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Materiais de Construção II Agregados
Materiais de Construção ( TC-031)
Ministério da Educação Universidade Federal do Paraná
Setor de Tecnologia
Departamento de Construção Civil
Professores José de Almendra Freitas Jr. - [email protected] Marienne do Rocio de Melo Maron da Costa – [email protected] Laila Valduga Artigas – [email protected]
AGREGADOS
Versão 2018
Materiais de Construção II Agregados
Porque conhecer os Agregados?
Massa unitária
Massa específica
Superfície específica
Empacotamento
Materiais de Construção II Agregados
AGREGADOS – DEFINIÇÃO:
Material granular, de dimensões adequadas para
o uso em engenharia.
Concreto
DNIT
ABESC
Lastro
Gabiões Drenos
Maccaferri
Maccaferri
Concreto asfáltico
USOS NA ENGENHARIA
Argamassas e concretos
Base p/ pavimentação
Drenos
Lastros de ferrovias
Gabiões
Materiais de Construção II Agregados
FINALIDADE USO EM CONCRETOS E ARGAMASSAS
Econômicas: redução de custos
Cimento+ - R$ 150,00/m3
Agregados + - R$ 60,00/m3
Valores (2018)
Técnicas: Minimiza a retração;
Minimiza o calor de hidratação;
Aumenta a resistência química;
Aumenta a resistência à abrasão.....
(R$ / volume real)
Materiais de Construção II Agregados
FINALIDADE USO EM CONCRETOS E ARGAMASSAS
(Joana S. Coutinho)
% médias por
volumes de um
concreto comum
(Joana S. Coutinho)
Materiais de Construção II Agregados
AGREGADOS - DEFINIÇÕES
Massa Específica ME= massa / volume real
Massa Unitária MU= massa / volume TOTAL
(com vazios)
Valores habituais:
Areia natural: ME ≈ 2,6 g/cm3 (ou kg/litro = t/m3)
MU ≈ 1,4 g/cm3
Brita comum: ME ≈ 2,7 g/cm3 (ou kg/litro = t/m3)
MU ≈ 1,5 g/cm3
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Materiais de Construção II Agregados
Determinação M. U.
compactada de britas.
Mistura compactada
sofrendo rasamento
(Helene/Terzian, 1993) (Helene/Terzian, 1993)
Determinação da Massa Unitária :
AGREGADOS - DEFINIÇÕES
Graúdos NBR NM 45: 2006
Materiais de Construção II Agregados
08:07
Determinação da Massa Unitária:
Determinação M. U. solta de agregados miúdos.
(Idé
rcio
- I
TA
MB
É)
(Idé
rcio
- I
TA
MB
É)
(Idé
rcio
- I
TA
MB
É)
AGREGADOS - DEFINIÇÕES
Miúdos
NBR NM 45: 2006
Materiais de Construção II Agregados
O procedimento a ser seguido :
a) Pesar o agregado (SSS).
b) Pesar o agregado imerso em
água, pendurando a amostra em um
fio ligado ao prato da balança.
Determinação da Massa Específica:
AGREGADOS - DEFINIÇÕES
Balança hidrostática: agregados graúdos
W = peso a seco (SSS)
H = peso imerso na água
ME= W - H
W
NM 53/2009
Amostra imersa
em água
Materiais de Construção II Agregados
08:07
Determinação da Massa Específica:
AGREGADOS - DEFINIÇÕES
Balança hidrostática: agregados graúdos
W
W - H ME=
NM 53/2009
Materiais de Construção II Agregados
(Id
érc
io - IT
AM
BÉ
)
(Id
érc
io - IT
AM
BÉ
)
Balança pesando o material (SSS)
AGREGADOS - DEFINIÇÕES
Determinação da Massa Específica:
Picnômetro: agregados miúdos
Picnômetro
com material
sendo pesado
O picnômetro
permite
rigoroso
controle de
volume
NBR NM 52:2009
Materiais de Construção II Agregados
AGREGADOS - DEFINIÇÕES
Picnômetro: agregados miúdos
Determinação da Massa Específica :
a) b) c) d)
ME = f) e)
- m água m água+areia
m amostra areia
NBR NM 52/2009
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Materiais de Construção II Agregados
Valores aproximados:
Efeito na superfície específica sobre o consumo de água
Diâmetros
(mm)
Superfície
Específica
(m2/m3)
Superfície
Específica
(m2/kg)
Água de
molhagem
(l/m3)
Cimento 915.000 300 -
0,15 a 0,30 26.670 18,4 300
2,4 a 4,8 1.680 1,16 56
9,5 a 19 420 0,290 40
38 a 76 105 0,072 10 Ag
reg
ad
os
AGREGADOS - DEFINIÇÕES
Superfície Específica: SE
SE = áreas dos grãos / MU
Área dos grãos: soma áreas todos os grãos contidos na MU
Materiais de Construção II Agregados
Absorção de água (≤ valor da porosidade)
h% = Ph - Ps
Ps x 100
AGREGADOS - DEFINIÇÕES UMIDADE E
ABSORÇÃO Estado dos grãos:
Seco em estufa : sem umidade alguma, 110ºC por 6 horas;
Seco ao ar : sem umidade superficial, só umidade interna
dos grãos;
Saturado c/ superfície seca: sem umidade superficial,
interior saturado;
Saturado: com água livre na superfície.
