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PUC MINAS – PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIAS E CIÊNCIAS EXATAS BACHARELADO EM ENGENHARIA CIVIL ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DO AGREGADO GRAÚDO CIÊNCIA DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO Pedro Carletti Prof. Me. Luiz Antonio dos Reis Poços de Caldas – MG 27/05/2022 1. INTRODUÇÃO O presente trabalho é um registro descritivo do ensaio de granulometria de um agregado graúdo, realizado no Laboratório de Materiais, nas dependências acadêmicas da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais – PUC Minas. Tal ensaio é utilizado para determinar a % retida, a % retida acumulada, a % retida aproximada, o diâmetro máximo do agregado, o módulo de finura do agregado e a curva de distribuição Granulométrica, com base na NBR NM 248/2003. Solos grossos (areia e cascalho) têm pouco ou nenhum fino, e sua curva de tamanho de partícula pode ser completamente determinada usando apenas peneiramento. Em solos com altos teores de finos, devem ser realizados ensaios combinados de granulometria, incluindo etapas de peneiramento e sedimentação. A partir dos resultados obtidos neste ensaio, pode-se construir uma curva de distribuição granulométrica, fundamental para a caracterização geotécnica de solos, principalmente no caso de solos rugosos. 2. OBJETIVO Esse trabalho objetiva descrever a realização do ensaio de granulometria do agregado graúdo e apresentar seus respectivos resultados, apresentando seus gráficos e tabelas obtidos. Dessa maneira, é possível analisá-los e, com isso, verificar a viabilidade do uso e da aplicação do agregado graúdo, objeto de estudo desse relatório, em um determinado projeto de construção civil ou, até mesmo, em uma obra. 3. DESENVOLVIMENTO 3.1. Materiais Os materiais utilizados para este experimento consistem em: • Balança com resolução de 0,1% da massa da amostra de ensaio; • Estufa para secagem capaz de manter temperatura de (105±0,5) ºC; • Peneiras da série normal, intermediária, tampa e fundo; • Agitador mecânico de peneiras; • Bandeja; • Escova ou pincel com cerdas macias; • Fundo avulso de peneiras. 3.2. Método Utilizando como base a NBR NM 248/2003, foi executado, seguindo seu respectivo passo-a-passo, o experimento de “Agregados - Determinação da composição granulométrica”. 3.2.3. Procedimento Anteriormente, ao início do experimento, deve-se secar as amostras de solos em uma estufa, deixá-las esfriar até chegar em temperatura ambiente e determinar uma massa pré-estabelecida, pesa-a e reserva-a para o experimento. No caso desse experimento, utilizou-se a pedra brita e utilizou-se uma massa de 5000 g = 5 kg para o início do experimento. Posteriormente, em um agitador mecânico deve-se encaixar as peneiras com abertura de malha em ordem crescente da base para o topo, juntamente com o fundo e a tampa, como mostra a figura 1. Imagem 1: Peneiras previamente colocadas no agitador mecânico Fonte: Autor Após fazer o encaixe das peneiras, deve-se fazer o procedimento do peneiramento por, aproximadamente, 4 minutos, no agitador mecânico, para separação e classificação prévia. Em seguida, retirou a peneira superior do conjunto e a agitou manualmente, com a tampa e o fundo encaixados, até que, após um minuto de agitação contínuo, a massa de material passante pela peneira seja inferior a 1% da massa do material retido, conforme estabelece a norma. Assim sendo, a agitação da peneira deve ser feita em movimentos laterais e circulares alternados, tanto no plano horizontal quanto inclinado. Após esse procedimento foi retirada todas as peneiras, pedado o agregado retido em cada uma delas e, em seguida, colocados, respectivamente, nos recipientes. As imagens 2, 3, 4 e 5 mostram esse procedimento. Imagem 