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  1. 1. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção Ministério da Educação Universidade Federal do Paraná Setor de Tecnologia Departamento de Construção Civil Materiais de Construção ( TC-031) AGREGADOS Prof. José de Almendra Freitas Jr. freitasjose@terra.com.br Versão 2013
  2. 2. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AGREGADOS – DEFINIÇÃO: Material granular, de dimensões adequadas para o uso em engenharia. Concreto DNIT ABESC Lastro Gabiões Drenos USOS NA ENGENHARIA Argamassas e concretos Base p/ pavimentação Drenos Lastros de ferrovias Gabiões Maccaferri Maccaferri Concreto asfáltico
  3. 3. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção FINALIDADE USO EM CONCRETOS E ARGAMASSAS Econômicas: redução de custos Cimento+ - R$ 130,00/m3 Agregados + - R$ 30,00/m3 Valores (2010) Técnicas: Minimiza a retração; (R$ / volume real) Minimiza o calor de hidratação; Aumenta a resistência química; Aumenta a resistência à abrasão.....
  4. 4. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção FINALIDADE USO EM CONCRETOS E ARGAMASSAS (Joana S. Coutinho) % médias por volumes de um concreto comum (Joana S. Coutinho)
  5. 5. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AGREGADOS - DEFINIÇÕES Massa Específica ME= massa / volume real Massa Unitária MU= massa / volume TOTAL (com vazios) Valores habituais: Areia natural: ME 2,6 g/cm3 (ou kg/litro = t/m3) MU 1,4 g/cm3 Brita comum: ME 2,7 g/cm3 (ou kg/litro = t/m3) MU 1,5 g/cm3
  6. 6. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AGREGADOS - DEFINIÇÕES Determinação da Massa Unitária : Graúdos NBR 7251/1982 (Helene/Terzian, 1993) (Helene/Terzian, 1993) Determinação M. U. compactada de britas. Mistura compactada sofrendo arrasamento
  7. 7. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção Determinação da Massa Unitária: Determinação M. U. solta de agregados miúdos. (Idércio - ITAMBÉ) (Idércio - ITAMBÉ) (Idércio - ITAMBÉ) AGREGADOS - DEFINIÇÕES Miúdos NBR 7251/1982
  8. 8. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AGREGADOS - DEFINIÇÕES Determinação da Massa Específica: Balança hidrostática: agregados graúdos O procedimento a ser seguido : a) Pesa o agregado (SSS). b) Pesa o agregado imerso em água, pendurando a amostra em um fio ligado ao prato da balança. W = peso a seco (SSS) H = peso imerso na água ME= W W - H NM 53/2003 Amostra imersa em água
  9. 9. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AGREGADOS - DEFINIÇÕES Determinação da Massa Específica: Balança hidrostática: agregados graúdos W W - H ME= NM 53/2003
  10. 10. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AGREGADOS - DEFINIÇÕES Determinação da Massa Específica: NBR NM 52/2009 (Idércio - ITAMBÉ) Picnômetro: agregados miúdos (Idércio - ITAMBÉ) Balança pesando o material (SSS) Picnômetro com material sendo pesado O picnômetro permite rigoroso controle de volume
  11. 11. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AGREGADOS - DEFINIÇÕES Determinação da Massa Específica : Picnômetro: agregados miúdos NBR NM 52/2009 a) b) c) d) ME = e) f) mamostra areia mágua+areia - mágua
  12. 12. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção Agregados AGREGADOS - DEFINIÇÕES Superfície Específica: SE SE = áreas dos grãos / MU Área dos grãos: soma áreas todos os grãos contidos na MU Valores aproximados: Efeito na superfície específica sobre o consumo de água Diâmetros (mm) Superfície Específica (m2/m3) Superfície Específica (m2/kg) Água de molhagem (l/m3) Cimento 915.000 300 - 0,15 a 0,30 26.670 18,4 300 2,4 a 4,8 1.680 1,16 56 9,5 a 19 420 0,290 40 38 a 76 105 0,072 10
  13. 13. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AGREGADOS - DEFINIÇÕES UMIDADE E ABSORÇÃO Estado dos grãos: Seco em estufa : sem umidade alguma, 110ºC por 6 horas; Seco ao ar : sem umidade superficial, só umidade interna h% = Absorção de água ( valor da porosidade) Ph - Ps Ps x 100 dos grãos; Saturado c/ superfície seca: sem umidade superficial, interior saturado; Saturado: com água livre na superfície. Grau de Umidade h% (José Freitas Jr.)
