cmara de britagem e como resultado da compactao de material em suas paredes cria-se um anteparo para o choque. As novas partculas que chegam colidem com as que esto na trajetria, e com as compactadas nas paredes da cmara bem como com as placas defletoras do rotor, sendo que estes impactos diretos e contnuos causam uma britagem fora da cmara aumentando assim o percentual de reduo. Finalmente o material britado cai para o chute de descarga at o transportador de correia de sada. No caso de rochas baslticas, existe uma tendncia ao uso destes britadores girosfricos de impacto vertical, conhecidos comercialmente como ciclone, tornado ou barmaq, que se caracterizam por britar rocha contra rocha o que torna os gros dos agregados mais regulares

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(menos lamelares) e aumentam a produo de material fino (abaixo de 4,8mm) e de pulverulento (inferior a 0,075mm).

g - Peneiramento: separa os gros em tamanhos diferentes, classificando os materiais conforme exigncias de norma ou comerciais. Podem ser cilndricas rotativas, que so constitudas de chapas de ao perfuradas e enroladas em forma cilndrica, com inclinao de 4 a 6 graus. O refugo sai pela parte de baixo e pode ser rebritado. A peneira formada de vrias sees, com dimetro de furo crescente, da boca para a sada. Mais modernas, as peneiras planas vibratrias so formadas por caixilhos superpostos e possuem inclinao de 15 graus. As peneiras vibratrias ocorrem em forma de silos ou decks como apresenta a figura 6.

Figura 6: Peneiras vibratrias para classificao do material

h Lavagem: realizada para remoo da quantidade excessiva de finos. A produo de areia industrial tem como matria prima o material passante na peneira 4,8 mm denominado comercialmente como p de brita. Este material que resduo do processo de produo de brita coletado e conduzido, atravs de uma calha, para um sistema de eliminao do excesso de material pulverulento. O sistema formado por um tanque dotado de uma roda dgua. Este tanque alimentado continuamente com gua, possui um extravasor que mantm o nvel de gua constante. A roda dgua possui cmaras cujo fundo formado por telas de pequena abertura. O giro da gua faz com que as cmaras captem pores do material imerso que, ao elevarem-se acima do nvel da gua do tanque, permitem a drenagem atravs de peneiras sendo que no lquido drenado eliminada parte do p. A figura 7 mostra esta etapa do processo.

Figura 7: Lavagem p de brita e obteno da areia de britagem

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Este equipamento, conhecido como desaguador rotativo, a soluo mais simples e econmica quando se quer classificar e ainda desaguar materiais slidos em suspenso, isto , finos at 0,074 mm. Sua concepo construtiva incorpora na caixa receptora, um sistema interno de sedimentao de baixa turbulncia, ocasionado e controlado pela instalao progressiva de at 150 canaletas de drenagem dispostas em toda superfcie superior, permitindo a degradao gradativa dos slidos ao fundo da caixa, proporcionando controle preciso da faixa de corte desejado. Uma roda incorporando caambas recupera mediante seu lento movimento de giro, a frao slida depositada no fundo do tanque e retira a gua atravs de telas em tecido flexvel de poliuretano, resistente ao desgaste, com fendas de abertura entre 1,6 mm e 0,8 mm de largura para materiais mais finos. O processo de drenagem natural da gua pela gravidade, substancialmente acelerado pela ao de uma cmara de vcuo situada atrs de cada caamba. O vcuo criado naturalmente, a medida que a roda eleva cada caamba acima do nvel da polpa no tanque, sendo este mantido at que a borda inferior de cada deflector da regio em depresso saia da gua. Uma segunda cmara de vcuo, mais parecida com um longo tubo, atua independente na caamba de coleta do material, eliminando a gua de superfcie. Este processo de desaguamento eficiente a ponto de reduzir a umidade da polpa a faixa de 15% a 20% permitindo uma descarga e transporte por um transportador de correia inclinado. Aps o descarregamento do material desaguado, a caamba continua seu movimento de entrada no tanque para iniciar novo ciclo, mediante o tampamento de algumas canaletas de drenagem. O operador pode controlar a velocidade ascendente de gua no tanque e com isto ajustar a granulometria de corte desejado para uma aplicao especfica. Reter os finos a 0,074 mm permitindo que estes se depositem e sejam recolhidos pela caamba ou aumentar a velocidade de ascenso da gua e eliminar os slidos mais finos que 0,55mm ou qualquer outra dimenso intermediria. O material remanescente das cmaras basculado sobre uma calha que conduz a uma pilha. A gua contaminada com o material pulverulento que sai continuamente do extravasor conduzida a um tanque de sedimentao

i - Estocagem: os agregados vo para depsitos a cu aberto como mostra a figura 8, ou para silos para futura comercializao. A expedio mecanizada ou automatizada sendo o transporte feito exclusivamente via frete.

