Relatório Agregado Miúdo

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE DO ESTADO DO AMAZONAS (UEA)
ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA (EST)
ENGENHARIA CIVIL
AGREGADO MIÚDO: GRANULOMETRIA, MASSA ESPECÍFICA, MASSA UNITÁRIA, TEOR DE UMIDADE, TEOR DE MATERIAL PULVERULENTO E TORRÕES DE ARGILA.
MANAUS – AM
2014
JULIANA BARBOSA DE CARVALHO
LARISSA MENDES OLIVEIRA
AGREGADO MIÚDO: GRANULOMETRIA, MASSA ESPECÍFICA, MASSA UNITÁRIA, TEOR DE UMIDADE, TEOR DE MATERIAL PULVERULENTO E TORRÕES DE ARGILA.
Relatório apresentado à Escola Superior de Tecnologia da Universidade do Estado do Amazonas, como parte dos requisitos necessários à obtenção de grau na disciplina de Materiais de Construção Civil I, ministrada pela Professora Dra Valdete Santos.
MANAUS – AM
2014
Resumo
O presente relatório consiste na apresentação dos ensaios realizados com o agregado miúdo (areia), no Laboratório de Materiais de Construção, na Escola Superior de Tecnologia (EST), unidade da Universidade do Estado do Amazonas (UEA). Os ensaios realizados com o material anteriormente citado foram: granulometria, massa específica, massa unitária, teor de umidade, teor de material pulverulento e torrões de argila. Para cada um destes ensaios, existe uma norma brasileira regulamentadora (NBR), em alguns casos, uma norma Mercosul (NM), que prescreve os métodos e equipamentos adequados e necessários à realização de cada ensaio de maneira satisfatória. A importância da realização destes ensaios é o controle tecnológico dos materiais, utilizado principalmente para garantir a qualidade e a segurança das obras realizadas, em função da utilização do material, neste caso, o agregado, adequado a cada tipo de situação. Estes ensaios, bem como os ensaios com o cimento e com os agregados graúdos, têm por finalidade reunir informações necessárias ao cálculo do traço de concreto, a fim de que se possa em um próximo ensaio, concretar peças para teste. O ensaio de granulometria nos fornece o módulo de finura da areia, importantíssimo no cálculo do traço, além de outras informações, além da classificação da mesma como areia fina, como é encontrada em nossa região. A massa específica nos permite analisar a quantidade de material orgânico encontrado dentro do agregado miúdo, e a massa real do material. A massa unitária nos dá o valor da massa do agregado miúdo com os espaços de ar entre as partículas de areia e é a partir deste volume que se consegue montar com maior precisão o volume de cada material na formação do traço de concreto. O teor de material pulverulento, o teor de umidade e a percentagem de torrões de argila visam separar alguns componentes que não são em si areia, mas sim, respectivamente, pós, água e argila que acabam por se misturar à areia. Concluímos assim, que a areia ensaiada, por estar dentro de todos os limites previstos nas normas de cada ensaio anteriormente citado, está aprovada para uso em concretos.
Lista de Figuras
	Figura 01: Granulometria da areia............................................................................24
	Figura 02: Peneiramento da areia com agitador.....................................................24
	Figura 03: Leitura final (Massa Específica).............................................................25
	Figura 04: Deposição de material (Massa Unitária)...............................................25
Figura 05: Rasamento da amostra............................................................................26
Figura 06: Peso úmido (Teor de Umidade)...............................................................26
Figura 07: Recipiente para lavar areia (Teor de Material Pulverulento).............27
Figura 08: Areia lavada e escorrida (Teor de Material Pulverulento)..................27
Figura 09: Espalhamento de material na placa de aço (Torrões de Argila)........28
Figura 10: Peneiramento final (Torrões de Argila)...................................................28
Lista de Siglas
EST: Escola Superior de Tecnologia;
UEA: Universidade do Estado do Amazonas;
Prof.: Professor (a);
Drᵃ: Doutora;
NBR: Norma Brasileira Regulamentadora;
NM: Norma Mercosul;
ABNT: Associação Brasileira de Normas Técnicas;
ISO: Organização Internacional para Padronização (International Organization for Standardization);
g: gramas;
ml: mililitros;
mm: milímetros;
W: umidade;
TMP: Teor de Material Pulverulento;
TA: Torrões de Areia.
