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Disciplina: Materiais de Construção I

Assunto: Agregados

Prof. Ederaldo Azevedo

Aula 3

e-mail: [email protected]

Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP

Curso: Arquitetura e Urbanismo


MATERIAS DE CONSTRUÇÃO

II. AGREGADOS

1. Introdução:

Tendo em vista cerca de ¾ do volume do concreto serem

ocupados pelos agregados, a qualidade destes tem

importância básica na obtenção de um bom concreto,

exercendo nítida influência não apenas na resistência

mecânica do produto acabado como, também, em sua

durabilidade e no desempenho estrutural.

2. Conceito:

Agregado é um material granular, inerte, com

dimensões e propriedades adequadas para uso na

construção civil.





II. AGREGADOS

3. Classificação dos agregados:

Os agregados podem ser classificados quanto:

à origem;

às dimensões das partículas e;

à massa unitária(peso específico).

a) Quanto à origem, eles podem ser:

naturais já são encontrados na natureza sob a

forma definitiva de utilização: areia de rios, seixos

rolados, cascalhos, pedregulhos etc.





II. AGREGADOS


a) Quanto à origem, eles podem ser:

artificiais são obtidos pelo britamento de rochas.

Ex.: pedrisco, pedra britada(brita) etc.

industrializados aqueles que são obtidos por

processos industriais. Ex.: argila expandida, escória

britada, escória de alto-forno.

Nota: o termo artificial indica o modo de obtenção e não

se relaciona com o material em si.





II. AGREGADOS


b) Quanto as dimensões das partículas, eles podem ser:

Agregado Miúdo areia de origem natural ou

resultante do britamento de rochas estáveis, ou a mistura

de ambas, cujos grãos passam pela peneira ABNT de

4,8 mm (peneira de malha quadrada com abertura

nominal de “x” mm, neste caso 4,8 mm) e ficam

retidos na peneira ABNT 0,075 mm.

Ex.: As areias.





II. AGREGADOS


b) Quanto as dimensões das partículas, eles podem ser:

Agregado Graúdo o agregado graúdo é o

pedregulho natural, ou a pedra britada proveniente do

britamento de rochas estáveis, ou a mistura de ambos,

cujos grãos passam pela peneira ABNT 152 mm e ficam

retidos na peneira ABNT 4,8 mm.

Ex.: Os cascalhos, seixo rolado, britas





II. AGREGADOS


c) Quanto à massa unitária/peso específico:

Pode-se classificar os agregados em leves, médios e

pesados.

Leves: P.E. < 2,0 t/m3;

Médios: 2,0 P.E. 3,0 t/m3

Pesados: P.E. > 3,0 t/m3

PE : peso específico aparente.





II. AGREGADOS



Leves P.E

(t/m³)

vermiculita 0,3

Argila

expandida

0,8

Escória

granulada

1,0

Tabelas 1- Peso específico médio

Médios P.E (t/m³)

calcário 1,4

arenito 1,45

cascalho 1,6

granito 1,5

areia 1,5

basalto 1,5

escória 1,7

Pesados P.E (t/m³)

barita 2,9

hematita 3.2

magnetita 3.3





II. AGREGADOS



Obs.: O peso específico dos materiais variam de acordo com

a classificação granulométrica. Por exemplo: areias com

40% de finos, 10% de médios, 50% de grossos terá um

peso específico em média de 14,5 KN/m³ ou 1450 Kg/m³

ou 1,45 t/m³





II. AGREGADOS


Fig. 1 – agregado graúdo(seixo rolado)

Fig. 2 – agregado miúdo(areia)





II. AGREGADOS


Fig. 3 – Brita

Fig. 4 – Seixo vermelho





II. AGREGADOS


Fig. 5 – Brita e Pedra

Fig. 6 – Dolomita Branca




MATERIAS DE CONTSRUÇÃO

II. AGREGADOS

3. 1. Características das rochas de origem:

Atividade: o agregado pela própria definição, deve ser um

elemento inerte, ou seja:

• não deve conter constituintes que reajam com o

cimento “fresco” ou endurecido.

• não deve sofrer variações de volume com a

umidade.

• não deve conter incompatibilidade térmica entre

seus grãos e a pasta endurecida.