  14. 14. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção (ITAMBÉ - Idércio.) UMIDADE E ABSORÇÃO Seco em estufa Seco ao ar Saturado com superfície seca (SSS) Saturado AGREGADOS - DEFINIÇÕES
  15. 15. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AGREGADOS - DEFINIÇÕES MEDIÇÃO DO GRAU DE UMIDADE h%: Seco em estufa : O material fica sem NBR 9939/2011 umidade alguma, após a permanência em estufa a 110 ºC por 6 horas; Estufa h% = Ph - Ps x 100 Ps Balança para pesagem úmido e seco
  16. 16. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AGREGADOS - DEFINIÇÕES MEDIÇÃO DO GRAU DE UMIDADE h%: (resultados rápidos com menor precisão) Sensor por microondas para determinação de umidade em agregados. Determinação de umidade em agregados por método expedito rápido (20 minutos) Balança para pesagem úmido e seco Frigideira e fogão para secagem rápida h% = Ph - Ps Ps x 100
  17. 17. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AGREGADOS - DEFINIÇÕES Pedra britada Areia Natural Seixos rolados TERMOS • Fíler: material passante # nº 200 (0,075 mm) • Agregado miúdo: material passante na # nº 4 (4,8 mm) • Agregado graúdo: material retido # nº 4
  18. 18. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção CLASSIFICAÇÕES Quanto à origem: Naturais : areias e seixos Seixos Areia Artificiais : britas, pó de pedra, argila expandida, granalha de aço Britas Argila expandida Granalha de aço
  19. 19. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção CLASSIFICAÇÕES Quanto à densidade: Leves: M. U. 1 g/cm3 Vermiculita Argila expandida Pérolas de isopor (Concretex) CONCRETO LEVE Pedra pome, Vermiculita, Argila expandida, Fragmentos de EVA Pedra pome
  20. 20. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção CLASSIFICAÇÕES Quanto à densidade: Normais: M. U. entre 1 e 2 g/cm3 Britas comuns Seixos Areia Natural
  21. 21. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção CLASSIFICAÇÕES Quanto à densidade: Pesados: M. U. 2 g/cm3 Granalha de aço Argamassa de barita (barreira radiológica) (Concretex) CONCRETO PESADO Brita de magnetita Barita, Magnetita, Limonita,
  22. 22. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção CLASSIFICAÇÕES Quanto ao tamanho: Agregado miúdo: Material passante # n.º 4 (4,8 mm) Agregado graúdo: Material retido # n.º 4 Mescla graúdo/miúdo: 15 % e 85 % retido # n.º 4 Material pulverulento: Material passante # n.º 200 (0,075 mm)
  23. 23. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção CONCEITOS RELATIVOS AO PENEIRAMENTO: • Material passante: Até 15% da massa pode ficar retida na peneira especificada. No mínimo 85% deve passar. • Material retido: Até 15% da massa pode passar na peneira especificada. No mínimo 85% deve ficar retido. NM 248/2003
  24. 24. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção CLASSIFICAÇÃO Produtos de britagem: Classificação Comercial quanto ao tamanho - Fotografia Produto Imagem do uso Faixa granulométrica Rachão Primário Base de pavimentações e gabiões Diâmetro: 100 à 150 mm Pedra Britada nº 3 Concreto para fundações, lastros e pavimentações Diâmetro: 25 à 50 mm Pedra Britada nº 2 Concreto Estrutural e não Estrutural Diâmetro: 19 à 25 mm Pedra Britada nº 1 Concreto Estrutural e não Estrutural Diâmetro: 12,5 à 19 mm Pedrisco Limpo Blocos de concreto e pré-moldados, massa asfáltica Diâmetro: 4,8 à 9,5 mm Pó de Pedra Blocos de concreto e pré-moldados, massa asfáltica Diâmetro: 0,5 à 4,8 mm
  25. 25. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA: (Faixa de distribuição das dimensões das partículas) Afeta as propriedades do concreto e argamassas (Feret, Fuller, Bolomey, Abrams e outros) (Farias, M. M. e Palmeira, E. M. ; IBRACON 2007) A) Contínua, bem graduada B) Descontínua Favorece a resistência C) Uniforme Curvas granulométricas Aumenta consumo de cimento
  26. 26. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção EFEITO DA COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA: Maior quantidade de vazios exige um maior consumo de pasta de cimento (Mehta e Monteiro, 2006) Aumenta custo Aumenta retração Aumenta calor ....
