aula agregados 1
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINSCURSO DE ARQUITETURA E URBANISMO
TECNOLOGIA DA CONSTRUÇÃO IAGREGADOS PARA A CONSTRUÇÃO CIVIL
Prof. Fábio Henrique de Melo Ribeiro, MSc.
Eng. Civil e Eng. Seg. Trab.
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Na antiguidade
Na modernidade
A Rocha e a Humanidade
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Monumentos
Obras
Artes
Rochas na Antiguidade
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Aqueduto de Segovia (Espanha)
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Pavimento com meta-siltito (Tiradentes, MG)
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Ponte de pedra (Tiradentes, MG)
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Portal em moledos (E. da Gracios, PR)
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Monumento ao Cristo Redentor (RJ)
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Teatro Municipal de São Paulo na inauguração
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Concretos hidráulicos
Concretos betuminosos
Lastros ferroviários
Enrocamentos
Revestimentos
Usos na modernidade
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Diversidade na modernidade
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Edificação em enxaimel (Blumenal, SC)
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Túnel viário na Rodovia dos Imigrantes (SP)
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Rodovia dos Imigrantes (Baixada Santista)
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Agregado = denominação dada para fragmentos
de rocha originados de ação mecânica promovida
pelo homem (ex. pedra britada e areia de
britagem) ou por ação da natureza (pedregulhos ou
cascalhos e areias)
Rochas como agregados
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Seixos rolados
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NATURAIS
AGREGADOS
ARTIFICIAIS
Areia natural CascalhoAreia de britagem
Pedra britada
Classificação conforme a obtenção
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AGREGADOS
LEVES PESADOS
Argila expandidaVermiculita
NORMAIS
Areia natural Areia de britagem
Pedra britadaCascalho
MagnetitaBarita
Escória
Classificação conforme a densidade
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AGREGADOS
NATURAIS ARTIFICIAIS
Areia naturalCascalho
Areia de britagemPedra britada
Escória britadaArgila expandida
Outros
Classificação conforme a natureza
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AGREGADOS
GRAÚDOS MIÚDOS
Cascalho Pedra britada
Areia natural Areia de britagem
Classificação conforme a dimensão
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Agregado graúdo: 4,75mm (n.4) / 75mm(3”)
Agregado miúdo: 0,150 mm (#100) / 4,75mm
Pedrisco: 4,75mm / 12,5mm (1/2”)
Pó de pedra: < 6,3mm (1/4”)
Filler: < 0,150mm
Classificação dimensional dos agregados
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Desmonte ou dragagem
Britagem
Classificação
Processos de produção de agregados
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Desmonte por explosão
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Pedreira em bancadas
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Estoque finos de britagem (1)
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Estoque de finos de britagem (2)
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Central de concreto em uma obra
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Classificador em espiral
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Determinação de suas propriedades • Fundamentos• Conceitos• Técnicas
Procedimentos• Análise• Determinação• Ensaios
Caracterização das rochas
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Petrográficas
Químicas
Físicas
Mecânicas
Propriedades das rochas
PROGRAMA DE CAPACITAÇÃO DE GESTORES DE EMPRESAS MINERADORAS
DE AGREGADOS PARA A CONSTRUÇÃO CIVIL
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Composição mineralógica
Estrutura & textura
Grau de alteração
Grau de fissuração
Minerais secundários e impurezas
Propriedades petrográficas (NBR 12768)
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Torrões de argila e materiais friáveis (NBR 7218)
Materiais carbonosos � (ASTM C 123)
Matéria orgânica � (NBR 7221)
Impurezas
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Matéria orgânica: retarda a pega e endurecimento
Sais minerais: altera a pega e endurecimento
Material < # 200: aumenta consumo de água, diminui trabalhabilidade e resistência
Macios e friáveis: diminui resistência
Minerais reativos: produtos expansivos; degradação
Influência das impurezas
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Estruturas e texturas
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Formas de fragmento
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Reatividade química (NBR 9773 e ASTM C 1260)
Cloretos (NBR 9917 e NBR 14832)
Sulfatos (NBR 9917)
Propriedades químicas
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Opala
Obsidiana
Cristobalita
Tridimita
Calcedônia
Silex
Andesitos, riolitos
Quartzo deformado
Materiais rochosos reativos
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Presença de álcalis em teor > 0,6 %Na2O equiv.