2: Balança pronta para medição Fonte: Autor Imagem 3: Materiais espalhados na bancada Fonte: Autor Imagem 4: Agregado pronto para a pesagem Fonte: Autor Imagem 5: Agregado sendo pesado Fonte: Autor Feito o ensaio de massa m1, foi feito o mesmo procedimento para a massa m2. Sucessivamente, para determinar a massa total de material retido em cada uma das peneiras e no fundo do conjunto. Assim sendo, baseado na norma vigente, o somatório de todas as massas não deve diferir mais de 0,3% de massa m1 e da massa m2. A tabela 1 abaixo mostra os resultados encontrados durante esse ensaio. Tabela 1: Valores obtidos no ensaio Peso de m2 (g) Peneiras (mm) 5 min 1 min 1 min 1 min 1 min 1 min % Retida Massa de m2 (g) Massa real de m2 (g) 25 598 598 598 598 598 598 0 0 0 19 638 616 616 604 594 594 0 30 120 12,5 1504 1492 1482 1484 1476 1462 0,95 838 3352 9,5 832 864 874 888 902 912 1,1 312 1248 6,3 766 770 770 770 770 772 0,26 54 216 4,75 420 420 420 420 422 424 0,47 12 48 Fundo 414 414 414 414 414 414 0 2 8 TOTAL 1848 4992 Fonte: Autor Feito isso, para o preenchimento da massa m1 (g) da tabela 1, fez-se uma média dos pesos retidos, em cada ensaio e, com isso, foi possível a determinação da massa total real do material retido. Após a determinação da massa total real de material retido, foi determinado, para cada uma das amostras de ensaio, o cálculo da porcentagem retida em massa, em cada peneira, com uma aproximação de 0,1%. Ao fazer uma análise conjunta da norma, pode-se dizer que as amostras devem apresentar, necessariamente, a mesma dimensão máxima característica e, nas demais peneiras, os valores de porcentagem retida individualmente não devem diferir mais que 4% entre si. Caso isso não ocorra, deve-se o peneiramento para outras amostras de ensaio até atender tal exigência. Ao obtê-la, pode-se obter os cálculos exatos da porcentagem retida, porcentagem retida acumula e a porcentagem acumulada aproximada apresentados na tabela 2 abaixo. Tabela 2: Valores obtidos no ensaio Peneiras (mm) Peso m1 (g) Peso m2 (g) Peso m1 (g) - Brita % R % R. A. % R. A. A. 25 0 0 0 0 0 0 19 120 120 120 2,4 2 2 12,5 3352 3352 3352 67,04 67 69 9,5 1248 1248 1248 24,96 25 94 6,3 216 216 216 4,32 4 98 4,75 48 48 48 0,96 1 99 Fundo 8 8 8 0,16 0 99 TOTAL 4992 Fonte: Autor Os resultados e análises desse experimento encontram na seção 4 desse relatório. 4. RESULTADOS E ANÁLISE Após realizar o procedimento detalhado no item 3 desse relatório e, com o auxílio das fórmulas presentes, foi possível determinar os cálculos previamente descritos. A exemplo, para o preenchimento da porcentagem retida (%R), na tabela 2, usou- se dos dados obtidos na tabela 1 e da seguinte fórmula: % 𝑟𝑒𝑡𝑖𝑑𝑎 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑟𝑒𝑡𝑖𝑑𝑜 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎 × 100 Feito isso, fez-se a soma da porcentagem anterior com a próxima e, com isso, obteve-se a porcentagem acumulada. Posteriormente, com a análise dos cálculos obtidos nas tabelas 1 e 2, pode-se determinar o diâmetro máximo do agregado, sendo o percentual retido acumulado menor ou igual a 5%, e o módulo de finura, sendo o somatório da porcentagem retida acumulada, excluindo o fundo e as peneiras intermediarias, dividido por 100. As fórmulas abaixo ilustram o escrito. a) Diâmetro máximo ∅𝑚á𝑥 = 19,0 mm → peneira menor que 5% b) Módulo de finura MF = (2 + 94 + 99) / 100 → MF = 1,95 Posteriormente, como mostra a imagem 6, foi possível classificar os agregadosentre as 4 zonas descritas, a partir da execução da norma ABNT NBR 7211/1983. Imagem 6: Limites granulométricos do agregado graúdo Fonte: ABNT NBR 7211/1983 Utilizando os dados das tabelas 1 e 2, foi possível produzir três gráfico de distribuição granulométrica, sendo o eixo X os logs das aberturas das