  27. 27. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção EFEITO DA COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA: (Idércio, ITAMBÉ) Mais vazios Conjunto de grãos menores em substituição a grãos maiores implica em uma maior quantidade de vazios, uma maior superfície específica e portanto um maior consumo de pasta de cimento
  28. 28. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção EFEITO DA COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA: Granulometrias e seus efeitos sobre os concretos: PARÂMETROS DE DOSAGEM DO CONCRETO CONCRETO FRESCO CONCRETO ENDURECIDO PARA REDUÇÃO PARA UMA BOA DO CUSTO TRABALHABILIDADE PARA UMA BOA RESISTÊNCIA Granulometria do agregado miúdo Preferencialmente fina Preferencialmente grossa Grossa Relação graúdo/miúdo A diminuir A aumentar A maior possível Consumo de água A aumentar até certo ponto A diminuir A aumentar Granulometria total Preferível contínua Preferencialmente descontínua A disponível Dimensão máxima característica do agregado Preferencialmente média Preferencialmente pequena A maior possível Geometria do grão do agregado graúdo Preferencialmente esférico (pedregulho) Preferencialmente irregular (pedra britada) Esférica (pedregulho) (Assunção, J.W.; 2002 )
  29. 29. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção OBTENÇÃO DE AGREGADOS Agregados artificiais Argila expandida Produzida em grandes fornos rotativos, utilizando argilas especiais que se expandem a altas temperaturas (1.100 °C), transformando-as em um produto leve, de elevada resistência mecânica. Produção e classificação granulométrica www.cinasita.com.br
  30. 30. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção OBTENÇÃO DE AGREGADOS Vermiculita Formada p/ hidratação de certos minerais basálticos. Quando aquecida a 1.000 oC, a água contida entre as suas milhares de lâminas se transforma em vapor fazendo com que as partículas se transformem em flocos sanfonados que aprisionam células de ar. M.E. de 80 a 120 kg/m3 Minério de vermiculita Vermiculita ensacada Agregados artificiais Argamassa de vermiculita para proteção térmica
  31. 31. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção OBTENÇÃO DE AGREGADOS - NATURAIS Extração a céu aberto em cavas, rios ou minas Lavra de leito de rios (Aulas USP)
  32. 32. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção Extração de areia de cavas, rios ou lagos
  33. 33. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção OBTENÇÃO DE AGREGADOS - NATURAIS Extração de areia de mina. (ITAMBÉ - Idércio)
  34. 34. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção Extração de areia de cavas ou minas
  35. 35. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção OBTENÇÃO DE AGREGADOS - NATURAIS Areia de origem marinha Aplica-se processo de lavagem para remover o sal (NaCl) Não se utiliza em concreto armado devido ao ataque às armaduras.
  36. 36. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção OBTENÇÃO DE AGREGADOS - NATURAIS Extração de areia em cavas. Aspecto geral (José Freitas Jr.)
  37. 37. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção OBTENÇÃO DE AGREGADOS - NATURAIS Extração de areia em cavas (José Freitas Jr.) Remoção de camada de terra orgânica
  38. 38. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção OBTENÇÃO DE AGREGADOS - NATURAIS (José Freitas Jr.) Extração de areia em cavas Peneiramento – classifica o material Lavagem – retira matéria orgânica e material pulverulento
  39. 39. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção OBTENÇÃO DE AGREGADOS - NATURAIS Extração de areia em cavas Problemas ambientais (José Freitas Jr.)
