Apostila materiais de construçao civil 1 concreto

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Apostila materiais de construçao civil 1 - CONCRETO

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Apostila materiais de construçao civil 1 concreto

  1. 1. 11. PEDRAS NATURAIS1.1 DefiniçãoDo ponto de vista de geologia, denominam-se rochas todos os elementos constituintes dacrosta terrestre, quaisquer que sejam sua origem, composição e estrutura.A ABNT define: "Rochas são materiais constituintes essenciais da crosta terrestreprovenientes da solidificação do magma ou de rochas vulcânicas ou da consolidação dedepósitos sedimentares, tendo ou não sofrido transformações metamórficas. Estesmateriais apresentam elevada resistência mecânica, somente modificável por contatos coma água e ar em casos muito especiais.1.2 UtilizaçãoDa rocha podem ser extraídos blocos, matacões, agregados e pedras de construção; nestasúltimas encontram-se pedras de alvenaria, guias, paralelepípedos, lajotas e placas derevestimento.1.3 HistóricoOs materiais naturais são os mais antigos utilizados pelo homem pelo fato de poderem serempregados sem grandes transformações em relação ao seu estado original.É estimado que em 3.000 AC as pedras já eram utilizadas em formas primitivas deconstruções. Ainda na idade antiga, destacam-se contruções vultuosas como as pirâmidesdo Egito erigidas com blocos de rochas calcárias. Na idade média, a pedra foi o materialestrutural mais importante. A construção de suntuosos castelos medievais e grandescatedrais é uma prova disto.Posteriormente, com o aparecimento das estruturas metálicas no século XIX e odesenvolvimento do concreto armado no século XX, a pedra, como material estrutural,sofreu forte impacto principalmente por não ter uma resistência à tração da mesma ordemde grandeza de sua resistência à compressão. Os novos materiais, em contrapartida, porpossuirem boa resistência à tração e compressão propiciaram uma verdadeira revolução nasformas e concepções arquitetônicas.Diante da situação criada, a pedra de construção passou a ter seu campo de aplicação bemdefinido e limitado: muros de arrimo, fundações pouco profundas, blocos de pavimentaçãodescontínua e agregado componente do concreto de cimento portland ou da misturabetuminosa usada em pavimentação.Mais adiante, a pedra foi utilizada sob novas formas de aplicação, como por exemploplacas de revestimentos de paredes e pisos funcionando, neste caso, não como materialsuporte ou de base, mas como elemento de acabamento e proteção, devido à sua grandedurabilidade e efeito estético inigualável pela cor e textura. Mas é ainda como materialagregado que hoje o material ocupa novamente a primeira linha em importância dentre osmateriais de construção.
  2. 2. 21.4 Classificação das Rochas1.4.1 Classificação Geológicaa - Rochas ígneas ou magmáticas: Formadas pela consolidação do material proveniente deuma fusão total ou parcial do magma.b - Rochas sedimentares: Formadas pela consolidação de sedimentos transportados edepositados pela água ou pelo vento.c - Rochas metamórficas: Formadas pela alteração gradual das rochas sedimentares ou dasrochas ígneas pela ação de calor e altas pressões.1.4.2 Classificação Tecnológicaa - Rochas silicosas: São rochas em que predomina a sílica. Têm as maiores resistênciasmecânicas e maior durabilidade.b - Rochas calcárias: Predomina o CaCO3. São rochas de boa resistência mas dedurabilidade considerada média.c- Rochas argilosas: Predomina a argila. Têm baixíssima resistência mecânica ebaixíssima durabilidade.1.4.3 Classificação combinadaRochas Silicosas: - Ígneas - Sedimentares - MetamórficasRochas Calcárias: - Metamórficas - SedimentaresRochas Argilosas: - Sedimentares1.5 Características Físicas1.5.1 Massa EspecíficaÉ a relação entre massa e volume.Massa Específica Aparente ( d1 ): No volume considera-se o material sólido, os vaziospermeáveis e impermeáveis.d1 = m / Vap
  3. 3. 3Massa Específica Absoluta ( D ): Do volume, eliminam-se todos os espaços vazios.D = m / VabsPorosidade ( P ): É a relação entre o volume de vazios e o volume aparente do material.P = Vv / Vap => (Vap - Vabs) / Vap => (m/d1 - m/D) / m/d1P = 1 – d1/DClassificação quanto à porosidade:P < 1% = Rocha muito compacta1% < P < 2,5% = Rocha com pequena porosidade2,5% < P < 5% = Rocha com regular porosidade5% < P < 10% = Rocha bastante porosa10% < P < 20% = Rocha muito porosaP > 20% = Rocha fortemente porosaCompacidade ( C ): É a relação entre o volume de sólidos e o volume aparente da pedra.C = Vabs / Vap => m/D / m/d1C = d1/DPermeabilidade: É a propriedade de se deixar atravessar por gases e líquidos.Higroscopicidade: É a propriedade de absorver água por capilaridade.Gelividade: Consiste na transformação em gelo, com consequente aumento de volume, daágua infiltrada na pedra.Condutibilidade Térmica: Propriedade relacionada com a velocidade de transmissão decalor. Comparada com os metais, as pedras podem ser consideradas más condutoras decalor, apesar de não poderem ser consideradas bons isolantes térmicos. Comparando-se odesempenho de paredes construidas com diversos materiais de construção quanto aoisolamento térmico e considerando uma parede de 12cm de espessura de tijolo furadorebocada como referência:- Parede de 12cm tijolo furado rebocada = 100%- Parede de 12cm tijolo maciço rebocada = 77%- Parede de 2,5cm de madeira = 67%- Parede de 15cm de concreto = 62%- Parede de 20cm de pedra = 56%Dureza: A escala de dureza de Mohs tem pouca importância no estudo tecnológico daspedras. Praticamente avalia-se a dureza pela maior ou menor facilidade de se deixar serrar,classificando-se as pedras em:a - Brandas: Serradas facilmente por serra de dentes. Ex: Tufos vulcânicos.
  4. 4. 4b - Semiduras: Dificilmente serradas por serra de dentes e facilmente pela serra lisa comareia ou esmeril. Ex: Calcários compactos.c - Duras: Só serradas pela serra lisa. Ex: mármores.d - Duríssimas: Dificilmente serradas pela serra lisa, facilmente com serras diamantadas oucom carborundum. Ex: granito.Esta propriedade é importante porque afeta a trabalhabilidade da pedra e está intimamenteligada ao seu custo.1.6 Características Mecânicas1.6.1 Resistência à compressão, tração, flexão e cisalhamento:As pedras em geral resistem bem à compressão e mal à tração. Certos fatores influem naresistência como orientação do esforço no caso de rochas estratificadas e umidade. Aresistência à compressão é um dado interessante para poder-se avaliar indiretamente asoutras propriedades.- Cisalhamento = 1/10 a 1/15 da resistência à compressão.- Tração = 1/20 a 1/40 da resistência à compressão.- Flexão = 1/10 a 1/15 da resistência à compressão.1.6.2 DesgasteExistem duas maneiras de executar um ensaio de desgaste. Sua escolha está condicionadaao tipo de aplicação desejado da rocha:a - O material é atritado contra um disco horizontal que gira e usa-se um abrasivo, areia oucoríndon ( resistência à abrasão). Este ensaio e recomendado para pedras de revestimentode piso.b - Por desgaste recíproco (atrito) de pedaços de pedra. O ensaio mais conhecido é o deAbrasão Los Angeles e é recomendado para qualificação de agregados para uso emconcretos asfálticos ou de cimento Portland.1.7 Rochas mais comumente empregadas em construção civil1.7.1 GranitoRocha ígnea muito dura de textura cristalina e de grãos finos ou médios. Tem fraturairregular ou concóide (conchoidal) e é muito comum na natureza. Compõem-se de quartzo,feldspato e mica. A cor predominante do granito depende principalmente do feldspato e
  5. 5. 5pode ser rósea, marrom, amarelada, cinza ou azulada. Sua densidade varia de 2,5 a 3,0 esua resistência à compressão é, em média, 150 MPa.O granito é exelente pedra de construção, desde que não se apresente alterado. Suaresistência mecânica e durabilidade estão entre as maiores em se tratando de pedrasutilizadas em construção. Sua dureza, entretanto, dificulta o trabalho da pedra, sendo poristo vantajoso executar-se este trabalho próximo à extração porque a água da pedreira quepermanece em seus interstícios e vazios facilita muito a ação das ferramentas. Estapropriedade também é responsável pelo enorme desgaste sofrido pelos britadores e peneirasempregados na produção de agregados. É muito indicado para calçamento, por resistirexcepcionalmente bem ao choque e desgaste. Em todas as obras em que predomina osesforços de compressão é aconselhável o seu uso, tais como muros de arrimo, alvenarias emesmo pontes em arco.Sua utilização principal é como agregado (base de pavimentos, concretos asfálticos e decimento Portland). Atualmente tem sido muito utilizado como revestimento de pisos eparedes na forma polida por sua aparêcia estética (textura, coloração), resistência aodesgaste e durabilidade.1.7.2 GnaissesRochas metamórficas que caracterizam-se pela xistosidade particular que constitui aestrutura gnáissica. Representam o último grau de alteração de rochas sedimentares econstituem o grupo do paragnaisses ou então provêm do metamorfismo dos granitos e sãochamados ortognaisses.Apresentam o aspecto e características físicas e mecânicas semelhantes a dos granitos eportanto possuem praticamento os mesmos usos.1.7.3 CalcáriosSão rochas sedimentares compostas basicamente por carbonatos de cálcio associados, emcertos casos, aos carbonatos de magnésio. Os calcários formados predominantemente porcarbonato de cálcio são denominados "calcários calcíticos" e aqueles que apresentamquantidade expressiva de carbonato de magnésio são conhecidos por "calcários dolomíticosou magnesianos".As pedras calcárias podem ser facilmente distinguidas das demais por três propriedadesimportantes:a - Calcinam-se pela ação do calor, liberando gás carbônico. CaCO3 + calor = CaO + CO2b - Atacadas pelos ácidos, desprendem CO2 com efervecência.c - São facilmente riscadas pelo canivete (grau 3 na escala de Mohs).São utilizadas como revestimento, na produção de aglomerantes (cal e cimento Portland) e,em algumas regiões, como agregados.