peneiras, e o eixo Y os dados da porcentagem retida acumulada (% R.A.). Os gráficos 1, 2 e 3 presentes abaixo são a representação desse plano. Gráfico 1: Curva Granulométrica na Graduação 0 Fonte: Autor Gráfico 2: Curva Granulométrica na Graduação 1 Fonte: Autor Gráfico 3: Curva Granulométrica na Graduação 2 Fonte: Autor Ao finalizar a construção dos gráficos, leva-se em consideração dois pontos importantes: 1) Se um agregado fino apresentar entre 5% e 15% de material mais grosso do que 4.8 mm, será ele ainda globalmente considerado como “agregado miúdo”; 2) Se um agregado grosso apresentar até 15% de material passado pela peneira de 4,8mm, será ele ainda globalmente considerado como “agregado graúdo”. Portanto, ao levar em consideração as definições das normas vigentes e, a partir dos gráficos feitos, é possível ser feita uma análise e obter um laudo do ensaio de agregados graúdo, em que foi utilizado o gráfico com a brita que se melhor enquadra na norma. O gráfico 2 - Curva Granulométrica na Graduação 1 é o que melhor se encaixa nesse parâmetro. O laudo em questão é plotado na folha seguinte desse documento. 5. CONCLUSÃO Com a execução do presente ensaio, objeto de estudo desse relatório, pode-se obter, entre outros, a granulometria do agregado graúdo analisado que, nesse caso, foi a pedra brita. Além do mais, inicialmente, pode-se considerar que o ensaio realizado foi bem-sucedido, visto que os valores encontrados estão dentro do esperado, de acordo com a ABNT NM 248/2003, sendo de 4992 g de massa, em relação aos 5000 g iniciais, ou seja, houve um perde de, apenas, 8 g, correspondente a 0,16% do total. Segundo a norma vigente, o valor não deve diferir de 0,3%. Ademais, a partir da análise dos gráficos da curva granulométrica, pode-se concluir que esse agregado é bem graduado, representando um bom indicativo, já que a má graduação do agregado faz com que haja espaços vazios no concreto, por exemplo, comprometendo sua resistência à compreensão. Outrossim, observou-se que a curva do gráfico da curva granulométrica da graduação 1 (gráfico 2) é o que mais adequado para ser utilizado em confecções de argamassas e concretos, visto que é o único que está contido dentro dos limites estabelecidos por norma citada. Além do mais, o módulo de finura encontrado é de 1,95 e o diâmetro máximo do material analisado – pedra brita - é de 19,0 mm. Assim sendo, conclui-se que o agregado graúdo é de grande importância para o uso na construção civil e, segundo as normas utilizadas, o agregado utilizado no presente ensaio se classifica como brita Tipo 01, sendo apropriada para o uso na construção civil, como agregado graúdo, a qual, de fato, é sua verdadeira funcionalidade, como mostra o ensaio em questão. 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BAUER, L.A.F. Materiais de Construção: Novos materiais para construção civil. 5º edição. Rio de Janeiro: LTC – Livros técnicos e científicos editora S.A, 1994. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – NBR 7211/2009 – Agregados para concreto – Especificação. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – NORMAS MERCOSUL - NBR NM 248/2003 – Agregados – Determinação da composição granulométrica. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – NBR 7218:2010 – Agregados – Determinação do teor de argila em torrões e materiais friáveis. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – NORMAS MERCOSUL - NBR NM 46:2001 – Agregados – Determinação do material fino que passa através da peneira 75 𝜇𝑚, por lavagem. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – NBR 9935:2011 Agregados – Terminologia. REIS, Luiz Antonio, Notas de aula, Ciencias dos matérias de construção - PUC Minas campos Poços de Caldas – MG
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