Aula Agregados 1

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Aula Agregados 1

  1. 1. UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS CURSO DE ARQUITETURA E URBANISMO TECNOLOGIA DA CONSTRUÇÃO I AGREGADOS PARA A CONSTRUÇÃO CIVIL Prof. Fábio Henrique de Melo Ribeiro, MSc. Eng. Civil e Eng. Seg. Trab.
  2. 2. A Rocha e a Humanidade Na antiguidade Na modernidade
  3. 3. Rochas na Antiguidade Monumentos Obras Artes
  4. 4. Aqueduto de Segovia (Espanha)
  5. 5. Pavimento com meta-siltito (Tiradentes, MG)
  6. 6. Ponte de pedra (Tiradentes, MG)
  7. 7. Portal em moledos (E. da Gracios, PR)
  8. 8. Monumento ao Cristo Redentor (RJ)
  9. 9. Teatro Municipal de São Paulo na inauguração
  10. 10. Usos na modernidade Concretos hidráulicos Concretos betuminosos Lastros ferroviários Enrocamentos Revestimentos
  11. 11. Diversidade na modernidade
  12. 12. Edificação em enxaimel (Blumenal, SC)
  13. 13. Túnel viário na Rodovia dos Imigrantes (SP)
  14. 14. Rodovia dos Imigrantes (Baixada Santista)
  15. 15. Rochas como agregados Agregado = denominação dada para fragmentos de rocha originados de ação mecânica promovida pelo homem (ex. pedra britada e areia de britagem) ou por ação da natureza (pedregulhos ou cascalhos e areias)
  16. 16. Seixos rolados
  17. 17. Classificação conforme a obtenção AGREGADOS NATURAIS ARTIFICIAIS Areia de Pedra britada Areia natural Cascalho britagem
  18. 18. Classificação conforme a densidade AGREGADOS LEVES PESADOS NORMAIS Argila expandida Magnetita Vermiculita Areia natural Barita Areia de britagem Escória Pedra britada Cascalho
  19. 19. Classificação conforme a natureza AGREGADOS NATURAIS ARTIFICIAIS Escória britada Areia natural Argila expandida Cascalho Outros Areia de britagem Pedra britada
  20. 20. Classificação conforme a dimensão AGREGADOS GRAÚDOS MIÚDOS Cascalho Areia natural Pedra britada Areia de britagem
  21. 21. Classificação dimensional dos agregados Agregado graúdo: 4,75mm (n.4) / 75mm(3”) Agregado miúdo: 0,150 mm (#100) / 4,75mm Pedrisco: 4,75mm / 12,5mm (1/2”) Pó de pedra: < 6,3mm (1/4”) Filler: < 0,150mm
  22. 22. Processos de produção de agregados Desmonte ou dragagem Britagem Classificação
  23. 23. Desmonte por explosão
  24. 24. Pedreira em bancadas
  25. 25. Estoque finos de britagem (1)
  26. 26. Estoque de finos de britagem (2)
  27. 27. Central de concreto em uma obra
  28. 28. Classificador em espiral
  29. 29. Caracterização das rochas Determinação de suas propriedades • Fundamentos • Conceitos • Técnicas Procedimentos • Análise • Determinação • Ensaios
  30. 30. PORM DCPCAÃ D RGA A E AAITÇO E GSOED EPEA M EAOA ET RSE MRSS INRDRS D ARGDSAAACNTUÃ C IL E GEAOPR OSRÇO IV Propriedades das rochas Petrográficas Químicas Físicas Mecânicas
  31. 31. Propriedades petrográficas (NBR 12768) Composição mineralógica Estrutura & textura Grau de alteração Grau de fissuração Minerais secundários e impurezas
  32. 32. Impurezas Torrões de argila e materiais friáveis (NBR 7218) Materiais carbonosos (ASTM C 123) Matéria orgânica (NBR 7221)
  33. 33. Influência das impurezas Matéria orgânica: retarda a pega e endurecimento Sais minerais: altera a pega e endurecimento Material < # 200: aumenta consumo de água, diminui trabalhabilidade e resistência Macios e friáveis: diminui resistência Minerais reativos: produtos expansivos; degradação
  34. 34. Estruturas e texturas