Grande quantidade de cimento no concreto
Ingresso de íons alcalinos de outras fontes
Quantidade, tamanho e grau de reatividade das partículas
Grau de umidade do ambiente da obra
Temperatura ambiente
Condicionantes
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Não usar cimentos com alta alcalinidade
Conteúdo total de álcalis no concreto < 3 kg/m3
Dosar adequadamente o cimento do concreto
Interromper a migração da umidade ambiente
Lavar areias litorâneas com água doce
Utilizar pozolanas:• Escória granulada de AF
• Pedra pomes moída
• Cinza volante
• Argila calcinada
• Microssílica
Prevenção / remediação
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Granulometria (NBR NM 248)
Materiais < # 200 (NBR NM 46)
Densidade, Porosidade e Absorção (NBR NM 52 e 53)
Massa Unitária (NBR 7251 E 7810)
Propriedades físicas
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Série normal (mm)
Série auxiliar (mm)
75 - -
37,5 - -
19 -
9,5 -
4,75 2,36 1,18 0,60 0,30 0,15
- 63 50 -
31,5 25 -
12,5 -
6,3 - - - - - -
Séries de peneiras ABNT
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0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110100
Abertura das peneiras (mm)
Po
rcen
tag
em
reti
da a
cu
mu
lad
a
4,75/12,5 Inferior
4,75/12,5 Superior
9,5/25 Inferior
9,5/25 Superior
19/31,5 Inferior
19/31,5 Superior
Limites granulométricos (agregado graúdo) (NBR 7211)
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0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,010,1110
Abertura das peneiras (mm)
Po
rce
nta
ge
m r
eti
da
ac
um
ula
da
Inferior Utilizável
Inferior ótima
Superior Ótimal
Superior Utilizável
Limites granulométricos - agregado miúdo (NBR 7211)
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Módulo de finura: soma das % acumuladas na série
normal divida por 100
Zona ótima: 2,20 < MF < 2,90
Zona utilizável inferior: 1,55 < MF < 2,20
Zona utilizável superior: 2,90 < MF < 3,50
Módulos de finura - agregados miúdos (NBR 7211)
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� Densidade absoluta e aparente e absorção (NBR NM 53)
� Partículas leves (NBR 9936)
� Umidade total (NBR 9939)
� Módulo de elasticidade e poisson (NBR 10341)
� Esmagamento (NBR 9938)
� Desgaste por atrito (NBR 12042)
� Compressão uniaxial (NBR 6953)
Ensaios especiais para agregados graúdos (NBR 7211)
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Densidade (NBR NM 52)
Massa unitária (NBR 7251)
Absorção (NBR NM 30)
Inchamento (NBR 6467)
Partículas Leves (NBR 9936)
Umidade Superficial (NBR 9775)
Ensaios especiais para agregado miúdo (NBR 7211)
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* Como os agregados não entram nas reações químicas complexas com a água, eles tem sido usualmente tratados como materiais de enchimento inerte no concreto.* Os agregados apresentam características muito importantes para a tecnologia do concreto.
� Características dos agregados:
� Porosidade
� Composição granulométrica
� Absorção de água
� Forma e textura superficial das partículas
� Resistência à compressão
� Módulo de elasticidade
� Tipos de substâncias deletérias presente.
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� Características dos agregados:
Os agregados têm influência sobre as propriedades dos concretos tanto no estado fresco como no estado endurecido.
� No estado fresco: Porosidade ou a massa específica, composição granulométrica, permeabilidade, forma e textura superficial dos agregados
� No estado endurecido: Resistência àcompressão, dureza, módulo de elasticidade e sanidade.
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� Resistência à compressão e módulo de elasticidade:
* Propriedades inter-relacionadas, muito influenciadas pela porosidade. * Valores típicos de 210 a 310 MPa e de 70 a 90 GPa, respectivamente.
* Resistência à compressão: Capacidade que o material possui de resistir à tensão de compressão sem ruptura (MEHTA & MONTEIRO, 1996).