  40. 40. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Extração em pedreiras Desmonte através de explosivos Perfuração para colocação de explosivos (ITAMBÉ - Idércio)
  41. 41. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Extração em pedreiras Transporte em caminhões com caçamba basculante Retirada do material desmontado
  42. 42. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção Pedreira
  43. 43. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Produção e classificação em centrais de britagem
  44. 44. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Central de britagem
  45. 45. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Britador primário – de mandíbulas
  46. 46. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção Britador de mandíbulas
  47. 47. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS METSO Britador primário – de mandíbulas
  48. 48. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Britadores (José Freitas Jr.) Britadores secundários e terciários - Girosférico cônico
  49. 49. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Britadores secundários e terciários - Girosférico cônico
  50. 50. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Britadores secundários e terciários - Girosférico cônico
  51. 51. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Britadores secundário e terciário – Girosférico ou cônico
  52. 52. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS METSO Britador quaternário - Impactores VSI Barmac série VI
  53. 53. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção Britadores
  54. 54. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Peneiramento por Peneiras vibratórias
  55. 55. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção Peneira vibratória
  56. 56. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção Métodos indiretos p/ avaliar o tamanho das partículas Turbidímetro Wagner Tempo de sedimentação MATERIAL PULVERULENTO Partículas inferiores a 0,075 mm Estudo granulométrico impossível por meio de peneiras Altíssima superfície específica
  57. 57. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção MATERIAL PULVERULENTO Sedimentômetro de Prot Tempo de sedimentação (José Freitas Jr.) SUPERFÍCIE ESPECÍFICA :
  58. 58. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção MATERIAL PULVERULENTO Permeâmetro Blaine NBR NM 76 Caracteriza a finura. Quanto maior o valor do Blaine, mais fino é o pó. • K é a constante do aparelho; • e é a porosidade da camada; • t é o tempo medido (s) • r é a massa específica do pó (g/cm³) • h é a viscosidade do ar à temperatura do ensaio – tabela da norma (Pa/s) • S é a superfície específica 3 K t e S × r (1 ) 0,1 e h − = × ITAMBÉ
  59. 59. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção Permeâmetro Blaine Abrir o registro e aspirar o líquido, levantando para a marca A, fechando o registro. Com a sub-pressão formada no tubo, o ar é forçado a fluir através da amostra e o fluido vai lentamente voltando a posição de equilíbrio. O cronômetro deve ser acionado quando o nível do fluido passar pela marca B e desligado quando atingir a marca C, anotando-se o tempo MATERIAL PULVERULENTO Entrada de ar NBR NM 76 Amostra Fluido (F.Bauer)
  60. 60. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados de Construção SUPERFÍCIE ESPECÍFICA : Granulômetro a laser A difração do laser mede a intensidade da luz dispersa por um grupo de partículas numa gama de ângulos (Catita, 2006) (Coutinho, J. S.) Medição de partículas de 0,1 à 1.000 μm, possibilita análise rápida e de alta qualidade.
  61. 61. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AGREGADOS MIÚDOS Material passante # n.º 4 (4,8 mm) UMIDADE E ABSORÇÃO A água transportada pelos agregados através do seu teor de umidade (h%) deve ser considerada na relação água/cimento (a/c) para não afetar a resistência do concreto. h% = Ph - Ps x 100 Ps Maior a/c menor resistência (fc)
  62. 62. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AGREGADOS MIÚDOS Material passante # n.º 4 (4,8 mm) A umidade aderente nas superfícies dos grãos dos agregados miúdos transforma estes em partículas com cargas elétricas negativas. Por repulsão elétrica os grãos se afastam causando o inchamento. Inchamento de até 35% Ph - Ps Ps O inchamento altera o volume de areia a ser usada quando a produção de concreto é feita por volumes de agregados. INCHAMENTO h% = x 100
  63. 63. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AGREGADOS MIÚDOS UMIDADE Central produtora de concreto por massas: Silos de cimento Balança de cimento Sensor de umidade (por microondas) para compensação automática da água Silos de agregados Balança de agregados Balança Silo
  64. 64. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção Medição em volume no carrinho (Idércio, ITAMBÉ ) - Maior desperdício de materiais; - Maior desvio padrão (Sd); - Menor economia; - Menor produtividade; - Menor qualidade. Medição em volume: -Caixa ou padiola; -Carrinho etc. AGREGADOS MIÚDOS INCHAMENTO Concreto produzido na obra por volumes: Agregados dosados por volumes e o cimento por massa (quantidade de sacos).
  65. 65. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AGREGADOS MIÚDOS INCHAMENTO Central móvel produtora de concreto por volumes: BALANÇA DE CIMENTO O cimento é dosado por massa, os agregados são dosados por volumes. Da quantidade de água líquida a ser adicionada deve ser subtraída a água da umidade dos agregados. O volume do agregado miúdo deve ser ajustado de acordo com a umidade e o correspondente grau de inchamento. O desvio padrão será maior que na produção por massas.
  66. 66. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção CONCRETO PRODUZIDO NA OBRA QUALIDADE ! Controle dos volumes dos agregados ! Controle do Volume de água ! Controle de impurezas ! •Controle dos volumes dos agregados ? •Umidade dos agregados ? •Controle do volume de água ? fck obtido ????