II. AGREGADOS


3.2. Resistência Mecânica dos agregados:

a) À compressão:

A resistência varia conforme o esforço de compressão se

exerça paralela ou perpendicularmente ao veio da pedra;

Na resistência à compressão, estes materiais(agregados)

não apresentam qualquer restrição ao seu emprego no

preparo de concreto normal, pois tem resistência muito

superior às máximas dos concretos.





II. AGREGADOS



b) Ao desgaste:

Só a pasta (cimento e água) não resiste ao desgaste;

Quem confere esta propriedade(resistência ao desgaste)

aos concretos é o agregado;

Ao desgaste superficial( na superfície) dos grãos de

agregado quando sofrem “atrição”(atrito), dá-se o nome

de abrasão(desgaste por abrasão);





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b) Ao desgaste:

A resistência à abrasão mede, a capacidade que tem o

agregado de não se alterar quando manuseado através

de atrição(atrito), (carregamento, basculamento,

estocagem);

Em algumas aplicações do concreto, a resistência à

abrasão é característica muito importante, como por

exemplo:

Em pistas de aeroportos e pistas rodoviárias, pois o

concreto sofre grande atrição.





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b) Ao desgaste:

A resistência à abrasão é medida na máquina “Los

Angeles”, que consta, em essência, de um cilindro oco,

de eixo horizontal, dentro do qual a amostra de agregado

é colocada juntamente com esferas de ferro fundido;

O cilindro é girado durante um tempo determinado,

sofrendo o agregado atrição e também um certo

choque causado pelas esferas de ferro. Retirada do

cilindro, a amostra é peneirada na peneira de 1,7mm; o

peso do material que passa, expresso em porcentagem

do peso inicial, é a “Abrasão Los Angeles”.

Em algumas aplicações do concreto, a resistência à

abrasão é característica muito importante, como por

exemplo:

Em pistas de aeroportos e pistas rodoviárias, pois o

concreto sofre grande atrição.





II. AGREGADOS


Fig. 7 – Máquinas para Ensaio Los Angeles





II. AGREGADOS


3.3. Durabilidade:

O agregado deve apresentar uma boa resistência ao

ataque de elementos agressivos.

O ensaio que mede o grau de durabilidade consiste em

submeter o agregado à ação de uma solução de sulfato

de sódio ou magnésio, determinando-se a perda de

peso após 5 ciclos de imersão por 20 horas, seguidas de

4 horas de secagem em estufa a 105°C.

É de 15% a perda máxima admissível para agregados

miúdos e de 18% para agregados graúdos, quando for

usada uma solução de sulfato de magnésio.





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4. Agregados Naturais:

a) Areia natural:

È considerada como material de construção;

Areia é o agregado miúdo;

Pode originar-se das seguintes formas:

de rios;

de cavas;

de praias e dunas;

de britagem e;

de escória;





II. AGREGADOS


a) Areia natural:

1) Areia de Rio: são depósitos sedimentares que se

formam nos leitos de alguns rios.

A extração se faz através de dragas de sucção que

bombeia água, contendo 5 – 10 % de areia, para lagoa

de decantação, de onde o material é retirado e

classificado(areia até 4,8mm).

2) Areia de Cava: são depósitos aluvionares em

fundos de vales cobertos por capa de solo.

São as vezes muito profundos.





II. AGREGADOS


1) Areia de Rio:

fig. 8 – extração de areia de rio





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2) Areia de Cava:

A areia é extraída ou por escavação mecânica ou por

desmonte hidráulico, que é o caso mais comum.

Ex.: A areia consumida na construção civil do Amapá são

oriundas de jazidas de Cava, extraído através de

escavação mecânica.

3) Areia de britagem: é a areia obtida da brita, através

do processo de classificação a seco nas pedreiras.





II. AGREGADOS


2) Areia de Cava:

Fig. 9 – extração de areia de cava





II. AGREGADOS


4) Areia de Escória: é a areia extraída da escória de alto

forno na produção do ferro gusa, gerado através do

resfriamento brusco por jato de água, fragmentando em

grãos inferiores a 12,7mm.

Após a classificação obtêm-se a areia de escória.

5) Areia de praias e dunas: são as areias das praias

marítimas.

As areias das praias não são usadas, para o preparo de

concreto por causa de sua grande finura e teor de

cloreto de sódio. O mesmo ocorre com as areias de

dunas próximas do litoral.