  6. 6. 61.7.4 MármoresSão rochas originadas do metamorfismo dos calcários. Apresentam as mesmaspropriedades anteriormente descritas para o calcário. Sua principal utilização emconstrução civil e no revestimento de interiores sob forma de placas. Apresentamdurabilidade e resistência à abrasão inferiores as do granito.1.7.5 BasaltoRocha ígnea constituida à base de feldspato. Utilizado em calçamentos, é uma rocha decoloração cinza escuro que tem grande resistência e dureza. Como agregados apresentamalgumas caracteríticas importantes: a primeira, a grande dureza que provoca desgastesimportantes nos britadores (menos importantes dos que os observados nos granitos); asegunda, a forma dos grãos predominantemente lamelares. Em compensação, devido ao seufraturamento natural, exige menos explosivos na exploração das pedreiras para a produçãode agregados. Isto faz com que seu custo de produção seja geralmente inferior aosagregados graníticos. A sua massa específica é da ordem de 2,8 a 3,0 kg/dm3 e suaresistência à compressão pode alcançar valores da ordem de 200MPa.Pode ser empregado em forma de placas polidas para revestimento de pisos onde hajagrande afluência de trânsito de pedestres, por sua grande resistência à abrasão. Em formabruta (sem polimento), é usado como piso em placas esquartejadas para jardins e em tornode piscinas.1.8 Exploração de PedreirasPedreira é a denominação dada a uma jazida de material pétreo explorada.1.8.1 Critérios para escolha de uma pedreiraa - Qualidade: Verificado por observação direta ou estudo petrográfico.b - Quantidade e custo para remoção da capa de solo: A quantidade pode ser determinadapor sondagens e topografia (curvas de nível e levantamento de seções).c - Situação:- Local onde se acha a pedreira: Facilidade para a construção da praça de serviço; presençade água (refrigeração e seneamento do pessoal).- Acesso às vias de comunicação.- Distância ao centro consumidor.- Vizinhança de habitação.- Disponibilidade de pessoal técnico e operário na região.- Vulto dos trabalhos de regularização e drenagem.- Rede de energia elétrica e água encanada.1.8.2 Exploração
  7. 7. 7- Céu aberto.- Subterrânea.- Mista.1.9 Classificação quanto às dimensõesBloco de rocha: É todo o pedaço de rocha com mais de 1m de diâmetro.Matacão: Pedaço de rocha cujo diâmetro está compreendido entre 1m e 25cm.Pedra: Pedaço de rocha com diâmetro entre 25 e 7,6cm.Pedregulho: Pedaço de rocha com diâmetro entre 7,6cm e 4,8mm.Areia: Diâmetro entre 4,8 e 0,05mm.Silte: Diâmetro entre 0,05 e 0,005mm.Argila: Diâmetro abaixo de 0,005mm.
  8. 8. 82. AGREGADOS2.1 Definição e aplicaçõesEntende-se por agregado o material granular, sem forma e volume definidos, geralmenteinerte, de dimensões e propriedades adequadas para uso em obras de engenharia.São agregados as rochas britadas, os fragmentos rolados no leito dos cursos dágua e osmateriais encontrados em jazidas, provenientes de alterações de rochas (areias).Geralmente eram classificados como naturais, aqueles que já são encontrados na naturezasob a forma de agregados (Ex: areias e seixos) e artificiais os que necessitam de umtrabalho de afeiçoamento pela ação do homem afim de chegar à situação de uso comoagregado (Ex: britas e pós-de-pedra). Contudo, a NBR 7211:2005 classifica todos os tiposanteriormente citados como de origem natural guardando a designação artificiais aosobtidos por processos industriais e para aqueles originados a partir de materiais sintéticostais como produtos ou rejeitos industriais (Ex: argila expandida e escória moída). Opresente capítulo abordará apenas os agregados de origem natural de acordo com adefinição da citada norma.Os agregados são utilizados em lastros de vias férreas, bases para calçamentos, entram nacomposição de material para revestimentos betuminosos, como material de drenagem epara filtros e, finalmente, como material granuloso e inerte na confecção de argamassas econcretos. Sem dúvida, é a sua utilização em concreto a considerada mais importante e focodas atenções deste documento.2.1.1 Agregados obtidos de jazidas naturaisA qualidade dos agregados obtidos de jazidas naturais está intimamente ligada à sua origemgeológica. De acordo com esta origem, as jazidas classificam-se em:Residuais: São os depósitos encontrados nas proximidades da rocha matriz. Possuem, emgeral, granulometria contínua mas também grande quantidade de impurezas.Eólicas: São depósitos de materiais finos, com granulometria fina e uniforme, porém comgrande pureza. Os grãos possuem formato esférico. São formados pela ação do vento(dunas).Aluviais: São depósitos formados pela ação transportadora das águas podendo ser fluviaisou marítmos. Os marítmos, em geral, apresentam granulometria uniforme (fina ou grossa)enquanto que os fluviais são normalmente os melhores agregados encontrados na naturezapor possuírem uma granulometria razoavelmente contínua e poucas impurezas. Geralmentepossuem uma deficiência de grãos muito finos.Os agregados aluviais podem ser encontrados em diversos tipos de jazida, assimdenominadas:Bancos: Quando a jazida se forma acima do leito do terreno.Minas: Quando formada em subterrâneo.Jazidas de rio: Podem formar-se nos leitos e nas margens de cursos dágua.Jazidas de mar: Praias e fundos do mar.
  9. 9. 9Para facilitar a localização de uma jazida de rio (areia ou seixo), pode-se adotar asseguintes regras:a- Quando na sondagem se constata a presença de material fino, sabe-se que a juzante nãodeve haver areia ou pedregulho.b- Areia ou pedregulho no leito atual do rio indicam que há material análogo no vale, casoeste se estenda em planície.c- Areia e pedregulho podem ser encontrados no ponto onde o rio se alarga, reduzindo suavelocidade.d- Quando um rio tem a capacidade de transportar areia e pedregulho desemboca em outrode menor velocidade, aí há depósito destes materiais.e- No caso de rios de baixa velocidade onde existam meandros, a existência de agregadosno leito indica a existência de depósitos nas partes internas dos meandros.f- A existência de areia em rios está ligada ao tipo de rocha matriz que existe na região.Ex: granito: areia; basalto: argila.2.1.2 Agregados naturais de britagem2.1.2.1 Etapas de produçãoAgregados naturais de britagem são agregados obtidos através da redução de tamanho depedras grandes, geralmente por trituração em equipamentos mecânicos (britadores).A sequência da operação de produção dos agregados naturais de britagem é, em geral:a- Extração da rocha: Produz-se blocos de grandes dimensões.b- Fragmentação secundária: Reduz-se o tamanho dos blocos a dimensões adequadas parao britamento primário, geralmente de mandíbula. Pode-se utilizar fogachos ou massasmetálicas em queda nesta etapa.c- Transporte: Da pedreira, os fragmentos são transportados por meio de correias outransporte rodoviário (mais oneroso) para o britador primário.d- Britador primário: Reduz o tamanho dos fragmentos. Geralmente são utilizadosbritadores de mandíbula (movimento alternado). Os britadores de mandíbula fragmentam apedra, esmagando-a de encontro à superfície triturante fixa, por meio de superfícietriturante de movimento alternado (mandíbula móvel).A pedra, sendo triturada, vaibaixando pelo funil a cada afastamento da mandíbula móvel. Em geral, os britadorscomuns são de duplo efeito. Estes possuem a vantagem de consumir menos mandíbulas.e- Transporte: Do britador primário, os fragmentos de rocha são levados ao britadorsecundário.f- Britador secundário: Leva os fragmentos à sua dimensão final. Normalmente sãoempregados britadores de movimento contínuo (girosféricos, de rolo ou martelo). Nosbritadores girosféricos, a superfície triturante fixa é a superfície interna da cavidadescônica e a móvel é a parte externa do pinhão côncavo, que se afasta e se aproxima dacavidade cônica, devido a um excêntrico.
  10. 10. 10Nos britadores de rolo, a britagem é feita por dois rolos separados de um pequeno intervaloque giram em sentidos contrários, podendo ter as superfícies lisas, corrugadas ou dentadas(uma ou as duas).Nos britadores de martelo, o material é jogado por pás móveis contra a superfície interna dobritador, dando-se, no choque, o fracionamento.Atualmente, principalmente no caso de rochas basálticas, existe uma tendência ao uso dosbritadores VSI, que se caracterizam por britar rocha contra rocha o que torna os grãos dosagregados mais regulares (menos lamelares) e aumentam a produção de material fino(abaixo de 4,8mm). Esses britadores apresentam um maior consumo de energia elétrica portonelada de material britado mas seu uso é crescente principalmente nas plantas queproduzem agregados miúdos para uso em concreto.Figura 2.1: Britador do tipo VSI Barmac (Metso Minerals, 2004).g- Peneiramento: Separa os grãos em tamanhos diferentes, conforme exigências de normaou comerciais. As peneiras empregadas na classificação da pedra britada podem ser:Cilíndricas rotativas: A peneira cilíndrica rotativa é constituida de chapas de açoperfuradas e enroladas em forma cilíndrica, com inclinação de 4 a 6 graus. O refugo saipela parte de baixo e pode ser rebritado. A peneira é formada de várias seções, comdiâmetro de furo crescente, da boca para a saída.Apresenta os seguintes inconvenientes:- Pequena fração da superfície é aproveitada: a área útil é de 1/10 da total;- Lenta: 10 a 25 r.p.m.: Não pode ter velocidade maior porque a força centrífuga prejudicaa classificação, nem menor senão o material não escoa através do peneirador;- Custo e manutenção elevados devidos ao desgaste uma vez que as peneiras de diâmetromenor, e portanto as menos resistentes, recebem as maiores cargas;- Classificação deficiente;- Paradas frequentes para manutensão.