  67. 67. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção Material passante # n.º 4 (4,8 mm) AGREGADOS MIÚDOS GRANULOMETRIA Peneiramento em peneiras da Série Normal ABNT NM 248:2003
  68. 68. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AGREGADOS MIÚDOS Material passante # n.º 4 (4,8 mm) (Joana S. Coutinho) (Joana S. Coutinho) GRANULOMETRIA Série Normal de peneiras: Peneira # nº Abertura Nominal (mm) 4 4,8 8 2,4 16 1,2 30 0,60 50 0,30 100 0,15 NM 248:2003
  69. 69. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AGREGADOS NBR 7211 Informações extraídas da granulometria: Módulo de Finura - MF M.F. = ( % acumuladas) 100 O MF serve para classificar os agregados e como informação em alguns métodos de dosagem Dimensão Máxima Característica- DMC A DMC de um agregado é a abertura da malha da peneira superior a qual a porcentagem acumulada for igual ou imediatamente inferior a 5 %. A DMC serve para veriiffiicar se um agregado ttem ttamanho adequado para ser uttiilliizado em concretto de ellementtos esttrutturaiis de dettermiinadas diimensões..
  70. 70. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AGREGADOS Informações extraídas da granulometria: Dimensão máxima do agregado a ser usado: Determinada pelo projeto estrutural, detalhe levantado em obra, observa-se as distâncias entre as armaduras, as formas e outras, seguindo as regras: (Adotar o menor destes valores). • DMC £ 1/3 da espessura da laje • DMC £ ¼ da distância entre faces das formas • DMC £ 0,8 do espaçamento entre armaduras horizontais • DMC £ 1,2 do espaçamento entre armaduras verticais • DMC £ ¼ do Ø da tubulação de bombeamento (no caso) • DMC £ 1,2 do cobrimento nominal
  71. 71. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção Peneira # MF = AGREGADOS MIÚDOS Material passante # nº4 (4,8 mm) GRANULOMETRIA 2,3 + 9,1 + 28,4 + 65,9 + 86,8 + 95,3 100 = 2,88 DMC = 4,8 mm (9,1% retido na peneira # no 8) no Abertura (mm) Massa retida (g) % retida % acumulada 4 4,8 23 2,3 2,3 8 2,4 68 6,8 9,1 16 1,2 193 19,3 28,4 30 0,6 375 37,5 65,9 50 0,3 209 20,9 86,8 100 0,15 85 8,5 95,3 --- fundo 47 4,7 --- 1000 100,0 %5% NBR 7211
  72. 72. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AGREGADOS MIÚDOS Material passante # nº4 (4,8 mm) NBR 7211 Porcentagem, em peso, retida acumulada nas peneiras Peneira ABNT Zona utilizável Zona ótima mínimo máximo mínimo máximo 9,5 mm 0 0 0 0 6,3 mm 0 7 0 0 4,8mm 0 10 0 5 2,4 mm 0 25 10 20 1,2 mm 5 50 20 30 0,6 mm 15 70 35 55 0,3 mm 50 95 65 85 0,15 mm 85 100 90 95
  73. 73. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AGREGADOS MIÚDOS GRANULOMETRIA AMOSTRA % retida acumula Módulo de Finura (MF) Classificação 1,55 M.F. 2,20 Zona utilizável inferior 2,20 M.F. 2,90 Zona ótima 2,90 M.F. 3,50 Zona utilizável superior da # (mm) 4,8 2,3 2,4 9,1 1,2 28,4 0,6 65,9 0,3 86,8 0,15 95,3 fundo --- MF = 2,88
  74. 74. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção Características deletérias dos Agregados: Características Físicas: Extrínsecas: • Incrustações • Superfície intemperizada • Superfície lisa • Formas indesejáveis • Excesso de finos Intrínsecas: (Swenson Chaly) • Estrutura porosa indesejável • Variação volumétrica no umedecimento e secagem • Laminação e clivagem • Partículas moles, fracas, leves • Dilatação térmica desfavorável
  75. 75. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção Características deletérias dos Agregados: Características Químicas: Reação com o cimento: • Álcali-agregado (NaOH, KOH) • Quantidade de álcalis • Relação NaOH/KOH • Impurezas orgânicas • Impurezas salinas • Trocas iônicas Independentes do cimento: • Oxidação • Sulfetos de Ferro • Concretos ferruginosos • Carbonatação • Impurezas incorporadoras de ar • Solubilização (Swenson Chaly)
  76. 76. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção IMPUREZAS – Reações deletérias Finos: Prejudicam a trabalhabilidade e a aderência pasta/agregado. Matéria orgânica: Decomposição da pasta, eflorescências e manchamento no concreto. (Aulas USP) Sem matéria orgânica: Com matéria orgânica, maior acidez, menor pH: (Aulas USP)
  77. 77. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção Causam decomposição da pasta, eflorescências e manchamento no concreto. Podem interferir na hidratação do cimento (podendo até inibir a hidratação). Ocorre freqüentemente em areias de naturais 100 ppm 200 ppm 300 ppm 400 ppm 500 ppm MATERIAL COMPONENTE IMPUREZAS – Reações deletérias Matéria orgânica: (Idércio - ITAMBÉ) (Idércio - ITAMBÉ)
