Agregados para argamassas

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Tecnologia das argamassas 
 
 
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AGREGADOS 
 
Definição: 
 
Material granular, sem forma e volume definidos, geralmente inertes, de 
dimensões e propriedades adequadas para uso em obras de engenharia. 
São agregados as rochas britadas, os fragmentos rolados no leito dos cursos 
d’água e os materiais encontrados em jazidas, provenientes de alterações de rochas 
(areias). 
 
Classificação 
 
Quanto à origem (modo de obtenção) 
 Naturais – Já encontrados na natureza sob forma de agregados 
 Artificiais – Necessitam de um trabalho de afeiçoamento pela ação do homem . 
 
Quanto à massa específica aparente; 
 Leves – Possuem massa específica aparente menor que 2 kg/dm³ 
 Ex.: Pedra pome, vermiculita e argila expandida 
 Normais - Possuem massa específica na faixa de 2 a 3 kg/dm³ 
 Ex.: Areias quartzozas, seixos, britas de granito 
 Pesados - Possuem massa específica acima de 3 kg/dm³ 
 Minérios de barita, limonita e magnetita 
 
Quanto ao tamanho dos grãos 
 Miúdos - Aqueles cujos grãos passam pela peneira ABNT 4,8 mm 
(podendo ficar retidos até 15% em massa) e ficam retidos na peneira 0,075 mm. 
 Graúdos Aqueles cujos grãos passam pela peneira ABNT com diâmetro 
nominal de 152 mm e ficam retidos na peneira de 4,8 mm (podendo passar até 15% em 
massa). 
 
 
 
Origens: 
 
� De rio – Depósito de sedimentos do leito de alguns rios – extração por dragas de 
sucção; 
� De cava – Depósitos aluvionares em fundos de vales, cobertos por capa de solo – 
extração por escavação mecânica ou desmonte hidráulico 
� De britagem – Areia obtida pelo processo de classificação a seco nas pedreiras. 
Normalmente possui grande parcela de materiais muito finos, os quais podem ser 
retirados por processo de lavagem, porém com desvantagem de encarecer o produto. 
� De escória – Obtida pela fragmentação da escória pelo resfriamento brusco após a 
utilização de materiais em alto-forno. 
� De praias e dunas – Normalmente não são utilizadas pelo elevado índice de finura 
e teor de cloreto de sódio. 
 
 
 
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QUALIDADE DOS AGREGADOS 
 
 Muito se ouve falar sobre a qualidade de agregados utilizados em concretos, não 
sendo dada a mesma importância quando utilizado em argamassas. 
 As construções devem ser planejadas para, entre outras características, serem 
duráveis e resistirem satisfatoriamente às solicitações à elas impostas durante o seu 
período de utilização. 
 Não é justificável portanto, a inexistência de controle da qualidade dos materiais 
utilizados nas argamassas. 
A procedência dos agregados é de extrema importância para a construção civil, 
visto que, dependendo do local de sua extração, poderá ter na sua constituição materiais 
que podem vir a causar danos durante a confecção da argamassa e também durante o 
período de uso da mesma. Podem estar contidos nas areias, aglomerados argilosos, 
matéria orgânica, minerais oxidados de ferro, materiais pulverulentos, entre outros. 
 
Argilas: 
 Normalmente possuem uma superfície específica maior que a da areia, 
favorecendo um acúmulo de aglomerantes ao seu redor. Se a argila for do grupo das 
montmorilonitas ou esmectitas, são possíveis fenômenos de expansão e retração do 
sistema em função da variação da umidade. 
 
Minerais de ferro: 
Podem vir a formar compostos expansivos resultantes de reações oxidantes. 
Podem se manifestar em forma de manchas ou vesículas na superfície do revestimento. 
 
Matéria orgânica: 
 Resultante de restos de vegetais, pode inibir o endurecimento do aglomerante, 
provocando o aparecimento de vesículas de cor escura. 
 
 
 
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DOS AGREGADOS: 
 
 
Materiais pulverulentos: 
 
 Segundo a NBR 7219 (ABNT, 1987), materiais pulverulentos são “ partículas 
minerais com dimensão a 0,075 mm, inclusive os materiais solúveis em água presentes 
nos agregados”. 
 
Massa específica aparente 
 
 É a massa por unidade de volume, incluindo neste o material sólido e os vazios 
permeáveis. Pode ser determinado pelo frasco de Chapmann ou picnômetro. 
 
