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UNIVERSIDADE FEDERAL DO OESTE DA BAHIA CENTRO DAS CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA - CCET CAMPUS REITOR EDGAR SANTOS CURSO DE ENGENHARIA CIVIL GABRIEL AFONSO BENJAMIM GIOVANA GOMES DE ALMEIDA LUIS CARLOS DE LIMA SERPA RAFAELLA FARIAS DE SOUZA RELATÓRIO 01: ENSAIO DE CARACTERIZAÇÃO DE AGREGADOS PARA CONCRETO BARREIRAS - BA 2022 GABRIEL AFONSO BENJAMIM GIOVANA GOMES DE ALMEIDA LUIS CARLOS DE LIMA SERPA RAFAELLA FARIAS DE SOUZA RELATÓRIO 01: ENSAIO DE CARACTERIZAÇÃO DE AGREGADOS PARA CONCRETO Relatório desenvolvido como requisito parcial para obtenção de nota na disciplina de Laboratório de Materiais de Construção, do curso de Engenharia Civil, da Universidade Federal do Oeste da Bahia - Campus Reitor Edgard Santos. Professor: Juarez Hoppe Filho BARREIRAS - BA 2022 3 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO 4 2. MATERIAIS E MÉTODOS 5 2.1 MATERIAIS 5 2.2 MÉTODOS 5 2.2.1 ENSAIO DE GRANULOMETRIA DO AGREGADO MIÚDO. 5 2.2.2 ENSAIO DE GRANULOMETRIA DO AGREGADO GRAÚDO. 6 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO 7 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS 13 REFERÊNCIAS 14 4 1. INTRODUÇÃO O concreto é o insumo mais utilizado na construção civil a nível mundial principalmente devido às suas características de resistência e durabilidade (Pinheiros, 2020). Ele é composto por cimento Portland, agregado graúdo, agregado miúdo, água e aditivos. O tipo de cimento e demais características devem ser definidas de acordo com a estrutura que será concretada, assim como condições ambientais, cargas, entre outros fatores. De acordo com a norma 7211,2009, da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), o agregado para concreto deve ser “composto por grãos de minerais duros, compactos, duráveis, estáveis, limpos e que não interfiram no endurecimento e hidratação do cimento e também na proteção contra corrosão da armadura”. As características do agregado para a composição do concreto incluem: porosidade, distribuição granulométrica, absorção de água, fôrma, resistência à compressão e tipo de substâncias presentes e tais características resultam da composição mineralógica da rocha, das condições de exposição às quais a rocha foi submetida antes de produzir o agregado e o tipo de equipamento para a produção do agregado. Uma das principais características físicas dos agregados é a composição granulométrica. A granulometria refere-se às diferentes dimensões dos agregados, que são classificados em graúdo, quando apresenta granulometria maior que 4,75mm e menor que 75mm; e miúdo, tendo a granulometria maior que 150μm e inferior a 4,75mm (ABNT NBR 7211, 2009). Por meio do ensaio de granulometria, é possível definir alguns parâmetros como a dimensão máxima característica que corresponde a malha na qual ficou retido a porcentagem imediatamente inferior a 5% da massa. O módulo de finura considera o percentual retido nas peneiras da série normal dividido por 100. Além disso, a partir da curva granulométrica podemos definir se o agregado se encontra na zona ótima, ou seja, na melhor condição para o agregado, na zona utilizável ou na zona não utilizável (ABNT NBR 7211, 2009). Com isso há a possibilidade de que sejam determinadas de modo acurado as diversas características físicas do solo em questão, possibilitando que seu uso seja feito de modo seguro e rentável para a construção de edificações dos mais diversos portes e para as mais variadas finalidades. 5 2. MATERIAIS E MÉTODOS 2.1 MATERIAIS Os materiais utilizados para a realização do ensaio foram: - Peneiras com abertura de malha para o ensaio de granulometria do agregado miúdo: 0,15mm; 0,3mm; 0,6mm; 1,18mm; 2,36mm; 4,75mm; - Peneiras com abertura de malha para o ensaio de granulometria do agregado graúdo: 31,7mm; 25,4mm; 19,1 mm; 15,9 mm; 12,5 mm; 9,5 mm; 6,35 mm; 4,73mm; - Estufa; - Balança; - Agitador mecânico de peneiras; - Bandejas; - Tampa e fundo avulso para as peneiras; - Areia; - Brita. 