  78. 78. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção IMPUREZAS – Reações deletérias Limites máximos de substâncias nocivas: Substância Método de ensaio Porcentagem máxima Agregado miúdo Agregado graúdo Torrões de argila e materiais friáveis NBR 7218 Concreto aparente 3,0 1,0 Concreto sujeito a desgaste superficial 3,0 2,0 Outros concretos 3,0 3,0 Materiais carbonosos 1) ASTM C 123 Concreto aparente 0,5 0,5 Concreto não aparente 1,0 1,0 Material fino que passa na peneira 75μm NBR NM 46 Concreto sujeito a desgaste superficial 3,0 1,0 2) 3) Concreto protegido de desgaste superficial 5,0 1,0 2) 3) Impurezas orgânicas NBR NM 49 Solução obtida deve ser mais clara que a padrão - 1)Quando não for detectada a presença de materiais carbonosos durante a apreciação petrográfica, pode-se prescindir do ensaio de quantificação dos materiais carbonosos. 2)Para o agregado total, o limite pode ser composto de até 6,5% desde que se comprove por apreciação petrográfica que os grãos não interferem nas propriedades do concreto. 3)Para agregados produzidos a partir de rochas com absorção de água inferior a 1% o limite pode ser 2%. 4)Quando a coloração da solução obtida no ensaio for mais escura que a solução padrão, a diferença máxima entre os resultados de resistência à compressão previstos na NBR 7221 deve ser de 10%.
  79. 79. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção IMPUREZAS – Reações deletérias Limites máximos para: expansão devida a RAA, teor de cloretos e sulfatos presentes nos agregados Determinação Método de ensaio Limites Reatividade álcali-agregado ASTM C 1260 Expansão máxima de 0,10% aos 14 dias de cura agressiva NBR 9773 1) Expansão máxima de 0,05% aos 3 meses Teor de Cloretos 2) NBR 9917 NBR 14832 3) Expansão máxima de 0,05% aos 6 meses 0,2% concreto simples 0,1% concreto armado 0,01% concreto protendido Teor de sulfatos 4) NBR 9917 0,1% 1)Ensaio Facultativo. 2)Agregados que excedam os limites podem ser utilizados em concreto, desde que o teor total trazido por todos os componentes, verificado pela NBR 14382 ou ASTM C 1218, não exceda os limites: 0,06% para concreto protendido, 0,15% para concreto armado exposto a cloretos, 0,40% para concreto armado em condições não severas e 0,30% para outros tipos de construção em concreto armado. 3)Método para determinação de cloretos em clínquer e cimento Portland, pode ser utilizado para agregados. 4)Agregados que excedam o limite podem ser utilizados em concreto, desde que o teor total trazido pelos demais componentes não exceda 0,2% ou que fique comprovado que o uso de cimento Portland resistente à sulfatos, conforme NBR 5737.
  80. 80. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção REAÇÕES DELETÉRIAS Reações álcali-agregado (reação expansiva – desagrega o concreto)
  81. 81. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção Reações álcali-agregado REAÇÕES DELETÉRIAS NBR 9773/1987 Bloco de fundações seriamente afetado - Recife -PE (Marcelo Pechhio, Yushiro Kihara e Tibério de Andrade)
  82. 82. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção Ataque por Sulfatos (expansiva – desagrega o concreto) REAÇÕES DELETÉRIAS Contaminação por argila (“pipoca”) (J.S. Coutinho) (Idércio - Itambé
  83. 83. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AREIA ARTIFICIAL ou INDUSTRIAL ou DE PEDRA Agregado miúdo proveniente da britagem de rochas. Devido a forma de obtenção, o agregado produzido contém muito material pulverulento e os grãos tendem a ser mais angulosos que a areia natural. Britador primário de mandíbulas Britadores secundário e terciário (cônico) Peneiras Brita Areia de pedra Lavagem Rachão Britador quaternário impactador centrífugo Peneiras
  84. 84. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AREIA ARTIFICIAL ou INDUSTRIAL ou DE PEDRA Principalmente devido ao impacto ambiental da extração de areia natural, cada vez mais, os areais se afastam dos centros consumidores e o transporte, em muitos casos, tem um custo maior que o próprio material. Nas regiões metropolitanas do Rio de Janeiro e São Paulo a distância média chega hoje a mais de 100 km. Para otimização de custo e do traço da dosagem, as principais usinas de concreto da região de Curitiba já utilizam ½ de areia natural e ½ de areia artificial nos seus concretos.