Massa específica absoluta 
 
 É a massa por unidade de volume, incluindo neste apenas o material sólido que 
compõe os grãos. Normalmente, não tem grande aplicação na construção civil. 
 
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Massa unitária 
 
 É a massa por unidade de volume, incluindo neste o volume aparente dos grãos e 
dos vazios intergranulares. A massa unitária tem grande importância na tecnologia pois 
é por meio dela que pode-se converter as composições das argamassas e concretos 
dadas em peso par volume e vice versa. 
 O teor de umidade influencia grandemente o peso unitário dos agregados 
miúdos devido ao fenômeno do inchamento. 
 
 
GRANULOMETRIA 
 
Definição: 
 
 Denomina-se composição granulométrica de um agregado a proporção relativa, 
expressa em percentagem, dos diferentes tamanhos de grãos que constituem o material. 
Pode ser expressa pelo material que passa ou pelo material retido, por peneira ou 
acumulado. 
 É determinada por peneiramento em peneiras com malhas de forma quadrada e 
uma sequência tal que o lado de cada abertura tenha sempre o dobro do lado da abertura 
da peneira anterior, começando pela peneira 0,15. 
 Existem outras peneiras com aberturas diferentes das da série normal, utilizadas 
para caracterização de dimensões características máximas e mínimas das partículas. 
Estas constituem a série intermediária, de acordo com a NBR 7211/1983. 
 
 
Série Normal (abertura mm) Série Intermediária (abertura mm) 
76 -- 
-- 64 
-- 50 
38 -- 
-- 32 
-- 25 
19 -- 
-- 12.5 
9.5 -- 
-- 6.3 
4.8 -- 
2.4 -- 
1.2 -- 
0.6 -- 
0.3 -- 
0.15 -- 
 
 
Dos ensaios de peneiramento determina-se os seguintes parâmetros: 
 
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 Dimensão máxima característica: Corresponde à abertura de malha, em mm, 
da peneira da série normal ou intermediária, a qual corresponde uma percentagem retida 
acumulada igual ou imediatamente inferior a 5% em massa. 
 
 Dimensão mínima característica: Corresponde à abertura de malha, em mm, 
da peneira da série normal ou intermediária, a qual corresponde uma percentagem 
retida acumulada igual ou imediatamente superior a 95% em massa. 
 
 Módulo de finura: É o valor da soma das percentagens retidas acumuladas nas 
peneiras da série normal, dividido por 100. 
 
 
Limites granulométricos do agregado miúdo: (NBR 7211/83) 
Percentagens retidas acumuladas 
Abertura (mm) Zona 1 (muito fina) 
Zona 2 
(fina) 
Zona 3 
(Média) 
Zona 4 
(Grossa) 
9,5 0 0 0 0 
6,3 0-3 0-7 0-7 0-7 
4,8 0-5 (A) 0-10 0-11 0-12 
2,4 0-5 (A) 0-15 (A) 0-25 (A) 5 (A)-40 
1,2 0-10 (A) 0-25 (A) 10 (A)-45 (A) 30 (A)-70 
0,6 0-20 21-40 41-65 66-85 
0,3 50-85 (A) 60 (A)-88 (A) 70 (A)-92 (A) 80 (A)-95 
0,15 85 (B)-100 90 (B)-100 90 (B)-100 90 (B)-100 
(A) Pode haver uma tolerância de até um máximo de 5 unidades (%) em um só dos 
limites marcados com a letra A ou distribuídos em vários deles; 
(B) Para agregado miúdo resultante de britamento, este limite poderá ser 80. 
 
A forma de apresentação dos resultados, normalmente se dá de forma gráfica 
 
 
Curvas Granulométricas
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
fundo 0,15 0,30 0,60 1,20 2,40 4,80 6,30 9,50
Diâmetro dasPeneiras
%
 