  35. 35. Formas de fragmento
  36. 36. Propriedades químicas Reatividade química (NBR 9773 e ASTM C 1260) Cloretos (NBR 9917 e NBR 14832) Sulfatos (NBR 9917)
  37. 37. Materiais rochosos reativos Opala Obsidiana Cristobalita Tridimita Calcedônia Silex Andesitos, riolitos Quartzo deformado
  38. 38. Condicionantes Presença de álcalis em teor > 0,6 %Na2O equiv. Grande quantidade de cimento no concreto Ingresso de íons alcalinos de outras fontes Quantidade, tamanho e grau de reatividade das partículas Grau de umidade do ambiente da obra Temperatura ambiente
  39. 39. Prevenção / remediação Não usar cimentos com alta alcalinidade Conteúdo total de álcalis no concreto < 3 kg/m3 Dosar adequadamente o cimento do concreto Interromper a migração da umidade ambiente Lavar areias litorâneas com água doce Utilizar pozolanas: • Escória granulada de AF • Pedra pomes moída • Cinza volante • Argila calcinada • Microssílica
  40. 40. Propriedades físicas Granulometria (NBR NM 248) Materiais < # 200 (NBR NM 46) Densidade, Porosidade e Absorção (NBR NM 52 e 53) Massa Unitária (NBR 7251 E 7810)
  41. 41. Séries de peneiras ABNT Série normal Série auxiliar (mm) (mm) 75 - - 63 - 50 37,5 - - 31,5 - 25 19 - - 12,5 9,5 - - 6,3 4,75 - 2,36 - 1,18 - 0,60 - 0,30 - 0,15 -
  42. 42. Limites granulométricos (agregado graúdo) (NBR 7211) 100 90 80 Porcentagem retida acumulada 70 60 50 4,75/12,5 Inferior 40 4,75/12,5 Superior 30 9,5/25 Inferior 20 9,5/25 Superior 10 19/31,5 Inferior 19/31,5 Superior 0 100 10 1 Abertura das peneiras (mm)
  43. 43. Limites granulométricos - agregado miúdo (NBR 7211) 100 90 80 P o rc e n ta g e m re ti d a a c u m u l a d a 70 60 50 40 Inferior Utilizável 30 Inferior ótima 20 Superior Ótimal 10 Superior Utilizável 0 10 1 0,1 0,01 Abertura das peneiras (mm)
  44. 44. Módulos de finura - agregados miúdos (NBR 7211) Módulo de finura: soma das % acumuladas na série normal divida por 100 Zona ótima: 2,20 < MF < 2,90 Zona utilizável inferior: 1,55 < MF < 2,20 Zona utilizável superior: 2,90 < MF < 3,50
  45. 45. Ensaios especiais para agregados graúdos (NBR 7211) Densidade absoluta e aparente e absorção (NBR NM 53) Partículas leves (NBR 9936) Umidade total (NBR 9939) Módulo de elasticidade e poisson (NBR 10341) Esmagamento (NBR 9938) Desgaste por atrito (NBR 12042) Compressão uniaxial (NBR 6953)
  46. 46. Ensaios especiais para agregado miúdo (NBR 7211) Densidade (NBR NM 52) Massa unitária (NBR 7251) Absorção (NBR NM 30) Inchamento (NBR 6467) Partículas Leves (NBR 9936) Umidade Superficial (NBR 9775)
  47. 47. * Como os agregados não entram nas reações químicas complexas com a água, eles tem sido usualmente tratados como materiais de enchimento inerte no concreto. * Os agregados apresentam características muito importantes para a tecnologia do concreto. Características dos agregados: Porosidade Composição granulométrica Absorção de água Forma e textura superficial das partículas Resistência à compressão Módulo de elasticidade Tipos de substâncias deletérias presente.
  48. 48. Características dos agregados: Os agregados têm influência sobre as propriedades dos concretos tanto no estado fresco como no estado endurecido. No estado fresco: Porosidade ou a massa específica, composição granulométrica, permeabilidade, forma e textura superficial dos agregados No estado endurecido: Resistência à compressão, dureza, módulo de elasticidade e sanidade.