  85. 85. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AREIA ARTIFICIAL ou INDUSTRIAL ou DE PEDRA Comparando com a areia natural: • Grãos mais lamelares e pontiagudos; • Maior quantidade de finos (a lavagem minimiza); • Prejudica a trabalhabilidade; • Exige mais água e cimento, aumenta custo do concreto. Areia de pedra
  86. 86. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AREIA ARTIFICIAL ou INDUSTRIAL ou DE PEDRA Equipamentos de lavagem de areia para retirada de material www.crusher.com.br pulverulento (resíduos) TELA
  87. 87. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção Lavagem de areia para retirada de material pulverulento
  88. 88. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção Lavagem de areia para retirada de material pulverulento
  89. 89. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AREIA NORMAL – NBR 7214/82 IPT - é o único responsável pela produção Serve como padrão de referência laboratorial destinado a caracterização de cimentos Portland (NBR 7215/1996) Composição granulométrica NBR 7214/82 Peneira # n° Abertura (mm) Limites NBR 7214/82 8 2,4 0 10 2,0 5 ± 5 16 1,2 25 ± 5 30 0,6 50 ± 5 50 0,3 75 ± 5 100 0,15 97 ± 3 Frações granulométricas da areia normal: Material retido entre as peneiras # (mm) Denominação 2,40 e 1,20 Grossa 1,20 e 0,60 Média grossa 0,60 e 0,30 Média Fina 0,30 e 0,15 Fina
  90. 90. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AREIA NORMAL – NBR 7214/82 IPT - é o único responsável pela produção Serve como padrão de referência laboratorial destinado a caracterização de cimentos Portland (NBR 7215/1996) Outras determinações: Determinação Limites NBR 7214/82 Material fino passante na peneira 0,075 – NBR NM 43/03 1% Umidade NBR 7214/82 0,2% Conglomerados argilosos NBR 7214/82 1% Teor de feldspato entre peneiras 2,4 e 1,2 mm – NBR 7214/82 15% Teor de mica entre peneiras 0,3 e 0,15 mm – NBR 7214/82 2,0% Impurezas orgânicas – NBR NM 49/01 100 ppm
  91. 91. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm) FORMATO DOS GRÃOS Grãos alongados ou lamelares: • Prejudicam a trabalhabilidade • Geram mais vazios entre os grãos e exigem maior consumo de cimento no concreto Forma das partículas NBR 7389 Grau de esfericidade e de arredondamento (J.S. Coutinho)
  92. 92. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm) FORMATO DOS GRÃOS Alongado Lamelar (Idércio - ITAMBÉ) (Idércio - ITAMBÉ) C = comprimento L = largura e = espessura e = Normal = Alongado e L— e = Lamelar 2 e C— 2 L C— 2 e L— 2 e C— 2 L L— 2 e NBR 7809:2005 IF = C/e 3,0 IF = índice de forma
  93. 93. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm) FORMATO DOS GRÃOS Normal Semi-arredondado Normal Arredondado (Idércio - ITAMBÉ) (Idércio - ITAMBÉ) Grãos arredondados: • Favorecem a trabalhabilidade • Geram menos vazios entre os grãos e possibilitam a produção de concreto com menos cimento
  94. 94. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção MATÉRIA-PRIMA AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm) FORMATO DOS GRÃOS AGREGADO LAMELAR C — 2 e L— 2 e C = comprimento L = largura e = espessura
  95. 95. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção MATÉRIA-PRIMA AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm) FORMATO DOS GRÃOS AGREGADO NORMAL C — 2 L L— 2 e C = comprimento L = largura e = espessura
  96. 96. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção MATÉRIA-PRIMA AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm) FORMATO DOS GRÃOS AGREGADO ALONGADO C — 2 L L— 2 e C = comprimento L = largura e = espessura
  97. 97. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm) Granulometria NBR 7211 SÉRIE NORMAL SÉRIE INTERMEDIÁRIA N° Abertura (mm) N° Abertura (mm) 6” 150 4” 100 3” 76 2 ½” 64 2” 50 1 ½” 38 1 ¼” 32 1” 25 ¾” 19 ½” 12,5 3/8” 9,5 ¼” 6,3 no4 4,8 Peneiras p/ agregado graúdo