2.2 MÉTODOS 2.2.1 ENSAIO DE GRANULOMETRIA DO AGREGADO MIÚDO. Para o ensaio de granulometria do agregado miúdo, foi utilizada uma areia que previamente foi lavada e seca para retirada de materiais orgânicos e impurezas para a realização do ensaio. Na sequência separou-se as peneiras da série normal para a realização do ensaio que são elas: 0,15mm; 0,3mm; 0,6mm; 1,18mm; 2,36mm; 4,75mm. As peneiras foram organizadas de forma crescente de acordo com a abertura de malha contendo um fundo para receber o resto na base, posteriormente a primeira peneira de 0,15mm e no topo a peneira de 4,75mm. Após a organização das peneiras, foram selecionadas a massa das duas amostras de agregado miúdo, a amostra 1 foi de 516,6g e a amostra 2 foi de 319,1g. A amostra 1 foi colocada sobre a peneira do topo do conjunto, e teve início a agitação mecânica do conjunto, por um tempo aproximado de 4 minutos, após a finalização da agitação mecânica, foram pesadas na balança de maneira individual, as peneiras separadamente e o fundo juntamente com o material que ficou retido. A partir da pesagem foi determinada a massa total contida em cada uma das peneiras e 6 no fundo do conjunto a fim de verificar se o somatório de todas as massas não foi diferente de mais de 0,3% da massa inicial, conforme orientação da NBR NM 248. Depois da análise da amostra 1 foi realizado o mesmo procedimento na amostra 2 porém no ensaio 2 não foi possível verificar a massa total devido algum erro durante a pesagem do conjunto na balança, o somatório de todas as massas foi diferente, acima do peso inicial da massa. 2.2.2 ENSAIO DE GRANULOMETRIA DO AGREGADO GRAÚDO. Para o ensaio de Granulometria do Agregado Graúdo foi analisada uma porção de agregado graúdo de diferentes dimensões, este agregado foi previamente lavado para retirar o máximo possível de impurezas e materiais orgânicos, e em seguida levada à estufa para secar, após a secagem foram resfriadas em temperatura ambiente. Após essa etapa, foram determinadas a massa de uma amostra de agregado graúdo, a primeira de massa foi de 5,1kg, para a dimensão máxima de 19,1 mm. Na sequência as peneiras foram organizadas de maneira que ser formasse um único conjunto, com as peneiras organizadas de maneira crescente da base sendo o fundo na sequência a peneira de menor abertura sendo a peneira de 4,73mm para o topo a peneira com abertura de 31,7mm. A amostra foi colocada na parte superior do conjunto de peneiras e realizou-se a agitação mecânica do conjunto, por um tempo aproximado de 5 minutos. Após a agitação mecânica, as peneiras e o fundo foram pesados separadamente para analisar o material que ficou retido em cada uma. Após a etapa de pesagem de cada peneira e do fundo do conjunto foi determinada a massa total do material, foi possível verificar que o somatório de todas as massas não foi diferente de mais de 0,3% da massa inicial do ensaio. 7 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO O primeiro ensaio realizado foi o de agregados miúdos, realizado com duas amostras. O primeiro ensaio utilizou uma amostra com massa inicial de 516,6 g e apresentou os seguintes resultados: Tabela 01 - Primeira amostra de agregado miúdo Peneiras (mm) Peso do agregado (g) % Retida % Retida acumulada 4,75 - 0 0 2,36 - 0 0 1,18 2,7 0,52 0,52 0,6 11,1 2,15 2,67 0,3 196,4 38,02 40,69 0,15 252,9 48,95 ,95 89,64 Fundo 52,2 10,10 99,75 Após o ensaio da primeira amostra foi obtida a massa final de 515,4 g, que representa uma perda de 0,23% da massa inicial, ou seja, está dentro do limite de 0,3% de perda estabelecida na NBR NM 248/2003. Com base na norma citada acima, a Dimensão MáximaCaracterística (DMC) do agregado é considerada como a dimensão de abertura nominal da peneira de série normal ou intermediária usada no ensaio, cuja porcentagem de massa retida acumulada seja igual ou imediatamente inferior à 5%. Logo, temos que, DMC (amostra 1) = 0,6 mm. Além da DMC, podemos obter o módulo de finura do agregado que corresponde ao somatório das porcentagens retidas acumuladas nas peneiras da série normal, dividido por 100, então, Módulo de finura (amostra 1) = 1,34. Após o ensaio da amostra 1, foi realizado o ensaio da amostra 2 com massa inicial