Livro- Texto - Unidade Materiais Naturais e Artificiais

Prévia do material em texto

Autor: Prof. Fernando Cruz Barbieri
Colaboradores: Prof. Ricardo Scalão Tinoco
 Prof. José Carlos Morilla
Materiais Naturais 
 e Artificiais
Professor conteudista: Fernando Cruz Barbieri
Professor titular da Universidade Paulista (UNIP), campus Dutra de São José dos Campos.
Fez graduação em Engenharia Química pela Universidade Metodista de Piracicaba (1998), mestrado em Física na área 
de Física de Plasma pelo Instituto Tecnológico de Aeronáutica (2001) e doutorado em Engenharia e Tecnologia Espaciais 
na área de Concentração em Engenharia de Materiais no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe) (2006).
Tem experiência na área de Engenharia de Materiais e Metalúrgica, com ênfase em tratamentos superficiais de 
materiais carbonosos e metálicos, técnicas experimentais em ciências dos materiais, filmes finos, ciências físicas de 
materiais e físico-químicas de superfícies de sólidos, tratamentos térmicos, tecnologia de vácuo, física de plasma, 
técnicas de caracterização de materiais, crescimento de filmes finos e CVD e nitretação iônica.
Possui vínculo com a UNIP desde 2002, instituição na qual ministra as disciplinas Materiais Naturais e Artificiais 
e Materiais de Construção Civil desde 2013. Tem experiência em nível de iniciação científica nas áreas de consistência 
e resistência à compressão axial na pasta de cimento Portland e de desempenhos de aditivos superplastificantes em 
concretos, assim como estudos da caracterização física de agregados para dosagem de concretos.
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permissão escrita da Universidade Paulista.
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
B236m Barbieri, Fernando Cruz.
Materiais Naturais e Artificiais. / Fernando Cruz Barbieri. – São 
Paulo: Editora Sol, 2022.
200 p., il.
Nota: este volume está publicado nos Cadernos de Estudos e 
Pesquisas da UNIP, Série Didática, ISSN 1517-9230.
1. Construção civil. 2. Materiais naturais. 3. Materiais artificiais. 
I. Título.
CDU 69
U514.62 – 22
Prof. Dr. João Carlos Di Genio
Reitor
Profa. Sandra Miessa
Reitora em Exercício
Profa. Dra. Marilia Ancona Lopez
Vice-Reitora de Graduação
Profa. Dra. Marina Ancona Lopez Soligo
Vice-Reitora de Pós-Graduação e Pesquisa
Profa. Dra. Claudia Meucci Andreatini
Vice-Reitora de Administração
Prof. Dr. Paschoal Laercio Armonia
Vice-Reitor de Extensão
Prof. Fábio Romeu de Carvalho
Vice-Reitor de Planejamento e Finanças
Profa. Melânia Dalla Torre
Vice-Reitora de Unidades do Interior
Unip Interativa
Profa. Elisabete Brihy
Prof. Marcelo Vannini
Prof. Dr. Luiz Felipe Scabar
Prof. Ivan Daliberto Frugoli
 Material Didático
 Comissão editorial: 
 Profa. Dra. Christiane Mazur Doi
 Profa. Dra. Angélica L. Carlini
 Profa. Dra. Ronilda Ribeiro
 Apoio:
 Profa. Cláudia Regina Baptista
 Profa. Deise Alcantara Carreiro
 Projeto gráfico:
 Prof. Alexandre Ponzetto
 Revisão:
 Lucas Ricardi
 Elaine Pires
Sumário
Materiais Naturais e Artificiais
APRESENTAÇÃO ................................................................................................................................................... 11
INTRODUÇÃO ........................................................................................................................................................ 12
Unidade I
1 ROCHA E SOLOS ............................................................................................................................................... 15
1.1 Rochas....................................................................................................................................................... 15
1.2 Definição de rocha ............................................................................................................................... 15
1.3 Tipos de rocha ........................................................................................................................................ 15
1.4 Formação e classificação das rochas ............................................................................................ 16
1.4.1 Rochas ígneas ou magmáticas .......................................................................................................... 16
1.4.2 Rochas sedimentares ............................................................................................................................. 17
1.4.3 Rocha metamórfica ............................................................................................................................... 18
1.5 Principais características das rochas como materiais de construção ............................. 18
1.6 Principais rochas utilizadas como material de construção ................................................. 19
1.7 Solos .......................................................................................................................................................... 20
1.8 Classificações quanto à origem geológica do solo ................................................................. 21
1.9 Composições mineralógicas das partículas do solo ............................................................... 22
1.10 Termos relativos a solos .................................................................................................................. 22
1.11 Identificação dos solos ..................................................................................................................... 23
1.11.1 Cor dos solos ........................................................................................................................................... 23
1.11.2 Textura do solo ....................................................................................................................................... 24
1.11.3 Estrutura do solo ................................................................................................................................... 26
1.11.4 Porosidade do solo ............................................................................................................................... 27
2 AGREGADOS ...................................................................................................................................................... 30
2.1 Definição .................................................................................................................................................. 30
2.2 Classificações dos agregados ........................................................................................................... 30
2.2.1 Quanto à origem ..................................................................................................................................... 31
2.2.2 Quanto à dimensão de suas partículas .......................................................................................... 32
2.2.3 Quanto à massa específica.................................................................................................................. 33
2.2.4 Quanto à composição mineralógica ............................................................................................... 34
2.3 Tipos de agregados .............................................................................................................................. 34
2.3.1 Agregados naturais ................................................................................................................................ 34
2.3.2 Agregados artificiais .............................................................................................................................. 35
2.3.3 Agregados industrializados ................................................................................................................. 37
2.4 Granulometria: exigências normativas da NBR7211 ............................................................ 38
2.4.1 Granulometria .......................................................................................................................................... 38
2.4.2 Continuidade da curva de distribuição granulométrica ......................................................... 38
2.4.3 Curva granulométrica ........................................................................................................................... 39
2.4.4 Módulo de finura (MF) .......................................................................................................................... 44
2.4.5 Dimensão máxima (Dm) ....................................................................................................................... 48
2.5 Forma dos grãos ................................................................................................................................... 51
2.5.1 Quanto às dimensões ............................................................................................................................ 51
2.5.2 Quanto à conformação da superfície ............................................................................................. 51
2.5.3 Quanto à forma das faces ................................................................................................................... 51
2.6 Substâncias ............................................................................................................................................. 52
3 AGLOMERANTES .............................................................................................................................................. 53
3.1 Cimento Portland ................................................................................................................................. 54
3.1.1 Definição .................................................................................................................................................... 54
3.1.2 Introdução ................................................................................................................................................. 54
3.1.3 Matéria-prima .......................................................................................................................................... 54
3.1.4 Obtenção do cimento Portland ......................................................................................................... 55
3.1.5 Reação de formação do clínquer dentro do forno ................................................................... 56
3.1.6 Reação de hidratação do cimento Portland ................................................................................ 57
3.1.7 Desenvolvimento da microestrutura de um grão de cimento quando hidratado .....................58
3.1.8 Processo de fabricação do cimento Portland .............................................................................. 60
3.1.9 Classificação do cimento Portland .................................................................................................. 61
3.2 Gesso ......................................................................................................................................................... 63
3.2.1 Considerações gerais ............................................................................................................................. 63
3.2.2 Efeito da queima ..................................................................................................................................... 64
3.2.3 Propriedades do gesso .......................................................................................................................... 66
3.3 Cal ............................................................................................................................................................... 66
3.3.1 Cal aérea ..................................................................................................................................................... 67
3.3.2 Aplicação .................................................................................................................................................... 67
3.3.3 Fabricação .................................................................................................................................................. 67
3.3.4 Classificação .............................................................................................................................................. 69
3.3.5 Propriedades ............................................................................................................................................. 70
4 METAIS NA CONSTRUÇÃO CIVIL ................................................................................................................ 71
4.1 Obtenção .................................................................................................................................................. 72
4.2 Ligas ........................................................................................................................................................... 73
4.2.1 Aparência ................................................................................................................................................... 73
4.2.2 Densidade................................................................................................................................................... 73
4.2.3 Dilatação e condutividade térmica ................................................................................................. 74
4.2.4 Condutibilidade elétrica ....................................................................................................................... 74
4.3 Propriedades mecânicas .................................................................................................................... 75
4.3.1 Resistência à tração (NBR-6152 para metais) ............................................................................ 75
4.3.2 Curva tensão X deformação ............................................................................................................... 79
4.3.3 Ensaio Charpy ........................................................................................................................................... 83
4.3.4 Dureza ......................................................................................................................................................... 84
4.3.5 Ensaio dobramento ................................................................................................................................ 86
4.4 Metais não ferrosos ............................................................................................................................. 86
4.4.1 Alumínio ..................................................................................................................................................... 87
4.4.2 Cobre ............................................................................................................................................................ 88
4.4.3 Zinco ............................................................................................................................................................ 88
4.4.4 Latão ............................................................................................................................................................ 88
4.5 Metais ferrosos ...................................................................................................................................... 89
4.5.1 Classificação dos aços ........................................................................................................................... 90
4.5.2 Barras e fios de aço destinados à armadura de concreto armado(vergalhões) ........... 92
4.5.3 Aços planos de seção retangular ...................................................................................................... 96
4.5.4 Perfis laminados: aço com baixo teor de carbono .................................................................... 97