Figura 8: Material armazenado para expedio

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2.3.2.4 Obteno da areia natural

A areia natural quase sempre comercializada da forma que extrada, passando apenas por grelhas fixas que separam as fraes mais grossas (cascalho, pelotas, etc) e eventuais contaminantes (material orgnico, vegetao, etc), e por lavagem para retirada de argila. Segundo dados do DNPM 2002, no Brasil, 90% da areia natural de origem aluvial extrada de leitos de rios e apenas 10% extrada em cava seca, entretanto a dragagem em leitos de rio uma prtica em crescente desuso.

Os trs mtodos de obteno da areia natural podem ser assim descritos:

a cava seca: este mtodo de cava seca da areia natural empregado na lavra de depsitos de plancie fluvial, formaes sedimentares e mantos de alterao de rochas cristalinas. A extrao feita por desmonte hidrulico com a mina evoluindo para o formato de uma cava ou de talude irregular. Normalmente, est operao antecedida pelo decapeamento realizado com tratores de esteira e ps-carregadeiras.

Figura 9: Extrao de areia natural de cava seca com equipamento mecnico.

As figuras 9 e 10 mostram a retirada da areia de cava pela utilizao de equipamento mecnico, sendo o material transportado e descarregado no lavador para realizao da classificao e lavagem.

Figura 10: Lavagem e peneiramento de areia natural de cava seca.

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O cascalho e as pelotas de material so separados pelas peneiras do lavador e encaminhados para utilizao em pavimentao entre outras utilizaes, sendo as fraes mais finas acondicionadas em canchas para secagem e expedio como representa a figura 11. A polpa, suspenso constituda de areia e gua, proveniente da lavagem, ao ser encaminhada s canchas se acomoda da maior para a menor granulometria, sendo que os muito finos escoam em suspenso para uma bacia de decantao.

Figura 11: Expedio de cascalho e acomodao em canchas para secagem e expedio da areia de cava seca.

Em algumas regies do Brasil as bancadas de areia so previamente desmontadas por jatos dgua de alta presso, que incidem na base dos taludes da cava provocando desmoronamento dos sedimentos ou rochas alteradas. Outra operao de jateamento sobre o material desmoronado promove a desagregao dos sedimentos ou rochas e forma uma suspenso constituda por material slido e gua (polpa), que desce por gravidade at uma pequena bacia de acumulao. Posteriormente, o material segue para o beneficiamento e classificao.

b cava submersa: a extrao realizada na base e nas paredes laterais de cava preenchida com gua, sendo realizada por uma draga instalada sobre um barco e equipada com bombas centrfugas . Geralmente esta cava formada por desvio dos rios, com material inconsolidado ou com pouca coeso. As bombas so acopladas tubos condutores de gua necessria escavao, que servem tambm como meio de transporte da polpa para um peneiramento simples e esttico realizado prximo s margens. Posteriormente a areia encaminhada para armazenamento e expedio. As figuras 12 e 13 demonstram o processo.

Figura 12: Extrao e peneiramento simples de areia de cava submersa.

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Figura 13: Armazenamento e expedio de areia de cava submersa.

c leito de rio: efetuada pela dragagem dos sedimentos existentes nos leitos dos rios, em profundidades no muito grandes, atravs de bombas de suco instaladas sobre barcaas ou flutuadores. Estas bombas so acopladas s tubulaes que efetuam o transporte da areia em forma de polpa at os silos. Devido ao elevado assoreamento e poluio dos rios, que tambm oneram a limpeza e seleo do material lavrado, este processo est gradativamente sendo abandonado nas principais regies do pas.