SUMÁRIO
Introdução........................................................................................................................8
Objetivo Geral..........................................................................................................10
Objetivos Específicos................................................................................................10
Materiais....................................................................................................................10
Granulometria.................................................................................................10
Massa Específica............................................................................................10
Massa Unitária................................................................................................11
Teor de Umidade............................................................................................11
Teor de Material Pulverulento........................................................................11
Torrões de Argila............................................................................................11
Revisão de Literatura...............................................................................................12
Agregados........................................................................................................12
Normas Regulamentadoras..............................................................................12
Granulometria................................................................................13
Massa Específica............................................................................14
Massa Unitária................................................................................14
Teor de Umidade...... .....................................................................15
Teor de Material Pulverulento........................................................15
Torrões de Argila............................................................................16
Metodologia de Ensaio...............................................................................................16
Granulometria...................................................................................................16
Massa Específica..............................................................................................17
Massa Unitária.................................................................................................17
Teor de Umidade...............................................................................................17
Teor de Material Pulverulento..........................................................................17
Torrões de Argila..............................................................................................18
Resultados....................................................................................................................19
Granulometria...................................................................................................19
Massa Específica..............................................................................................20
Massa Unitária.................................................................................................20
Teor de Umidade..............................................................................................21Teor de Material Pulverulento..........................................................................21
Torrões de Argila..............................................................................................21
Conclusão....................................................................................................................22
Referências Bibliográficas.........................................................................................23
Apêndice............................................................................................................................24
					
Introdução
A NBR 9935 (ABNT, 1987) define agregado como o material granular pétreo sem forma ou volume definido, a maioria das vezes quimicamente inerte obtido por fragmentação natural ou artificial, com dimensões e propriedades adequadas a serem empregados em obras de engenharia.
Os agregados incluem, por exemplo, blocos, pedras, pedregulhos, cascalhos, seixos, britas, pedriscos, areias, etc. Como são os materiais mais empregados na engenharia civil, a sua classificação, a determinação de suas principais propriedades e a especificação dos limites de aceitabilidade são fundamentais para o bom desempenho na utilização dos mesmos em uma obra.
Os ensaios a que são submetidos os materiais de construção civil são importantes para o controle tecnológico realizado para diversos materiais. Principalmente para garantir a qualidade e a segurança das obras realizadas.
Segundo FORTES (2003) “O controle tecnológico se constitui na amostragem dos serviços que estão sendo realizados além da realização de ensaios para verificar nas diversas fases de execução, desde a seleção dos materiais, misturas ou aplicações desses materiais, e fases posteriores”.
Especificamente, para a produção de concreto é necessário que haja alguns ensaios com agregado miúdo (areia), sendo estes: granulometria, massa específica, massa unitária, teor de umidade, teor de material pulverulento e torrões de argila, a fim de que se possa verificar se os materiais propostos são aptos para tal execução. Cada ensaio é regulamentado por uma norma brasileira regulamentadora (NBR) específica, que prevê o método para determinação do ensaio, seu objetivo e como realizar o cálculo dos resultados.
A princípio, serão apresentados os ensaios, bem como seus respectivos resultados obtidos em laboratório. E, posteriormente, após a aprovação dos materiais, partiremos para a confecção do concreto.
Objetivo Geral
Analisar as características e propriedades do agregado miúdo, caracterizando-o corretamente.
Objetivos Específicos
Determinar a granulometria da areia ensaiada;
Determinar a massa específica da areia;
Determinar a massa unitária da areia;
Determinar o teor de umidade da areia;
Determinar o teor de material pulverulento da areia;
Determinar os torrões de argila presentes na areia ensaiada. 
Materiais
Granulometria
Balança (0,1);
Estufa (temperatura entre 105 ± 5 ºC);
Peneiras – séries normal e intermediária (ver Tabela 1);
Agitador mecânico de peneiras;
Bandejas;
Fundo avulso de peneira.
Massa Específica
Proveta;
Balança (0,1);
Funil de papel.
Massa Unitária
Balança (0,1);
Fundo da peneira;
Pá para lançamento do material;
Régua para retificar a altura do agregado no fundo da peneira.