Unidade II
5 MADEIRA NA CONSTRUÇÃO CIVIL .........................................................................................................101
5.1 Introdução .............................................................................................................................................101
5.2 Vantagens do uso da madeira .......................................................................................................101
5.3 Desvantagens do uso da madeira ................................................................................................102
5.4 Classificações das árvores ...............................................................................................................102
5.4.1 Endógenas ...............................................................................................................................................102
5.4.2 Exógenas...................................................................................................................................................103
5.5 Estrutura da madeira ........................................................................................................................104
5.5.1 Casca ..........................................................................................................................................................104
5.5.2 Câmbio ......................................................................................................................................................105
5.5.3 Lenho .........................................................................................................................................................105
5.5.4 Alburno .....................................................................................................................................................106
5.5.5 Cerne ..........................................................................................................................................................107
5.6 Classificação das madeiras .............................................................................................................108
5.6.1 Construção civil pesada interna .....................................................................................................108
5.6.2 Construção civil leve externa e leve interna estrutural ........................................................108
5.6.3 Construção civil leve interna de utilidade geral ......................................................................109
5.6.4 Construção civil leve, em esquadrias ............................................................................................109
5.6.5 Construção civil de assoalhos domésticos ................................................................................. 110
5.6.6 Construção civil leve interna decorativa ..................................................................................... 110
5.7 Propriedades físicas ...........................................................................................................................111
5.7.1 Umidade ....................................................................................................................................................111
5.7.2 Retratilidade ........................................................................................................................................... 114
5.7.3 Massa específica ....................................................................................................................................115
5.7.4 Dilatação térmica ..................................................................................................................................116
5.7.5 Condutibilidade térmica ....................................................................................................................116
5.7.6 Condutibilidade elétrica .....................................................................................................................116
5.7.7 Dureza ....................................................................................................................................................... 116
5.7.8 Resistência ao fogo ..............................................................................................................................118
5.8 Propriedades mecânicas ..................................................................................................................118
5.8.1 Aos esforços principais, exercidos no sentido das fibras, 
relacionados com a coesão longitudinal do material .......................................................................118
5.8.2 Aos esforços secundários, exercidos transversalmente às fibras, 
relacionados com sua coesão transversal ..............................................................................................121
5.9 Tipos de madeira .................................................................................................................................122
6 CERÂMICAS E VIDROS NA CONSTRUÇÃO CIVIL................................................................................123
6.1 Definição ................................................................................................................................................123
6.2 Classificação das cerâmicas ...........................................................................................................124
6.2.1 Cerâmica vermelha ............................................................................................................................. 124
6.2.2 Materiais de revestimento ............................................................................................................... 124
6.2.3 Cerâmica branca................................................................................................................................... 124
6.2.4 Materiais refratários ........................................................................................................................... 124
6.2.5 Isolantes térmicos ................................................................................................................................ 124
6.2.6 Corantes ................................................................................................................................................... 125
6.2.7 Abrasivos ................................................................................................................................................. 125
6.2.8 Vidro, cimento e cal ............................................................................................................................ 125
6.2.9 Cerâmica de alta tecnologia/cerâmica avançada ................................................................... 125
6.3 Características da cerâmica ...........................................................................................................125
6.4 Processo de fabricação .....................................................................................................................126
6.5 Composição química das cerâmicas para construção civil ...............................................127
6.6 Produtos cerâmicos para construção civil ...............................................................................128
6.6.1 Blocos cerâmicos.................................................................................................................................. 128
6.6.2 Telhas cerâmicas...................................................................................................................................135
6.6.3 Tubos cerâmicos ....................................................................................................................................141
6.6.4 Louças sanitárias .................................................................................................................................. 142
6.7 Vidros .......................................................................................................................................................143
6.7.1 Definição ................................................................................................................................................. 143
6.7.2 Vidro float (comum) ........................................................................................................................... 144
6.7.3 Importância ambiental ...................................................................................................................... 144
6.7.4 Classificação ........................................................................................................................................... 145
6.7.5 Propriedades mecânicas .................................................................................................................... 145
6.7.6 Propriedades físicas ............................................................................................................................ 145
6.7.7 Propriedades térmicas ....................................................................................................................... 146
7 POLÍMEROS E BETUME NA CONSTRUÇÃO CIVIL ...............................................................................146
7.1 Definições ..............................................................................................................................................146
7.2 Propriedades físico-químicas dos polímeros...........................................................................147
7.3 Classificação dos polímeros ...........................................................................................................148
7.3.1 Quanto à origem .................................................................................................................................. 148
7.3.2 Quanto à aplicação ............................................................................................................................. 148
7.3.3 Quanto ao tipo de monômeros ...................................................................................................... 149
7.3.4 Quanto à estrutura molecular ........................................................................................................ 150
7.3.5 Quanto à morfologia no estado sólido ....................................................................................... 150
7.4 Cristalinidade .......................................................................................................................................151
7.5 Propriedades mecânicas dos polímeros ....................................................................................151
7.6 Propriedades térmicas dos polímeros ........................................................................................152
7.7 Aditivos ...................................................................................................................................................153
7.8 Aplicações de polímeros na construção civil ..........................................................................153
7.8.1 Pisos........................................................................................................................................................... 154
7.8.2 Pavimentação ........................................................................................................................................ 155
7.8.3 Drenagem ................................................................................................................................................ 155
7.8.4 Revestimentos de paredes ............................................................................................................... 155
7.8.5 Divisórias ................................................................................................................................................. 155
7.8.6 Teto e telhas ........................................................................................................................................... 156
7.8.7 Impermeabilizações ............................................................................................................................ 156
7.8.8 Instalações elétricas ............................................................................................................................ 156
7.9 Asfaltos na construção civil ...........................................................................................................156
7.9.1 Definição ................................................................................................................................................. 156
7.9.2 Características ....................................................................................................................................... 157
7.9.3 Processo de destilação do betume ............................................................................................... 157
7.9.4 Classificação dos materiais betuminosos................................................................................... 159
7.9.5 Tipos de asfalto encontrados .......................................................................................................... 159
7.9.6 Classificação do CAP segundo a viscosidade absoluta e 
por ensaio de penetração ............................................................................................................................ 160
7.9.7 Pavimentos de estradas ..................................................................................................................... 168
8 MATERIAIS NÃO CONVENCIONAIS NA CONSTRUÇÃO CIVIL ........................................................168
8.1 Principais materiais não convencionais ....................................................................................169
8.1.1 Bambu ...................................................................................................................................................... 169
8.1.2 Terra crua .................................................................................................................................................171
8.1.3 Fibras vegetais ....................................................................................................................................... 172
8.1.4 Resíduos industriais e agrícolas ..................................................................................................... 174
8.1.5 Materiais reciclados ............................................................................................................................ 178
8.1.6 Solo-cimento ......................................................................................................................................... 179
11
APRESENTAÇÃO
Prezado aluno,
Bem-vindo ao espaço de estudo da disciplina Materiais Naturais e Artificiais, a qual objetiva capacitar 
engenheiros civis a relacionar e aplicar o conhecimento tecnológico à produção, normalização, uso e 
desempenho de materiais e componentes da construção civil para especificar, selecionar, controlar, 
aplicar e analisar suas principais caraterísticas, propriedades e fatores que interferem na escolha do 
material mais adequado a cada caso. Além disso, esta disciplina dará suporte para outras, como Estrutura 
de Concreto Armado, Métodos Construtivos e Estrutura de Metal e Madeira.
Os objetivos gerais desta disciplina são relacionar o conhecimento das principais propriedadesfísicas 
dos materiais de construção, diferenciá-los de acordo com essas propriedades e identificar os usos mais 
adequados para cada material.
Este livro-texto se delimita às possibilidades de atuação profissional que o curso pode proporcionar 
ao graduando. Nesse sentido, ele abrange materiais aglomerantes inorgânicos, pétreos e metálicos, 
madeira e poliméricos.
