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José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 Materiais de Construção ( TC-031) Ministério da Educação Universidade Federal do Paraná Setor de Tecnologia Departamento de Construção Civil Prof. José de Almendra Freitas Jr. freitasjose@terra.com.br AGREGADOS Versão 2013Versão 2013 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 FINALIDADE USO EM CONCRETOS E ARGAMASSAS � Econômicas: redução de custos Cimento+ - R$ 130,00/m3 Agregados + - R$ 30,00/m3 Valores (2010) � Técnicas: Minimiza a retração; Minimiza o calor de hidratação; Aumenta a resistência química; Aumenta a resistência à abrasão..... (R$ / volume real) José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 FINALIDADE USO EM CONCRETOS E ARGAMASSAS (Joana S. Coutinho) % médias por volumes de um concreto comum (Joana S. Coutinho) José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 Determinação M. U. compactada de britas. Mistura compactada sofrendo arrasamento ((HeleneHelene//TerzianTerzian, 1993), 1993) ((HeleneHelene//TerzianTerzian, 1993), 1993) Determinação da Massa Unitária : AGREGADOS - DEFINIÇÕES Graúdos NBR 7251/1982 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 Determinação da Massa Unitária: Determinação M. U. solta de agregados miúdos. ( I d é r c i o - I T A M B É ) ( I d é r c i o - I T A M B É ) ( I d é r c i o - I T A M B É ) AGREGADOS - DEFINIÇÕES Miúdos NBR 7251/1982 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 O procedimento a ser seguido : a) Pesa o agregado (SSS). b) Pesa o agregado imerso em água, pendurando a amostra em um fio ligado ao prato da balança. 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 53/2003 Amostra imersa em água José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 Determinação da Massa Específica: AGREGADOS - DEFINIÇÕES Balança hidrostática: agregados graúdos W W - H ME= NM 53/2003 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 ( I d é r c i o - I T A M B É ) ( I d é r c i o - I T A M B É ) BalanBalançça pesando o material (SSS)a pesando o material (SSS) AGREGADOS - DEFINIÇÕES Determinação da Massa Específica: Picnômetro: agregados miúdos PicnômetroPicnômetro com materialcom material sendo pesadosendo pesado O O picnômetropicnômetro permite permite rigoroso rigoroso controle de controle de volumevolume NBR NM 52/2009 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 AGREGADOS - DEFINIÇÕES Picnômetro: agregados miúdos Determinação da Massa Específica : a) b) c) d) ME = f)e) - m águam água+areia m amostra areia NBR NM 52/2009 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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 10A g r e g a d o s A g r e g a d o s AGREGADOS - DEFINIÇÕES Superfície Específica: SE SE = áreas dos grãos / MU Área dos grãos: soma áreas todos os grãos contidos na MU José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 Absorção de água (≤ valor da porosidade) h% = Ph - Ps Ps x 100 AGREGADOS - DEFINIÇÕES UMIDADE E ABSORÇÃOEstado 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.) José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 (ITAMBÉ - Idércio.) UMIDADE E ABSORÇÃO Seco em estufa Seco ao ar Saturado com superfície seca (SSS) Saturado AGREGADOS - DEFINIÇÕES José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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 Frigideira e fogão para secagem rsecagem ráápidapida Balança para pesagem úmido e seco h% = Ph - Ps Ps x 100 (resultados rápidos com menor precisão) José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 CLASSIFICAÇÕES Quanto à origem: � Naturais : areias e seixos � Artificiais : britas, pó de pedra, argila expandida, granalha de aço AreiaSeixos Britas Argila expandida Granalha de aço José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 CLASSIFICAÇÕES Quanto à densidade: � Normais: M. U. entre 1 e 2 g/cm3 Britas comuns SeixosAreia Natural José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 CLASSIFICAÇÕES Quanto à densidade: � Pesados: M. U. > 2 g/cm3 Granalha de aço Argamassa de baritaArgamassa de barita (barreira radiol(barreira radiolóógica)gica) CONCRETO PESADO Barita, Magnetita, Limonita, Brita de magnetita (Concretex) José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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) José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 CONCEITOS RELATIVOS AO PENEIRAMENTO: •Material passante: Até 15% damassa pode ficar retida na peneira especificada. No mínimo 85% deve passar. •Material retido: Até 15% da massa pode passar na peneira especificada. No mínimo 85% deve ficar retido. NM 248/2003 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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) José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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 .... José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 Granulometrias e seus efeitos sobre os concretos: EFEITO DA COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA: PARÂMETROS DE DOSAGEM DO CONCRETO CONCRETO FRESCO CONCRETO ENDURECIDO PARA REDUÇÃO DO CUSTOPARA 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 ) José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 OBTENÇÃO DE AGREGADOS - NATURAIS Extração a céu aberto em cavas, rios ou minas Lavra de leito de rios (Aulas USP) José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 ExtraExtraçção de areia de cavas, rios ou lagosão de areia de cavas, rios ou lagos José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 OBTENÇÃO DE AGREGADOS - NATURAIS Extração de areia de mina. (ITAMBÉ - Idércio) José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 ExtraExtraçção de areia de cavas ou minasão de areia de cavas ou minas José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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. José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 OBTENÇÃO DE AGREGADOS - NATURAIS Extração de areia em cavas. Aspecto geral (José Freitas Jr.) José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 Remoção de camada de terra orgânica (José Freitas Jr.) OBTENÇÃO DE AGREGADOS - NATURAIS Extração de areia em cavas José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 Peneiramento – classifica o material Lavagem – retira matéria orgânica e material pulverulento (José Freitas Jr.) OBTENÇÃO DE AGREGADOS - NATURAIS Extração de areia em cavas José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 Problemas ambientais (José Freitas Jr.) OBTENÇÃO DE AGREGADOS - NATURAIS Extração de areia em cavas José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Extração em pedreiras Desmonte através de explosivos Perfuração para colocação de explosivos (ITAMBÉ - Idércio) José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 Transporte em caminhões com caçamba basculante Retirada do material desmontado OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Extração em pedreiras José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 PedreiraPedreira José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Produção e classificação em centrais de britagem José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Central de britagem José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Britador primário – de mandíbulas José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 Britador de mandBritador de mandííbulasbulas José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Britador primário – de mandíbulas METSO José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 Britadores Britadores secundários e terciários - Girosférico cônico (José Freitas Jr.) OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 Britadores secundários e terciários - Girosférico cônico OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 Britadores secundários e terciários - Girosférico cônico OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 Britadores secundário e terciário – Girosférico ou cônico OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Britador quaternário - Impactores VSI Barmac série VI METSO José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 BritadoresBritadores José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Peneiramento por Peneiras vibratórias José de A. FreitasJr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 Peneira vibratPeneira vibratóóriaria José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 MATERIAL PULVERULENTO Sedimentômetro de Prot Tempo de sedimentação (José Freitas Jr.) SUPERFÍCIE ESPECÍFICA : José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 ηε ε ρ 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; • ε é a porosidade da camada; • t é o tempo medido (s) • ρ é a massa específica do pó (g/cm³) • η 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 NM 76 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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 NBR NM 76 Amostra Fluido Entrada de ar (F.Bauer) José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 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. José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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). José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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. José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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 ???? José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 Peneiramento em peneiras da Série Normal ABNT Material passante # n.