Grau de Umidade h%
(José Freitas Jr.)
Materiais de Construção II Agregados
(ITAMBÉ - Idércio.)
UMIDADE E ABSORÇÃO
Seco em estufa Seco ao ar Saturado com
superfície
seca (SSS)
Saturado
AGREGADOS - DEFINIÇÕES
Materiais de Construção II Agregados
AGREGADOS - DEFINIÇÕES
Seco em estufa :
O material fica sem
umidade alguma, após a
permanência em estufa a
110 ºC por 6 horas;
Balança para pesagem úmido e seco
Estufa
h% = Ps
Ph - Ps x 100
MEDIÇÃO DO GRAU DE UMIDADE h%:
NBR 9939:2011
Materiais de Construção II Agregados
MEDIÇÃO DO GRAU DE UMIDADE h%:
Sensor por microondas
para determinação de
umidade em agregados. Determinação
de umidade em
agregados por
método
expedito rápido
(20 minutos)
AGREGADOS - DEFINIÇÕES
Frigideira e fogão para
secagem rápida
Balança para pesagem
úmido e seco
h% = Ph - Ps
Ps x 100
(resultados rápidos com menor precisão)
Materiais de Construção II Agregados
Pedra britada
Areia Natural
AGREGADOS - DEFINIÇÕES
Seixos rolados
TERMOS
• Fíler: material passante # nº 200 (0,075 mm)
• Agregado miúdo: material passante na # nº 4 (4,8 mm)
• Agregado graúdo: material retido # nº 4
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Materiais de Construção II Agregados
CLASSIFICAÇÕES Quanto à origem:
Naturais : areias e seixos
Artificiais : britas, pó de pedra, argila expandida,
granalha de aço
Areia Seixos
Britas Argila expandida Granalha de aço
Materiais de Construção II Agregados
CLASSIFICAÇÕES Quanto à densidade:
Leves: M. U. < 1 g/cm3
Vermiculita
Argila
expandida
Pérolas de isopor
(Concretex)
CONCRETO LEVE
Pedra pome,
Vermiculita, Argila
expandida,
Fragmentos
de EVA
Pedra pome
Materiais de Construção II Agregados
CLASSIFICAÇÕES Quanto à densidade:
Normais: M. U. entre 1 e 2 g/cm3
Britas comuns Seixos Areia Natural
Materiais de Construção II Agregados
CLASSIFICAÇÕES Quanto à densidade:
Pesados: M. U. > 2 g/cm3
Granalha de aço
Argamassa de barita
(barreira radiológica)
CONCRETO PESADO
Barita, Magnetita, Limonita, Brita de magnetita
(Concretex)
Materiais de Construção II Agregados
CLASSIFICAÇÕES
Quanto ao tamanho:
Agregado miúdo:
Material passante # n.º 4 (4,8 mm)
Agregado graúdo:
Material retido # n.º 4
Mescla graúdo/miúdo:
15 % e 85 % retido # n.º 4
Material pulverulento:
Material passante # n.º 200 (0,075 mm)
Materiais de Construção II Agregados
CONCEITOS RELATIVOS AO PENEIRAMENTO:
• Material passante: Até 15% da massa pode ficar retida na peneira
especificada. No mínimo 85% deve passar.
• Material retido: Até 15% da massa pode passar na peneira
especificada. No mínimo 85% deve ficar retido.
NBR NM 24:/2003
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Materiais de Construção II Agregados
CLASSIFICAÇÃO
Produtos de
britagem:
Classificação
Comercial quanto
ao tamanho -
Fotografia Produto Imagem do
uso
Faixa
granulométrica
Rachão Primário Base de
pavimentações e
gabiões
Diâmetro:
100 à 150 mm
Pedra Britada nº 3
Concreto para
fundações, lastros e
pavimentações
Diâmetro:
25 à 50 mm
Pedra Britada nº 2
Concreto Estrutural e
não Estrutural
Diâmetro:
19 à 25 mm
Pedra Britada nº 1
Concreto Estrutural e
não Estrutural
Diâmetro:
12,5 à 19 mm
Pedrisco Limpo
Blocos de concreto e
pré-moldados, massa
asfáltica
Diâmetro:
4,8 à 9,5 mm
Pó de Pedra
Blocos de concreto e
pré-moldados, massa
asfáltica
Diâmetro:
0,5 à 4,8 mm
Materiais de Construção II Agregados
COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA:
(Faixa de distribuição das dimensões das partículas)
(Farias, M. M. e Palmeira, E. M. ; IBRACON 2007)
A) Contínua,
bem graduada
B) Descontínua
C) Uniforme
Curvas granulométricas
Aumenta consumo de cimento
Favorece a resistência
Afeta as propriedades do concreto e argamassas
(Feret, Fuller, Bolomey, Abrams e outros)
Materiais de Construção II Agregados
EFEITO DA COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA:
Maior quantidade de
vazios exige um maior
consumo de pasta de
cimento
(Mehta e Monteiro, 2006)
Aumenta custo
Aumenta retração
Aumenta calor ....