  11. 11. 11Planas vibratórias: São mais modernas, com inclinação de aproximadamente 15 graus.São formadas de caixilhos superpostos.Apresentam as seguintes vantagens:- Pedras maiores não vão às peneiras mais fracas (menor desgaste);- Classificação rigorosa;- Pequeno espaço ocupado;- Fácil substituição das telas;- Maior aproveitamento da superfície;- Menor potência necessária.h- Lavagem: Operação executada quando existe uma quantidade excessiva de finos eprincipalmente quando a rocha matriz se encontra parcialmente alterada (presença deargila).i- Estocagem: Os agregados vão para depósitos a céu aberto ou para silos.2.1.2.2 Produção de areia industrialO processo de produção da areia industrial de maior utilização é bastante simples. A Figura2.2 mostra uma vista geral de uma unidade de produção. A matéria prima utilizada é omaterial passante na peneira 4,8mm denominado comercialmente como pó-de-pedra. Emcondições normais de produção da pedreira, este material, que é o resíduo da produção debritas, é estocado em pilhas e sua utilização principal é em pavimentação. No caso daprodução da areia indrustrial, é coletado diretamente abaixo da peneira 4,8mm (ouconduzido primeiramente a uma peneira de menor abertura para peneiramento sob jato deágua) e conduzido, através de uma calha, para um sistema de eliminação do excesso dematerial pulverulento, que geralmente ultrapassa 10% para rochas graníticas (Figura 2.3).O sistema é formado por um tanque dotado de uma roda d´água. Este tanque, que éalimentado continuamente com água, possui um extravasor que mantém o nível da águaconstante. A roda d´água possui câmaras cujo fundo é formado por telas de pequenaabertura. O giro da roda d´água faz com que as câmaras captem porções do material imerso(Figura 2.4) que, ao elevarem-se acima do nível da água do tanque, permitem a drenagematravés das peneiras (Figura 2.5). No líquido drenado é eliminada parte do pó. O materialremanescente das câmaras é basculado sobre uma calha que conduz a uma pilha (Figuras2.6a e 2.6b). Esta pilha é removida periodicamente e o material transferido para umdepósito maior. A água contaminada com o material pulverulento que sai continuamente doextravasor é conduzida a um tanque de sedimentação (Figuras 2.7, 2.9 e 2.9 Figuras 2.7a,2.7b e 2.7c). Na saída deste tanque, é feito o bombeamento da água reciclada para o sistemade lavagem do agregado.
  12. 12. 12 Figura 2.2 – Vista geral de uma unidade de produção de areia industrial Figura 2.3 – Transportadora e chegada do pó-de-pedra no sistema de eliminação do material pulverulentoFigura 2.4 – Câmaras da roda d’água captando porções do material imerso na água para eliminação do material pulverulento
  13. 13. 13 Figura 2.5 – Drenagem do material com a elevação das câmaras da roda d’água. (a) (b) Figura 2.6 – Material resultante do processo de lavação e drenagem do pó-de-pedra (a) Transporte (b) Pilha de coleta. (a) (b) (c) Figura 2.7 – Coleta da água da lavação do pó-de-pedra (a) Extravasor (b)Chegada ao tanque de sedimentação (c) Tanque de sedimentação.Esse processo de produção traz alguns problemas. O principal é a dificuldade de destinaçãoda lama captada nos tanques de sedimentação. Além disso, é de baixa produtividade. Se osagregados assim produzidos forem depositados imediatamente em silos para a utilizaçãoposterior (ex: fábricas de pré-moldados e centrais de concreto) apresentam dificuldade deserem manipulados devido à sua angulosidade e umidade excessiva dificultando operações
  14. 14. 14de pesagem. Algumas pedreiras já têm adotado outros sistemas que recolhem o materialpulverulento a seco por meio de exaustores instalados na linha de britagem levando a umamaior produção e tornando mais fácil o uso do pó residual.2.2 Propriedades2.2.1 Considerações iniciaisOs agregados possuem diversas características e propriedades cujo conhecimento eentendimento são fundamentais para a sua aplicação em concretos e argamassas. Dentreelas, pode-se destacar: composição granulométrica, massa específica, massa unitária,umidade, inchamento, impurezas, forma das partículas e reatividade. A seguir, serãoestudadas cada uma destas características.2.2.2 Composição granulométrica2.2.2.1 DefiniçõesDenomina-se composição granulométrica de um agregado a proporção relativa, expressaem percentagem, dos diferentes tamanhos de grãos que constituem o material.Esta composição granulométrica tem uma grande influência nas propriedades futuras dasargamassas e concretos confeccionados com este agregado. É determinada porpeneiramento, através de peneiras com determinadas aberturas, constituindo uma sériepadrão. No Brasil são utilizadas peneiras com malhas de forma quadrada e uma sequênciatal que o lado de cada abertura tenha sempre o dobro do lado da abertura da malha dapeneira anterior, começando pela peneira 0,15mm. Estas são denominadas peneiras dasérie normal.Existem outras peneiras com aberturas diferentes das da série normal utilizadas para acaracterização de dimensões características máximas e mínimas das partículas. Estasconstituem a série intermediária.A composição granulométrica de um agregado pode ser expressa pelo material que passaou pelo que fica retido, por peneira ou acumulado.Dos ensaios de peneiramento determina-se os seguintes parâmetros:- Dimensão Máxima Característica: Corresponde à abertura de malha, em mm, da peneirada série normal ou intermediária, a qual corresponde uma percentagem retida acumuladaigual ou imediatamente inferior a 5% em massa.- Dimensão Mínima Característica: Corresponde à abertura de malha, em mm, da peneirada série normal ou intermediária, a qual corresponde uma percentagem retida acumuladaigual ou imediatamente superior a 95% em massa.- Módulo de Finura: É o valor da soma das percentagens retidas acumuladas nas peneirasda série normal, dividido por 100.
  15. 15. 15Tabela 2.1: Sequência de peneiras da série normal e intermediária (NBR 7211/2005) Série Normal- Abertura (mm) Série Intermediária- Abertura (mm) 76 -- -- 63 -- 50 37,5 -- -- 31,5 -- 25 19 -- -- 12,5 9,5 -- -- 6,3 4,75 -- 2,36 -- 1,18 -- 0,6 -- 0,3 -- 0,15 --Quanto à sua composição granulométrica, os agregados podem ser assim classificadossegundo a NBR 7211:2005:Miúdos: Aqueles cujos grãos passam pela peneira ABNT 4,75mm e ficam retidos napeneira 0,15mm.Graúdos: Aqueles cujos grãos passam por uma peneira de malha quadrada com aberturanominal de 75mm e ficam retidos na peneira ABNT 4,75mm.Agregado total: Agregado resultante da britagem de rochas cujo beneficiamento resultanuma distribuição granulométrica constituída por agregados graúdos e miúdos ou pormistura intencional de agregados britados e areia natural ou britada.Associando a composição granulométrica à origem dos agregados, pode-se assimdenominá-los:Areia natural: agregado miúdo proveniente de jazidas naturais.Areia de britagem: Agregado miúdo proveniente da britagem de rochas em pedreiras. Étambém comercialmente conhecida como areia industrial.Brita: Agregado graúdo proveniente de britagem de rochas em pedreiras.Seixo Rolado: Agregado graúdo proveniente de leitos de rio ou regiões adjacentes. Sãotambém conhecidos como pedregulhos.2.2.2.2 Limites granulométricos do agregado miúdo para a utilização em concretoA granulometria, determinada segundo a NBR NM 248, deve atender aos limitesestabelecidos na Tabela 2.2. Podem ser utilizados como agregado miúdo para concretomateriais com distribuição granulométrica diferente das zonas estabelecidas na Tabela 2.2,desde que estudos prévios de dosagem comprovem sua aplicabilidade.Tabela 2.2: Limites granulométricos de agregado miúdo (NBR 7211:2005) Porcentagens Retidas Acumuladas
  16. 16. 16 Abertura Limites Inferiores Limites Superiores (mm) Zona utilizável Zona Ótima Zona Ótima Zona utilizável 9,5 0 0 0 0 6,3 0 0 0 7 4,75 0 0 5 10 2,36 0 10 20 25 1,18 5 20 30 50 0,6 15 35 55 70 0,3 50 65 85 95 0,15 85 90 95 100 Notas: 1. O módulo de finura da zona ótima varia de 2,20 a 2,90 2. O módulo de finura da zona utilizável inferior varia de 1,55 a 2,20 3. O módulo de finura da zona utilizável superior varia de 2,90 a 3,50A questão relacionada com a curva granulométrica ideal dos agregados miúdos paraconcreto tem sido objeto de muita discussão e falta de consenso. Iste se reflete nasmudanças dos limites granulométricos recomendáveis no Brasil, ao longo das últimasdécadas. A Tabela 2.3 apresenta os limites preconizados na versão anterior dessa norma,datada de 1983.Tabela 2.3: Limites granulométricos de agregado miúdo (NBR 7211/83) Porcentagens Retidas Acumuladas Abertura (mm) Zona 1 Zona 2 Zona 3 Zona 4 (muito fina) (fina) (Média) (Grossa) 9,5 0 0 0 0 6,3 0-3 0-7 0-7 0-7 4,8 0 - 5 (A) 0 - 10 0 - 11 0 - 12 2,4 0 - 5 (A) 0 - 15(A) 0 - 25(A) 5(A) - 40 1,2 0 - 10 (A) 0 - 25(A) 10(A) - 45(A) 30(A) - 70 0,6 0 - 20 21 - 40 41 - 65 66 - 85 0,3 50 - 85(A) 60(A) - 88(A) 70(A) - 92 (A) 80(A) - 95 0,15 85(B) - 100 90 (B) - 100 90(B) - 100 90(B) - 100(A) Pode haver uma tolerância de até um máximo de 5 unidades (%) em um só dos limites marcados com a letra A ou distribuidos em vários deles(B) Para agregado miúdo resultante de britamento, este limite poderá ser 80Considerações:A NBR 7211/83, que estabelece os limites para as faixas granulométricas apresentadas naTabela 2.3, apresenta algumas ressalvas. Dentre elas, cita que podem ser utilizadas areiascuja granulometria não se enquadre em qualquer uma das zonas indicadas, desde que sejamrealizados estudos prévios de dosagem ou então a faixa granulométrica seja de usoconsagrado em determinada região. Isto significa que a recomendação destas faixas tem umcaráter mais de orientação do que de restrição.Outro aspecto que deve ser observado é que essa versão da norma brasileira não enfatiza adiferença nas características dos concretos quando se adota um agregado pertencente a umaou outra faixa. Por exemplo, se for empregada uma areia da Zona 1 (muito fina), os