  98. 98. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm) Limites granulométricos de agregado graúdo NBR 7211 d/D = 4,75/12,5 Abertura das peneiras (mm) mínimo % máximo % 25 0 0 19 0 0 12,5 0 5 9,5 2 15 6,3 40 65 4,75 80 100 2,36 95 100 d/D = 9,5/25 Abertura das peneiras (mm) mínimo % máximo % 31,5 0 0 25 0 5 19 2 15 12,5 40 65 9,5 80 100 6,3 92 100 4,75 95 100 2,36 100 100 (Brita 0) (Brita 1)
  99. 99. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm) Limites granulométricos de agregado graúdo NBR 7211 d/D = 19/31,5 d/D = 25/50 (Brita 2) (Brita 3) Abertura das peneiras (mm) mínimo % máximo % 31,5 0 5 25 5 25 19 65 95 12,5 92 100 9,5 95 100 6,3 100 100 Abertura das peneiras (mm) mínimo % máximo % 50 0 5 37,5 5 30 31,5 75 100 25 87 100 19 95 100
  100. 100. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm) Limites granulométricos de agregado graúdo NBR 7211 d/D = 37,5/75 Abertura das peneiras (mm) mínimo (Brita 4) % máximo % 75 0 5 63 5 30 50 75 100 37,5 90 100 31,5 95 100
  101. 101. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm) Limites granulométricos de agregado graúdo NBR 7211
  102. 102. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AGREGADOS GRAÚDOS Material retido na # nº4 (4,8 mm) MF – usa as % acumuladas das peneiras da série normal. DMC – usa as % acumuladas das peneiras da série normal e da série auxiliar. SÉRIE NORMAL SÉRIE INTERMEDIÁRIA N° Abertura (mm) N° Abertura (mm) 6” 150 4” 100 3” 76 2 ½” 64 2” 50 1 ½” 38 1 ¼” 32 1” 25 ¾” 19 ½” 12,5 3/8” 9,5 ¼” 6,3 no4 4,8 ( % acumuladas) 100 M.F. =
  103. 103. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AGREGADOS GRAÚDOS Material retido na # nº4 (4,8 mm) Amostra de uma brita 2 (19/31,5 mm) Amostra de uma brita 1 (9,5/25 mm) 5% 5% MF = (16 + 95+ 100 x 6) / 100 = 7,11 MF = (17 + 94 + 97 + 97 + 100 x 3) / 100 = 6,05
  104. 104. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AGREGADOS GRAÚDOS Material retido na # nº4 (4,8 mm) Resistência à compressão: (Andrade, W. P.; 1997) AGREGADO Resistência à compressão da rocha Rocha basáltica 105 a 235 MPa Granito 85 a 275 MPa Calcário 90 a 270 MPa Cascalho * 165 a 265 MPa Os agregados não são utilizados para regular a resistência de um concreto, mas podem limitar a sua resistência à compressão.
  105. 105. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AGREGADOS GRAÚDOS Material retido na # nº4 (4,8 mm) Módulo de elasticidade: Dados Laboratório de FURNAS AGREGADO Módulo de elasticidade da rocha Anfibolito (Itumbiara) 105 a 235 MPa Quartzito (Serra da Mesa) 85 a 275 MPa Basalto (Maribondo) 90 a 270 MPa Arenito (Capanda) 165 a 265 MPa (Andrade, W. P.; 1997) Como os agregados representam a maior parte do volume de um concreto, são os elementos fundamentais na determinação do seu Módulo de Elasticidade.
  106. 106. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AGREGADOS GRAÚDOS Material retido na # nº4 (4,8 mm) Friabilidade: tendência do agregado desagregar ENSAIO DE ABRASÃO “LOS ANGELES” Excesso de friabilidade aumenta em demasia a quantidade de finos do concreto dentro da betoneira NBR 51
  107. 107. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção AGREGADOS GRAÚDOS Material retido na # nº4 (4,8 mm) (M.M. de Farias e E. M.Palmeira) Friabilidade: tendência do agregado desagregar ENSAIO DE ABRASÃO “LOS ANGELES” (Vieira Jr Salles, 2011) NBR 51
  108. 108. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção ENSAIO DE ABRASÃO ““LOS ANGELES””
  109. 109. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção Enquanto isso, na obra, na demolição ....
  110. 110. José de A. Freitas Jr. |Materiais Agregados 15:55 de Construção Materiais de Construção AGREGADOS Referências bibliográficas: ELADIO G. R. PETRUCCI - Concreto de cimento Portland Ed. Globo. L. A. FALCÃO BAUER - Materiais de construção 1 - Ed. LTC. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL e Princípios de Ciência e Engenharia de Materiais Capítulo 16 Agregados para a Construção Civil Márcio M. de Farias e Ennio de Marques Palmeira– IBRACON 2007

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