O beneficiamento da areia natural, para utilizao nas construo civil, um processo realizado concomitante lavra e constitui-se de lavagem, peneiramento para classificao e secagem

A lavagem uma operao de beneficiamento nos mtodos de lavra seca e cava submersa, com movimentaes sucessivas e lavagem da areia. Na lavra da cava seca, a lavagem mais intensa e feita mediante o jateamento dgua na areia armazenada nos tanques de decantao, proveniente da caixa de acumulao.

A classificao dos produtos iniciada por um peneiramento, com retirado do material mais grosso (pedrisco, cascalho, etc), em grelhas ou peneiras estticas. O material separado por classe granulomtrica , em caixas de classificao e armazenamento, tambm conhecidas como silos, com o preenchimento gradativo das caixas por decantao, da direita para a esquerda e de baixo para cima. As primeiras recebem o material mais grosso, e assim sucessivamente, as caixas vo sendo preenchidas at restar a frao sobrenadante que encaminhada para a bacia de decantao. Os produtos finais so rea grossa, mdia e fina, e a sua expedio feita diretamente nos silos, ou so estocados em pilhas.

2.3.2.5 Caractersticas dos agregados

A NBR7211 (2005) exige que os agregados devam ser constitudos por gros de minerais duros, compactos, durveis e limpos. No devem conter substncias, de natureza e em quantidade, que possam afetar a hidratao do cimento ou dar origem a produtos expansivos. Devem apresentar, ainda, resistncia compresso superior a da pasta, boa forma e boa

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graduao. Segundo Sbrighi Neto (2005), existe uma srie de caractersticas importantes a serem estudadas na qualificao de agregados na produo do concreto:

2.3.2.6 Composio granulomtrica

Os diferentes tamanhos de agregados no concreto se estendem de menos de um dcimo a dezenas de milmetros de seo transversal. A distribuio destes tamanhos, denominada granulometria, permite a obteno de concretos com diferentes caractersticas. A distribuio dos gros que constituem os agregados, geralmente expressas em termos de porcentagens individuais ou acumuladas retidas em cada uma das peneiras da chamada srie normal ou intermediria que so definidas pela NBR 7211 (2005). Tambm como referncia para avaliar a granulometria, geralmente analisa-se a dimenso mxima caracterstica (agregado grado) e mdulo de finura (agregado mido). Conforme norma tcnica citada acima.

[...] dimenso mxima caracterstica a grandeza associada distribuio granulomtrica do agregado correspondente abertura nominal, em mm, da malha da peneira da srie normal ou intermediria, na qual o agregado apresenta uma porcentagem retida acumulada igual ou imediatamente inferior a 5% em massa [...].

Da mesma forma o [...] mdulo de finura corresponde a soma das porcentagens retidas acumuladas, em massa, de um agregado, nas peneiras da serie normal, dividida por 100. (NBR 7211, 2005). A NBR7211 (2005) apresenta curvas de distribuio granulomtrica correspondente zona utilizvel e zona tima que especifica limites granulomtricos dos agregados para concretos convencionais. Esta limitao tem diversas regies, relacionadas principalmente com a influncia na trabalhabilidade e no custo. Abaixo os limites recomendados pela norma supra citada.

Tabela 2: Limites granulomtricos do agregado grado (NBR 7211, 2005).

% Ret. Acum. # (mm)

Porcentagem, em massa, retida acumulada. Zona granulomtrica d/D

4,75 / 12,5 9,5 / 25 19 / 31,5 25 / 50 37,5 / 75 75 - - - - 0 5 63 - - - - 5 30 50 - - - 0 5 75 100

37,5 - - - 5 30 90 100 31,5 - - 0 5 75 100 95 100 25 - 0 5 5 25 87 100 - 19 - 2 15 65 - 95 95 100 -

12,5 0 5 40 - 65 92 100 - - 9,5 2 15 80 - 100 95 100 - - 6,3 40 65 92 100 - - -

4,75 80 - 100 95 100 - - - 2,36 95 - 100 - - - -

1) Zona granulomtrica correspondente menor (d) e maior (D) dimenses de agregado grado 2) Em cada zona granulomtrica deve ser aceita uma variao de no mximo cinco unidades percentuais em apenas um dos limites marcados com . Essa variao pode tambm estar distribuda em vrios desses limites. Fonte: NBR 7211 (ABNT, 2005).