  17. 17. 17concretos apresentarão uma maior demanda de água na mistura fresca para atingir umadeterminada trabalhabilidade, podendo também apresentar segregação. Já se a areiaescolhida for da Zona 4, a demanda de água será mais baixa mas as misturas ficarão maisásperas,com baixa coesão e segregáveis. Assim sendo, recomendava-se que fossemutilizadas, quando possível, areias com composição granulométrica pertencentes a Zona 3,com módulo de finura entre 2,4 a 3,0.A antiga norma brasileira EB-4, em vigor no Brasil até 1983, e principalmente a normaamericana ASTM C 33 apresentam recomendações de faixas de curvas granulométricasmuito mais restritas do que aquelas propostas pela NBR 7211/83. A Tabela 2.4 apresentaestas faixas.Deve ser ressaltado o motivo da mudança de requisitos da norma brasileira ocorrido em1983. A norma anterior buscava especificar faixas mais adequadas ao uso em concreto daépoca enquanto que a NBR 7211/83 buscava regularizar o uso já consagrado de areias dediferentes granulometrias que ocorria e ainda ocorre no país. Pela experiência atual,entretanto, pode-se afirmar com confiança que os agregados classificados pela EB-04 comopertencentes à Zona Ótima não são os mais adequados para os concretos convencionaisatuais (muito grossos). Os enquadrados na Zona utilizável seriam mais adequados, pois oslimites desta faixa granulométrica em muito se assemelham com os da Zona 3 da NBR7211/83, como os da Zona Ótima da NBR 7211:2005 e com os da ASTM C 33.Tabela 2.4: Faixas granulométricas recomendadas pela EB-4 e ASTM C 33. Porcentagens Retidas Acumuladas EB-4 Abertura (mm) Zona Ótima Zona Utilizável ASTM C-33 9,5 0 0 0 4,8 3-5 0-3 0-5 2,4 29 - 43 15 - 29 0 - 20 1,2 49 - 64 23 - 49 15 - 50 0,6 68 - 83 42 - 68 40 - 75 0,3 83 - 94 73 - 83 70 - (90)* 0,15 93 - 98 88 - 93 90 - (98)*** ,** : Estes valores podem passar para 95 e 100% quando o consumo de cimento for maior que 300kg/m3 ou 240kg/m3 com ar incorporado.Outro comentário que merece ênfase é que as prescrições da NBR 7211/83 foramvisivelmente baseadas em uma outra norma que apresenta limites para faixasgranulométricas para os agregados miúdos: BS 882: 1973 (Tabela 2.5), uma vez que estafoi publicada 10 anos antes. Lá, os limites granulométricos foram ampliados devido apredominância de areias finas no Reino Unido. Deve ser salientado que esta norma sofreuuma atualização em 1992 onde houve um aumento das restrições às faixas granulométricasrecomendadas, em relação à versão anterior.Tabela 2.5: Faixas granulométricas recomendadas pela BS 882: 1973. Porcentagens Retidas Acumuladas Abertura (mm) Faixa 1 Faixa 2 Faixa 3 Faixa 4
  18. 18. 18 9,5 0 0 0 0 4,75 0 - 10 0 - 10 0 - 10 0-5 2,36 5 - 40 0 - 25 0 - 15 0-5 1,18 30 - 70 10 - 45 0 - 25 0 - 10 0,6 64 - 85 41 - 65 21 - 40 0 - 20 0,3 80 - 95 70 - 92 60 - 88 50 - 85 0,15 90* - 100 90* - 100 90* - 100 85* - 100 * Para agregados artificiais provenientes de britagem de rocha, o limite pode ser diminuido em até 20%.De um modo geral, pode-se afirmar que é possível utilizar-se areias fora das faixasrecomendadas pela NBR 7211:2005. Entretando, durante o processo de dosagem doconcreto, esta deficiência em granulometria deve ser compensada na definição da relaçãoentre o agregado graúdo e miúdo que deve ser tanto maior quanto mais fino o agregadomiúdo. Além disso, o uso de agregados miúdos mais grosseiros produz misturas ásperas eé necessário um teor elevado de areia para se conseguir maior trabalhabilidade. Esta areiaé mais apropriada para misturas ricas ou para uso em concretos de baixa trabalhabilidade.O uso de areias muito finas geralmente implica num aumento da demanda de água nosconcretos e argamassas mas pode-se reduzir o teor de argamassa nos concretos o que, decerta forma, diminui o problema. Este assunto será tratado com mais profundidade noCapítulo 4.2.2.2.2.1 Composição de agregados miúdosComo foi visto no ítem anterior, areias das mais diversas granulometrias podem serutilizadas para concreto. Deve ser lembrado que a definição do agregado miúdo deve serbaseada em critério econômico, ou seja, muitas vezes é preferível utilizar uma areia comuma granulometria menos favorável mas mais barata do que trazer uma areia de melhorgranulometria de uma jazida distante, pois o custo de transporte passa a ser determinante daescolha. Entretanto, volta-se a enfatizar que existem certos limites ou faixas granulométricas emque se consegue melhores resultados em termos de dosagem, quer sob o ponto de vistatécnico ou econômico.Devido a isto, sempre que possível, é interessante que se façam composições de agregadosmiúdos de modo a obter uma mistura com características granulométricas o mais próximopossível das especificações da Zona Ótima (NBR 7211:2005) ou ASTM C 33. Isto querdizer que as vezes é possível conseguir-se um bom agregado miúdo a partir de uma misturade dois materiais inadequados ou menos adequados (um fino e um grosso). A seguir éapresentado um procedimento gráfico para a determinação da composição entre doisagregados.Procedimento:De posse do resultado da análise granulométrica do dois agregados miúdos com os quaisdeseja-se compor a mistura, e da faixa de referência, deve-se traçar as curvasgranulométricas (% retidas acumuladas) num gráfico como o apresentado nas Figura 2.8 e2.9.
  19. 19. 19 0 10 20 % retida acumulada 30 40 50 60 70 Zona Ótima ASTM C-33 80 90 100 0,15 0,3 0,6 1,18 2,36 4,75 Abertura de peneiras (mm)Figura 2.8: Faixas granulométricas recomendadas para composição de agregados miúdospela NBR 7211:2005 e ASTM C 33.Após a plotagem das curvas, o que se procurará fazer num procedimento gráfico é comporuma mistura cujo resultado se enquadre dentro de qualquer uma das faixas acima expostas.Deve-se então executar o seguinte procedimento:- Sobre as linhas verticais correspondentes a abertura das diversas peneiras, dividir osegmento de reta que une os pontos de interseção das curvas granulométricas plotadas dosagregados em 5 ou 10 partes;- Unir os pontos obtidos das divisões sobre os segmentos de reta de forma que cada curvaobtida represente misturas entre os agregados, num variação de 10 em 10% ou 20 em 20%.- Detectar visualmente qual das curvas melhor se enquadra na faixa granulométrica usadacomo referência. A % de mistura dos dois agregados miúdos será aquela que gerou estacurva.A seguir é apresentado um exemplo prático para ilustrar a metodologia proposta.Exemplo: Compor uma mistura entre duas areias de modo a se obter um agregado miúdomais adequado para o uso em concreto. Usar como referência a curva da NBR 7211:2005. AREIA A AREIA B # massa ret. % retida % retida # massa ret. % retida % retida (g) acumul. (g) acumul. 9,5 0 0 0 9,5 0 0 0 6,3 0 0 0 6,3 50 10 10 4,8 0 0 0 4,8 20 4 14 2,4 0 0 0 2,4 80 16 30 1,2 28 7 7 1,2 100 20 50 0,6 92 23 30 0,6 110 22 72 0,3 100 25 55 0,3 115 23 950,15 100 25 80 0,15 25 5 100 F 80 20 100 F 0 0 100Soma 400 100 Soma 500 100
  20. 20. 20 0 10 20 % retidas acumuladas Zona Ótima 30 Areia A 40 Areia B 50 80% A - 20% B 60 60% A - 40% B 40% A - 60% B 70 20% A - 80% B 80 90 100 0,15 0,3 0,6 1,18 2,36 4,75 6,3 9,5 Abertura de peneiras (mm)Figura 2.9: Diagrama da composição dos agregados.Como pode ser visto, nenhuma composição se enquadraria totalmente na faixagranulométrica recomendada. Uma mistura aceitável seria então 40% da areia A e 60% daareia B uma vez que se obteria uma curva granulometrica aproximadamente centrada,sendo ligeiramente mais fina do que o desejável na peneira 0,15 e ligeiramente mais grossanas peneiras 4,75 e 6,3.Obs: No caso de não existir nenhuma composição que caia inteiramente na faixagranulométrica recomendada, deve-se escolher aquela que se enquadre pelo menos na faixacorrespondente as meneiras de menor diâmetro (0,15 e 0,3) e que fuja o menos possível nafaixa correspondente as peneiras de maior abertura. Utilizando-se esse critério, uma misturade 50% da areia A e 50% da areia B seria a mais indicada.2.2.2.3 Limites granulométricos para o agregado graúdoA amostra representativa de um lote de agregado graúdo, coletada de acordo com as NM26:2000 e NM 27:2000, deve satisfazer os limites prescritos na Tabela 2.6.A designação das faixas e os limites impostos na Tabela 2.6 substituiram os constantes naTabela 2.7 e ainda causam confusão em termos comerciais. Ainda é comum se especificaros agregados graúdos pela sua graduação (Brita 0, brita 1, etc).Pode-se observar nos valores da Tabela 2.7 que os limites granulométricos das diferentesgraduações sugerem granulometrias uniformes ou seja, que numa determinada peneira, ovalor desejável é zero e na próxima (ou subsequente), 100%. Por exemplo, uma brita 1ideal deveria apresentar 0% retido na peneira 19mm e 100% na peneira 9,5mm. Neste caso,a faixa especificada, 0 – 10 % na peneira 19mm indica o nível de tolerância porcontaminação de grãos maiores que ocorre normalmente nas pedreiras por deficiências noprocesso de peneiramento. Do mesmo modo, na peneira 9,5mm, a faixa 80 – 100% indicaque o nível de contaminação por grãos menores, decorrente de peneiramento incipiente(excesso de material sobre a peneira) é de no máximo 20%. A atual designação mantém