Materiais de Construção II Agregados
EFEITO DA COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA:
Conjunto de grãos menores em substituição a grãos
maiores implica em uma maior quantidade de vazios,
uma maior superfície específica e, portanto,
um maior consumo de pasta de cimento
(Idércio, ITAMBÉ) Mais vazios
Materiais de Construção II Agregados
08:07
Seleção dos tamanhos dos agregados, de forma que os vazios
sejam preenchidos com partículas menores e assim
sucessivamente.
Preenche-se os espaços entre as partículas dos agregados com
partículas menores.
Forma de minimizar os consumos de água e cimento de um
concreto.
Assim, é necessária a quantidade mínima de pasta de cimento
para preencher os espaços remanescentes e produzir um
concreto viável de mistura e aplicação, com menor custo.
EMPACOTAMENTO DE PARTÍCULAS:
Materiais de Construção II Agregados
Granulometrias e seus efeitos sobre os concretos:
EFEITO DA COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA:
PARÂMETROS DE
DOSAGEM DO
CONCRETO
CONCRETO FRESCO CONCRETO
ENDURECIDO
PARA REDUÇÃO
DO CUSTO PARA UMA BOA
TRABALHABILIDADE
PARA UMA BOA
RESISTÊNCIA
Granulometria do
agregado miúdo
Preferencialmente fina Preferencialmente
grossa
Grossa
Relação graúdo/miúdo A diminuir A aumentar A maior possível
Consumo de água A aumentar até certo
ponto
A diminuir A aumentar
Granulometria total Preferível contínua Preferencialmente
descontínua
A disponível
Dimensão máxima
característica do agregado
Preferencialmente
média
Preferencialmente
pequena
A maior possível
Geometria do grão do
agregado graúdo
Preferencialmente
esférico (pedregulho)
Preferencialmente
irregular (pedra
britada)
Esférica
(pedregulho)
(Assunção, J.W.; 2002 )
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Materiais de Construção II Agregados
Argila expandida
Produzida em grandes fornos rotativos, utilizando argilas especiais
que se expandem a altas temperaturas (1.100 °C), transformando-as
em um produto leve, de elevada resistência mecânica.
OBTENÇÃO DE AGREGADOS
Agregados artificiais
Produção e classificação
granulométrica www.cinasita.com.br
Materiais de Construção II Agregados
Vermiculita Formada p/ hidratação de certos minerais basálticos.
Quando aquecida a 1.000 oC, a água contida entre as suas milhares de
lâminas se transforma em vapor fazendo com que as partículas se
transformem em flocos sanfonados que aprisionam células de ar.
M.E. de 80 a 120 kg/m3
OBTENÇÃO DE AGREGADOS
Minério de vermiculita Vermiculita ensacada
Agregados artificiais
Argamassa de
vermiculita para
proteção térmica
Materiais de Construção II Agregados
OBTENÇÃO DE AGREGADOS - NATURAIS
Extração a céu aberto em cavas, rios ou minas
Lavra de leito de rios
(Aulas USP)
Materiais de Construção II Agregados
Extração de areia de cavas, rios ou lagos
Materiais de Construção II Agregados
OBTENÇÃO DE
AGREGADOS - NATURAIS
Extração de areia de mina.
(ITAMBÉ - Idércio)
Materiais de Construção II Agregados
Extração de areia de cavas ou minas
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Materiais de Construção II Agregados
OBTENÇÃO DE AGREGADOS - NATURAIS
Areia de origem marinha
Aplica-se processo de lavagem para
remover o sal (NaCl)
Não se utiliza em concreto armado
devido ao ataque às armaduras.
Materiais de Construção II Agregados
OBTENÇÃO DE AGREGADOS - NATURAIS
Extração de areia em cavas.
Aspecto geral
(José Freitas Jr.)
Materiais de Construção II Agregados
Remoção de camada de terra orgânica
(José Freitas Jr.)
OBTENÇÃO DE AGREGADOS - NATURAIS
Extração de areia em cavas
Materiais de Construção II Agregados
Peneiramento – classifica o material
Lavagem – retira matéria orgânica e material pulverulento
(José Freitas Jr.)
OBTENÇÃO DE AGREGADOS - NATURAIS
Extração de areia em cavas
Materiais de Construção II Agregados
Problemas ambientais
(José Freitas Jr.)
OBTENÇÃO DE AGREGADOS - NATURAIS
Extração de areia em cavas
Materiais de Construção II Agregados
OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS
Extração em pedreiras
Desmonte através de
explosivos
Perfuração para
colocação de
explosivos
(ITAMBÉ - Idércio)
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Materiais de Construção II Agregados
Transporte em caminhões
com caçamba basculante
Retirada do material
desmontado
OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS
Extração em pedreiras
Materiais de Construção II Agregados
Pedreira
Materiais de Construção II Agregados
OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS
Produção e classificação em centrais de britagem
Materiais de Construção II Agregados
OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS
Central de britagem
Materiais de Construção II Agregados
OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS
Britador primário – de mandíbulas
Materiais de Construção II Agregados
Britador de mandíbulas
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Materiais de Construção II Agregados
OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS
Britador primário – de mandíbulas
METSO
Materiais de Construção II Agregados
Britadores
Britadores secundários e terciários - Girosférico cônico
(José Freitas Jr.)
OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS
Materiais de Construção II Agregados
Britadores secundários e terciários - Girosférico cônico
OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS
Materiais de Construção II Agregados
Britadores secundários e terciários - Girosférico cônico
OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS
Materiais de Construção II Agregados
Britadores secundário e terciário – Girosférico ou cônico
OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS
Materiais de Construção II Agregados
OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS
Britador quaternário - Impactores VSI Barmac série VI
METSO
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Materiais de Construção II Agregados
Britadores
Materiais de Construção II Agregados
OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS
Peneiramento por
Peneiras vibratórias
Materiais de Construção II Agregados
Peneira vibratória
Materiais de Construção II Agregados
Métodos indiretos p/
avaliar o tamanho das
partículas
Turbidímetro Wagner
Tempo de
sedimentação
MATERIAL PULVERULENTO
Partículas inferiores a 0,075 mm
Estudo granulométrico impossível por meio de peneiras
Altíssima superfície específica
Materiais de Construção II Agregados
MATERIAL PULVERULENTO
Sedimentômetro de
Prot
Tempo de
sedimentação
(José Freitas Jr.)
SUPERFÍCIE ESPECÍFICA :
Materiais de Construção II Agregados
1,0)1(
3 tKS
Caracteriza a finura. Quanto maior o valor do
Blaine, mais fino é o pó.
• K é a constante do aparelho;
• é a porosidade da camada;
• t é o tempo medido (s)
• é a massa específica do pó (g/cm³)
• é a viscosidade do ar à temperatura do
ensaio – tabela da norma (Pa/s)
• S é a superfície específica
ITAMBÉ
MATERIAL PULVERULENTO Permeâmetro Blaine
NBR 16372:2015
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Materiais de Construção II Agregados
Permeâmetro Blaine
Abrir o registro e aspirar o
líquido, levantando para a
marca A, fechando o registro.
Com a sub-pressão formada
no tubo, o ar é forçado a fluir
através da amostra e o fluido
vai lentamente voltando a
posição de equilíbrio.
O cronômetro deve ser
acionado quando o nível do
fluido passar pela marca B e
desligado quando atingir a
marca C, anotando-se o
tempo
MATERIAL PULVERULENTO
Amostra
Fluido
Entrada de ar
(F.Bauer) NBR 16372:2015
Materiais de Construção II Agregados
SUPERFÍCIE ESPECÍFICA : Granulômetro a laser
A difração do laser mede a
intensidade da luz dispersa por
um grupo de partículas
numa gama de ângulos (Catita,
2006)
(Coutinho, J. S.)
Medição de partículas de 0,1 à 1.000 μm,
possibilita análise rápida e de alta qualidade.
Materiais de Construção II Agregados
Maior a/c menor resistência (fc)
A água transportada pelos agregados através do seu teor de
umidade (h%) deve ser considerada na relação
água/cimento (a/c) para não afetar a resistência do concreto.
AGREGADOS MIÚDOS
Material passante # n.º 4 (4,8 mm)
UMIDADE E ABSORÇÃO
h% = Ps
Ph - Ps x 100
Materiais de Construção II Agregados
Inchamento de até 35%
O inchamento altera o
volume de areia a ser
usada quando a
produção de concreto é
feita por volumes de
agregados.
A umidade aderente nas superfícies dos grãos dos agregados miúdos
transforma estes em partículas com cargas elétricas negativas.
Por repulsão elétrica os grãos se afastam causando o inchamento.
AGREGADOS MIÚDOS Material passante # n.º 4 (4,8 mm)
INCHAMENTO
h% = x 100 Ph - Ps
Ps
NBR 6467:2006
Materiais de Construção II Agregados
Sensor de umidade (por
microondas) para compensação
automática da água
Central produtora de concreto por massas:
Silos de cimento
Balança de cimento
Silos de agregados
Balança de agregados
AGREGADOS MIÚDOS UMIDADE
Balança
Silo
Materiais de Construção II Agregados
Medição em volume
no carrinho
(Idércio, ITAMBÉ )
Medição em volume:
-Caixa ou padiola;
-Carrinho etc.
- Maior desperdício de materiais;
- Maior desvio padrão (Sd);
- Menor economia;
- Menor produtividade;
- Menor qualidade.
AGREGADOS
MIÚDOS
INCHAMENTO
Concreto produzido
na obra por volumes:
Agregados dosados por
volumes e o cimento por
massa (quantidade de sacos).
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Materiais de Construção II Agregados
Central móvel produtora de concreto por volumes:
BALANÇA DE
CIMENTO
O cimento é dosado por
massa, os agregados são
dosados por volumes.
AGREGADOS MIÚDOS INCHAMENTO
Da quantidade de água
líquida a ser adicionada deve
ser subtraída a água da
umidade dos agregados.
O volume do agregado
miúdo deve ser ajustado
de acordo com a
umidade e o
correspondente grau de
inchamento.
O desvio padrão será maior
que na produção por massas.