  49. 49. Resistência à compressão e módulo de elasticidade: * Propriedades inter-relacionadas, muito influenciadas pela porosidade. * Valores típicos de 210 a 310 MPa e de 70 a 90 GPa, respectivamente. * Resistência à compressão: Capacidade que o material possui de resistir à tensão de compressão sem ruptura (MEHTA & MONTEIRO, 1996). * Fatores que podem influenciar a resistência à compressão: relação a/c, número de vazios, teor de finos, cura, adensamento, tipo de agregado, etc. * Agregados graúdos menores : + resistência * Agregados graúdos muito maiores : - resistência
  50. 50. * Módulo de elasticidade: Relação entre a tensão e a deformação no regime elástico. A importância do limite elástico no projeto estrutural baseia-se no fato de que ele está associado a tensão máxima permissível que o material pode suportar, sem sofrer deformações permanentes. * O módulo de elasticidade é determinado em testemunhos de rocha, preparados da mesma forma que os utilizados nos ensaios de resistência à compressão porém, utilizando, de preferência, a relação altura/diâmetro dos corpos-de-prova de 2,5 a 3,0.
  51. 51. Permeabilidade: É a facilidade com que os fluidos, tanto líquidos como gases, podem ingressar no concreto e se deslocar no seu interior. Porosidade: Poros internos nas partículas, que está relacionada com a massa específica, possuindo diferentes formas e tamanhos. Refere-se a totalidade dos vazios. Obs.: * O agregado ocupa de 65% a 85 % da massa do concreto (ANDRIOLO & SGARBOZA, 1993). * O agregado no concreto é assumido normalmente como sendo impermeável (MEHTA & MONTEIRO, 1994). Porém, devido ao seu grande volume no concreto, uma excessiva porosidade do agregado pode contribui para a porosidade global do concreto.
  52. 52. Forma e textura superficial: A forma e a textura das partículas dos agregados influenciam mais as propriedades do concreto no estado fresco do que no estado endurecido. Forma: Diz respeito às características geométricas, tais como: * Arredondadas: Partículas formadas pelo atrito com consequente perda de vértices e arestas. Ex: areia e pedregulho de zonas marítimas ou leito de rio. * Angulosos: Agregados de rochas intrusivas britadas que possuem vértices e arestas bem definidas. * Lamelares ou achatadas: Partículas cuja espessura é relativamente pequena em relação as outras duas dimensões. * Alongadas: Partículas cujo comprimento é consideravelmente maior do que as outras duas dimensões.
  53. 53. Textura superficial: Grau de quanto a superfície do agregado é lisa ou áspera, baseado em uma avaliação visual. A textura superficial do agregado depende da: *Dureza; *Granulação; *Porosidade da rocha matriz e da sua subseqüente exposição à ação de atrito. A resistência do concreto, particularmente a resistência à flexão, pode ser afetada pela textura do agregado; uma textura mais áspera parece favorecer a formação de uma aderência mecânica mais forte entre a pasta de cimento e o agregado. Em idades mais avançadas, com o desenvolvimento de uma forte aderência química entre a pasta e o agregado, esse efeito pode não ser tão importante.
  54. 54. A impermeabilidade torna-se a principal propriedade para os concretos que, expostos ao ar, sofrem os ataques de águas agressivas ou à ação destruidora dos agentes atmosféricos. Influência dos agregados na permeabilidade: A permeabilidade, porosidade e absorção dos agregados influenciam propriedades tais como a aderência entre o agregado e a pasta de cimento hidratada, a resistência do concreto ao congelamento e ao degelo, bem como a sua estabilidade química e sua resistência à abrasão. Obs.: * No concreto, devido à presença do agregado, os fluidos têm que percorrer um caminho que se torna mais tortuoso (pasta e zona de transição), o que reduz a área efetiva de escoamento.
  55. 55. * Os agregados podem conter poros, que geralmente são descontínuos. Além disso, as partículas de agregados são envolvidas pela pasta de cimento, de modo que seus poros não contribuem para a permeabilidade do concreto (NEVILLE, 1997). Exsudação: Forma de segregação em que parte da água da mistura tende a subir para a superfície de um concreto recém aplicado. * Parte da água que sobe fica aprisionada sob as partículas de agregado graúdo e sob as barras da armadura, criando-se, assim, regiões de fraca aderência. Essa água deixa vazios do tipo bolsas e lentes e, como todos os vazios têm igual orientação, aumenta a permeabilidade do concreto no plano horizontal, podendo ser criada uma região horizontal de menor resistência.

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