R
e
tid
a
 
a
c
u
m
u
la
da
Zona 1 inf
zona 1sup
Zona 2 inf
zona 2sup
Zona 3 inf
zona 3sup
Zona 4 inf
zona 4sup
peneiramento
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CARACTERÍSTICAS DA AREIA 
PROPRIEDADES Quanto menor o módulo 
de finura 
Quanto mais descontínua 
for a granulometria 
Quanto maior o teor de 
grãos angulosos 
Trabalhabilidade Melhor Pior Pior 
Retençãode água Melhor Variável Melhor 
Elasticidade Pior Pior Pior 
Retração na secagem Aumenta Aumenta Variável 
Porosidade Variável Aumenta Variável 
Aderência Pior Pior Melhor 
Resist. Mecânica Variável Pior Variável 
Impermeabilidade Pior Pior Variável 
 
 
Efeito Parede 
 
Ocorre com agregados de maiores dimensões; Deve-se observar que o agregado 
grosso possui um poro de maior volume que um fino e, consequentemente, um maior 
vazio junto à superfície. Estes vazios serão preenchidos, durante o processo de aplicação 
da argamassa em uma parede, por material fino. Assim, a argamassa que ficará junto à 
parede deverá possuir maior concentração de grãos finos, de forma a possibilitar maior 
contato do aglomerante nos poros da superfície de sustentação (PINTO, 1996). 
Isto demonstra a necessidade de grãos finos próximos à superfície, a fim de 
evitar-se grandes vazios nesta região. 
 
 
Umidade dos agregados 
 
 O conhecimento do teor de umidade é de grande importância no estudo dos 
agregados, principalmente dos miúdos devido ao fenômeno do inchamento. 
 O teor de umidade é definido como a razão entre a massa de água contida numa 
amostra e a massa dessa amostra seca. O resultado normalmente é expresso em 
porcentagem. 
 A umidade dos agregados oferece características importantes ao material. Para 
ser trabalhável, deve-se adicionar água ao agregado, fato que aumenta a coesão entre os 
grãos. Esta resistência tem que ser vencida durante a aplicação do material, através de 
um esforço cortante entre as partículas, fazendo-a comportar-se como um fluido 
(princípio de desempenar uma argamassa). 
 A dimensão dos grãos de areia, também exerce influência sobre o 
comportamento areia-água; 
 Quando é aumentada a superfície específica dos grãos, maior será a energia 
necessária para vencer a coesão do conjunto. Em igualdade de volumes dos grãos de 
areia, as partículas de menor tamanho produzirão, entre si, maior coesão em reunião 
com água, portanto, será necessário aplicar maior esforço para provocar seus 
deslocamentos (PINTO, 1996). 
 
 
 
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Influência do tipo de agregado no comportamento agregado-Água 
Areias 
Grossas Médias Finas Características adotadas 
Redonda poliédrica Redonda poliédrica Redonda poliédrica 
Maior coesão devido à água 
 x 
Dificuldade de trabalhar devido a 
coesão dos grãos x 
Volume de vazios independe da 
bitola x x x 
Maior superfície específica por 
unidade de peso x 
Maior resistência ao 
deslocamento de grãos na água x 
Maior tempo de mistura 
água+areia x 
Poros de maior volume entre si x 
Menor contato do aglomerante 
na superfície revestida x 
Areias de maior compacidade x x x 
Fonte: Elemento para a dosagem de argamassas.(PINTO, 1996). 
 
 
Métodos para determinação de umidade: 
 A determinação da umidade pode ser feita pelos seguintes métodos: 
♦ Secagem em estufa 
♦ Secagem por aquecimento ao fogo 
♦ Frasco de Chapmann 
♦ Picnômetro 
♦ Aparelhos especiais (Speedy) 
 
 
INCHAMENTO 
 
 A areia utilizada em obra, apresenta-se geralmente úmida. Os teores de umidade 
normalmente encontrados giram em torno de 4 a 6% 
 A água livre, aderente aos grãos provoca um afastamento entre eles, do que 
resulta o inchamento do conjunto. Este inchamento depende da composição 
granulométrica e do grau de umidade do agregado, sendo maior para as areias finas que 
apresentam maior superfície específica. 
 O inchamento das areias aumenta com o acréscimo de umidade até que esta 
atinja 4 a 6%. Nesta faixa é que ocorre o inchamento máximo. 
 A figura 1 apresenta o fenômeno do inchamento graficamente, para uma areia de 
graduação média. Nas abcissas estão marcados os teores de umidade e nas ordenadas, os 
coeficientes de inchamento (relação entre os volumes úmido e seco de uma mesma 
massa de areia). 
 O inchamento dos agregados deverá ser levado em conta no porcesso de 
dosagem quando este for feito por peso. Nestes caso, dispondo de uma curva de 
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inchamento e conhecido o teor de umidade da areia seca ao ar, pode seer calculado o 
volume a ser considerado no traço. 
Por exemplo: 
1m³ =15 kN de areia seca; 
esta absorvendo 84,1 N de água, passará a pesar 15.841N e terá seu volume aumentado 
para 1,40 m³. 
Seu teor de umidade será, então 0,0841/1,40= 6%. 
 O peso unitário da areia úmida será então: 15.084/1,40 = 10,774 N/m³ . 
Temos então, que o peso de areia seca contido em 1 m³ de areia úmida é de 15.000/1,40 
= 10.741 N/m³ (FALCÃO BAUER, 1995). 
 