Materiais de Construção II Agregados
08:07 CONCRETO PRODUZIDO NA OBRA
QUALIDADE ! Controle dos volumes
dos agregados !
Controle do
Volume de água !
Controle de impurezas !
•Controle dos volumes dos agregados ?
•Umidade dos agregados ?
•Controle do volume de água ?
fck obtido ????
Materiais de Construção II Agregados
Peneiramento em peneiras da Série Normal ABNT
Material passante # n.º 4 (4,8 mm)
GRANULOMETRIA
AGREGADOS MIÚDOS
NM 248:2003
Materiais de Construção II Agregados
(Joana S. Coutinho)
(Joana S. Coutinho)
Peneira #
nº
Abertura Nominal
(mm)
4 4,8
8 2,4
16 1,2
30 0,60
50 0,30
100 0,15
Série Normal de peneiras:
GRANULOMETRIA
AGREGADOS MIÚDOS Material passante # n.º 4 (4,8 mm)
NM 248:2003
Materiais de Construção II Agregados
AGREGADOS
Módulo de Finura - MF
Informações extraídas da granulometria:
O MF serve para classificar os agregados e
como informação em alguns métodos de dosagem
A DMC serve para verificar se um agregado tem tamanho
adequado para ser utilizado em concreto de elementos
estruturais de determinadas dimensões.
Dimensão Máxima Característica- DMC
A DMC de um agregado é a abertura da malha da peneira na
qual o agregado apresenta uma porcentagem retida
acumulada igual ou imediatamente inferior a 5% em massa.
M.F. = 100
∑( % acumuladas)
NBR 7211:2009
Materiais de Construção II Agregados
AGREGADOS
Informações extraídas da granulometria:
Dimensão máxima do agregado a ser usado:
Determinada pelo projeto estrutural, detalhe levantado em obra:
NBR 6118:2014 O espaçamento mínimo livre entre as faces das barras longitudinais devem ser ≥:
• 20 mm; • Diâmetro das barras do feixe; • 1,2 vez a dimensão máxima do agregado graúdo.
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Materiais de Construção II Agregados
MF = 2,3 + 9,1 + 28,4 + 65,9 + 86,8 + 95,3
100 = 2,88
DMC = 4,8 mm (9,1% retido na peneira # no 8)
AGREGADOS MIÚDOS Material passante # nº4 (4,8 mm)
GRANULOMETRIA
Peneira # no
Abertura (mm) Massa retida (g)
% retida % acumulada
4 4,8 23 2,3 2,3
8 2,4 68 6,8 9,1
16 1,2 193 19,3 28,4
30 0,6 375 37,5 65,9
50 0,3 209 20,9 86,8
100 0,15 85 8,5 95,3
--- fundo 47 4,7 ---
Σ 1000 100,0
< 5%
NBR 7211
Materiais de Construção II Agregados
NBR 7211
Porcentagem, em peso, retida acumulada nas peneiras
Peneira
ABNT
Zona utilizável Zona ótima
mínimo máximo mínimo máximo
9,5 mm 0 0 0 0
6,3 mm 0 7 0 0
4,8mm 0 10 0 5
2,4 mm 0 25 10 20
1,2 mm 5 50 20 30
0,6 mm 15 70 35 55
0,3 mm 50 95 65 85
0,15 mm 85 100 90 95
AGREGADOS MIÚDOS Material passante # nº4 (4,8 mm)
Materiais de Construção II Agregados
GRANULOMETRIA
AGREGADOS MIÚDOS
Módulo de Finura (MF) Classificação
1,55 < M.F. < 2,20 Zona utilizável inferior
2,20 < M.F. < 2,90 Zona ótima
2,90 < M.F. < 3,50 Zona utilizável superior
#
(mm)
% retida
acumula
da
4,8 2,3
2,4 9,1
1,2 28,4
0,6 65,9
0,3 86,8
0,15 95,3
fundo ---
MF = 2,88
AMOSTRA
Materiais de Construção II Agregados
Características Físicas:
Extrínsecas:
• Incrustações
• Superfície intemperizada
• Superfície lisa
• Formas indesejáveis
• Excesso de finos
Intrínsecas:
• Estrutura porosa indesejável
• Variação volumétrica no umedecimento e secagem
• Laminação e clivagem
• Partículas moles, fracas, leves
• Dilatação térmica desfavorável
Características deletérias dos Agregados:
(Swenson & Chaly)
Materiais de Construção II Agregados
Características Químicas:
Reação com o cimento: • Álcali-agregado (NaOH, KOH)
• Quantidade de álcalis
• Relação NaOH/KOH
• Impurezas orgânicas
• Impurezas salinas
• Trocas iônicas
Independentes do cimento: • Oxidação
• Sulfetos de Ferro
• Concretos ferruginosos
• Carbonatação
• Impurezas incorporadoras de ar
• Solubilização
Características deletérias dos Agregados:
(Swenson & Chaly)
Materiais de Construção II Agregados
IMPUREZAS – Reações deletérias
Finos:
Prejudicam a
trabalhabilidade e a
aderência
pasta/agregado.
Matéria orgânica:
Decomposição da
pasta, eflorescências
e manchamento no
concreto.