º 4 (4,8 mm) GRANULOMETRIA AGREGADOS MIÚDOS NM 248:2003 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 (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 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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 A DMC serve para verificar se um agregado tem tamanho adequado para ser utilizado em concreto de elementos adequado para ser utilizado em concreto de elementos estruturais de determinadas dimensões.estruturais de determinadas dimensões. Dimensão Máxima Característica- DMC A DMC de um agregado é a abertura da malha da peneira superior a qual a porcentagem acumulada for igual ou imediatamente inferior a 5 %. M.F. = 100 ∑( % acumuladas) NBR 7211 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 AGREGADOS Informações extraídas da granulometria: Dimensão máxima do agregado a ser usado: Determinada pelo projeto estrutural, detalhe levantado em obra, observa-se as distâncias entre as armaduras, as formas e outras, seguindo as regras: (Adotar o menor destes valores). • DMC ≤ 1/3 da espessura da laje • DMC ≤ ¼ da distância entre faces das formas • DMC ≤ 0,8 do espaçamento entre armaduras horizontais • DMC ≤ 1,2 do espaçamento entre armaduras verticais • DMC ≤ ¼ do Ø da tubulação de bombeamento (no caso) • DMC ≤ 1,2 do cobrimento nominal José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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) José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 GRANULOMETRIAAGREGADOS 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 ---fundo 95,30,15 86,80,3 65,90,6 28,41,2 9,12,4 2,34,8 % retida acumula da # (mm) MF = 2,88 AMOSTRA José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 CaracterísticasFísicas: � 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) José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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) José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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: José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 400 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 freqüentemente em areias de naturais José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 IMPUREZAS – Reações deletérias Limites máximos de substâncias nocivas: Substância Método de ensaio Porcentagem máxima Agregado miúdo Agregado graúdo Torrões de argila e materiais friáveis NBR 7218 Concreto aparente 3,0 1,0 Concreto sujeito a desgaste superficial 3,0 2,0 Outros concretos 3,0 3,0 Materiais carbonosos 1) ASTM C 123 Concreto aparente 0,5 0,5 Concreto não aparente 1,0 1,0 Material fino que passa na peneira 75µm NBR NM 46 Concreto sujeito a desgaste superficial 3,0 1,0 2) 3) Concreto protegido de desgaste superficial 5,0 1,0 2) 3) Impurezas orgânicas NBR NM 49 Solução obtida deve ser mais clara que a padrão - 1)Quando não for detectada a presença de materiais carbonosos durante a apreciação petrográfica, pode-se prescindir do ensaio de quantificação dos materiais carbonosos. 2)Para o agregado total, o limite pode ser composto de até 6,5% desde que se comprove por apreciação petrográfica que os grãos não interferem nas propriedades do concreto. 3)Para agregados produzidos a partir de rochas com absorção de água inferior a 1% o limite pode ser 2%. 4)Quando a coloração da solução obtida no ensaio for mais escura que a solução padrão, a diferença máxima entre os resultados de resistência à compressão previstos na NBR 7221 deve ser de 10%. José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 IMPUREZAS – Reações deletérias Limites máximos para: expansão devida a RAA, teor de cloretos e sulfatos presentes nos agregados Determinação Método de ensaio Limites Reatividade álcali-agregado ASTM C 1260 Expansão máxima de 0,10% aos 14 dias de cura agressiva NBR 9773 1) Expansão máxima de 0,05% aos 3 meses Teor de Cloretos 2) NBR 9917 NBR 14832 3) Expansão máxima de 0,05% aos 6 meses 0,2% concreto simples 0,1% concreto armado 0,01% concreto protendido Teor de sulfatos 4) NBR 9917 0,1% 1)Ensaio Facultativo. 2)Agregados que excedam os limites podem ser utilizados em concreto, desde que o teor total trazido por todos os componentes, verificado pela NBR 14382 ou ASTM C 1218, não exceda os limites: 0,06% para concreto protendido, 0,15% para concreto armado exposto a cloretos, 0,40% para concreto armado em condições não severas e 0,30% para outros tipos de construção em concreto armado. 3)Método para determinação de cloretos em clínquer e cimento Portland, pode ser utilizado para agregados. 