  21. 21. 21esse mesmo enfoque, apenas trabalhando com dimensões características mínimas emáximas.Tabela 2.6: Limites granulométricos de agregado graúdo (NBR 7211:2005) % Ret. Porcentagem, em massa, retida acumulada Acum. Zona granulométrica - d/D1 # (mm) 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 – 252 87 – 100 - 2 2 19 - 2 – 15 65 – 95 95 – 100 - 2 2 12,5 0-5 40 - 65 92 – 100 - - 9,5 2 – 152 802 – 100 95 – 100 - - 2 2 6,3 40 - 65 92 – 100 - - - 2 4,75 80 – 100 95 – 100 - - - 2,36 95 – 100 - - - - 1) Zona granulométrica correspondente à menor (d) e à maior (D) dimensões do agregado graúdo. 2) Em cada zona granulométrica deve ser aceita uma variação de no máximo cinco unidades percentuais em apenas um dos limites marcados com 2. Essa variação pode também estar distribuída em vários desses limites.Tabela 2.7: Limites granulométricos de agregado graúdo (NBR 7211/83) % Ret. Acum. Graduação # (mm) 0 1 2 3 4 5* 76 - - - - 0 - 64 - - - - 0 – 30 - 50 - - - 0 75 – 100 - 38 - - - 0 – 30 90 – 100 - 32 - - 0 75 – 100 95 – 100 - 25 - 0 0 – 25 87 – 100 - - 19 - 0 – 10 75 – 100 95 – 100 - - 12,5 0 - 90 – 100 - - - 9,5 0 – 10 80 – 100 95 – 100 - - - 6,3 - 92 – 100 - - - - 4,8 80 – 100 95 – 100 - - - - 2,4 95 – 100 - - - - -* Valores devem ser acordados entre fornecedor e cliente2.2.2.3.1 Composição de agregados graúdos
  22. 22. 22Em alguns tipos de obra, é recomendável a composição de dois ou mais agregados graúdos.Isto é particularmente interessante em concretos massa destinados a obras de grandesvolumes, onde a dimensão máxima característica destes agregados é de 76mm ou até mais.Neste caso, existem faixas granulométricas recomendadas e processos de composição deagregados que levam a misturas que se enquadram nestas faixas. Em concretos estruturaisconvencionais, objeto desta publicação, a dimensão máxima característica dos agregadosgraúdos dificilmente ultrapassa 25mm. Neste caso, é comum apenas, em certas situações,compor-se misturas de agregados de graduação 0, 1 e 2 (ou 4,75/12,5; 9,5/25 e 19/31,5). Ocritério mais utilizado é o da máxima massa unitária compactada, ou seja, a mistura idealentre os dois agregados será aquela que proporcionar um menor volume de vaziosintergranulares a ser preenchido posteriormente por argamassa no concreto. Esteprocedimento é recomendado no método de dosagem da ABCP e será melhor explicadoposteriormente.2.2.3 Análise granulométrica de um agregado total (ou mescla)Quando o agregado em estudo é uma mescla (mistura de agregado graúdo e miúdo) aanálise granulométrica deve ser procedida em separado (fração miúda e fração graúda).Procedimento: Primeiramente procede-se o peneiramento do agregado na sequência depeneiras destinadas aos agregados graúdos. Se, neste ensaio ficar retida na peneira 4,8mmuma percentagem retida acumulada maior que 15% ou menor que 85%, deve-se fazer asseguintes considerações:- Adotar como peso da fração graúda o somatório dos pesos retidos nas peneiras comabertura maior ou igual a 4,8mm. Sobre este peso se calculará as porcentagens retidas eretidas acumuladas e se determinará as dimensões máximas e mínimas características emódulo de finura.- Do material passante na peneira 4,8mm, se extrairá uma amostra representativa deaproximadamente 0,5kg (superior a 0,3kg) e com ela se efetuará o estudo de granulometriada fração miúda.O relatório final do ensaio deverá apresentar:- % da fração graúda do agregado total, suas dimensões máxima e mínima características emódulo de finura;- % da fração miúda do agregado total, suas dimensões máxima e mínima características emódulo de finura.2.2.3 Umidade dos agregadosO conhecimento do teor de umidade é de suma importância no estudo dos agregados,principalmente dos miúdos devido ao fenômeno do inchamento. Além disso, a água contidana superfície dos grãos de um agregado influencia na quantidade de água que precisa seradicionada em um concreto para proporcionar a trabalhabilidade adequada e a resistênciaestabelecida no processo de dosagem.O teor de umidade é definido como a razão entre a massa de água contida numa amostra e amassa desta amostra seca. O resultado normalmente é expresso em porcentagem.De acordo com o teor de umidade, pode-se considerar o agregado nos seguintes estados:
  23. 23. 23Figura 2.9: Diferentes condições de umidade dos agregados- Seco em estufa: Toda a umidade, externa ou interna, foi eliminada por um aquecimento a100oC;- Seco ao ar: Quando não apresenta umidade superficial, tendo porém umidade internasem, todavia, estar saturado;- Saturado Superfície Seca: Quando a superfície não apresenta água livre estando, porém,preenchidos de água os vazios permeáveis das partículas dos agregados;- Saturado: Quando apresenta água livre na superfície.O teor de umidade no estado saturado superfície seca é denominado absorção. Essaabsorção pode definida como a diferença entre a umidade total e umidade superficial de umagregado. É geralmente muito baixa podendo atingir, em casos excepcionais, a 2%.A determinação da umidade pode ser feita pelos seguintes meios:a) Secagem em estufab) Secagem por aquecimento ao fogoc) Frasco de Chapmand) Picnômetroe) Aparelhos especiais (Ex: Speedy moisture tester)f) Microondasg) Sensores elétricosUma descrição sucinta destes métodos está apresentada no item 2.3.5.2.2.4 Massa específicaA NM 52:2002 apresenta definições de vários parâmetros relativos a massa específica dosagregados:Massa específica (d3): É a relação a massa de um agregado seco e seu volume (volume deseus grãos excluindo os poros permeáveis);Massa específica aparente do agregado seco (d1): É a relação a massa de um agregado secoe seu volume (volume de seus grãos incluindo os poros permeáveis);
  24. 24. 24Massa específica aparente do agregado saturado superfície seca (ds): É a relação a massa deum agregado saturado superfície seca e seu volume (volume de seus grãos incluindo osporos permeáveis);Massa específica relativa: É aquela relacionada à massa específica da água. É umagrandeza adimencional. Seria o que em Física se denomina densidade.Em tecnologia do concreto, é a massa específica aparente do agregado seco (d1) oparâmetro de maior importância. Seu valor é utilizado no cálculo do consumo de materiaisem concretos e argamassas. Segundo esta propriedade, os agregados podem ser assimclassificados:Leves: Aqueles que possuem a massa específica aparente menor que 2kg/dm3. Ex: Pedra-pome, vermiculita e argila expandida.Normais: Aqueles cuja massa específica esteja na faixa de 2 a 3kg/dm3. Ex: Areiasquartzozas, seixos, britas de granito.Pesados: Aqueles com massa específica acima de 3kg/dm3. Ex: Minérios de barita,limonita e magnetita.O procedimento para a determinação da massa específica está descrito no item 2.3.2.2.2.5 Massa unitária:É a massa por unidade de volume unitário, incluindo neste o volume aparente dos grãos edos vazios intergranulares. A massa unitária tem grande importância na tecnologia pois épor meio dela que pode-se converter as composições das argamassas e concretos dadas emmassa para volume e vice-versa.O teor de umidade influencia grandemente a massa unitária dos agregados miúdos devidoao fenômeno do inchamento, que será abordado no ítem 2.2.6.A massa unitária no estado solto de uma areia média está em torno de 1,5kg/dm3, emestado seco. As areias finas têm massas unitárias da ordem de 1,4kg/dm3. O procedimentopara sua determinação é descrito no item 2.3.3.2.2.6 InchamentoUma areia, quando usada em obra, apresenta-se geralmente úmida. Os teores de umidadenormalmente encontrados giram em torno de 4 a 8%.A experiência mostra que a água livre aderente aos grãos provoca um afastamento entreeles, do que resulta o inchamento do conjunto. Esse inchamento depende da composiçãogranulométrica e do grau de umidade do agregado, sendo maior para as areias finas queapresentam maior superfície específica.O inchamento das areias aumenta com o acréscimo de umidade até que esta atinja 4 a 7%.Nesta faixa (que é a que normalmente se encontra nas areias em obra) se dá o inchamentomáximo. Depois destes teores, o inchamento decresce lentamente (saturação).A curva da Figura 2.4 é a representação gráfica do fenômeno de inchamento para umaareia de graduação média, onde na abscissa estão marcados os teores de umidade e na
  25. 25. 25ordenada os coeficientes de inchamento ( i ), definido como sendo a relação entre osvolumes unitários úmido e seco de uma mesma massa de areia. A construção desta curva éfeita variando-se o teor de umidade de uma amostra e calculando o coeficiente deinchamento respectivo. Um descrição do ensaio é apresentada no item 2.3.6.Através deste gráfico, surgiu a idéia de caracterizar-se uma areia, do ponto de vista de seuinchamento, por dois índices: a umidade crítica e o coeficiente médio de inchamento, assimdefinidos:- Umidade Crítica: É o teor de umidade acima do qual o inchamento permanecepraticamente constante.A umidade crítica é obtida pela seguinte construção gráfica:a) Traça-se uma tangente à curva paralela ao eixo das abcissas.b) Traça-se uma nova tangente à curva, paralela à corda que une a origem ao ponto detangência da reta anterior.c) A umidade correspondente ao ponto de interseção das duas tangentes é a umidadecrítica.A média dos coeficientes de inchamento no ponto correspondente à umidade crítica ecoeficiente máximo observado, é definido como coeficiente médio de inchamento. 1,5 1,45 1,4 1,35 In ch ame n to 1,3 1,25 1,2 1,15 1,1 1,05 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Umidad e (%)Figura 2.10: Curva de inchamento da areiaComo já foi citado, o valor da umidade crítica representa o ponto a partir do qual oinchamento permanece praticamente constante, ou seja, se a umidade do agregado miúdona obra estiver acima deste valor, não haverá variações significativas no seu volume. Destemodo, no caso de proporcionamentos dos agregados em volume, é possível projetar eutilizar uma padiola com volume constante, utilizando-se como valor de inchamento ocoeficiente médio de inchamento. Se a umidade estiver abaixo da umidade crítica têm-seduas opções: Conceber uma padiola com possibilidade de alteração de volume (regulagemde altura) em função da umidade medida no dia da concretagem ou, o que é mais prático,manter o agregado acima da umidade crítica através de molhagem.2.2.7 Substâncias nocivas2.2.7.1 Agregados miúdos