Teor de Umidade
Balança (0,1);
Areia;
Frasco de porcelana.
Teor de Material Pulverulento
Peneira #4;
Peneira #200;
Estufa;
Água corrente.
Torrões de argila 
Peneira #16;
Peneira #4;
Peneira #30;
Chapa metálica.
Revisão da Literatura
Agregados
Agregados são fragmentos de rochas popularmente denominados “pedras” e “areias”. Fragmentos de rochas com tamanho e propriedades adequadas são utilizados em quase todas as obras de infraestrutura civil, como edificações, pavimentação, barragens e saneamento (FARIAS; PALMEIRA, 2010).
A principal aplicação dos agregados é na fabricação de concretos e argamassas onde, em conjunto com um aglomerante (pasta de cimento portland e água), constituem uma rocha artificial com diversas utilidades em engenharia de construção, principalmente na composição dos diversos elementos estruturais de concreto armado (lajes, vigas, pilares, sapatas, etc).
Quanto à classificação do agregados, tem-se os seguintes dados:
Quanto à origem: podem ser naturais, encontrados na natureza em estado de ser utilizado ou que necessite de pequeno processamento (areia lavada e seixo rolado extraído de rios, areia de mina, areia de duna, jazida de solo pedregulhoso, etc), ou artificiais que, após sua extração na natureza sofrem processos de industrialização com objetivo de atingirem propriedades específicas (pedra britada, vermiculita, cinzas volantes, etc);
Quanto à dimensão dos grãos: o agregado pode ser graúdo, quando pelo menos 95% de sua massa é retida na peneira de malha 4,8 mm e passa na peneira 152 mm, ou pode ser miúdo, quando os grãos passam na peneira de malha 4,8 mm e ficam retidos na de 0,075 mm (ABNT, 1982), dimensões estas definidas na NBR 7211
Normas Regulamentadoras
Granulometria
Para a determinação da análise granulométrica do agregado é utilizada a NBR NM (Norma Mercosul) 248 – Agregados – Determinação da composição granulométrica. O objetivo desta norma é prescrever o método para a determinação da composição granulométrica de agregados miúdos e graúdos. Nesse caso, mostrar-se-á o ensaio granulométrico do agregado miúdo (areia).
Algumas definições ainda são necessárias a este ensaio, encontradas na NBR NM 248 acima citada:
Série normal e intermediária: conjunto de peneiras sucessivas, que atendam às normas NM-ISO 3310-1 ou 2, com aberturas de malha estabelecidas na Tabela 1 abaixo:
Tabela 1: Peneiras - Séries Normal e Intermediária
Fonte: NBR NM 248 (2003).
Módulo de Finura: soma das porcentagens retidas acumuladas em massa de um agregado, nas peneiras de série normal, dividida por 100;
Dimensão Máxima Característica: grandeza associada à distribuição granulométrica do agregado, correspondente à abertura nominal, em milímetros, da malha da peneira de série normal ou intermediária, na qual o agregado apresenta uma porcentagem retida acumulada igual ou imediatamente inferior a 5% em massa.
Massa Específica
É a relação entre a massa e o volume de cheios, isto é, o volume de grãos do agregado excluindo-se os poros permeáveis e os vazios entre os grãos. Trata-se de uma propriedade específica do material, podendo ser determinado por meio do frasco de Chapman para o agregado miúdo – NBR 9776 (ABNT, 1986) – ou balança hidrostática para o agregado graúdo – NBR 9937 (ABNT, 1987). Sempre que sua determinação não for viável, pode-se adotar o valor de 2650 kg/m3, para os agregados em geral.
Onde:
: massa específica real do agregado
L: leitura do frasco após a colocação do agregado
Vale ressaltar que o frasco de Chapman não estava disponível para que o ensaio fosse realizado de acordo com a norma, portanto, este foi realizado de maneira adaptada, com o uso da proveta.
Massa Unitária
Massa unitária, ou massa específica aparente, é a relação entre a massa (M) e o volume aparente (Va) de um material. A massa deve ser considerada completamente seca e o Va será o volume que inclui todos os vazios permeáveis (FARIAS; PALMEIRA, 2010).