Inicialmente, estudaremos as rochas e o solo. Em rochas, veremos sua definição, seus tipos, sua 
formação e sua classificação, assim como as principais características das rochas como materiais de 
construção e as principais utilizadas para essa finalidade. Já em solos, conheceremos sua definição, sua 
classificação quanto à origem geológica, a composição mineralógica das partículas, os termos relativos 
a solos e a identificação dos solos.
Quanto aos agregados, veremos sua classificação e seus tipos (natural, artificial e industrializado), 
assim como a análise granulométrica, a forma dos grãos (quanto às dimensões, à conformação da 
superfície e à forma das faces) e as substâncias nocivas.
Também abordaremos os aglomerantes. Estudaremos o gesso, sua definição, os efeitos da queima, 
sua produção, suas propriedades e suas aplicações; a cal, sua definição (cal aérea e hidráulica), a 
produção da cal aérea (calcinação, hidratação e carbonatação), sua classificação, suas propriedades e 
sua aplicação; e o cimento, sua definição, a obtenção do clínquer, a reação de hidratação, sua fabricação 
e sua classificação.
Quanto aos metais, trataremos das ligas ferrosas e não ferrosas usadas na construção civil e suas 
propriedades, dos produtos de aço para estrutura de concreto e alvenaria, da aplicação (barras e fios de 
aço, aços planos de seção retangular e perfis laminados) e dos produtos metálicos não estruturais.
Na sequência, estudaremos as madeiras, quando conheceremos sua definição, estrutura, 
classificação, propriedades (físicas e mecânicas) e tipos. Apresentaremos o material estrutural, formas 
e escoramentos de estruturas e a madeira para acabamentos.
12
Também abordaremos as cerâmicas e os vidros. Em cerâmicas, veremos sua definição, classificação 
e fabricação, assim como produtos cerâmicos para construção civil. Em vidros, além da definição, 
fabricação, classificação e aplicação na construção civil, conheceremos suas propriedades (físicas, 
mecânicas e térmicas).
Quanto aos polímeros, citaremos os poliméricos, sua definição e tipos de polímeros usados na 
construção civil. Também apresentaremos os betuminosos, sua definição, o processo de obtenção, sua 
classificação, os tipos de asfalto e os asfaltos ecológicos.
Por fim, citaremos materiais não convencionais: bambu, fibras vegetais, resíduos industriais e 
agrícolas e materiais reciclados.
De forma geral, nossa disciplina vai demonstrar a diversidade de materiais inorgânicos e orgânicos 
utilizados na construção civil e afins.
INTRODUÇÃO
A disciplina Materiais de Construção tem a sua importância na formação e no exercício profissional 
por ser um pré-requisito a ser aplicado em técnicas construtivas que posteriormente serão aplicadas nos 
diversos órgãos de uma obra de construção civil.
Quanto a sua definição, os materiais são compostos de matéria (substância) que, à temperatura 
ambiente de mais ou menos 20 ºC, podem estar na natureza dos três estados:
• Sólido. Exemplo: ferro.
• Líquido. Exemplo: mercúrio.
• Gasoso. Exemplo: ar.
Materiais de construção são todos os corpos, objetos ou substâncias que são usados em qualquer 
obra de engenharia.
Quanto à origem ou obtenção, os materiais de construção podem ser classificados como:
• Naturais: são encontrados na natureza e não exigem tratamentos especiais para poderem ser 
usados. Exemplos: areia, madeira, pedra etc.
• Artificiais: são obtidos por processos industriais. Exemplos: tijolos, telhas etc.
• Combinados: são resultantes da combinação de materiais naturais e artificiais. Exemplos: 
argamassa, concreto etc.
13
A figura a seguir mostra como são classificados os materiais quanto à origem:
Os materiais dividem-se em dois grupos:
Materiais
Naturais Artificiais
Proveem da natureza São fabricados pelo 
ser humano
Figura 1 – Classificação dos materiais: naturais e artificiais
Classificação dos materiais quanto à função:
• Materiais de vedação: não têm função resistente na estrutura. Exemplos: vidros, tijolos em 
certos casos etc.
• Materiais de proteção: servem de proteção aos materiais propriamente ditos. Exemplos: tintas, 
vernizes etc.
• Materiais com função estrutural: resistem aos esforços atuantes na estrutura. Exemplos: 
madeira, aço, concreto etc.
Classificação dos materiais quanto à estrutura interna:
• Lamelar. Exemplo: argila.
• Fibroso. Exemplos: amianto, vidro.
• Cristalino. Exemplos: metais.
• Agregado complexo. Exemplo: concreto.
• Fibroso com estrutura complexa. Exemplo: madeira.
15
MATERIAIS NATURAIS E ARTIFICIAIS
Unidade I
1 ROCHA E SOLOS
1.1 Rochas
As rochas estão entre os mais antigos materiais de construção, junto com a madeira. A crosta 
terrestre é formada de 95% de rochas ígneas e metamórficas e 5% de rochas sedimentares.
Focando nosso estudo para as rochas como parte da Engenharia, podemos destacar duas finalidades:
• Local de instalações de obras: as rochas podem ser utilizadas como fundações de obras, como 
material de base para túneis, galerias, entre outras finalidades.
• Material de construção: materiais como pedras brita, areia, componentes de misturas cerâmicas, 
pedras para revestimento, matérias-primas da cal e do cimento são originários de rochas estudadas 
pela Geologia.
Independentemente da área de aplicação, cada rocha tem características próprias que influenciam 
no seu comportamento. Entre as principais podemos citar:
• Composição mineralógica: refere-se aos minerais que compõem cada rocha.
• Textura: é o modo como os minerais estão distribuídos.
• Estrutura: refere-se à homogeneidade ou heterogeneidade dos cristais constituintes.
1.2 Definição de rocha
Segundo Pinto (2000), rochas ou pedras naturais são associações compatíveis e estáveis de um 
ou mais minerais. São definidos como substâncias sólidas, naturais, inorgânicas e homogêneas, que 
possuem composição química definida e estrutura atômica característica. São compostos químicos 
resultantes da associação de átomos de dois ou mais elementos.
1.3 Tipos de rocha
Serão apresentados a seguir, de forma resumida, os principais minerais que compõem as rochas mais 
utilizadas como material de construção e suas características (PINTO, 2000):
• Caulinita: é o principal componente de argilas. Sua massa específica é de 2,6 e sua dureza é de 1.
16
Unidade I
• Feldspato: é o material mais abundante na natureza. Apresenta-se nas cores branca, cinza, rosa 
e avermelhada.
• Quartzo: é um dos minerais mais comuns na natureza. Possui as cores incolor, leitosa e cinza. 
Sua dureza é 7 e sua massa específica é de 2,65. Está presente na composição das rochas ígneas 
(granito), sedimentares (arenito) e metamórficas (quartzitos, gnaisses).
• Mica: possui composição química complexa. Possui dureza de 2 a 3 na Escala Mohs.
• Calcita: é um mineral solúvel em meio ácido. Apresenta cores incolor e branca. Tem massa específica 
de 2,7 e dureza 3. Está presente nas rochas sedimentares (calcáreo) e metamórficas (mármores).
• Dolomita: mineral menos solúvel em meio ácido que a calcita. Apresenta cor branca e dureza de 3,5.
 Observação
Massa específica é a relação entre a massa e o volume real de um 
material. Rochas com maiores valores de massa específica são mais 
compactas, com menor número de vazios no material.
Dureza é a resistência ao risco. A dureza das rochas é originária da Escala 
Mohs, que vai de 1 a 10 e classifica os materiais no sentido crescente de dureza.
1.4 Formação e classificação das rochas
Uma rocha é resultante de um processo geológico determinado, formado por agregados de um ou 
mais minerais arranjados, segundo condições de temperatura e pressão existentes durantesua formação.
De acordo com o processo de formação, podemos classificar as rochas em:
• ígneas;
• sedimentares;
• metamórficas.
1.4.1 Rochas ígneas ou magmáticas
Resultam da solidificação do magma.
Quando formadas em profundidade (dentro da crosta), são chamadas de rochas plutônicas ou 
intrusivas. Nesse caso, são formadas por uma estrutura cristalina e apresentam textura de graduação 
grossa. Exemplo: granito.
17
MATERIAIS NATURAIS E ARTIFICIAIS
A figura a seguir mostra uma rocha do tipo plutônica:
Figura 2 – Rochas plutônicas ou intrusivas (granito)
Caso sejam formadas na superfície terrestre pelo extravasamento de lava por condutos vulcânicos, 
são chamadas de rochas vulcânicas ou extrusivas. São caracterizadas por uma estrutura que pode ser 
vítrea ou cristalina e apresentam textura com graduação fina. Exemplo: basalto.