 
 
Pelo gráfico obtém-se ainda: 
Umidade crítica: Teor de umidade acima do qual o inchamento permanece 
praticamente constante. 
É obtida pela seguinte construção gráfica: 
1. Traça-se uma tangente à curva paralela ao eixo das abcissas 
2. Traça-se uma nova tangente à curva, paralela à corda que une a origem ao ponto de 
tangência da reta anterior. 
3. A umidade correspondente ao ponto de interseção das duas tangentes á a umidade 
crítica. 
 
 
A média dos coeficientes de inchamento no ponto correspondente à umidade 
crítica e coeficiente máximo observado, é definido como coeficiente médio de 
nchamento. 
 
i = Vh/Vs como, δ = m / Vunit temos: δh = mh / Vh 
Curva de inchamento da areia 
R
el
aç
ão
 
en
tr
e 
o
s 
v
o
lu
m
es
 
)(
Vo
Vh
 
 
Umidade em % 
Coef. Médio de inchamento = 1,32 
Umidade crítica = 3,2 % 
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 δ
 s = ms / Vs 
 
 
i = (mh / δh) / (ms / δs) sendo: mh = ms (h + 100) / 100 
 
 
i = δs / δh (h + 100) / 100 
 
i = ms / mh (h + 100) / 100 
 
Procedimento: 
1. Preencher a caixa padronizada (Volume = Vc e Massa = Mc ) com agregado seco. 
2. Determinar a massa do conjunto (Mc+a) 
3. Determinar a massa da amostra (ms): ms = (Mc + a) – Mc. 
4. Calcular a massa de água necessária para obter-se 1 % de umidade (ms/100) 
5. Colocar a amostra do agregado uma caixa metálica de grandes dimensões, adicionar 
a água e homogeneizar o conjunto. 
6. Preencher a caixa padronizada com o agregado úmido, proceder a arrasadura. O 
material excedente deve retornar a caixa maior. Pesar a caixa contendo a amostra 
úmida (Mc + ah) 
7. Determinar a massa da amostra úmida (mh): mh = (Mc+ah) – Mc 
8. Calcular o coeficiente de inchamento (i ) pela fórmula i = ms / mh (h + 100) / 100 
9. Repetir os procedimentos 4 a 8 para teores de umidade crescentes de 1 em 1 % até 
que o valor do d\coeficiente de inchamento apresente uma diminuição em duas 
determinações consecutivas. 
10. Traçar o gráfico de inchamento determinado a umidade crítica e o coeficiente de 
inchamento médio. 
 
 
Porosidade: 
 Espaço entre os grãos de areia. Relação entre o volume de vazios existente e o 
volume de agregados. 
 
 
 
ENSAIOS LABORATORIAIS: 
 
 
 
Massa específica aparente: 
 Massa por unidade de volume, compreendendo o volume absoluto do material 
sólido e o volume de vazios impermeáveis 
 
d = m / Vap 
 
 
a) Processo do frasco graduado: 
Coloca-se uma certa quantidade de água em um tubo graduado (chapmann) e faz-se 
uma leitura inicial (Li).Determina-se a massa de uma certa porção da amostra (m) e 
coloca-se esta porção na proveta. Faz-se a leitura final (Lf) 
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d = m (Lf – Li) 
 
b) Processo da balança hidrostática: 
 Baseado na lei de Arquimedes. Todo corpo imenso num fluido está sujeito a 
uma força de baixo para cima igual ao peso do líquido por ele deslocado. (possui grande 
precisão). 
 Pesa-se a amostra (m). 
Tara-se a balança com o recipiente que conterá a amostra quando imersa na 
água. 
 Coloca-se a amostrano recipiente imerso e faz-se a pesagem imersa (mi). 
 