(Aulas USP)
(Aulas USP)
Sem matéria orgânica: Com matéria orgânica,
maior acidez, menor pH:
14
Materiais de Construção II Agregados
08:07
400 ppm
100 ppm
300 ppm
500 ppm
200 ppm
MATERIAL COMPONENTE
IMPUREZAS – Reações deletérias
Matéria orgânica:
(Idércio - ITAMBÉ) (Idércio - ITAMBÉ)
Causam decomposição da pasta, eflorescências e manchamento
no concreto. Podem interferir na hidratação do cimento (podendo até
inibir a hidratação). Ocorre frequentemente em areias naturais.
Materiais de Construção II Agregados
IMPUREZAS – Reações deletérias
Limites máximos de substâncias nocivas:
Substância Método de ensaio Porcentagem máxima
Agregado miúdo Agregado graúdo
Torrões de argila e
materiais friáveis
NBR 7218 Concreto aparente 3,0 1,0
Concreto sujeito a desgaste superficial 3,0 2,0
Outros concretos 3,0 3,0
Materiais carbonosos 1) ASTM C
123
Concreto aparente 0,5 0,5
Concreto não aparente 1,0 1,0
Material fino que passa
na peneira 75μm
NBR NM 46 Concreto sujeito a desgaste superficial 3,0 2) 1,0 3) 4)
Concreto protegido de desgaste superficial 5,0 2) 1,0 3) 4)
Impurezas orgânicas NBR NM 49 Solução obtida deve ser
mais clara que a padrão -
1)Quando não for detectada a presença de materiais carbonosos durante a apreciação petrográfica, pode-se prescindir do
ensaio de quantificação dos materiais carbonosos.
2) Quando os agregados forem produzidos a partir de rocha britada, estes limites passam a ser 10% e 12%, respectivamente.
3)Para o agregado total, o limite pode ser composto de até 6,5% desde que se comprove por apreciação petrográfica que os
grãos não interferem nas propriedades do concreto.
4)Para agregados produzidos a partir de rochas com absorção de água inferior a 1% o limite pode ser 2%.
5) Quando a coloração da solução obtida no ensaio for mais escura que a solução padrão, a diferença máxima entre os
resultados de resistência à compressão previstos na NBR 7221 deve ser de 10%.
Materiais de Construção II Agregados
IMPUREZAS – Reações deletérias
Limites máximos para: expansão devida a RAA, teor
de cloretos e sulfatos presentes nos agregados
Determinação Método de ensaio Limites
Reatividade
álcali-agregado
NBR 15.577:2008 Vide norma (Partes 1 a 5)
Teor de Cloretos 2)
NBR 9917
NBR 14832 3)
0,2% concreto simples
0,1% concreto armado
0,01% concreto protendido
Teor de sulfatos 4) NBR 9917 0,1%
1)Ensaio Facultativo.
2)Agregados que excedam os limites podem ser utilizados em concreto, desde que o teor total trazido por todos os
componentes, verificado pela NBR 14382 ou ASTM C 1218, não exceda os limites: 0,06% para concreto protendido, 0,15%
para concreto armado exposto a cloretos, 0,40% para concreto armado em condições não severas e 0,30% para outros
tipos de construção em concreto armado.
3)Método para determinação de cloretos em clínquer e cimento Portland, pode ser utilizado para agregados.
4)Agregados que excedam o limite podem ser utilizados em concreto, desde que o teor total trazido pelos demais
componentes não exceda 0,2% ou que fique comprovado que o uso de cimento Portland resistente à sulfatos, conforme
NBR 5737.
Materiais de Construção II Agregados
REAÇÕES DELETÉRIAS Reações álcali-agregado
(reação expansiva – desagrega o concreto)
Materiais de Construção II Agregados
Reações álcali-agregado
Bloco de fundações seriamente afetado - Recife -PE
REAÇÕES DELETÉRIAS
(Marcelo Pechhio, Yushiro Kihara e Tibério de Andrade)
NBR 9773/1987
Materiais de Construção II Agregados
Ataque por Sulfatos
(expansiva – desagrega o
concreto)
Contaminação por argila
(“pipoca”)
REAÇÕES DELETÉRIAS
(J.S. Coutinho)
(Idércio - Itambé
15
Materiais de Construção II Agregados
Agregado miúdo proveniente da britagem de rochas.
Devido a forma de obtenção, o agregado produzido contém muito
material pulverulento e os grãos tendem a ser mais angulosos que
a areia natural.
Britador primário
de mandíbulas Britadores secundário
e terciário (cônico)
Peneiras Brita
Areia de pedra Lavagem
Rachão
Britador quaternário
impactador centrífugo
Peneiras
AREIA ARTIFICIAL ou INDUSTRIAL ou DE PEDRA
Materiais de Construção II Agregados
Principalmente devido ao impacto ambiental da extração
de areia natural, cada vez mais, os areais se afastam dos
centros consumidores e o transporte, em muitos casos,
tem um custo maior que o próprio material.
Nas regiões metropolitanas do Rio de Janeiro e São Paulo
a distância média chega hoje a mais de 100 km.