A figura a seguir mostra uma rocha do tipo vulcânica:
Figura 3 – Rochas vulcânicas ou extrusivas (basalto)
1.4.2 Rochas sedimentares
Rochas sedimentares são resultantes da consolidação de sedimentos, ou seja, formam-se a partir de 
partículas minerais provenientes da desagregação e transporte de rochas preexistentes. Geralmente são 
rochas mais brandas, isto é, com menor resistência mecânica. Constituem uma camada relativamente fina 
(aproximadamente 0,8 km de espessura) da crosta terrestre, que recobre as rochas ígneas e metamórficas.
No processo de formação das rochas sedimentares ocorre a deposição, ou seja, o arranjo dos 
fragmentos de rochas em camadas diferentes.
18
Unidade I
A figura a seguir mostra alguns tipos de rochas sedimentares:
Arenito Calcário Carvão mineral
Figura 4 – Rochas sedimentares
1.4.3 Rocha metamórfica
As rochas metamórficas resultam de outras rochas preexistentes que, no decorrer dos processos 
geológicos, sofreram mudanças mineralógicas, químicas e estruturais. Essas mudanças provocaram a 
instabilidade dos minerais, os quais tendem a se transformar e rearranjar sob novas condições.
Como exemplos de rochas metamórficas, podemos citar: gnaisses, quartzitos, mármores, ardósias, 
entre outras.
A figura a seguir mostra alguns tipos de rochas metamórficas:
Granito
Gnaisse
Arenito
Quartzito
Calcário
Mármore
Figura 5 – Rochas metamórficas
1.5 Principais características das rochas como materiais de construção
A escolha de uma rocha natural como material de construção depende de diversos fatores, dentre os 
quais podemos destacar os critérios técnicos e econômicos. Os critérios econômicos referem-se ao custo 
do material e a sua disponibilidade no local ou próximo ao local de utilização.
19
MATERIAIS NATURAIS E ARTIFICIAIS
Os critérios técnicos referem-se a caraterísticas que o material possui que atendem às finalidades 
da aplicação pretendida. Para definir se uma rocha é ou não adequada a determinado uso, precisamos 
analisar suas propriedades. Para isso, é necessário conhecer as principais propriedades das pedras 
naturais e como influenciam nas caraterísticas do material (CAPUTO, 1996), o que será descrito a seguir:
• Resistência mecânica: definida como a resistência que a pedra oferece ao ser submetida aos 
diferentes tipos de esforços mecânicos, como compressão, tração, flexão e cisalhamento, além da 
resistência ao desgaste e ao choque (tenacidade). De maneira geral, as pedras naturais resistem 
melhor à compressão do que aos demais esforços.
• Durabilidade: a durabilidade é a capacidade que tem o material de manter suas propriedades e 
desempenhar sua função no decorrer do tempo, dependendo de várias características, entre elas 
a porosidade, a compacidade e a permeabilidade. Portanto, quanto mais permeável é uma rocha, 
mais suscetível está à ação de agentes agressivos.
• Trabalhabilidade: é a facilidade de moldar a pedra de acordo com o uso. Depende de fatores 
como a dureza e a homogeneidade da rocha. De acordo com Petrucci (1998a), peças mais brandas 
podem ser cortadas com serras de dentes, enquanto peças mais duras demandam corte com 
diamante. Dessa forma, a homogeneidade permite a obtenção de peças com formatos adequados.
• Estética: depende da textura, da estrutura e da coloração da pedra, características que estão 
relacionadas aos minerais que a compõem.
 Saiba mais
Para saber mais sobre as propriedades e características das rochas, leia:
KLEIN, C.; DUTROW, B. The 23rd edition of the manual of mineral science. 
23. ed. Hoboken: J. Wiley, 2008.
1.6 Principais rochas utilizadas como material de construção
A seguir, serão mencionadas as principais rochas utilizadas como material de construção:
• Granito: na construção civil, é utilizado na confecção de fundações (em forma de bloco), muros 
e calçamentos, como agregado para concreto e rocha ornamental em pisos, paredes, tampos de 
pias, lavatórios, bancadas e mesas e em detalhes diversos.
• Basalto: na construção civil, é muito utilizado com pedra britada em agregados asfálticos, para 
concretos e lastros de ferrovias. Assim como o granito, possui larga aplicação como pedra para 
calçamento e em outras formas de pavimentação.
20
Unidade I
• Diorito: é uma rocha ígnea com características físico-mecânicas e usos semelhantes ao granito, 
sendo chamado de granito preto. Difere do granito na composição mineralógica, mas é utilizado 
para os mesmos fins, tendo larga aplicação como rocha ornamental em arte mortuária.
• Arenito: é utilizado principalmente em revestimentos de pisos e paredes e muito empregado na 
confecção de mosaicos.
• Calcário e dolomito: sua principal aplicação na construção civil é como matéria-prima para a 
indústria cimenteira, de cal, vidreira e siderúrgica, e também como corretor de solos.
• Ardósia: como material de construção, é utilizada como rocha ornamental em coberturas de 
casas, pisos, tampos e bancadas.
• Quartzito: como material de construção, é utilizado em pisos e calçamentos. A fixação do 
quartzito como rocha ornamental é feita com o uso de argamassas próprias para o tipo de rocha.
• Mármore: é utilizado principalmente como rocha ornamental em ambientes interiores, podendo ser 
aplicado em pisos e paredes, lavatórios, lareiras, mesas, balcões, tampos e outros detalhes. A fixação do 
mármore como rocha ornamental é feita com o uso de argamassas próprias para o tipo de rocha.
• Gnaisse: de uso geral na Engenharia, é comumente usado como agregado em concretos.
 Observação
A brita (também chamada de pedra britada), uma das matérias-primas do 
concreto, nada mais é do que fragmentos de rochas duras e maiores (granito, 
gnaisse, calcário e basalto) detonadas com dinamite nos maciços rochosos.
1.7 Solos
Solo é todo material que recobre a crosta terrestre, acima ou abaixo do mar, resultante do 
intemperismo das rochas, podendo ou não conter matéria orgânica.
21
MATERIAIS NATURAIS E ARTIFICIAIS
A figura a seguir mostra um solo:
Figura 6 – Solo
1.8 Classificações quanto à origem geológica do solo
De acordo com sua origem geológica, os solos são classificados como:
• Solo residual: é aquele que permanece no local da decomposição da rocha.
A figura a seguir mostra um solo residual:
Figura 7 – Solo residual
• Solo transportado: é aquele que foi levado ao seu local atual por alguns agentes de transporte.
22
Unidade I
A figura a seguir mostra uma imagem do solo transportado:
Figura 8 – Solo transportado
1.9 Composições mineralógicas das partículas do solo
No que se refere às composições mineralógicas de suas partículas, os solos são definidos como:
• Solos granulares: provenientes do intemperismo físico. São formados por minerais primários 
silicatos (quartzo, feldspato, mica).
• Solos argilosos: provenientes do intemperismo químico. São formados por minerais secundários.
 Observação
Para realizar a fundação de uma obra como uma construção de edifícios, 
é fundamental fazer um estudo de sondagem na composição do solo por 
meio da composição mineralógica.
1.10 Termos relativos a solos
A seguir, serão mencionados alguns termos relativos aos tipos de solo, de acordo com Caputo (1996):• Argila: solo de granulação fina constituído por partículas com dimensões menores que 0,002 
mm, apresentando coesão e plasticidade.
• Silte: solo que apresenta baixa ou nenhuma plasticidade e que exibe baixa resistência quando seco 
o ar. Suas propriedades dominantes são devidas à parte constituída pela fração silte. É formado 
por partículas com diâmetros compreendidos entre 0,002 mm e 0,06 mm.
23
MATERIAIS NATURAIS E ARTIFICIAIS
• Areia: solo não coesivo e não plástico formado por minerais ou partículas de rochas com diâmetros 
compreendidos entre 0,06 mm e 2,0 mm.
• Pedregulho: solo formado por minerais ou partículas de rochas, com diâmetro compreendido entre 
2,0 mm e 60 mm. Quando arredondado ou semiarredondado, é denominado cascalho ou seixo.
• Matacão: fragmento de rocha, transportado ou não, comumente arredondado por intemperismo 
ou abrasão, com uma dimensão compreendida entre 200 mm e 1 m.
A tabela a seguir mostra a classe de tamanho de partícula do solo em função do tipo de solo:
Tabela 1 – Classe de tamanho de partícula do solo.
Frações grosseiras Diâmetro
Matacões > 20 cm
Calhaus 20 cm - 2 cm
Cascalho < 2 cm - 2 mm
Areia grossa 2 a 0,5 mm
Areia fina 0,5 a 0,05 mm
Silte 0,05 a 0,002 mm
Argila < 0,002 
Fonte: Caputo (1996, p. 34).