II. AGREGADOS


4) Areia de Escória:

Fig. 10 – Escória de alto forno




AREIA GRANULOMETRIA

Fina 0,15/0,6 mm

Média 0,6/2,4 mm

Grossa 2,4/4,8 mm

II. AGREGADOS


a) Areia natural:

Classificação granulométrica

Tabela 1 – Classificação das areias geral




II. AGREGADOS


a) Areia natural:

Utilizações da areia natural:

Preparo de argamassas;

Concreto betuminoso: juntamente com o fíler(pó de

pedra), a areia entra na dosagem dos inertes do

concreto betuminoso e tem a importante propriedade de

impedir o amolecimento do concreto betuminoso dos

pavimentos de ruas nos dias de intenso calor);

Concreto de cimento(comum): constitui o agregado

miúdo dos concretos;




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a) Areia natural:

Utilizações da areia natural:

Pavimentos rodoviários: constitui o material de

correção do solo;

Filtros : devido a sua grande permeabilidade, a areia é

utilizada para a construção de filtros, destinados a

interceptar o fluxo de água de infiltração em barragens de

terra e em muros de arrimo.




II. AGREGADOS


b) Seixo Rolado ou Cascalho:

Também denominado de pedregulho;

é um sedimento fluvial (rios de água doce) de rocha

ígnea, inconsolidado, formado de grãos de diâmetro

superior a 5 mm, podendo os grãos maiores alcançar

diâmetros até superiores a cerca de 100 mm.

O seixo também pode ser de origem litorânea marítima.




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b) Seixo Rolado ou Cascalho:

Os grãos são de forma arredondada devido a atrição

causada pela movimentação da água dos rios ou do mar,

por isso serem chamados de seixo rolado;

Em função das arestas vivas serem eliminadas em sua

formação o seixo apresenta grande resistência ao

desgaste ao ser manuseado(carga e descarga).

Concretos que tem seixo como agregado graúdo

apresenta, em igualdade de condições de traço , maior

trabalhabilidade do que os preparados com brita.




II. AGREGADOS

5. Agregados Artificiais:

c) Pedra Britada ou Brita:

É o agregado graúdo obtido a partir de rochas

compactas que ocorrem em jazidas, pelo processo

industrial da cominuição (fragmentação) controlada

da rocha maciça

.

Concreto fabricado com seixo é menos resistente do

que aquele fabricado com brita;

A brita deve ser limpo, ou seja, lavado antes de ser

fornecido(retirar areia extraída junto) e deve ser de

granulação diversa, já que o ideal é que os miúdos

ocupem os vãos entre os graúdos.




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a) Pedra Britada ou Brita:




II. AGREGADOS



Uso da Brita ou Pedra Britada

1) Concreto de Cimento:

O preparo de concreto é o principal campo de

consumo da pedra britada;

São empregados principalmente a brita “0”

(pedrisco), a brita 1 e a brita 2;

É utilizado também o pó de pedra(fíler). A

tecnologia do concreto evoluiu, de modo que o pó

de pedra é usado em grande escala, apesar de ter

ele distribuição granulométrica não coincidente

com a do agregado miúdo padronizado para

concreto (areia)




II. AGREGADOS




2) Concreto Asfáltico:

O agregado para concreto asfáltico é

necessariamente pré-dosado, misturando-se

diversos agregados comerciais.

São usados: fíler (pó de pedra), areias, Britas 1,

2 e 3.

3) Argamassas:

Em certas argamassas de enchimento, de traço

mais apurado, podem ser usados a areia de brita

e o pó de pedra.




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4) Lastro de estradas de ferro:

este lastro está padronizado pela NBR 5564, e consta

praticamente da brita 3.

5) Aterros:

podem ser feitos com restolho*, obtendo-se mais

facilmente, alto índice de suporte do que quando se

usam solos argilosos.




II. AGREGADOS




6) Correção de solos:

usa-se o pó de pedra para correção de solos de

plasticidade alta.

* Restolho: material granular, de grãos em geral que

se partem com facilidade. Pode conter uma parcela

de solo.




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b) Areia de brita ou areia artificial:

È o agregado obtido dos finos resultantes da

produção da brita, dos quais se retira a fração inferior

a 0,15 mm. Sua graduação é 0,15 /4,8mm.

c) Fíler:

É o agregado de graduação 0,005/0,075mm.

Seus grãos são da mesma ordem de grandeza dos

grãos de cimento e passam na peneira 200 (0,075

mm).