O cálculo da massa unitária é dado pela equação: 
Teor de Umidade
O conhecimento do teor da umidade dos agregados é muito importante, pois a quantidade de água que os mesmos transportam para o concreto altera substancialmente o fator água/cimento, ocasionando decréscimo da resistência mecânica do concreto. Quando se trabalha com dosagem em volume, a umidade da areia provoca o fenômeno conhecido como inchamento que deve ser considerado quando da conversão dos traços de peso para volume. Sua determinação é feita, principalmente, por meio da secagem em estufa, método do fogareiro, método do speedye frasco de Chapman.
A unidade é definida como relação percentual entre a massa de água contida em uma amostra e a massa da amostra totalmente seca (massa de sólidos) (FARIAS; PALMEIRA 2010) e é calculada como:
Teor de Material Pulverulento
A areia contém geralmente pequena porcentagem de material fino, constituído de silte e argila, que passa pela peneira no 200 da ABNT (0,075 mm). Este teor é, entretanto, limitado entre 3,0% e 5,0%. Os finos, quando presentes em grande quantidade no concreto, aumentam a exigência de água para a obtenção da mesma consistência. Os finos de certas argilas também propiciam maiores alterações de volume, intensificando a retração e reduzindo a resistência.
A sua determinação é feita através da lavagem da areia, pois a água elimina essas partículas.
Torrões de Argila
A presença na areia de argila sob a forma de torrões friáveis é bastante nociva, e seu teor é limitado, segundo a NBR 7211/83, aos seguintes valores máximos:
Agregados miúdos: 1,5%
Agregados graúdos:
Em concreto cuja aparência é importante: 1,0% 
Em concreto submetido ao desgaste superficial: 2,0% 
Nos demais concretos: 3,0%
Metodologia de Ensaio
Granulometria 
Primeiramente coleta-se a amostra de acordo com a NM 26, tomando-se todas as precauções necessárias para que as amostras obtidas sejam representativas quanto à natureza e características dos agregados, formando-se duas amostras para o ensaio, de acordo com a NM 27. Lava-se as amostras na peneira 0,075 mm para a retirada dos finos. Em seguida, seca-se as amostras em estufa, deixando-as esfriar à temperatura ambiente e determina-se as suas massas (m₁ e m₂).
Limpa-se as peneiras, encaixando-as de modo a formar uma única peneira, com abertura de malha crescente de acordo com a finalidade do ensaio. Em seguida, promove-se a agitação do conjunto de peneiras, por um tempo razoável para permitir a separação e classificação prévia dos diferentes tamanhos de grãos da amostra. Determina-se a massa total do material retido em cada peneira e no fundo do conjunto. O somatório de todas as massas não deve diferir de 0,3% de m₁.
Procede-se o peneiramento da segunda amostra, de massa m₂, de acordo com o realizado na primeira amostra, de massa m₁.
Massa Específica
Coloca-se água na proveta até a marca de 200 ml e introduz-se a amostra de 500 g de areia seca, através do cone de papel. Agita-se manualmente a proveta, a fim de eliminar os possíveis vazios durante a inserção da amostra de areia. Aguarda-se a decantação da areia após ter sido agitada e faz-se a leitura novamente da altura da água. Com os valores da leitura encontrados, calcula-se a massa específica.
Massa Unitária
Para o cálculo da massa unitária, encheu-se um fundo de peneira, jogando-se o material com o auxílio de uma pá a 15 cm de altura do mesmo, sem compactar a areia até que o recipiente se enchesse. O procedimento foi realizado duas vezes. Então calcula-se a massa unitária dividindo os valores encontrados (menos a tara do recipiente) pelo volume do recipiente.
Teor de Umidade
Pesa-se determinada amostra de areia, e coloca-se esta na estufa para secar. Após 24 horas, pesa-se a mesma amostra já seca. O cálculo do teor de umidade é dado dividindo-se a massa úmida pela massa seca e multiplicando-se este valor por 100, o resultado é encontrado em porcentagem.