1.11 Identificação dos solos
Serão expostos agora alguns métodos físicos usados para identificação do solo.
1.11.1 Cor dos solos
A cor fornece indicações referentes à composição morfológica do solo. As principais cores são, de 
acordo com Caputo (1996):
• Cores escuras: indicam presença de matéria orgânica.
• Vermelho e amarelo: indicam presença de hematita e magnita.
• Cores claras: indicam presença de quartzo.
• Cores acinzentadas: indicam condições de saturação do solo com água (redução do ferro).
24
Unidade I
 Observação
A cor do solo fornece indicativo sobre:
• material de origem;
• fertilidade do solo;
• conteúdo de matéria orgânica;
• condições de drenagem;
• teores de óxidos de ferro e alumínio.
1.11.2 Textura do solo
A textura de um solo está relacionada à proporção relativa dos diferentes grupos de partículas 
primarias existentes, como mostra a figura a seguir:
Areia
Argila
Silte
100 µ
Figura 9 – Partículas do solo
A textura de um solo é sua aparência ou “sensação ao toque” e depende dos tamanhos relativos e 
formas das partículas, bem como da faixa ou distribuição desses tamanhos.
25
MATERIAIS NATURAIS E ARTIFICIAIS
A figura a seguir mostra a faixa ou distribuição desses tamanhos do solo:
Solos gramulares: Solos finos:
0,075 mm (USCS) USCS: Unified Soil Classification Systen
0,06 mm (BS) BS: British Standard
Pedregulhos Areias
Peneiramento
Siltes Argilas
Sedimentação
Figura 10 – Faixa ou distribuição desses tamanhos
As classes texturais são identificadas por meio do triângulo textural. Esse triângulo mostra as 
porcentagens de argila, silte e areia, conforme a figura a seguir:
ArcilaArcila
Arcillo Arcillo 
limosolimoso
Arcillo Arcillo 
arenosoarenoso
Franco arcillo Franco arcillo 
limosolimoso
LimoLimo
FrancoFranco
Franco arcilloFranco arcillo
FrancoFranco
ArenaArena
Arenoso franco
Arenoso franco
Franco arcillo Franco arcillo 
arenosoarenoso
Silte
Argila
Areia
Ar + Sil + Arg = 100%
Figura 11 – Triângulo textural
A soma dos três sempre é 100%. O ponto de encontro entre eles mostra a textura do solo.
A textura do solo influi sobre:
• retenção, movimentação e disponibilidade de água;
• arejamento;
• disponibilidade de nutrientes;
26
Unidade I
• resistência à penetração de raízes;
• estabilidade de agregados;
• compatibilidade do solo;
• erodibilidade.
 Saiba mais
Para simular as porcentagens de areia, silte e argila em certo tipo de 
solo, utilize este link:
GERADOR de triângulo textural. Quoos, [s.d.]. Disponível em: <http://
www.quoos.com.br/index.php/geografia/solos/4-triangulo-textural-solos-
argila-areia-silte>. Acesso em: 25 ago. 2017.
1.11.3 Estrutura do solo
É o arranjo das partículas primárias do solo (areia, silte e argila) em agregados, ou seja, refere-se ao 
tamanho, forma e aspecto do conjunto de agregados que aparecem naturalmente no solo.
A agregação do solo diz respeito à reunião de partículas floculadas em uma mistura íntima com silte 
e areia, conforme a figura a seguir:
Agregação primária
Microagregados
Agregação secundária
Macroagregados
Figura 12 – Processo de agregação do solo
Em unidades chamadas agregados (importância), deixa o solo argiloso menos duro, reduz a erosão 
e aumenta a macroporosidade. Diz respeito à dureza (solo seco), friabilidade (solo úmido) e plasticidade 
e pegajosidade (solo molhado).
27
MATERIAIS NATURAIS E ARTIFICIAIS
Exemplo de aplicação
As rochas como gnaisse, basalto e granito são reduzidas pelo processo de britagem, o qual origina 
diferentes tamanhos de pedra que são utilizadas nas mais diversas aplicações de acordo com a dimensão 
que a pedra adquire após a britagem. Elas recebem nomes diferentes e são utilizadas para aplicações 
diversas – um exemplo é a brita, para confecção de concretos de cimento Portland.
Reflita a respeito da contribuição dessas rochas para a utilização na construção civil.
1.11.4 Porosidade do solo
Como tem poros, o solo pode absorver água, assim como ocorre na esponja. A porosidade pode ser 
definida como o volume de solo ocupado pela fase líquida e pela fase gasosa do solo.
Veja um exemplo:
Um engenheiro irá fazer uma obra e sabe que o terreno argiloso seria ideal para essa construção. 
Uma amostra desse solo foi coletada e levada até o laboratório para a determinação dos teores dos 
componentes do solo em estudo, e verificou-se que nessa amostra de solo havia 70% de argila, 10% de 
areia e 20% de silte. Através do triângulo textural e lembrando que 10 g/kg = 1%, qual a textura desse 
solo? Será que os teores dos componentes do solo serão satisfatórios para a obra?
Resolução:
Após a coleta, lembre-se:
• 10 g/kg = 1%;
• 700 g/kg de argila = 70%;
• 100 g/kg de areia = 10%;
• 200 g/kg de silte = 20%.
Através da pirâmide de textura, teremos que traçar uma reta paralela a cada eixo para cada 
porcentagem de tipo de solo.
Inicialmente, traçaremos a reta referente aos 70% de argila, e essa reta deverá ser paralela ao eixo 
da areia:
28
Unidade I
ArgilosaArgilosa
Muito Muito 
ArgilosaArgilosa
Franco- Franco- 
ArgilosaArgilosa
FrancaFranca
Franco- Franco- 
Argilo-SitosaArgilo-SitosaFranco-Argilo-Franco-Argilo-
ArenosaArenosa
Argilo- Argilo- 
ArenosaArenosa
Franco-ArenosaFranco-Arenosa
AreiaAreia
Areia Franca
Areia Franca
Franco-SitosaFranco-Sitosa
SitosaSitosa
0%
40%
20%
60%
10%
50%
30%
70%
80%
90%
100%
0%
10
%
30
%
50
%
70
%
90
%
20
%
40
%
60
%
80
%
10
0%
0%20%
40%
60%
80%
10%
30%
50%
70%
90%
100%
Ar
gi
la
Silte
Areia
Argila- Argila- 
SitosaSitosa
Figura 13 – Pirâmide de textura do solo (argila)
Na sequência, traçaremos a reta referente aos 10% de areia. Essa reta deverá ser paralela ao eixo do silte:
ArgilosaArgilosa
Franco- Franco- 
ArgilosaArgilosa
FrancaFranca
Franco-Argilo-Franco-Argilo-
ArenosaArenosa
Argilo- Argilo- 
ArenosaArenosa
Franco-ArenosaFranco-Arenosa
AreiaAreia
Areia Franca
Areia Franca
Franco-SitosaFranco-Sitosa
SitosaSitosa
0%
40%
20%
60%
10%
50%
30%
70%
80%
90%
100%
0%
10
%
30
%
50
%
70
%
90
%
20
%
40
%
60
%
80
%
80
%
10
0%
0%20%
40%
60%
80%
10%
30%
50%
70%
90%
100%
Ar
gi
la
Silte
Areia
Muito Muito 
ArgilosaArgilosa
Argila- Argila- 
SitosaSitosa
Franco- Franco- 
Argilo-SitosaArgilo-Sitosa
Figura 14 – Pirâmide de textura do solo (areia)
29
MATERIAIS NATURAIS E ARTIFICIAIS
Finalizando o teste, traçaremos a reta referente aos 20% de silte. Essa reta deverá ser paralela ao 
eixo do silte:
ArgilosaArgilosa
Muito Muito 
ArgilosaArgilosa
Franco- Franco- 
ArgilosaArgilosa
Argila- Argila- 
SitosaSitosa
FrancaFranca
Franco- Franco- 
Argilo-SitosaArgilo-SitosaFranco-Argilo-Franco-Argilo-
ArenosaArenosa
Argilo- Argilo- 
ArenosaArenosaFranco-ArenosaFranco-Arenosa
AreiaAreia
Areia Franca
Areia Franca
Franco-SitosaFranco-Sitosa
SitosaSitosa
0%
40%
20%
60%
10%
50%
30%
70%
80%
90%
100%
0%
10
%
30
%
50
%
70
%
90
%
20
%
40
%
60
%
80
%
10
0%
0%20%
40%
60%
80%
10%
30%
50%
70%
90%
100%
Ar
gi
la
Silte
Areia
Figura 15 – Pirâmide de textura do solo (silte)
Com a intersecção dos três eixos no gráfico da pirâmide, pode-se concluir:
ArgilosaArgilosa
Muito Muito 
ArgilosaArgilosa
Franco- Franco- 
ArgilosaArgilosa
Argila- Argila- 
SitosaSitosa
FrancaFranca
Franco- Franco- 
Argilo-SitosaArgilo-SitosaFranco-Argilo-Franco-Argilo-
ArenosaArenosa
Argilo- Argilo- 
ArenosaArenosa
Franco-ArenosaFranco-Arenosa
AreiaAreia
Areia Franca
Areia Franca
Franco-SitosaFranco-Sitosa
SitosaSitosa
0%
40%
20%
60%
10%
50%
30%
70%
80%
90%
100%
0%
10
%
30
%
50
%
70
%
90
%
20
%
40
%
60
%
80
%
10
0%
0%20%
40%
60%
80%
10%
30%
50%
70%
90%
100%
Ar
gi
la
Areia
Figura 16 – Pirâmide de textura do solo (intersecção)
Discussões: conforme o experimento realizado, a fundação é o alicerce para qualquer obra, 
independentemente do tamanho. Portanto, é necessário ter conhecimento sobre o principal ponto 
antes de começar: o tipo de solo. A análise do terreno é fundamental, uma vez que ele está presente 
em qualquer construção, dá sustentação ao peso e determina características essenciais do projeto em 
concordância com o seu perfil, como drenagem, elevação e localização. O tamanho dos grãos das argilas 
30
Unidade I
faz com que ela seja facilmente moldada com água e apresente dificuldade de desagregação, o que é 
ótimo para grandes obras de construção na vertical.