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Tabela 3: Limites da distribuio granulomtrica do agregado mido.

PENEIRA COM ABERTURA DE MALHA

PORCENTAGEM, EM MASSA, RETIDA ACUMULADA.

LIMITES INFERIORES LIMITES SUPERIORES

(NBR NMISO 3310-1) ZONA UTILIZVEL(2) Z. TIMA(1) Z. TIMA(1) ZONA

UTILIZVEL(3) 9,5 mm 0 0 0 0 6,3 mm 0 0 0 7

4,75 mm 0 0 5 10 2,36 mm 0 10 20 25 1,18 mm 5 20 30 50 600 m 15 35 55 70 350 m 50 65 85 95 150 m 85 90 95 100

Fonte: NBR 7211 (ABNT, 2005).

NOTAS: (1) Mdulo de finura de zona tima varia 2,2 a 2,9 (2) Mdulo de finura de zona utilizvel inferior varia de 1,55 a 2,20 (3) Mdulo de finura de zona utilizvel superior varia de 2,90 a 3,50

Em geral, areias muito grossas podem produzir misturas de concreto speras e no muito trabalhveis, enquanto as muito finas aumentam o consumo de gua e, conseqentemente, o consumo de cimento para uma dada relao de gua/cimento, sendo ento anti-econmicas.

Assim, uma granulometria equilibrada produzir misturas de concreto trabalhveis e econmicas, alm do fato de proporcionar uma estrutura mais fechada da massa de concreto, o que diminui o volume de vazios e, por conseqncia, os espaos por onde podem penetrar os agentes agressivos ao concreto, na forma de lquidos, gases e vapores.(Sbrighi Neto-2005).

Recentemente a ABNT efetuou reviso na NBR 7211 (2005) com referncia a especificao de agregados midos produzidos nas jazidas brasileiras. No que tange questo especial da frao fina da britagem, esta norma destaca, em algumas definies e na alterao dos limites da quantidade de materiais pulverulentos (material abaixo de 75m) permitida.

O mais interessante desta atualizao, que, para o material fino que passa atravs da peneira 75 m por lavagem, constitudo totalmente de gros gerados durante a britagem de rocha, os valores podem ter seus limites alterados de 3% para 10% (para concreto submetido ao desgaste superficial) e de 5% para 12% (para o concreto protegido do desgaste superficial desde que seja possvel comprovar por anlise mineralgica, que os gros constituintes no interferem nas propriedades do concreto).

2.3.2.7 Forma e textura superficial

A forma dos gros e das partculas ou fragmentos que compem os agregados para o concreto, influenciam as propriedades do concreto no estado fresco. Comparando-se as partculas arredondadas e lisas, com as angulosas ou alongadas e speras, nota-se, em geral, a

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necessidade de aumento da quantidade de massa de cimento, o que aumenta seu custo de produo.

Os agregados de origem elica caracterizam-se pela forma extremamente arredondada e textura superficial lisa. Quando usados nos traos de concreto, proporcionam uma diminuio no consumo de gua induzindo um ganho de trabalhabilidade em funo destas caractersticas.

Por outro lado, a textura muito lisa, especialmente dos agregados grados, pode conduzir a uma menor aderncia entre a pasta de cimento e a superfcie do agregado, prejudicando a resistncia trao do concreto. Os agregados britados so conhecidos pela angulosidade de sua forma e pela aspereza de sua superfcie, devendo ser seu trao estudado rigorosamente para otimizar seu desempenho.

As normas atuais contemplam apenas a forma geomtrica dos gros dos agregados grados devido a predominncia do uso de agregados midos de jazidas naturais. Entretanto, com o uso crescente das areias de britagem, a determinao desta propriedade para os agregados midos passa a ser extremamente relevante. Os gros podem ser arredondados, como o dos seixos, ou de forma angular e de arestas vivas com faces mais ou menos planas, como os da pedra britada. Atualmente existem mquinas que arredondam os gros angulosos, sendo o custo da operao compensado pela menor quantidade de pasta de cimento e/ou relao gua/cimento mais baixa. (PRUDNCIO JUNIOR, 2005).