É chamado de pó de pedra.




II. AGREGADOS


c) Fíler:

O fíler é utilizado nos seguintes serviços:

na preparação de concretos, para preencher vazios;

na adição a cimentos;

na preparação da argamassa betuminosa;

como espessante de asfaltos fluidos.




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6. Agregados Industrializados:

6.1) Agregados Leves:

a) Argila expandida:

A argila é um material muito fino, constituído de grãos

lamelares de dimensões inferiores a dois micrômetros,

formada, em proporções muito variáveis, de silicato de

alumínio e óxidos de silício, ferro, magnésio e outros

elementos.

Para se prestar para a produção de argila expandida,

precisa apresentar formação de gases quando aquecida

a altas temperaturas (acima de 1000 ºC), por isso nem

todas as argilas possuem essa propriedade.

ARGILA= Silicato de Alumínio+Óxidos de

Silício+Ferro+Magnésio




II. AGREGADOS




fig. 8 – argila expandida




II. AGREGADOS




O uso da Argila expandida:

É utilizado como agregado leve para concreto, seja

concreto de enchimento, seja concreto estrutural

ou pré-moldados – com resistência de até fck

=30MPa;

O concreto de argila expandida, além da baixa

densidade de 1,0 a 1,8 t/m³ apresenta muito baixa

condutividade térmica, cerca de 1/15 do concreto com

brita.




II. AGREGADOS





Elementos pré-moldados usando argila expandida

são utilizados como isolantes térmicos ou

acústicos, são auxiliados pela baixa densidade do

material, que pode variar de 1,0 a 1,8 t/m³, contra 2,5

t/m³ do concreto de brita.




II. AGREGADOS








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b) Escória de Alto Forno:

É um resíduo resultante da produção de ferro gusa

em altos-fornos, constituído basicamente de

compostos oxigenados de ferro, silício e alumínio.




II. AGREGADOS




Quando recebe um jato de vapor, a escória é

resfriada com jatos de água fria, produzindo-se, a

escória expandida, de que resulta em agregado

graúdo de 12,5/32mm.

Quando é imediatamente resfriada em água fria,

resulta a escória granulada, que obtem um

agregado miúdo de graduação 0,15/4,8mm.




II. AGREGADOS




Uso da Escória:

A escória granulada é usada na fabricação do

Cimento Portland de alto-forno.

A escória expandida usa-se como agregado graúdo

no preparo de concreto leve em peças isolantes

térmicas e acústicas, e também em concreto

estrutural, com resistência a 28 dias da ordem de

fck= 8 á 20 MPa e densidade de 1,4 t/m³(concreto

leve).

Quando é imediatamente resfriada em água fria,

resulta a escória granulada, que obtem um

agregado miúdo de graduação 0/4,8mm.




II. AGREGADOS


6.2) Agregados Pesados:

a) Hematita:

A hematita britada constitui os agregados miúdo e

graúdo que são usados no preparo do concreto de

alta densidade (dito “concreto pesado”).

Destinado à absorção de radiações em usinas

nucleares (escudos biológicos ou blindagens) pois o

grau de absorção cresce com o aumento da

densidade do concreto.

Possui peso específico de 3,2 t/m³.




II. AGREGADOS



a) Hematita:

fig. 9 – Agregado de hematita




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b) Barita:

Pela sua alta densidade, a barita também é usada no

preparo de concretos densos.

Possui peso específico de 2,9 t/m³




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a) Barita:

fig. 10 – Agregado de Barita




II. AGREGADOS

7. Propriedades Físicas dos Agregados

a) Massa Específica aparente(massa unitária)(ϒa):

É a relação entre a massa de um certo volume total

de agregados e este volume.

ϒa= m/v;

Onde:

ϒa=massa específica aparente;

m=massa da amostra;

v=volume do recipiente.




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a) Massa Específica aparente(massa unitária)(ϒa):

Por exemplo: um metro cúbico(1m³) de granito britado

tem a massa de 2.698 quilogramas em média; logo

sua massa específica aparente é 2.698 kg/m³.

Questões:

1) Qual a massa unitária de 0,50 m³ de pedra britada

que tem como massa de 2300 Kg.

2) Um agregado de massa unitária 2.350Kg/m³ pesa

quanto?