Para otimização de custo e do traço da dosagem, as
principais usinas de concreto da região de Curitiba já
utilizam ½ de areia natural e ½ de areia artificial nos seus
concretos.
AREIA ARTIFICIAL ou INDUSTRIAL ou DE PEDRA
Materiais de Construção II Agregados
Comparando com a areia natural:
• Grãos mais lamelares e pontiagudos;
• Maior quantidade de finos (a lavagem minimiza);
• Prejudica a trabalhabilidade;
• Exige mais água e cimento, aumenta custo do concreto.
Areia de pedra
AREIA ARTIFICIAL ou INDUSTRIAL ou DE PEDRA
Materiais de Construção II Agregados
www.crusher.com.br
AREIA ARTIFICIAL ou INDUSTRIAL ou DE PEDRA
Equipamentos de lavagem de areia para retirada de material pulverulento (resíduos)
TELA
Materiais de Construção II Agregados
Lavagem de areia para retirada de material pulverulento
Materiais de Construção II Agregados
Lavagem de areia para retirada de material pulverulento
16
Materiais de Construção II Agregados
AREIA NORMAL – NBR 7214:2015
IPT - é o único responsável pela produção
Serve como padrão de referência laboratorial destinado a
caracterização de cimentos Portland (NBR 7215/1997)
Material retido entre as peneiras # (mm) Denominação
2,40 e 1,20 Grossa
1,20 e 0,60 Média grossa
0,60 e 0,30 Média Fina
0,30 e 0,15 Fina
Frações granulométricas da areia normal:
Peneira # n° Abertura (mm) Limites NBR 7215
8 2,4 0
10 2,0 5 ± 5
16 1,2 25 ± 5
30 0,6 50 ± 5
50 0,3 75 ± 5
100 0,15 97 ± 3
Composição granulométrica NBR 7214:2015
Materiais de Construção II Agregados
AREIA NORMAL – NBR 7214:2015
IPT - é o único responsável pela produção
Determinação Limites NBR
7214
Material fino passante na peneira 0,075 – NBR NM 43/03 ≤ 1%
Umidade NBR 7214 ≤ 0,2%
Conglomerados argilosos NBR 7214 ≤ 1%
Teor de feldspato entre peneiras 2,4 e 1,2 mm – NBR 7214 ≤ 15%
Teor de mica entre peneiras 0,3 e 0,15 mm – NBR 7214 ≤ 2,0%
Impurezas orgânicas – NBR NM 49/01 ≤ 100 ppm
Outras determinações:
Materiais de Construção II Agregados
AGREGADOS GRAÚDOS
Material retido # nº4 (4,8 mm)
FORMATO DOS GRÃOS
Grãos alongados ou lamelares:
• Prejudicam a trabalhabilidade
• Geram mais vazios entre os
grãos e exigem maior consumo de
cimento no concreto
Forma das partículas NBR 7389
Grau de esfericidade e de arredondamento (J.S. Coutinho)
Materiais de Construção II Agregados
Lamelar Alongado
(Id
érc
io - IT
AM
BÉ
)
(Id
érc
io - IT
AM
BÉ
)
C = comprimento
L = largura
e = espessura
e
= Alongado
= Normal
e
= Lamelar e
FORMATO DOS GRÃOS
AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm)
L — ≥ 2 e
C — ≥ 2 e
L — ≥ 2 e
C — ≥ 2 L
C — < 2 L
L — < 2 e
NBR 7809:2005
IF = C/e ≤ 3,0
IF = índice de forma
Materiais de Construção II Agregados
FORMATO DOS GRÃOS
AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm)
(Idércio - ITAMBÉ)
Normal Semi-arredondado Normal Arredondado
(Idércio - ITAMBÉ)
Grãos arredondados:
• Favorecem a trabalhabilidade
• Geram menos vazios entre os grãos e possibilitam a
produção de concreto com menos cimento
Materiais de Construção II Agregados
08:07 MATÉRIA-PRIMA
AGREGADO LAMELAR
AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm)
FORMATO DOS GRÃOS
L — ≥ 2 e
C — ≥ 2 e
C = comprimento
L = largura
e = espessura
17
Materiais de Construção II Agregados
08:07 MATÉRIA-PRIMA
AGREGADO NORMAL
AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm)
FORMATO DOS GRÃOS
L — < 2 e
C — < 2 L
C = comprimento
L = largura
e = espessura
Materiais de Construção II Agregados
08:07 MATÉRIA-PRIMA
AGREGADO ALONGADO
AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm)
FORMATO DOS GRÃOS
L — ≥ 2 e
C — ≥ 2 L
C = comprimento
L = largura
e = espessura
Materiais de Construção II Agregados
AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm)
SÉRIE NORMAL SÉRIE
INTERMEDIÁRIA
N° Abertura (mm) N° Abertura (mm)
6” 150
4” 100
3” 76
2 ½” 64
2” 50
1 ½” 38
1 ¼” 32
1” 25
¾” 19
½” 12,5
3/8” 9,5
¼” 6,3
no4 4,8
Granulometria NBR 7211
Peneiras p/ agregado graúdo