Segundo este mesmo autor, a melhor forma para os agregados grados a que se aproxima da esfera, para o seixo, e a do cubo, com as trs dimenses espaciais de mesma ordem de grandeza, para as britas.

Convenciona-se denominar:

Comprimento (C): distncia entre dois planos paralelos que possam conter o agregado em sua maior dimenso.

Largura (L): dimetro da menor abertura circular, atravs da qual o agregado possa passar.

Espessura (E): distncia mnima entre dois planos paralelos que possam conter o agregado. Quanto s dimenses dos gros classificam-se em normais ou lamelares, sendo: Normais: todas as dimenses tm a mesma ordem de grandeza:

C / L < 2 e L / E < 2

Lamelares: quando existe uma grande variao de grandeza de uma ou mais dimenses. Podero ainda, serem considerados como Alongados, quando o comprimento for muito maior que as outras duas dimenses que so de mesma ordem de grandeza, ou Discides ou Quadrticos, quando a espessura muito menor que as outras dimenses, que por sua vez se equivalem, ou ainda Planos, as trs dimenses diferem muito entre si.

Quanto s arestas, cantos e faces, os gros podem ser:

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Normais: que so divididos em Angulosos, quando com arestas vivas, cantos angulosos e faces planas e, Arredondados, quando com cantos arredondados, faces convexas e sem arestas. Irregulares: tambm divididos em Gro Conchoidal, quando apresenta uma ou mais faces cncavas e Gro Defeituoso, quando apresenta partes com seces delgadas ou enfraquecidas em relao forma geral do agregado.

A forma dos gros caracterizada, segundo a norma francesa AFNOR P-18-301, por um coeficiente (c) dado por:

c = Vap / ( pi d 3 / 6 ) Eq.(01)

Este coeficiente representa a razo entre o volume de um gro e o da esfera que o circunscreve, sendo o coeficiente volumtrico mdio de uma amostra de 250g representativa daquele agregado definido por:

c = Vap / ( pi C3 / 6 ) Eq.(02) sendo:

Vap = volume aparente da amostra determinado em balana hidrosttica.

C = maior dimenso do gro medida com paqumetro.

A norma NBR 7211 (2005) especifica que os agregados para concreto tenham, em mdia, uma relao entre o comprimento e a espessura do gro inferior a trs, quando determinada segundo a NBR 7809 (1983). Esta norma diz que devem ser ensaiados 200 gros divididos em grupos, separados em ensaio de peneiramento. O nmero de gros por grupo proporcional porcentagem retida na respectiva peneira e devem ser obtidos aleatoriamente. O ndice de forma ser a mdia da relao comprimento/espessura obtida em cada um dos gros.

A determinao do coeficiente volumtrico dos agregados midos da forma estabelecida para os grados invivel pela impossibilidade de medies diretas de suas dimenses. Alguns estudos esto sendo desenvolvidos com tcnicas de medies de imagens digitais.

2.3.2.8 Resistncia mecnica

Pode-se considerar que a resistncia compresso, abraso e o mdulo de deformao so propriedades interligadas e so muito influenciadas pela porosidade do agregado. Normalmente, os agregados usados na produo de concreto tm resistncia mecnica muito superior do prprio concreto. O concreto de mdulo de deformao superior 30 GPa exige rigorosa seleo dos agregados, principalmente o grado.

obrigatria a escolha de agregados derivados de rochas densas e com alta resistncia mecnica.

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2.3.2.9 Absoro e umidade superficial

O agregado pode ser usado na produo de concreto em diversas condies de umidade. Quando todos os poros esto preenchidos e no h uma pelcula de gua na superfcie, diz-se que o agregado est na condio de saturado com superfcie seca (SSS); se estiver saturado e houver umidade livre na superfcie, o agregado estar na condio saturada.

Quando toda gua evaporvel for removida por aquecimento a 100 graus Celsius em estufa, diz-se que est na condio seco em estufa. Quando colocado no ar e entrar em equilbrio com a umidade do ambiente, estar em condio seco ao ar.

A capacidade de absoro definida como a quantidade total de gua requerida para levar o agregado da condio seca em estufa para a condio SSS.