  26. 26. 26A NBR 7211:2005 fixa os teores máximos de subtâncias nocivas em:a) Torrões de argila e materiais friáveis, determinado segundo a NBR 7218 .....1,5%b) Materiais carbonosos, determinado de acordo com a ASTM C123: - Em concretos cuja aparência é importante ..................................................0,5% - Nos demais concretos .................................................................................1,0%c) Material pulverulento, determinado de acordo com a NBR NM 46: - Em concretos submetidos a desgaste superficial ........................................3,0% - Nos demais concretos .................................................................................5,0% Nota: Estes limites podem ser aumentados para 10 e 12% em massa respectivamente, quando o material que passa na peneira 0,075mm for constituido totalmente de grãos gerados durante o britamento de rocha.Torrões de Argila: São assim denominados todas as partículas de agregado desegregáveissob pressão dos dedos (torrões friáveis). Sua presença é bastante nociva para a resistênciade concretos e argamassas pois constituem-se em material de pouca resistência e, em certoscasos, expansívos.Materiais Carbonosos: São partículas de carvão, linhito, madeira e material vegetal sólidapresentes no agregado. Sua determinação é feita por processo de separação por decantaçãodo agregado em um líquido de massa específica igual a 2kg/dm3 (cloreto de zinco outetrabromoetano). As partículas de baixa densidade são consideradas inconvenientes poissão inclusões de baixa resistência. Além de afetarem a resistência, prejudicam o concretoquando submetido à abrasão. As partículas de carvão e linhita podem intumescer edesegregar o concreto, bem como perturbar o endurecimento do cimento.Material Pulverulento: Em geral, as areias contém uma pequena percentagem de materialfino, constituido de silte e argila e, portanto, passando na peneira de 0,075mm. Os finos, deum modo geral, quando presentes em grande quantidade, aumentam a exigência de águados concretos para uma mesma consistência. Os finos de certas argilas em particular, alémdisso propiciam maiores alterações de volume nos concretos, intensificando sua retração ereduzindo sua resistência. O efeito da presença de argila em um agregado que se destina aser utilizado em concreto depende também do modo como ela está distribuida. Para aresistência do concreto, ela é muito mais nociva quando se encontra formando uma finapelícula que cobre os grãos de areia, do que quando se acha uniformemente distribuida emtoda a massa. No primeiro caso, a aderência entre a pasta e areia fica reduzida, enquantono segundo é algumas vezes até favorável.A argila pode ser eliminada por lavagem mas esta operação pode trazer algunsinconvenientes. Se, de um lado, a água pode eliminar esta impureza, aumentando aresistência da argamassa ou concreto, por outro podem ser arrastados os grãos mais finosda areia, aumentado o índice de vazios da areia o que resultará em perda detrabalhabilidade destes materiais.O porque da norma ser mais tolerante com os agregados oriundos de britagem reside nofato de que os agregados miúdos de britagem são constituídos por grãos angulosos e apresença de finos ajuda a reduzir o atrito entre as partículas melhorando a trabalhabilidadedo concreto. Além disso, estes grãos geralmente não são tão finos quanto os de naturezaargilosa, comuns nos agregados naturais, que são, em muitos casos até expansivos.Além destas impurezas, existem outras que devem ser levadas em consideração:
  27. 27. 27Impurezas Orgânicas: A matéria orgânica é a impureza mais frequente nas areias. Sãodetritos de origem vegetal na maior parte que, geralmente sob a forma de partículasminúsculas, mas em grande quantidade, chegam a escurecer o agregado miúdo. A corescura da areia geralmente é indício de matéria orgânica (é uma regra mas há exceções), amenos que se trate de agregado resultante de rocha escura, como é o caso do basalto.As impurezas orgânicas da areia, normalmente formadas por partículas de húmus, exercemuma ação prejudicial sobre a pega e endurecimento das argamassas e concretos. Uma partede húmus, que é ácida, neutraliza a água alcalina da argamassa e a parte restante envolve osgrãos de areia, formando uma película sobre eles, impedindo desta forma, uma perfeitaaderência entre o cimento e as partículas de agregado. Por estas razões, as argamassas econcretos preparados com a areias que contenham uma proporção de matéria orgânica têmbaixa resistência. Esta influência será tanto maior quanto mais pobre for a mistura e menora idade.O ensaio colorimétrico, de acordo com a NBR NM 49, indica a existência ou não deimpurezas orgânicas nas areias em quantidades significativas. Em caso afirmativo,segundo a própria NBR 7211:2005, a areia será considerada suspeita, devendo os possíveisefeitos danosos da matéria orgânica serem comprovados pelo ensaio de qualidade (NBR7221).O ensaio de qualidade consiste em se preparar duas argamassas, uma com a areia suspeitae outra com areia conhecida e satisfatória, de mesma granulometria (composta emlaboratório). Moldam-se 3 séries de corpos-de-prova para cada argamassa com traço1:3:0,48 (ou consistência normal) e rompe-se a 3, 7 e 28 dias. Se o decréscimo deresistência apresentado for muito pequeno (abaixo de 10%) a areia poderá ser empregada.Por outro lado, se este decréscimo for maior, poderão ser adotados os seguintesprocedimentos:a) Colocar a areia em lugar seco e exposta ao ar livre, já que, desta forma , neutraliza-separte da acidez.b) Lavar a areia com água de cal.c) Substituir 5% do cimento por igual proporção em peso de cal.Obs: - A lavagem da areia (água pura) não tem eficácia porque os ácidos do húmus sãopouco solúveis e aderem fortemente aos grãos; - O concreto executado com areias impuras, deve ser mantido úmido durante longotempo, pois seu endurecimento é mais lento.Outras Substâncias:Cloretos: Os cloretos, quando em presença excessiva, podem ocasionar certos problemas.Os revestimentos de argamassa feitos com agregados contendo cloretos são higroscópicos,gerando o aparecimento de eflorescências e manchas de umidade. No caso de concretosarmados e protendidos, podem acelerar o fenômeno de corrosão da armadura. Por issocertos aceleradores de pega à base de cloreto de cálcio têm seu uso proibido para concretosprotendidos.Sulfatos: Os sulfatos podem acelerar e em certos casos retardar a pega de um cimentoPortland. Dão origem a expansões no concreto pela formação de etringita(trisulfoaluminato de cálcio) secundária também conhecida como sal de Candlot.
  28. 28. 28A norma brasileira NBR 7211:2005 traz limites específicos para a presença destassubstâncias nos agregados. O teor de cloretos (Cl-) em relação à massa de agregados,determinado pela NBR 9917 ou NBR 14832, não deve ser superior aos seguintes valores:0,2%: agregados destinados a concretos simples;0,1%: agregados destinados a concretos armados;0,01%: agregados destinados a concretos protendidos.A NBR 7211:2005 faz ainda uma ressalva. Agregados que excedam os limitesestabelecidos para cloretos podem ser utilizados em concreto, desde que o teor trazido aoconcreto por todos os seus componentes (água, agregados, cimento, adições e aditivosquímicos), verificado por ensaio realizado pelo método da NBR 14832 (deteminação noconcreto) ou ASTM C 1218, não exceda os seguintes limites, dados em porcentagem sobrea massa do cimento:Concreto protendido: 0,06%Concreto armado exporto a cloretos nas condições de serviço da estrutura: 0,15%Concreto armado em condições de exposição não severas (seco ou protegido da umidadenas condições de serviço da estrutura): 0,40%Outros tipos de construção em concreto armado: 0,30%. No caso dos sulfatos (SO42-), a NBR 7211:2005 limita o teor, determinado pela NBR9917, em 0,1% em relação à massa do agregado miúdo. Também ressalta que agregadosque excedam o limite estabelecido podem ser utilizados em concreto, desde que o teor totaltrazido ao concreto por todos os seus componentes (água, agregados, cimento, adições eaditivos químicos), verificado por ensaio realizado pelo método da NBR 5737, não excedaa 0,2% ou que fique comprovado o uso de concreto de cimento Portland resistente asulfatos conforme a NBR 5737.2.2.7.2 Agregados graúdosAs quantidades de substâncias nocivas não devem exceder os seguintes limites máximosem percentagem da massa do material:a) Torrões de argila e partículas friáveis, determinados de acordo com a NBR 7218: - Em concretos cuja aparencia seja importante .......................................1,0% - Em concretos submetidos à desgaste superficial ..................................2,0% - Nos demais concretos ...........................................................................3,0%b) Materiais pulverulentos, determinados de acordo com a NBR NM 46 ......1,0%c) Materiais carbonosos, determinados de acordo com a ASTM C 123: - Em concretos onde a aparência é importante .......................................0,5% - Nos demais concretos ...........................................................................1,0%A limitação quanto à quantidade de torrões de argila e de materiais carbonosos estáassociada à formação de pontos de fraqueza dentro do concreto e de prejuizos na estéticado material, quando aparente. No caso do material pulverulento, o limite é inferior aopermitido para agregados miúdos. Isto se deve à menor área específica dos agregadosgraúdos o que faz com que uma quantidade relativamente pequena de material pulverulentoseja suficiente para prejudicar a sua aderência à pasta de cimento. A NBR 7211:2005permite que o limite de material pulverulento pode ser majorado para 2% quando os