Materiais de Construção II Agregados
Limites granulométricos de agregado graúdo
NBR 7211
AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm)
Abertura das
peneiras (mm)
mínimo
%
máximo
%
25 0 0
19 0 0
12,5 0 5
9,5 2 15
6,3 40 65
4,75 80 100
2,36 95 100
d/D = 4,75/12,5
Abertura das
peneiras (mm)
mínimo
%
máximo
%
31,5 0 0
25 0 5
19 2 15
12,5 40 65
9,5 80 100
6,3 92 100
4,75 95 100
2,36 100 100
d/D = 9,5/25
(Brita 0) (Brita 1)
Materiais de Construção II Agregados
Limites granulométricos de agregado graúdo
NBR 7211
AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm)
(Brita 2) (Brita 3)
Abertura das
peneiras (mm)
mínimo
%
máximo
%
31,5 0 5
25 5 25
19 65 95
12,5 92 100
9,5 95 100
6,3 100 100
d/D = 19/31,5
Abertura das
peneiras (mm)
mínimo
%
máximo
%
50 0 5
37,5 5 30
31,5 75 100
25 87 100
19 95 100
d/D = 25/50
Materiais de Construção II Agregados
Limites granulométricos de agregado graúdo
NBR 7211
AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm)
(Brita 4)
Abertura das
peneiras (mm)
mínimo
%
máximo
%
75 0 5
63 5 30
50 75 100
37,5 90 100
31,5 95 100
d/D = 37,5/75
18
Materiais de Construção II Agregados
Limites granulométricos de agregado graúdo NBR 7211
AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm)
Materiais de Construção II Agregados
AGREGADOS GRAÚDOS Material retido na # nº4 (4,8 mm)
MF – usa as % acumuladas das
peneiras da série normal.
DMC – usa as % acumuladas
das peneiras da série normal e
da série intermediária.
SÉRIE NORMAL SÉRIE
INTERMEDIÁRIA
N° Abertura (mm) N° Abertura (mm)
6” 150
4” 100
3” 76
2 ½” 64
2” 50
1 ½” 38
1 ¼” 32
1” 25
¾” 19
½” 12,5
3/8” 9,5
¼” 6,3
no4 4,8
∑( % acumuladas)
100 M.F. =
Materiais de Construção II Agregados
Amostra de uma brita 2 (19/31,5 mm) Amostra de uma brita 1 (9,5/25 mm)
MF = (16 + 95+ 100 x 6) / 100 = 7,11
DMC = 25 mm
MF = (17 + 94 + 97 + 97 + 100 x 3) / 100 = 6,05
DMC = 12,5 mm
< 5%
= 5%
AGREGADOS GRAÚDOS Material retido na # nº4 (4,8 mm)
Materiais de Construção II Agregados
Resistência à compressão:
(An
dra
de,
W. P.;
19
97
)
Os agregados não são utilizados para regular a resistência de um concreto, mas podem limitar a sua resistência à compressão.
AGREGADO Resistência à compressão da rocha
Rocha basáltica 105 a 235 MPa
Granito 85 a 275 MPa
Calcário 90 a 270 MPa
Cascalho * 165 a 265 MPa
AGREGADOS GRAÚDOS Material retido na # nº4 (4,8 mm)
Materiais de Construção II Agregados
Módulo de elasticidade:
(Andrade, W. P.; 1997)
Como os agregados representam a maior parte do volume de um concreto, são os elementos fundamentais na determinação do seu
Módulo de Elasticidade.
AGREGADO Módulo de elasticidade da rocha
Anfibolito (Itumbiara) 76 GPa
Quartzito (Serra da Mesa) 12,5 GPa
Basalto (Maribondo) 16,3 GPa
Arenito (Capanda) 52,2 GPa
Dados Laboratório de FURNAS
AGREGADOS GRAÚDOS Material retido na # nº4 (4,8 mm)
Materiais de Construção II Agregados
Excesso de friabilidade aumenta em
demasia a quantidade de finos do
concreto dentro da betoneira
AGREGADOS GRAÚDOS Material retido na # nº4 (4,8 mm)
Friabilidade: tendência do agregado desagregar
ENSAIO DE ABRASÃO “LOS ANGELES”
NBR NM 51:2001
19
Materiais de Construção II Agregados
(M.M. de Farias e E. M.Palmeira)
AGREGADOS GRAÚDOS
Material retido na # nº4 (4,8 mm)
Friabilidade: tendência do agregado
desagregar
ENSAIO DE ABRASÃO
“LOS ANGELES”
(Vie
ira
Jr
& S
alle
s, 2
01
1)
NBR 51
Materiais de Construção II Agregados
ENSAIO DE ABRASÃO “LOS ANGELES”
Materiais de Construção II Agregados
Enquanto isso, na obra, na demolição ....
Materiais de Construção II Agregados
Materiais de Construção
AGREGADOS
Referências bibliográficas:
ELADIO G. R. PETRUCCI - Concreto de cimento Portland
Ed. Globo.
L. A. FALCÃO BAUER - Materiais de construção 1 - Ed. LTC.
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL
e Princípios de Ciência e Engenharia de Materiais
Capítulo 16 Agregados para a Construção Civil
Márcio M. de Farias e Ennio de Marques Palmeira– IBRACON 2007