A absoro efetiva definida como a quantidade de gua requerida para levar o agregado da condio de seco ao ar, para a condio SSS.

A umidade superficial definida como a quantidade de gua presente no agregado alm daquela requerida para alcanar a condio SSS.

Os dados de absoro, absoro efetiva e umidade superficial so necessrios para a correo da proporo de gua no trao do concreto em misturas realizadas a partir de materiais estocados sujeitos a variaes climticas ou mesmo variaes de umidade reativas ao ar.

Geralmente, as rochas de boa qualidade usadas como agregado para concreto apresentam valores de absoro muito baixos (at 1%).

2.3.2.10 Iseno de substncias nocivas

As substncias nocivas podem ser de diversos tipos, abaixo descritos: impurezas de origem orgnica; torres de argila e materiais friveis; material pulverulento; minerais lcali-reativos; impurezas salinas, resduos industriais.

As impurezas de origem orgnica na forma de hmus ou fragmentos vegetais carbonizados ou no, podem interferir nas reaes de hidratao do cimento. Os limites mximos no agregado mido so estabelecidos pela NBR 7211 (ABNT,2005) em 0,5%, em massa, para o concreto aparente, e em 1% para os demais concretos.

Nas tabelas 4 e 5, transcritas da NBR 7211 (ABNT,2005), apresenta-se as quantidades de substncias nocivas nos agregados mido e grado.

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Tabela 4: Limites aceitveis de substncias nocivas no agregado mido com relao massa do material.

Determinao Mtodo de ensaio Quantidade mxima relativa massa do agregado mido %

Torres de argila e materiais friveis NBR 7218 3

Materiais carbonosos ASTM C 123 Concreto aparente Concreto no aparente 0,5 1

Material fino que passa atravs da peneira 75m por lavagem

(material pulverulento) NBR NM 46

Concreto submetido a desgaste superficial

Concretos protegidos do desgaste superficial

3

5

NBR NM 49

A soluo obtida no ensaio deve ser mais

clara do que a soluo-padro Impurezas orgnicas

NBR 7221 Diferena mxima aceitvel entre os

resultados de resistncia compresso comparativos

10%

Quando no for detectada a presena de materiais carbonosos durante a apreciao petrogrfica, pode-se prescindir do ensaio de quantificao dos materiais carbonosos (ASTM C 123). Quando a colorao da soluo obtida no ensaio for mais escura do que a soluo-padro, a utilizao do agregado mido deve ser estabelecida pelo ensaio previsto na NBR 7221.

Tabela 5: Limites mximos aceitveis de substncias nocivas no agregado grado com relao massa do material.

Determinao

Mtodo de ensaio Quantidade mxima relativa massa do agregado grado %

Torres de argila e materiais friveis NBR 7218

Concreto aparente Concreto sujeito a

desgaste superficial Outros concretos

1

2

3

Materiais carbonosos ASTM C 123 Concreto aparente Concreto no aparente 0,5 1

Material fino que passa atravs da peneira 75m por lavagem (material

pulverulento) NBR NM 46 1

Quando no for detectada a presena de materiais carbonosos durante a apreciao petrogrfica, pode-se prescindir do ensaio de quantificao dos materiais carbonosos (ASTM C 123). Para agregados produzidos a partir de rochas com absoro de gua inferior a 1%, determinados conforme a NBR NM 53, o limite de material fino pode ser alterado de 1% para 2%. Para agregado total, definido conforme 3.6, o limite de material fino pode ser composto at 6,5%, desde que seja possvel comprovar, por apreciao petrogrfica, realizada de acordo com a NBR 7389, que os gros constituintes no interferem nas propriedades do concreto. So exemplos de materiais inadequados os materiais micceos, ferruginosos e argilo-minerais expansivos.

As causas das influncias dos agregados nas propriedades dos concretos esto relacionadas com a composio mineralgica e com as condies de exposio prvia da rocha matriz. Tambm os tipos de operao e equipamentos usados na produo do agregado possuem influncia neste sentido.

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Resumidamente, pode-se afirmar que a influencia das caractersticas dos agregados nas propriedades dos concretos relacionam-se com a dosagem atravs da massa especfica, composio granulomtrica e teor de umidade. No concreto fresco com a porosidade, granulometria, forma e textura superficial dos gros. No concreto endurecido com o limite de resistncia mecnica, resistncia abraso, estabilidade dimensional e durabilidade.