 
Massa específica absoluta 
Compreende apenas o volume absoluto do material sólido. 
 Os vazios impermeáveis são eliminados através de moagem prévia da amostra. 
 
Processo do picnômetro. 
Recipiente de vidro que possui uma rolha esmerilhada com um tubo capilar. 
Quando repleto por um líquido, obtém-se um volume bem definido e preciso. 
 
 Procedimento: 
♦ Pesa-se o picnômetro com água (Pag) 
♦ Pesa-se uma amostra de pó de pedra (m) 
♦ Retira-se um pouco da água do picnômetro, coloca-se a amostra com auxílio 
de um funil e completa-se o restante do espaço com água. 
♦ Pesa-se o picnômetro com amostra e água (Pag+a) 
 
Deve-se eliminar o ar aderido às partículas da amostra antes de preencher o picnômetro 
totalmente com água. 
 
 
Massa unitária: 
 É a relação entre a massa de um agregado e seu volume compreendendo o 
volume aparente e o volume de vazios intergranulares (Vunit). 
 
 Procedimento: 
 Recipiente paralelepipédico de volume superior a 15 litros. O enchimento do 
recipiente deve ser feito com uma altura de lançamento não superior a 10 cm. 
 Enche-se o recipiente em demasia e com uma régua metálica faz-se a arrasadura 
da superfície eliminado-se o excesso. 
 
δ = m / Vunit 
 
 
 
Formação de amostras: 
 Quarteamento – Agregados graúdos e miúdos 
 Separador de amostras 
 
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Determinação da umidade dos agregados 
 
Processo por estufa 
 Secar por 24 horas em estufa com temperatura de 105 a 110 oC 
h = (mh – ms) / ms 
 
Processo de secagem ao fogo 
 Determinações rápidas em campo – utiliza-se frigideira e álcool. 
 
 
Processo do frasco de Chapmann 
 É necessário que se conheça a massa específica aparente do agregado. Esta 
massa específica pode ser determinada pelo próprio frasco de Chapmann. 
 Pesar 500 g de amostra (estado úmido) 
 Preencher o frasco com 200 ml de água (marca inferior do frasco) 
 Colocar a amostra e fazer a leitura final correspondente ao volume amostra mais 
água (L) 
 
 h = { 100 [d(L – 200) – 500]} / [d(700-L)] 
 
 Determina-se a umidade superficial do agregado. 
 
Speedy 
 Garrafa metálica provida de uma tampa com manômetro. Coloca-se a umidade 
em contato com carbureto de cálcio gerando um gás dentro da garrafa. O gás formado 
provoca um aumento de pressão interna que é registrada no manômetro da tampa. 
 
 
Impurezas 
 
Material pulverulento 
 
 Material passante na peneira 0,075 mm. 
 Coleta-se uma amostra representativa do agregado de acordo conforme a NBR 
7216 e formar uma amostra de ensaio ligeiramente superior a 1000 g, sempre que 
possível com o material úmido a fim de evitar a segregação da fração pulverulento. 
 Secar a amostra em estufa (105 a 110 oC) 
 Determinar a massa seca do agregado (ms) 
 Colocar o material num recipiente e adicionar água em abundância, misturando a 
amostra nesta água freqüentemente. Verter a solução (água suja com pó) sobre um 
conjunto de peneiras superpostas (# 1,2 e 0,075 mm). Colocar nova porção de água e 
repetir a operação de lavagem, tantas vezes quantas forem necessárias para que se 
obtenha uma solução praticamente limpa. 
 Coletar o material restante no recipiente e retido nas duas peneiras para uma 
bandeja metálica e secar em estufa até uma constância de massa (msf). 
 O material pulverulento da amostra (Mp) será determinado pela seguinte 
expressão: 
 
Mp = (ms – msf) / ms *100 
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Bibliografia utilizada e sugerida como leitura complementar: 
BAUER, L. A. F. Materiais de construção. 
PINTO, J. A do N. Elementos para a dosagem de argamassas. 
NBR 7211/83 Agregados para concreto – determinação da composição 
granulométrica 
NBR 7219, Determinação do teor de materiais pulverulentos 
NEVILLE, A. M. Propriedades do concreto.