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