  29. 29. 29agragados graúdos forem obtidos de rochas com absorção de água inferior a 1%. Também ,para o caso de agregado total, o limite de material fino pode ser de até 6,5%, desde que sejapossível comprovar, por apreciação petrográfica, que os grãos constituintes não interferemnas propriedades do concreto. São exemplos de materiais inadequados os materiaismicáceos, ferruginosos e argilo-minerais expansivos.2.2.8 Forma dos grãosA forma geométrica dos grãos que compõem os agregados tem grande importância natrabalhabilidade dos concretos. Até o presente momento, as normas só contemplam aavaliação dessa propriedade para os agregados graúdos, devido a predominância do uso deagregados miúdos de jazidas naturais. Entretanto, com o uso crescente das areias debritagem, a determinação dessa propriedade para os agregados miúdos passa a serextremamente relevante, apesar do pouco conhecimento disponível na literatura.Os grãos dos agregados podem ser arredondados, como os dos seixos, ou de forma angulare de arestas vivas com faces mais ou menos planas , como os da pedra britada.Grãos de formato semelhante a uma agulha ou a um disco dão concretos menostrabalháveis e requerem mais pasta de cimento. Hoje existem máquinas que arredondam osgrãos angulosos e o custo desta operação, que é repassado ao preço do produto, écompensado pela menor quantidade de pasta de cimento e/ou relação água/cimento maisbaixa que é possível empregar. Sob este aspecto, a melhor forma para os agregados graúdos é a que se aproxima daesfera, para o seixo, e a do cubo, com as três dimensões espaciais de mesma ordem degrandeza, para as britas.Convenciona-se denominar:Comprimento (C): a distância entre dois planos paralelos que possam conter o agregado emsua maior dimensão.Largura (L): o diâmetro da menor abertura circular, através da qual o agregado possapassar.Espessura (E): a distância mínima entre dois planos paralelos que possam conter oagregado.Quanto às dimensões os grãos classificam-se em normais ou lamelares:Normais: Quando todas as dimensões têm a mesma ordem de grandeza: C/L<2 e L/E<2De acordo com a aparência, os grão são denominados: cúbicos, esféricos ou tetraédricos.Lamelares: Quando há grande variação na ordem de grandeza de uma ou mais dimensões.- Alongados: Comprimento muito maior que as outras dimensões que são de mesma ordemde grandeza: C/L>2 e L/E<2- Discóides ou quadráticos: A espessura é muito menor que as outras dimensões, que porsua vez se equivalem: C/L<2 e L/E>2
  30. 30. 30- Planos ou forma de placas: Quando as três dimensões diferem muito entre si: C/L>2 e L/E>2Quanto às arestas, cantos e faces, os grãos podem ser normais ou irregulares.Os normais se dividem em:- Angulosos: Com arestas vivas, cantos angulosos e faces planas.- Arredondados: Com cantos arredondados, faces convexas e sem arestas.Os grãos irregulares dividem-se em:- Grão conchoidal: Apresentando uma ou mais faces côncavas.- Grão defeituoso: Apresentando partes com seções delgadas ou enfraquecidas em relação àforma geral do agregado.2.2.8.1 Coeficiente Volumétrico dos agregados graúdosA norma francesa AFNOR P-18-301 define um coeficiente que caracteriza a forma dosgrãos:c = Vap / ( d3/6)Este coeficiente representa a razão entre o volume de um grão e o da esfera que ocircunscreve. Para caracterizar um agregado, o coeficiente volumétrico médio de umaamostra de 250g perfeitamente representativa dequele agregado é definido por:Cm = Vap / ( L3/6)Onde: Vap = Volume aparente da amostra (determinado em balança hidrostática) L = Maior dimensão do grão (medida com um paquímetro)A norma AFNOR fixa os seguintes valores mínimos de coeficiente volumétrico médio dosagregados graúdos, para diferentes tipos de concretos:a) Concretos estruturais armados e de baixa permeabilidade (barragens, reservatórios eobras marítmas: 0,20b) Concretos pouco ou não armados (blocos e maciços de fundação: 0,15A norma NBR 7211:2005 especifica que os agregados para concreto tenham, em média,uma relação entre o comprimento e a espessura do grão inferior a 3, quando determinadasegundo a NBR 7809:83. Resumidamente, essa norma diz que devem ser ensaiados 200grãos divididos em grupos separados em ensaio de peneiramento. O número de grãos porgrupo é proporcional à porcentagem retida na respectiva peneira e devem ser obtidosaleatoriamente. O índice de forma será a média da relação comprimento/espessura obtidaem cada um dos grãos.2.2.8.2 Coeficiente Volumétrico dos agregados miúdos
  31. 31. 31A determinação do coeficiente volumétrico dos agregados miúdos da forma estabelecidapara os graúdos é inviável tecnicamente pela impossibilidade de medições diretas de suasdimensões. Contudo, estudos recentes, utilizando-se o conceito de forma dos grãos danorma AFNOR e técnicas de medições em imagens digitais, têm mostrado que é possívelavaliar essa propriedade dos agregados miúdos.2.2.9 Abrasão Los AngelesA abrasão Los Angeles, determinada segundo a NBR 6465, deverá ser inferior a 50% emmassa do material. Esta propriedade é uma medida indireta da capacidade de manutençãoda granulometria do agregado durante o processo de mistura do concreto, mostrando quãofriável é o material. No caso de agregados destinados a concretos de alta resistência, éimportante que este valor seja o menor possível. O procedimento de ensaio está descrito noitem 2.3.8.2.3 Ensaios de caracterização dos agregados2.3.1 Formação das amostrasA determinação das propriedades físicas dos agregados deve ser procedida em amostras.Esta amostra deve ser representativa de um lote, ou seja, deve possuir todas ascaracterísticas do mesmo, principalmente sob o ponto de vista de granulometria. Paratanto, para a formação da amostra, deve-se coletar materiais em diversos pontos dodepósito ou silo, agrupá-los e homegeneizá-los. As NBR NN 26:2001 e NBR NM 27:2001descrevem detalhadamente os procedimentos para formação das amostras, cujas principaisetapas são:Quarteamento: Forma-se um cone com o material previamente homegeneizado e depoisachata-se até obter um tronco de cone com a maior base possível. Divide-se o tronco decone em 4 partes aproximadamente iguais segundo 2 eixos ortogonais. Toma-se então duaspartes opostas, homogeniza-se e repete-se a operação sucessivamente até se obter a amostradesejada. As Tabelas 2.8 e 2.9 apresentam as quantidades mínimas de amostras para acaracterização dos agregados e para estudos de dosagem de concreto.
  32. 32. 32Tabela 2.8: Quantidade de amostras a serem coletadas para ensaios físicos e químicos Tamanho nominal Número mínimo de Quantidade total da amostra de campo do agregado amostras parciais (mínimo Em massa (kg) Em volume (dm3) ≤ 9,5mm 25 40 > 9,5mm ≤ 19mm 25 40 > 19mm ≤ 37,5mm 3 50 75 > 37,5mm ≤ 75mm 100 150 > 75mm ≤ 125mm 150 225Obs: amostras parciais são parcelas de agregado obtidas de uma só vez do lote de agregado, em um determinado plano ou local, obedecendo a um plano de amostragemTabela 2.9: Quantidade de amostras a serem coletadas para estudos em concreto (dosagem e comprovação de resistência Tipo de agregado Emprego Massa total da amostra de campo mínima (kg) Agregado Apenas um agregado 200 Miúdo Dois ou mais agregados 150 (por unidade) Agregado Apenas um tipo de graduação 300 Graúdo Duas ou mais graduações 200 (por unidade)Obs: Quando se deseja fazer os ensaios de caracterização, as quantidade indicadasdevem ser acrescidas daquelas apresentadas na tabela 2.8O material nas quantidades mínimas estabelecidas na Tabela 2.8 e 2.9 deve ser transportadopara o laboratório bem acondicionado evitando sua descaracterização.Em laboratório, no caso do agregado graúdo, é feito um quarteamento até obter-se otamanho de amostra para ensaio desejado. Quanto ao agregado miúdo, a amostra vinda docampo passa por um separador de amostras.2.3.2 Composição granulométricaA determinação da composição granulométrica é feita através de procedimento da NBRNM 248:2001. A coleta da amostra deve ser feita de acordo com a NM 26.Da amostra remetida ao laboratório, depois de umidecida para evitar segregação ecuidadosamente misturada, formar duas amostras para o ensaio de acordo com a NM 27. Amassa mínima por amostra de ensaio é indicada na Tabela 2.10.
  33. 33. 33Tabela 2.10: Massa mínima por amostra de ensaio Dimensão máxima Massa mínima da característica do amostra de ensaio agregado (mm) (kg) <4,75 0,3* 9,5 1 12,5 2 19 5 25 10 37,5 15 50 20 63 35 75 60 90 100 100 150 125 300 * Após secagemDeve-se, entretanto, observar a massa máxima que, durante o ensaio, pode estar depositadasobre a malha de cada peneira (Tabela 2.11).Por exemplo, areias com granulometria extremamente uniforme devem ser ensaiadas comamostras muito próximas da mínima estabelecida na Tabela 2.10 para poderem atender acondição definida na Tabela 2.11.Tabela 2.11: Máxima quantidade de material sobre as peneiras Abertura da peneira Máxima quantidade (mm) de material sobre a tela (kg) 50 3,6 37,5 2,7 25 1,8 19 1,4 12,5 0,89 9,5 0,67 4,75 0,33 <4,75 0,20Procedimento:- Secar as duas amostras de ensaio em estufa (105 - 110oC), esfriar a temperatura ambientee determinar suas massas (M1 e M2). Tomar a amostra M1 e reservar a outra.- Encaixar as peneiras da série normal e intermediária, previamente limpas, numa sequênciacrescente de aberturas da base para o topo do conjunto. Sob a peneira inferior (0,15mm)encaixar o fundo.- Colocar a amostra sobre o conjunto de peneiras tampando, a seguir, a peneira superior.