Conclusão: sim, esse teor de solo é satisfatório para a obra desejada.
2 AGREGADOS
2.1 Definição
Segundo Bauer (2000), agregados para construção civil são materiais minerais sólidos inertes que, de 
acordo com granulometrias adequadas, são utilizados para a fabricação de produtos artificiais resistentes 
mediante a mistura com materiais aglomerantes de ativação hidráulica ou com ligantes betuminosos.
A figura a seguir mostra os tipos de agregados de acordo com sua granulometria:
Figura 17 – Agregados graúdos
Esses materiais, geralmente, são granulares, sem forma e volume definidos, com dimensões 
características e propriedades adequadas para a preparação de argamassas e concretos (ABNT, 2005).
Uma vez que cerca de três quartos do volume do concreto são ocupados pelos agregados, não é de 
se surpreender que a qualidade destes seja de importância básica na obtenção de um bom concreto, 
exercendo nítida influência não apenas na resistência mecânica do produto acabado, mas também em 
sua durabilidade e no desempenho estrutural.
2.2 Classificações dos agregados
Os agregados podem ser classificados quanto:
• à origem;
• às dimensões das partículas;
31
MATERIAIS NATURAIS E ARTIFICIAIS
• à massa unitária;
• à composição mineralógica.
2.2.1 Quanto à origem
Os agregados naturais são encontrados na natureza sob a forma definitiva de utilização: areia de 
rios, seixos rolados, cascalhos e pedregulhos, como mostra a figura a seguir.
Areia
Pedregulho
Figura 18 – Agregados naturais
A figura a seguir mostra os agregados artificiais que são obtidos pelo britamento de rochas: pedrisco 
e pedra britada.
Figura 19 – Brita
Já os industrializados são aqueles obtidos por processos industriais (veja a figura a seguir). São 
exemplos a argila expandida e a escória britada. Deve-se observar aqui que o termo artificial indica o 
modo de obtenção e não se relaciona com o material em si.
32
Unidade I
Figura 20 – Agregados industrializados
2.2.2 Quanto à dimensão de suas partículas
A NBR 7211 (ABNT, 1993) define agregado miúdo e graúdo. O agregado miúdo é a areia de origem 
natural (veja a figura a seguir) ou resultante do britamento de rochas estáveis, ou a mistura de ambas, 
cujos grãos passam pela peneira ABNT de 4,8 mm (peneira de malha quadrada com abertura nominal de 
“x” mm – neste caso, 4,8 mm) e ficam retidos na peneira ABNT 0,150 mm.
Areia grossa Areia média
Figura 21 – Agregado miúdo: areia
O agregado graúdo é o pedregulho natural, ou a pedra britada proveniente do britamento de rochas 
estáveis, ou a mistura de ambos, cujos grãos passam pela peneira ABNT 152 mm e ficam retidos na 
peneira ABNT 4,8 mm, como mostra a figura a seguir:
Brita 0 Brita 1 Brita 2 Brita 3
Figura 22 – Agregado graúdo: brita
33
MATERIAIS NATURAIS E ARTIFICIAIS
A figura a seguir mostra a classificação granulométrica de acordo com as dimensões:
Conjunto de peneiras sucessivas que atendem à NBR 5734, com as seguintes aberturas discriminadas:
Série normal
ABNT 76 mm
-
-
ABNT 38 mm
-
-
ABNT 19 mm
-
ABNT 9,5 mm
-
ABNT 4,8 mm
ABNT 2,4 mm
ABNT 1,2 mm
ABNT 0,600 mm
ABNT 0,300 mm
ABNT 0,150 mm
#4
Série intermediária
-
ABNT 64 mm
ABNT 50 mm
-
ABNT 32 mm
ABNT 25 mm
-
ABNT 12,5 mm
-
ABNT 6,3 mm
-
-
-
-
-
-
Agregado graúdo
Agregado miúdo
Figura 23 – Classificação granulométrica
 Observação
A peneira ABNT 4 da série normal define os grãos que passam pela 
peneira ABNT de 4,8 mm como agregados miúdos e aqueles retidos pela 
mesma peneira como agregados graúdos.
2.2.3 Quanto à massa específica
Podem-se classificar os agregados em leves, médios e pesados de acordo com suas massas específicas, 
conforme mostra a tabela a seguir:
Tabela 2 – Massa específica dos agregados
Leves ME < 1.000 kg/m3
Médios 1.000 ≤ ME ≤ 2.000 kg/m3
Pesados ME > 2.000 kg/m3
Fonte: Ribeiro e Pinto (2009, p. 20).
34
Unidade I
2.2.4 Quanto à composição mineralógica
Os agregados podem ser classificados quanto à origem em sedimentares, ígneos e metamórficos, 
como mostra a figura a seguir:
Sedimentares:
Ígneas:
Metamórficas:
Arenito
Basalto
Ardósia Mármore Gnaisse
Calcário
Granito
Figura 24 – Composição mineralógica
2.3 Tipos de agregados
2.3.1 Agregados naturais
A areia natural é considerada material de construção (areia é o agregado miúdo). A areia pode se 
originar de rios, de cavas ou de praias e dunas. As areias das praias e dunas não são usadas, em geral, 
para o preparo de concreto por causa de sua grande finura e teor de cloreto de sódio.
35
MATERIAIS NATURAIS E ARTIFICIAIS
A figura a seguir mostra o processo de obtenção da areia:
Mineração de areia
Rocha/sedimento
Desmonte
Dragagem
Classificação Produtos
Estocagem/expedição
Tirar areia do rio
Lavagem/separação e 
peneiramento
Pilhas de estoque
Figura 25 – Processor de obtenção da areia
A areia é classificada de acordo com sua granulometria:
• granulometricamente areia fina (entre 0,06 mm e 0,2 mm);
• granulometricamente areia média (entre 0,2 mm e 0,6 mm);
• granulometricamente areia grossa (entre 0,6 mm e 2,0 mm) (ABNT, 1983a).
O cascalho, também denominado pedregulho, é um sedimento fluvial de rocha ígnea, formado de 
grãos de diâmetro em geral superior a 5 mm, podendo os grãos maiores alcançar diâmetros até superiores 
a cerca de 100 mm. O cascalho também pode ser de origem litorânea marítima. O concreto executado 
com pedregulho é menos resistente ao desgaste e à tração do que aquele fabricado com brita.
O pedregulho deve ser limpo, quer dizer, lavado antes de ser fornecido. Deve ser de granulação 
diversa, já que o ideal é que os miúdos ocupem os vãos entre os graúdos.
2.3.2 Agregados artificiais
A pedra britada agregada é obtida a partir de rochas compactas que ocorrem em jazidas, pelo 
processo industrial da cominuição (fragmentação) controlada da rocha maciça.