Teor de Material Pulverulento
Utiliza-se uma amostra de 1000 g de areia que passe, quando peneirada, na peneira #4 e que fique retida na peneira #200. Esta amostra é então, lavada até que a água fique límpida. Após este processo, a amostra é seca e novamente pesada. O teor de material pulverulento é encontrado ao subtrairmos a massa final da massa inicial da amostra, dividindo esse valor por 1000, resultado, este, também encontrado em porcentagem.
Torrões de Argila
Utiliza-se uma amostra de 200 g de areia que passe, quando peneirada, na peneira #16 (1,8 mm) e que fique retida na peneira #4 (4,8 mm). Espalha-se esta amostra na chapa metálica e amassa-se em pequenas porções para que os torrões de argila sejam destorroados. Então, peneira-se mais uma vez a areia agora na peneira #30 (0,6 mm) e pesa-se o valor final retido na mesma. A porcentagem de torrões de areia é encontrada ao subtrair-se a massa final retida na peneira #30 da massa inicial da amostra (200 g), dividindo-se esse valor pela massa inicial, e multiplicando-se por 100, encontrando-se a porcentagem.
Resultados
Granulometria
Para cada uma das amostras calcula-se a porcentagem retida, em massa, em cada uma das peneiras com aproximação de 0,1%. As amostras devem apresentar a mesma dimensão máxima característica, e nas demais peneiras, os valores de porcentagem retida individualmente não devem diferir mais de 4% entre si. A seguir, calcula-se as porcentagens médias, retidas e acumuladas, em cada peneira, com aproximação de 1% e determina-se o módulo de finura, com aproximação de 0,01.
Para m₁: 1000 g
	Peneira (mm)
	Mat. Retido (g)
	Mat. Passante (g)
	% Mat. Retido
	% Mat. Ret. Acumulado
	4.8
	1,60
	998,40
	0,16
	0,16
	2.4
	13,85
	984,55
	1,4
	1,56
	1.2
	59,04
	925,51
	5,9
	7,46
	0.6
	191,50
	734,01
	19,1
	26,56
	0.3
	498,49
	235,52
	49,9
	76,46
	0.15
	151,23
	84,29
	15,1
	91,56
	Fundo
	84,25
	0,96
	8,4
	99,96 ≈ 100
	Σ
	999,96
	
	
	
	Para m₂: 1000 g
	Peneira (mm)
	Mat. Retido (g)
	Mat. Passante (g)
	% Mat. Retido
	% Mat. Ret. Acumulado
	4.8
	1,59
	998,41
	0,16
	0,16
	2.4
	13,81
	984,60
	1,38
	1,43
	1.2
	59,12
	925,48
	5,91
	7,45
	0.6
	190,40
	735,08
	19,04
	26,49
	0.3
	499,50
	235,58
	49,95
	76,44
	0.15
	150,13
	85,45
	15,03
	91,47
	Fundo
	85,32
	0,13
	8,53
	100
	Σ
	999,87
	
	
	
Com os dados acima, calcula-se o módulo de finura:
MF = [Σ%ret.acum.(exceto fundo)] / 100
Para m₁: MF = 203,76 / 100 = 2,03 
Para m₂: MF = 203,44 / 100 = 2,03
O diâmetro máximo tanto para m₁ quanto para m₂ é 2.4.
Massa Específica
Ao inserir-se a amostra de 500 g de areia na proveta com 200 ml de água, fez-se a leitura final de 399 ml e assim, calculou-se a massa específica do material ensaiado:
ME = 500 / (399 – 200) = 2,51 g/ml.
Massa Unitária
Para o cálculo da massa úmida, utilizou-se as duas massas encontradas, já que o procedimento foi feito duas vezes:
Para m₁ = 2,184 g: massa úmida = (2.184 – 0,376) / 1650,38 = 1,09 g/cm³
Para m₂ = 2,188 g: massa úmida = (2,188 – 0,376) / 1650,38 = 1,09 g/cm³,
Onde 0,376 é a tara do recipiente e 1650,38 é o volume do recipiente.
Para o cálculo da massa seca, também fez-se o procedimento duas vezes:
Para m₁ = 3033,5 g: massa seca = (3033,5 – 0,376) / 1650,38= 1,61 g/cm³
Para m₂ = 3014,0 g: massa seca = (3014,0 – 0,376) / 1650,38 = 1,59 g/cm³, obtendo-se uma média de 1,60 g/cm³.