* Fatores que podem influenciar a resistência àcompressão: relação a/c, número de vazios,
teor de finos, cura, adensamento, tipo de
agregado, etc.* Agregados graúdos menores : + resistência* Agregados graúdos muito maiores :
- resistência
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* Módulo de elasticidade: Relação entre a tensão e a deformação no regime elástico. A importância do limite elástico no projeto estrutural baseia-se no fato de que ele está associado a tensão máxima permissível que o material pode suportar, sem sofrer deformações permanentes.
* O módulo de elasticidade é determinado em testemunhos de rocha, preparados da mesma forma que os utilizados nos ensaios de resistência àcompressão porém, utilizando, de preferência, a relação altura/diâmetro dos corpos-de-prova de 2,5 a 3,0.
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�Permeabilidade: É a facilidade com que os fluidos, tanto líquidos como gases, podem ingressar no concreto e se deslocar no seu interior.
� Porosidade: Poros internos nas partículas, que estárelacionada com a massa específica, possuindo diferentes formas e tamanhos. Refere-se a totalidade dos vazios.
Obs.: * O agregado ocupa de 65% a 85 % da massa do concreto (ANDRIOLO & SGARBOZA, 1993).
* O agregado no concreto é assumido normalmente como sendo impermeável (MEHTA & MONTEIRO, 1994). Porém, devido ao seu grande volume no concreto, uma excessiva porosidade do agregado pode contribui para a porosidade global do concreto.
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� Forma e textura superficial: A forma e a textura das partículas dos agregados influenciam mais as propriedades do concreto no estado fresco do que no estado endurecido.
� Forma: Diz respeito às características geométricas, tais como:
* Arredondadas: Partículas formadas pelo atrito com consequente perda de vértices e arestas. Ex: areia e pedregulho de zonas marítimas ou leito de rio.
* Angulosos: Agregados de rochas intrusivas britadas que possuem vértices e arestas bem definidas.
* Lamelares ou achatadas: Partículas cuja espessura é relativamente pequena em relação as outras duas dimensões.
* Alongadas: Partículas cujo comprimento éconsideravelmente maior do que as outras duas dimensões.
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� Textura superficial: Grau de quanto a superfície do agregado é lisa ou áspera, baseado em uma avaliação visual. A textura superficial do agregado depende da:
*Dureza;*Granulação;*Porosidade da rocha matriz e da sua subseqüente exposição à ação de atrito.
� A resistência do concreto, particularmente a resistência à flexão, pode ser afetada pela textura do agregado; uma textura mais áspera parece favorecer a formação de uma aderência mecânica mais forte entre a pasta de cimento e o agregado. Em idades mais avançadas, com o desenvolvimento de uma forte aderência química entre a pasta e o agregado, esse efeito pode não ser tão importante.
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� A impermeabilidade torna-se a principal propriedade para os concretos que, expostos ao ar, sofrem os ataques de águas agressivas ou à ação destruidora dos agentes atmosféricos.
� Influência dos agregados na permeabilidade:
A permeabilidade, porosidade e absorção dos agregados influenciam propriedades tais como a aderência entre o agregado e a pasta de cimento hidratada, a resistência do concreto ao congelamento e ao degelo, bem como a sua estabilidade química e sua resistência à abrasão.
Obs.:* No concreto, devido à presença do agregado, os
fluidos têm que percorrer um caminho que se torna mais tortuoso (pasta e zona de transição), o que reduz a área efetiva de escoamento.
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* Os agregados podem conter poros, que geralmente são descontínuos. Além disso, as partículas de agregados são envolvidas pela pasta de cimento, de modo que seus poros não contribuem para a permeabilidade do concreto (NEVILLE, 1997).
� Exsudação: Forma de segregação em que parte da água da mistura tende a subir para a superfície de um concreto recém aplicado.
* Parte da água que sobe fica aprisionada sob as partículas de agregado graúdo e sob as barras da armadura, criando-se, assim, regiões de fraca aderência. Essa água deixa vazios do tipo bolsas e lentes e, como todos os vazios têm igual orientação, aumenta a permeabilidade do concreto no plano horizontal, podendo ser criada uma região horizontal de menor resistência.