2.3.3 gua

De acordo com Mehta; Monteiro (1994), via de regra, uma gua imprpria para beber no necessariamente imprpria para o amassamento do concreto. Do ponto de vista de resistncia do concreto, gua cida, alcalina, salgada, salobra, colorida ou com mau cheiro no deve ser rejeitada imediatamente. Isto importante, porque as guas recicladas da minerao e vrias outras operaes industriais podem ser usadas seguramente como gua de amassamento para o concreto. O melhor mtodo para determinar a aptido de uma gua de desempenho desconhecido para o preparo do concreto comparar o tempo de pega do cimento e a resistncia de corpos-de-prova de argamassa feitos com gua desconhecida e uma gua limpa.

Segundo Neville (1997), impurezas contidas na gua podem influenciar negativamente, a resistncia do concreto, causar manchas em sua superfcie, ou ainda, resultar em corroso da armadura. Por estas razes, deve-se dar ateno qualidade da gua para amassamento e pra cura do concreto. Por via de regra a gua dever ter pH de 6,0 a 9,0.

2.3.4 Outros componentes

Fortes (1995) salienta que, em decorrncia do avano tecnolgico e de novas exigncias atribudas ao concreto, so adicionados aditivos aos seus materiais bsicos (cimento, agregados e gua). As finalidades para as quais eles so utilizados, incluem melhoria da trabalhabilidade, acelerao ou retardo do tempo de pega, controle de resistncia e outras.

Ainda que os aditivos no sejam materiais de baixo custo, seu emprego nem sempre representa um maior custo na produo do concreto, pois podem promover economias, tais como menor custo de adensamento, possibilidade de reduo do teor de cimento e aumento da vida til. (NEVILLE, 1997).

A NBR 11768 (1992) define os aditivos como produtos que, adicionados em pequena quantidade a concretos e argamassas de cimento portland, modificam algumas de suas propriedades, no sentido de melhor adequ-las a determinadas condies. A mesma norma classifica os aditivos para concreto como:

a - Aditivos Plastificantes (tipo P): produto que aumenta o ndice de consistncia do concreto mantida a quantidade de gua de amassamento;

b - Aditivo Retardador (tipo R): produto que aumenta os tempos de incio e final de pega dos concretos;

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c - Aditivo Acelerador (tipo A): produto que diminui os tempos de incio e fim de pega do concreto, bem como acelera o desenvolvimento das suas resistncias iniciais;

d - Aditivo Plastificante Retardador (tipo PR): produto que combina os efeitos dos aditivos plastificantes e retardador;

e - Aditivo Plastificante Acelerador (tipo PA): produto que combina os efeitos dos aditivos plastificantes e acelerador; f - Aditivos Incorporadores de Ar (tipo IAR): produto que incorpora pequenas bolhas de ar no concreto;

g - Aditivo Superplastificante (tipo SP): produto que aumenta o ndice de consistncia do concreto mantida a quantidade de gua de amassamento;

h - Aditivo Superplastificante Retardador (tipo SPR): produto que combina os efeitos dos aditivos superplastificantes e retardador;

i - Aditivo Superplastificante Acelerador (tipo SPA): produto que combina os efeitos dos aditivos superplastificantes e acelerador.

No presente trabalho, por ter sido empregado um tipo de aditivo classificado comercialmente como polifuncional, da famlia dos plastificantes, ser feita uma breve descrio do seu modo de ao e caractersticas conferidas por ele ao concreto.

2.3.4.1 Aditivos plastificantes

As propriedades mecnicas do concreto esto, diretamente relacionadas com a porosidade da matriz de cimento. Quando estes poros so conectados, a permeabilidade da gua e outras substncias no interior do concreto muito facilitada, reduzindo a durabilidade do material.

Para a hidratao do cimento portland se completar so necessrios aproximadamente 30% em massa de gua (JOLICOEUR et al., 2003). Toda gua que excede este teor resultar em correspondente porosidade na matriz do concreto. Portanto, a importncia do uso de aditivos redutores de gua torna-se evidente, uma vez que