  34. 34. 34- Promover a agitação mecânica do conjunto por um tempo razoável para permitir aseparação e classificação prévia dos diferentes tamanhos do grão de amostra.- Destacar e agitar manualmente cada peneira, iniciando pela de maior abertura, até seatinja constância de peso nas frações retidas em cada peneira. Remover o material retidoem cada peneira para uma bandeja identificada. Escovar a tela em ambos os lados paralimpar a peneira. O material removido pelo lado interno é considerado como retido (juntarna bandeja) e o desprendido na parte inferior como passante (juntar com o material retidoda peneira imediatamente inferior). O material passante durante esta etapa deve ser incluídona peneira imediatamente inferior antes do inicio de peneiramento desta. A tolerânciaadmitida é de 1% em relação à massa do material retido na peneira verificada em duaspesagens sucessivas.- Determinar a massa total de material retido em cada uma das peneiras e no fundo doconjunto. O somatório de todas as massas não deve diferir mais de 0,3% de M1.- Repetir todo o procedimento para a amostra com M2.Cálculos:Para cada uma das amostras de ensaio M1 e M2, calcular a porcentagem retida, em massa,em cada peneira, com aproximação de 0,1%. As amostras devem apresentarnecessariamente a mesma dimensão máxima característica e, nas demais peneiras, osvalores de porcentagem retida individualmente não devem diferir em mais de 4%. Caso istoocorra, repetir o peneiramento para outras amostras de ensaio até atingir esta exigência.As porcentagens médias retidas acumuladas devem ser calculadas, para cada peneira, comaproximação de 1%. O módulo de finura deve ser determinado com aproximação de 0,01.Obs: No caso do agregado miúdo ensaiado possuir visivelmente uma quantidadesignificativa de pó, antes de se realizar o ensaio de granulometria, deve ser procedido oensaio de material pulverulento conforme procedimento detalhado no item 2.3.7 b. Com amassa msf , deve ser feito o ensaio de granulometria mas, para efeito de cálculo, a massa doagregado a ser adotada é m. A diferença entre m e msf deve ser somada ao valor obtido no“fundo’.Exemplo prático: Análise granulométrica de um agregado miúdoPeneiras Massa Massa Média % retida Porcentagens retida Porcentagens acumulada (mm) (g) Retida Acumulada (g) Retida Acumulada 9,5 --- 6,3 4 0,8 0,8 4 1,0 1,0 1 4,8 5,5 1,1 1,9 4,8 1,2 2,2 2 2,4 40,5 8,1 10,0 32 8,0 10,2 10 1,2 78 15,6 25,6 60,8 15,2 25,4 26 0,6 112,5 22,5 48,1 92 23,0 48,4 48 0,3 134,5 26,9 75,0 103,6 25,9 74,3 75 0,15 91 18,2 93,2 73,6 18,4 92,7 93 Fundo 34 6,8 100 29,2 7,3 100 100 Soma 500 100 400 100Dimensão Máxima Característica: 4,8mmDimensão Mínima Característica: < 0,15mm
  35. 35. 35Módulo de Finura: 2,54Classificação NBR 7211:2005 (Não se enquadra em nenhuma das faixas normalizadas) –Zona ótima na maioria das peneiras com excessão da 4,75 e 6,3.Exemplo prático: Análise granulométrica de um agregado graúdoPeneiras Massa Massa Média % retida Porcentagens retida Porcentagens acumulada (mm) (g) Retida Acumulada (g) Retida Acumulada 50 --- 37,5 200 1,3 1,3 200 1,0 1,0 1 31,5 500 3,1 4,4 600 3,0 4,0 4 25 1500 9,4 13,8 2000 10,0 14,0 14 19 12500 78,0 91,8 15200 76,0 90,0 91 12,5 800 5 96,8 1200 6,0 96,0 96 9,5 200 1,3 98,1 200 1,0 97,0 98 6,3 50 0,3 98,4 100 0,5 97,5 98 4,8 50 0,3 98,7 100 0,5 98,0 98 Fundo 200 1,3 100 400 2,0 100 100 Soma 16000 100 20000 100Dimensão Máxima Característica: 32mmDimensão Mínima Característica: 12,5mmMódulo de Finura: 7,88 (os valores referentes as peneiras 0,15 a 2,4 foram consideradoscomo 100%.Classificação pela NBR 7211:2005: Seria uma brita 19/31,5 apesar do 1% na peneira 37,5.2.3.3 Massa específicaComo já foi abordado no item 2.2.4, a NM 52:2002 apresenta definições de váriosparâmetros relativos a massa específica dos agregados. A seguir, será apresentado oprocedimento preconizado pela referida norma para determinação das diversas massasespecíficas definidas naquele item. a- Agregados miúdos: - Colocar uma amostra de aproximadamente 1 kg em uma bandeja e submergir em água por 24 horas (244oC); - Retirar a amostra da água e estende-la sobre uma superfície plana, submetendo-a à ação de uma suave corrente de ar, revolvendo a amostra com freqüência para assegurar uma secagem uniforme. Prosseguir a secagem até que os grãos de agregado miúdo não fiquem fortemente aderidos entre si; - Colocar o agregado no molde tronco cônico (metálico, de 403mm de diâmetro superior, 903mm de diâmetro inferior e 753mm de altura, com espessura mínima de 1mm) sem comprimi-lo. Compactar sua superfície suavemente com 25 golpes da haste de socamento (metálica, com 34015 gramas de massa, tendo a superfície de compactação circular plana de 253mm de diâmetro) e então levantar verticalmente o molde. Se ainda houver umidade superficial, o agregado conserva a forma do molde. - Nesse caso, continuar a secagem, revolvendo a amostra constantemente e fazer ensaios a intervalos freqüentes de tempo até que o cone de agregado
  36. 36. 36 miúdo desmorone ao retirar o molde. Neste momento, o agregado terá chegado à condição de saturado superfície seca. - Pesar 500g de amostra na condição saturada superfície seca (ms). - Colocar a amostra no frasco padronizado (picnômetro de boca larga de 500ml de capacidade volumétrica) e pesar (m1). - Encher o frasco com água até próxima da marca de 500ml. Remover bolhas por agitação e colocar o frasco em banho mantido à temperatura constante (212oC preferencialmente). - Após uma hora, completar com água até a marca de 500ml e determinar a massa do conjunto (m2). - Retirar o agregado do frasco e seca-lo a 1055oC. Esfriar até a temperatura ambiente em dessecador e pesar (m).- Massa específica aparente do agregado seco (d1):d1  m m= massa seca V  Va V = volume do frasco Va= água adicionada ao frasco para completar volumeVa  m 2  m1 a=massa específica da água na temperatura do banho a- Massa específica aparente do agregado saturado superfície seca (d2):d2  ms ms= massa saturada superfície seca V  Va V = volume do frasco Va= água adicionada ao frasco para completar volumeVa  m 2  m1 a=massa específica da água na temperatura do banho a- Massa específica (d3):d1  m m= massa seca m m ms= massa saturada superfície seca ( V  Va )  s a V = volume do frasco Va= água adicionada ao frasco para completar volume m 2  m1 a=massa específica da água na temperatura do banhoVa  aComentários sobre o procedimento: Filosoficamente, o procedimento apresentado pelaNM: 52:2002 é correto. Entretanto, a forma para se obter o agregado saturado superfícieseca é, no mínimo, questionável, principalmente em se tratando de agregados de britagem,onde a angulosidade dos grãos interfere sobremaneira no ensaio do cone. Alternativas quevêm sendo utilizadas há muitos anos com sucesso para a determinação da massa específicaaparente, que é o parâmetro e real interesse na tecnologia do concreto, são os ensaios dopicnômetro e do frasco de Chapman, conforme os procedimento abaixo apresentados.Processo do picnômetro: Picnômetro é um recipiente de vidro que possui uma rolhaesmerilhada com um tubo capilar. Quando repleto por um líquido, obtem-se um volumebem definido e preciso.
  37. 37. 37Princípio:Figura 2.12: Cálculo do volume da amostra através do picnômetroProcedimento:- Pesa-se o picnômetro com água (Pag);- Retira-se um pouco da água do picnômetro e pesa-se (mA);-Coloca-se uma pequena quantidade de amostra com o auxílio de um funil e pesa-se (mB);-Remove-se o ar aderido nas partículas do agregado por agitação ou, preferencialmente,com o auxílio de uma bomba de vácuo e completa-se o restante do espaço com água;- Pesa-se o picnômetro com amostra e água (Pag+a)- Massa específica aparente do agregado seco (d1):d1  m m= massa seca (Pag  (Paga  m)) Pag= massa do picnômetro com água Pag+a= massa do picnômetro com água mais amostram  mB  m ANo caso de desejar-se calcular d2 e d3, seria possível também utilizar-se desteprocedimento. No caso de d2, seria necessário determinar ms. Poderia-se utilizar a seguinteexpressão:d2  ms ms=massa saturada superfície seca (Pag  (Paga  m)) m= massa seca  A  100  Pag= massa do picnômetro com águam s  m  Pag+a= massa do picnômetro com água mais amostra  100  m A= absorçãod3  h=umidade total do agregado (Pag  (Paga  m))  A hsup=umidade superficial do agregadoA  h  h supProcesso do frasco de Chapman: O frasco de Chapman é um frasco semelhante à umaproveta graduada que possui uma escala com sensibilidade de 1ml na sua parte superior.
  38. 38. 38Por possuir uma geometria especial (Figura 2.13), permite que se possa trabalhar comamostras de 500 gramas.Figura 2.13: Frasco de Chapman O procedimento do ensaio pode ser assim resumido:- Pesar 500 gramas de areia seca em estufa;- Colocar água no frasco até que atinja a marca de 200 ml, situada no trecho entre os doisalargamentos do tubo;- Com o auxílio de um funil, colocar a amostra no frasco, agitando-o periodicamente paraeliminação das bolhas de ar aderidas nas partículas;- Realizar a leitura correspondente ao nível da água na escala do frasco (L);- Calcular a massa específica aparente do agregado (d1), expressa em g/cm3, através daseguinte expressão: 500 d1  L  200 b- Agregados Graúdos:A determinação da massa específica dos agregados graúdos pode ser feita de várias formas,de acordo com a precisão necessária. Um método expedito, de baixa precisão, mas útil emmuitos casos é o do frasco graduado.Processo do frasco graduado: Coloca-se uma certa quantidade de água em uma provetagraduada e faz-se uma leitura inicial (Li). Determina-se a massa de uma certa porção daamostra (m) e coloca-se esta porção na proveta. Faz-se então a leitura final (Lf). d = m / (Lf - Li)Este procedimento é indicado para cálculos rápidos. A precisão é pequena pois depende dasensibilidade de leitura da proveta utilizada e, portanto, não tem sentido a diferenciaçãoentre os diversos tipos de massa específica citados (d1, d2 ou d3).Processo da balança hidrostática: Este é o método preconizado pela norma NBR NM53:2002. O princípio deste ensaio baseia-se na lei de Arquimedes: "Todo corpo imerso num

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