Teor de Umidade
Massa úmida: 0,416 g – 0,252 g = 0,164 g, onde 0,416 é a massa que enche o pequeno recipiente com areia úmida e 0,252 é a tara do mesmo recipiente.
Massa seca: 0,409 g – 0,252 g = 0,157 g.
Calculou-se então, o teor de umidade da areia ensaiada:
W = (Massa úmida – Massa seca / Massa seca) x 100 = (0,164 – 0,157 / 0,157) x 100 
W = 4,45%
Teor de Material Pulverulento
Após a lavagem dos 1000 g de areia peneirada até que a água ficasse límpida, secou-se o material retido na peneira 0,075 mm restante, e pesou-se o mesmo, obtendo-se uma massa final de 976,7 g. Assim, o cálculo foi feito:
TMP = (1000 – 976,7) / 1000 = 2,33%
Torrões de Areia
Após o amassamento da amostra de 200 g, a fim de destorroar os grãos de argila, e o peneiramento da mesma amostra na peneira #30, obteve-se uma massa retida de 194,8 g. Então, calculou-se a porcentagem de torrões de areia:
TA = (200 – 194,8) / 200 = 2,6%
Conclusão
A necessidade de realização de ensaios técnicos se deve a manter uma padronização e qualidade no produto analisado. Os experimentos e ensaios apresentados foramrealizados para verificar as condições de utilização do agregado miúdo, a areia, para produção de concreto. Todos os ensaios apresentados e seus respectivos resultados são os principais e fundamentais para a aprovação dos agregados para a utilização em concretos.
A empregabilidade do ensaio de Massa Específica é para se analisar a quantidade de material orgânico encontrado dentro do agregado miúdo e também, sabermos a real massa do material. Já com o ensaio de determinação da Massa Unitária, é possível obter-se o valor do agregado miúdo com os espaços de ar entre as partículas de areia. A partir deste volume do agregado com os espaços de ar, consegue-se montar com maior precisão o volume de cada material para a formação do traço de concreto.
Para o agregado miúdo, concluiu-se que a areia ensaiada é uma areia fina, como o resultado da granulometria nos indicou, o que condiz com a nossa região, onde só encontramos este tipo de areia e em todos os outros ensaios o agregado miúdo ensaiado se encontra dentro dos limites previstos em cada norma regulamentadora dos ensaios, concluindo-se assim, que a mesma está em condições de ser utilizada em argamassas e concretos. Em alguns experimentos foi necessário que se fizesse uma média dos valores obtidos, para que os resultados fossem bem mais exatos e confiáveis.
Referências Bibliográficas 
CECHELLA ISAIA, GERALDO. Materiais de Construção Civil e Princípios de Ciência e Engenharia dos Materiais. IBRACON: 2010.
< http://www.ime.eb.br/~moniz/matconst2/conc03.pdf > Acesso: 13 Mai 2014.
< http://www.anepac.org.br/13/pdf_projetos/Projeto%20ABNT%20NBR%207809.pdf > Acesso: 13 Mai 2014.
RODRIGUES, Edmundo. Agregados. Disponível em: < http://www.ufrrj.br/institutos/it/dau/profs/edmundo/Agregados.pdf > Acesso em 23 Abr 2014.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, NBR 9776: Agregados – Determinação da massa específica por meio do frasco de Chapman. Rio de Janeiro, 1987. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, NBR 7217: Agregados – Determinação da composição granulométrica. Rio de Janeiro, 1987.
Apêndice
Figura 01: Granulometria da areia.
Figura 02: Peneiramento da areia com agitador
�
Figura 03: Leitura final (Massa Específica)
Figura 04: Deposição de material (Massa Unitária)
Figura 05: Rasamento da amostra sem compactá-la
Figura 06: Peso úmido (Teor de Umidade)
Figura 07: Recipiente para lavar a areia (Teor de Material Pulverulento)
Figura 08: Areia lavada e escorrida (Teor de Material Pulverulento)
Figura 09: Espalhamento da amostra na placa de aço para destorroar os grãos de argila.
Figura 10: Peneiramento final (Torrões de argila)
�PAGE \* MERGEFORMAT�10