36
Unidade I
Os produtos finais enquadram-se em diversas categorias, como mostra a figura a seguir:
Brita 0 Brita 1 Brita 2 Brita 3
Pedra britada 
numerada
(NBR-7211/NBR-7225) Comercial
Tamanho nominal
Malha da peneira (mm)
Número Mínima Máxima Mínima Máxima
Brita 0 4,8 9,5
Brita 1 4,5 12,5 9,5 19,0
Brita 2 12,5 25,0 19,0 38,0
Brita 3 25,0 50,0 38,0 50,0
Brita 4 50,0 76,0 50,0 76,0
Brita 5 76,0 100,0
Figura 26 – Granulometria da pedra britada
O processo de extração da brita é mostradona figura a seguir:
Maciço rochoso
Desmonte
Britagem
Classificação Produtos
Estocagem/expedição
Primário – Explosivos
Secundário – Rompedor hidráulico
Peneiramento 
Lavagem
Pilhas de estoque
Mineração de pedra britada
Figura 27 – Processor de obtenção da brita
A brita 1 é um dos produtos mais utilizados pela construção civil, muito apropriado para lajes, 
pisos, tubulões, vigas, pilares, entre outros. Por sua vez, a brita 2 é mais utilizada em estacionamentos, 
37
MATERIAIS NATURAIS E ARTIFICIAIS
concretos mais grossos e drenos. Já a brita 3 é conhecida como pedra de lastro, pois é constantemente 
utilizada em aterramentos e nivelamentos de áreas ferroviárias, drenos e reforço de pistas.
Outro agregado artificial muito usado na confecção de concretos é a areia de brita ou areia artificial, 
que consiste num agregado obtido dos finos resultantes da produção da brita, dos quais se retira a 
fração inferior a 0,15 mm. Sua graduação é 0,15 (retida)/4,8 mm (passante).
O filler calcário é um agregado de graduação 0,005 (retida)/0,075 (passante) mm. Seus grãos são da 
mesma ordem de grandeza dos grãos de cimento e passam na peneira 200 (0,075 mm). É chamado de 
pó de pedra.
Bica-corrida é um material britado no estado em que se encontra a saída do britador. Pode ser 
classificada em primária ou secundária. Será primária quando deixar o britador primário, com graduação 
aproximada de 300 mm, dependendo da regulagem e do tipo de britador. Será secundária quando deixar 
o britador secundário, com graduação aproximada de 76 mm.
O rachão é um agregado constituído do material que passa no britador primário e é retido na peneira 
de 76 mm. É a fração acima de 76 mm da bica corrida primária. A NBR 9935 define rachão como “pedra 
de mão”, de dimensões entre 76 e 250 mm (ABNT, 2005).
Os blocos são fragmentos de rocha de dimensões acima do metro que, depois de devidamente 
reduzidos em tamanho, vão abastecer o britador primário.
2.3.3 Agregados industrializados
São agregados industrializados:
• A argila expandida, considerada um agregado leve de um material muito fino, constituído de 
grãos lamelares de dimensões inferiores a 2 µm, formada, em proporções muito variáveis, de 
silicato de alumínio e óxidos de silício, ferro, magnésio e outros elementos. Seu principal uso 
é como agregado leve para concreto, seja concreto de enchimento, seja concreto estrutural ou 
pré-moldado.
 Observação
O concreto de argila expandida, além da baixa densidade de 1,0 a 1,8, 
apresenta muito baixa condutividade térmica – cerca de 15 x do concreto 
de britas de granito.
• A escória de alto-forno, resíduo resultante da produção de ferro gusa em altos-fornos, 
constituído basicamente de compostos oxigenados de ferro, silício e alumínio. Ela é simplesmente 
resfriada ao ar, ao sair do alto forno (escória bruta); uma vez britada, pode produzir um agregado 
graúdo. A escória granulada é usada na fabricação do cimento Portland de alto-forno. Usa-se a 
38
Unidade I
escória expandida como agregado graúdo e miúdo no preparo de concreto leve em peças isolantes 
térmicas e acústicas, e também em concreto estrutural, com resistência a 28 dias da ordem de 
8-20 MPa e densidade da ordem de 1,4.
• A vermiculita, um dos muitos minérios da argila. A vermiculita expandida tem os mesmos 
empregos da argila expandida.
• A hematita, considerada um agregado pesado, e a hematita britada, que constitui os agregados 
miúdo e graúdo, os quais são usados no preparo do concreto de alta densidade (dito “concreto 
pesado”) destinado à absorção de radiações em usinas nucleares (escudos biológicos ou blindagens). 
O grau de absorção cresce com o aumento da densidade do concreto.
• A barita, muito usada pela sua alta densidade no preparo de concretos densos.
2.4 Granulometria: exigências normativas da NBR 7211
A finalidade dos agregados no aspecto técnico é aumentar a resistência das argamassas e concreto 
diminuindo a retração (diminuição do volume) e, no aspecto econômico, é reduzir o consumo de 
aglomerantes de custos mais elevados.
2.4.1 Granulometria
Segundo Petrucci (1998a; 1998b), granulometria é a ciência cujo objetivo é medir e determinar a 
forma do grão do agregado. Ela é feita numa série de peneiras normalizadas, com aberturas de malhas 
quadradas, conforme especificações da ABNT. O procedimento do ensaio consiste no peneiramento do 
agregado e determinação das porcentagens retidas em cada peneira.
A granulometria dos agregados é característica essencial para estudo das dosagens do concreto. 
Para caracterizar um agregado, é necessário conhecer quais são as parcelas constituídas de grãos de 
cada diâmetro, expressas em função da massa total do agregado. Para conseguir isso, divide-se, por 
peneiramento, a massa total em faixas de tamanhos de grãos e exprime-se a massa retida de cada faixa 
em porcentagem da massa total.
2.4.2 Continuidade da curva de distribuição granulométrica
Quanto a sua continuidade, a curva de distribuição granulométrica pode ser:
• contínua: com S suave e alongado na horizontal;
• descontínua: com patamar horizontal;
• uniforme: com S alongado na vertical.
39
MATERIAIS NATURAIS E ARTIFICIAIS
A granulometria contínua apresenta todas as frações em sua curva de distribuição granulométrica 
sem mudança de curvatura (ideal da norma). A granulometria descontínua apresenta ausência de uma 
ou mais frações em sua curva de distribuição granulométrica.
A figura a seguir mostra o comportamento da continuidade da curva de distribuição granulométrica:
Curvas granulométricas
100
80
60
40
20
90
70
50
30
10
0
0,01 0,1 1 10 100
A: contínua, bem graduada
B: Descontínua
C: Uniforme
Diâmetro dos grãos (mm)
Po
rc
en
ta
ge
m
 p
as
sa
nd
o 
(%
)
Efeito da composição granulométrica
A) Contínua, 
bem graduada
Maior quantidade 
de vazios exige um 
maior consumo de 
pasta de cimento
Aumenta custo
Aumenta retração
Aumenta calor...
B) Descontínua, 
favorece a resistência
C) Uniforme, 
aumenta o consumo 
de cimento
25 mm Mistura de 9 mm e 
25 mm
Figura 28 – Continuidade da curva de distribuição granulométrica
2.4.3 Curva granulométrica
O conhecimento da curva granulométrica do agregado, tanto graúdo quanto miúdo, é de fundamental 
importância para o estabelecimento da dosagem dos concretos e argamassas, influindo na:
• quantidade de água a ser adicionada ao concreto, que se relaciona com a resistência;
• trabalhabilidade do concreto, se constituindo em fator responsável pela obtenção de um 
concreto econômico.
40
Unidade I
A figura a seguir mostra o agitador de peneiras que auxilia na distribuição granulométrica de uma 
amostra de areia:
A) B)
 
Figura 29 – A) Agitador eletromagnético e peneiras redondas para análise granulométrica e 
B) Distribuição das partículas nas peneiras
 Observação
A porcentagem retida é a porcentagem de material retido em uma 
determinada peneira. A porcentagem acumulada é a soma das porcentagens 
retidas em uma determinada peneira e nas outras que lhe ficam acima da 
numeração.
O conjunto de peneiras sucessivas, as quais atendem a NBR 2395 (ABNT, 1997a), com as seguintes 
aberturas discriminadas, pode ser visto na tabela a seguir:
Tabela 3 – Peneiras série normal e série intermediária
Série normal Série intermediária
76 mm -
- 64 mm
- 50 mm
38 mm -
- 32 mm
- 25 mm
19 mm -
- 12,5 mm
9,5 -
- 6,3
4.8 mm -
41
MATERIAIS NATURAIS E ARTIFICIAIS
2,4 mm -
1,2 -
0,600 -
0,300 -
0,150 -
Fonte: Ambrozewicz (2012, p. 50).
A NBR 7211 (ABNT, 1983a) classifica os limites granulométricos do agregado miúdo e graúdos, como 
mostram as tabelas a seguir:
Tabela 4 – Limites granulométricos do agregado miúdo
Limites granulométricos de agregado miúdo (NBR 7211)
Peneira
ABNT 
(mm)
% em massa retida acumulada
Limites inferiores Limites superiores
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
600 15 35 55 70
300 50 65 85 95
150 85 90 95 100
Fonte:Ambrozewicz (2012, p. 51).