4)Agregados que excedam o limite podem ser utilizados em concreto, desde que o teor total trazido pelos demais componentes não exceda 0,2% ou que fique comprovado que o uso de cimento Portland resistente à sulfatos, conforme NBR 5737. José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 REAÇÕES DELETÉRIAS Reações álcali-agregado (reação expansiva – desagrega o concreto) José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 Reações álcali-agregado Bloco de fundações seriamente afetado - Recife -PE REAÇÕES DELETÉRIAS (Marcelo Pechhio, Yushiro Kihara e Tibério de Andrade) NBR 9773/1987 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 Ataque por Sulfatos (expansiva – desagrega o concreto) Contaminação por argila (“pipoca”) REAÇÕES DELETÉRIAS (J.S. Coutinho) (Idércio - Itambé José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 www.crusher.com.br AREIA ARTIFICIAL ou INDUSTRIAL ou DE PEDRA Equipamentos de lavagem de areia para retirada de material pulverulento (resíduos) TELA José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 Lavagem de areia para retirada de material pulverulentoLavagem de areia para retirada de material pulverulento José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 Lavagem de areia para retirada de material pulverulentoLavagem de areia para retirada de material pulverulento José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 AREIA NORMAL – NBR 7214/82 IPT - é o único responsável pela produção Serve como padrão de referência laboratorial destinado a caracterização de cimentos Portland (NBR 7215/1996) 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 7214/82 8 2,4 0 10 2,0 5 ± 5 16 1,2 25 ± 5 30 0,6 50 ± 5 50 0,3 75 ± 5 100 0,15 97 ± 3 Composição granulométrica NBR 7214/82 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 AREIA NORMAL – NBR 7214/82 IPT - é o único responsável pela produção Serve como padrão de referência laboratorial destinado acaracterização de cimentos Portland (NBR 7215/1996) Determinação Limites NBR 7214/82 Material fino passante na peneira 0,075 – NBR NM 43/03 ≤ 1% Umidade NBR 7214/82 ≤ 0,2% Conglomerados argilosos NBR 7214/82 ≤ 1% Teor de feldspato entre peneiras 2,4 e 1,2 mm – NBR 7214/82 ≤ 15% Teor de mica entre peneiras 0,3 e 0,15 mm – NBR 7214/82 ≤ 2,0% Impurezas orgânicas – NBR NM 49/01 ≤ 100 ppm Outras determinações: José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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) José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 LamelarAlongado ( I d é r c i o - I T A M B É ) ( I d é r c i o - I T A M B É ) C = comprimento L = largura e = espessura e = Alongado = Normal e = Lamelare 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 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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 n o4 4,8 Granulometria NBR 7211 Peneiras p/ agregado graúdo José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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) José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 Limites granulométricos de agregado graúdo NBR 7211 AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm) José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 AGREGADOS GRAÚDOS Material retido na # nº4 (4,8 mm) MF – usa as % acumuladas das peneiras da série normal. DMC – usa as % acumuladas das peneiras da série normal e da série auxiliar. SÉRIE NORMAL SÉRIE INTERMEDIÁRIA N° Abertura (mm) N° Abertura (mm) 6” 150 4” 100 3” 76 2 ½” 64 2” 50 1 ½” 38 1 ¼” 32 1” 25 ¾” 19 ½” 12,5 3/8” 9,5 ¼” 6,3 n o4 4,8 ∑( % acumuladas) 100 M.F. = José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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 MF = (17 + 94 + 97 + 97 + 100 x 3) / 100 = 6,05 >5% >5% AGREGADOS GRAÚDOS Material retido na # nº4 (4,8 mm) José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 Resistência à compressão: ( A n d r a d e , W . P . ; 1 9 9 7 ) 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) José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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) 105 a 235 MPa Quartzito (Serra da Mesa) 85 a 275 MPa Basalto (Maribondo) 90 a 270 MPa Arenito (Capanda) 165 a 265 MPa Dados Laboratório de FURNAS AGREGADOS GRAÚDOS Material retido na # nº4 (4,8 mm) José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 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 51 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 (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” ( V i e i r a J r & S a l l e s , 2 0 1 1 ) NBR 51 José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 ENSAIO DE ABRASÃO ENSAIO DE ABRASÃO ““LOS ANGELESLOS ANGELES”” José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 Enquanto isso, na obra, na demolição .... José de A. Freitas Jr. |Materiais de ConstruçãoAgregados 15:55 Materiais de Construção AGREGADOS Referências bibliográficas: ELADIO G. R. PETRUCCI - Concreto de cimento Portland Ed. Globo. L. A. FALCÃO BAUER - Materiais de construção 1 - Ed. LTC. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL e Princípios de Ciência e Engenharia de Materiais Capítulo 16 Agregados para a Construção Civil Márcio M. de Farias e Ennio de Marques Palmeira– IBRACON 2007
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