II. AGREGADOS


a) Massa Específica aparente(massa unitária) (ϒa):

Em termos médios, os agregados apresentam massa

específica aparente da seguinte ordem:

areia fina =1520 kg/m3;

areia média =1500 kg/m3;

areia grossa =1480 kg/m3;

brita 1 =1450 kg/m3;

brita 2 =1420= kg/m3;

brita 3 =1400= kg/m3;

seixo rolado =1500 kg/m3.

Obs.: a massa unitária aproximada dos agregados

comumente usados em concreto normal varia de

1.300 a 1.750 kg/m3




II. AGREGADOS



Processo de Aferição em laboratório:

O valor da massa aparente de um agregado pode

variar, dependendo do grau de adensamento e da

compacidade;

Assim, segundo a NBR 7251 a massa especifica

aparente é determinada preenchendo-se com

agregado, até as bordas, um recipiente de dimensões

conhecidas, deixando cair de altura de não mais de

10 cm.

Procedendo desta maneira, o agregado adquire a

compacidade denominada de estado solto.




II. AGREGADOS




Em seguida determina-se por pesagem as massas do

recipiente vazio e cheio de agregado. O valor da

diferença de massas(kg), dividido pelo volume do

recipiente(m³), é a massa específica aparente do

agregado.

Por exemplo: recipiente vazio: 2,200kg; cheio

23,784kg e volume 0,008 m³ (8 litros), logo:

ϒa= m/v

ϒa= (23,784 – 2,200)/0,008= 2.698 kg/m³. (britas de

granito da Serra da Cantareira




II. AGREGADOS




No caso dos agregados miúdos(areia), a massa

específica aparente varia com o teor de umidade.

A massa específica aparente também é determinado

para agregados adensados, conforme NBR 7810. O

ensaio é o mesmo já descrito, com a diferença do

modo de enchimento do recipiente.

Para enchê-los, espalham-se camadas de espessura

de cerca de 1/3 da altura do recipiente, apiloando

cada uma com um soquete manual.




II. AGREGADOS


b) Massa Específica real:

É a relação entre a massa e o volume de cheios, isto

é, o volume de grãos do agregado, excluindo-se os

poros permeáveis e os vazios entre os grãos.

Para muitas rochas comumente utilizadas, a massa

específica real varia entre 2600 e 2700 kg/m3.

ϒr= m/vc;

Onde:

ϒr=massa específica real;

m=massa da amostra;

v=volume cheios.




II. AGREGADOS


c) Compacidade (c):

É a relação entre o volume total ocupado pelos grãos

e o volume total do agregado.

c = Vg/Va;

Onde:

c= compacidade;

Vg=volume ocupado pelos grãos;

Va=volume total dos agregados




II. AGREGADOS


d) Porosidade (p):

É a relação entre o volume dos vazios existentes e o

volume do agregado.

p= Vv/Va

Onde:

p= porosidade;

Vv=volume de vazios;

Va=volume total dos grãos.




II. AGREGADOS


d) Porosidade (indice de vazios) (p):

Tomando um granito como exemplo, 1 m³ de pedra

britada contém grãos cujos volumes somados podem

ser, por exemplo: Vg= 0,575m³, sobrando Vv=

0,425m³ para os vazios.




II. AGREGADOS


d) Porosidade (indice de vazios)

Agregado miúdo

Agregado graúdo




II. AGREGADOS


d) Porosidade ou índice de Vazios:

No caso dos agregados miúdos o espaço

intergranular é menor que nos agregados graúdos,

porém a quantidade destes espaços vazios é

bastante superior;

Por isso podemos dizer que os totais de espaços

vazios nos agregados miúdos e graúdos independem

do tamanho máximo dos grãos;

A mistura de agregados miúdos e graúdos,

apresentará sempre, um menor volume de vazios.




II. AGREGADOS


e) Finura :

Quando um agregado tem seus grãos de menor

diâmetro que um outro, diz-se que ele tem maior

finura.

f) Área específica:

É a soma das áreas das superfícies de todos os grãos

contidos na unidade de massa do agregado.

Admite-se para área da superfície de um grão, a área

da superfície de uma esfera de igual diâmetro;

O grão real tem, contudo, superfície de área maior

que a esfera.




II. AGREGADOS


f) Área específica:

A forma dos grãos de brita é irregular e sua superfície

extremamente rugosa;

Para a mesma granulometria, os agregados com

grãos mais regulares têm menor superfície

específica.




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