Tabela 5 – Limites granulométricos de agregado graúdo (NBR 7211)
Peneira 
ABNT
(mm)
% em massa retida acumulada
Zona granulométrica 
d/D1
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 -
19 - 2 - 152) 652) - 95 95 - 100 -
12,5 0 - 5 402) - 652) 92 - 100 - -
9,5 2 - 152) 802) - 100 95 - 100 -
42
Unidade I
6,3 402) - 652) 92 - 100 - -
4,75 802) - 100 95 -100 - - -
2,36 95 -100 - - - -
Fonte: Ambrozewicz (2012, p. 51).
A distribuição granulométrica dos agregados, conforme a NBR NM 248 (ABNT, 1983a), é uma de 
suas principais características e efetivamente influi no comportamento de concretos. O conhecimento 
da curva granulométrica do agregado, tanto graúdo quanto miúdo, é de fundamental importância para 
o estabelecimento da dosagem dos concretos e argamassas, influindo na:
• quantidade de água a ser adicionada ao concreto, que se relaciona com a resistência;
• trabalhabilidade do concreto, se constituindo em fator responsável pela obtenção de um 
concreto econômico.
A figura a seguir mostra a distribuição granulométrica de uma amostra de agregado miúdo:
0,15 0,3 0,4 1,181 100,1 2,36 4,75 6,3 9,5
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Zona utilizável
Zona ótima
Pó de pedra
Porcentagens retidas acum
uladas
Curvas granulométricas
Abertura das peneiras (mm)
Figura 30 – Distribuição granulométrica de uma amostra de agregado miúdo
Para que o concreto tenha uma boa compacidade, impermeabilidade e durabilidade, a distribuição 
tem que ter uma curva suave na horizontal (zona ótima).
Veja um exemplo:
Um engenheiro precisa analisar a curva granulométrica de uma amostra de agregado miúdo que vai 
ser utilizado na dosagem de concreto. Qual é o procedimento para a construção dessa curva?
Resolução:
Forme duas amostras para o ensaio, de acordo com a NBR NM 27 (ABNT, 2001). Seque as amostras 
de ensaio em estufa, esfrie a temperatura ambiente e determine suas massas m1 (peneira vazia). 
43
MATERIAIS NATURAIS E ARTIFICIAIS
Na sequência, encaixe as peneiras, previamente limpas, de modo a formar um único conjunto de 
peneiras, com abertura de malha em ordem crescente da base para o topo. Provenha um fundo de 
peneiras adequado para o conjunto. As peneiras utilizadas são da série normal – peneiras (mm): 9.6, 
4.8, 2.4, 1.2, 0.6, 0.3, 0.15 e fundo.
Coloque a amostra sobre a peneira superior do conjunto, de modo a evitar a formação de uma 
camada espessa de material sobre qualquer uma das peneiras. Promova a agitação mecânica do conjunto 
(aproximadamente 50 Hz), por um tempo razoável para permitir a separação e classificação prévia dos 
diferentes tamanhos de grão da amostra.
Escove a tela em ambos os lados para limpar a peneira. O material removido pelo lado interno é 
considerado como retido (junte na bandeja) e o desprendido na parte inferior, como passante. Proceda 
à verificação da próxima peneira, depois de acrescentar o material passante na peneira superior, até que 
todas as peneiras do conjunto tenham sido verificadas.
Determine a massa m2 (peneira mais amostra) e faça a diferença de m2 e m1 – para cada peneira 
tem-se a massa em gramas da amostra retida em cada peneira. Preencha uma tabela com as massas 
retidas em gramas, a porcentagem simples e a porcentagem acumulada, como mostra a tabela a seguir:
Tabela 6 – Análise granulométrica de agregado miúdo
Peneiras (mm) Material retido (g) % simples % acumulado
4,8
2,4
1,2
0,6
0,3
0,15
Fundo
∑ = 1000 g
Com os valores devidamente preenchidos, plote o gráfico da abertura das peneiras em função da 
porcentagem acumulada, como mostra a figura a seguir:
44
Unidade I
Peneiras (mm) Material retido (g) % simples % acumulado
4,8
2,4
1,2
0,6
0,3
0,15
Fundo
∑ = 1000 g
Eixo x Eixo y
Figura 31 – Dados para plotar o gráfico
Para a construção da curva granulométrica, devem ser plotados os dados da abertura das peneiras 
em função da porcentagem acumulada, conforme mostra a figura a seguir:
0
0
Abertura das peneiras (mm)
Po
rc
en
ta
ge
m
 p
as
sa
nt
e
1 10
20
40
60
80
100
Figura 32 – Distribuição granulométrica de uma amostra de agregado miúdo
Conclusão: com a distribuição granulométrica realizada, é possível saber se a distribuição dos agregados está 
contínua, o que possibilita uma melhor compacidade, impermeabilidade e resistência mecânica do concreto.
2.4.4 Módulo de finura (MF)
Módulo de finura é a soma das porcentagens acumuladas em massa de um agregado, nas peneiras 
da série normal, dividida por 100. Quanto maior o módulo de finura, mais graúdo é o agregado.
O módulo de finura é muito importante para saber das dimensões dos grãos (superfície específica). 
Sua especificação serve para determinar a quantidade de cimento necessário para envolver os grãos 
45
MATERIAIS NATURAIS E ARTIFICIAIS
e a necessidade de água de molhagem e está relacionada com a área superficial, alterando a água de 
amassamento para certa consistência.
A tabela a seguir mostra como é calculado o módulo de finura de uma amostra de areia, e a 
equação vista na sequência apresenta a somatória das porcentagens acumuladas para o cálculo do 
módulo de finura:
Tabela 7 – Medida do módulo de finura
Peneira Abertura(mm)
Peso
(g)
Porcentagem
absoluta (%)
Porcentagem
acumulada (%)
Porcentagem
que passa (%)
3/8” 9.52 0 0 0 100
4 4.75 22 4 4 96
8 2.36 65 12 16 84
16 1.18 103 19 35 65
30 0.6 119 22 57 43
50 0.35 157 29 86 14
100 0.15 60 11 97 3
Fundo 16 3
Total 542 100
MF = + + + + + + = =0 4 1 16 1 35 1 57 86 97
100
295 3
100
2 95
. . . .
.
Para realizar o ensaio, inicialmente, é coletada uma amostra de agregado e são fixadas as peneiras, 
previamente limpas, de modo a formar um único conjunto de peneiras, com abertura de malha em 
ordem crescente da base para o topo.
Em seguida, coloca-se a amostra sobre a peneira superior do conjunto, de modo a evitar a formação 
de uma camada espessa de material sobre qualquer uma das peneiras, pois o acúmulo de material 
sobre uma peneira impede o igual acesso de todos os grãos à tela durante sua agitação e também pode 
provocar a deformação permanente da tela.
Assim feito, promove-se a agitação mecânica do conjunto, por um tempo de aproximadamente 
seis minutos na frequência de 50 Hz para permitir a separação e classificação prévia dos diferentes 
tamanhos de grão da amostra. Logo após a agitação, remove-se o material retido na peneira para uma 
bandeja e escova-se a tela em ambos os lados para limpar a peneira, pois o material removido pelo lado 
interno é considerado retido e o desprendido na parte inferior é considerado passante.
Determina-se, então, a massa total de material retido em cada uma das peneiras e no fundo do 
conjunto. Com a massa total determinada, faz-se o estudo granulométrico da amostra, conforme 
apresentamos anteriormente na tabela da análise granulométrica de agregado miúdo. Após determinar 
a porcentagem retida e a porcentagem acumulada, que é a soma das porcentagens retidas em uma 
46
Unidade I
determinada peneira e nas outras que lhe ficam acima da numeração, somam-se as porcentagens 
acumuladas em massa das peneiras da série normal menos o fundo e divide-se esse valor por 100.
A tabela a seguir mostra os valores típicos de módulo de finura de acordo com a granulometria e a 
zona ótima:
Tabela 8 – Zona ótima do módulo de finura
Módulo de finura (MF) Classificação
1,55 < MF < 2,20 Zona utilizável inferior
2,20 < MF < 2,90 Zona ótima
2,90 < MF < 3,50 Zona utilizável superior
Fonte: Ribeiro e Pinto (2009, p. 20).
Veja um exemplo:
Um aluno de engenharia civil realizou através da distribuição granulométrico de agregado miúdo a 
determinação do módulo de finura. Qual seria o procedimento correto para a determinação desse módulo?
Resolução:
Após realização da análise granulométrica com as peneiras da série normal – peneiras (mm) 9.6, 4.8, 
2.4, 1.2, 0.6, 0.3, 0.15