de 319,1 g, onde se obteve os seguintes dados: 8 Tabela 02 - Segunda amostra de agregado miúdo Peneiras (mm) Peso do agregado (g) % Retida % Retida acumulada 4,75 - 0 0 2,36 - 0 0 1,18 1,4 0,44 0,44 0,6 6,2 1,94 2,38 0,3 116,0 36,35 38,73 0,15 173,1 54,25 92,98 Fundo 36,3 11,38 104,36 No segundo ensaio, a massa final obtida foi de 333,0 g que indica um acréscimo de 4,36% da massa inicial, tal resultado se trata de um erro decorrente da má execução do operador ou de calibração dos equipamentos. Considerando o resultado anterior e seguindo os parâmetros já citados para determinação da DMC e do Módulo de Finura, obtemos que, DMC (amostra 2) = 0,6 mm. Módulo de finura (amostra 2) = 1,35. Apesar de obtermos na amostra 2 uma DMC igual a da amostra 1 como se é exigido pela NBR NM 248/2003 visto que se trata de um mesmo agregado, e um Módulo de finura semelhante ao da amostra 1, não se deve utilizar os resultados da amostra 2 como base para análises do agregado devido ao erro especificado no parágrafo anterior. Em casos como esse em que se identificam erros de execução do ensaio ou que os resultados e parâmetros não obedecem a NBR utilizada, a amostra deve ser desconsiderada e realizado um novo procedimento para se obter resultados coerentes. . Tabela 03 - Comparativo entre as amostras Peneiras (mm) Diferença entre % retida % Retida média % Retida acum. média 4,75 0 0 0 2,36 0 0 0 1,18 0,08 0,48 0,48 9 0,6 0,21 2,05 2,53 0,3 1,67 37,19 39,71 0,15 5,29 51,60 91,31 Fundo 1,27 10,74 102,05 De acordo com a NBR NM 248/2003, os resultados para porcentagem retida de peneiras de malhas de igual dimensão em ambas as amostras deve possuir diferença menor ou igual a 4%. Analisando os nossos resultados, é possível notar que a peneira de malha 0,150 mm não cumpre esse requisito pois apresenta diferença de 5,29% de massa retida entre as duas amostras, esse resultado pode indicar que o material não estava suficientemente homogêneo, devendo, de acordo a norma, realizar outros peneiramentos até que se encaixe no critério. Deve-se considerar ainda, que esse resultado insatisfatório pode ser reflexo do erro referente a massa final da amostra 2, que já foi discutido anteriormente. Para efeito de comparação, o Módulo de Finura relacionado a massa retida acumulada das duas amostras é de 1,34. Para determinar se esse agregado é próprio para uso, é necessário comparar os resultados com os limites inferior e superior de zona ótima e utilizável presentes na NBR 7211/2009, além de analisar sua granulometria por meio do gráfico. Figura 01: Limites e zonas Fonte: NBR 7211/2009 10 O módulo de finura das amostras analisadas não se encaixa em nenhuma das situações tratadas nas notas da tabela acima, e se trata de um valor inferior ao intervalo da zona utilizável inferior, ou seja, possuímos um agregado que de acordo a seu módulo de finura está abaixo da zona utilizável inferior. Esta conclusão pode ser confirmada ao comparar ass porcentagens de massa retida acumulada por peneira presentes na tabela, com as adquiridas no ensaio visto que apenas a peneira de 0,15 mm apresentou uma porcentagem acima do limite inferior da zona utilizável. Podemos visualizar melhor esses resultados para as duas amostras através dos seguintes gráficos, Figura 02: Gráfico dos limites da amostra 01 Fonte: Autores Figura 03: Gráfico dos limites da amostra 02 Fonte: Autores 11 No ensaio de granulometria do agregado graúdo, partindo de uma amostra inicial de 5,1 kg de agregado graúdo, a amostra foi depositada dentro das peneiras e passou por um agitador mecânico por cerca de 5 minutos. As amostras retidas nas peneiras foram devidamente pesadas em uma balança com resolução de 5g, obtidos os seguintes resultados: Tabela 04 - Primeira amostra de agregado graúdo Peneiras (mm) Peso do agregado (kg) % Retida % Retida acumulada 19,1 0,085 1,67 1,67 15,9 1 19,67 21,34 12,7 1,73 34,02 55,36 9,52 1,78 35 90,36 6,35 0,24 4,72 95,08 4,73 0,105 2,06 97,15 Fundo 0,145 2,85 100 O total de massa retida ao final do ensaio, foi de 5,085g. A NM 248 estabelece que a perda máxima ao final do ensaio seja de 0,3% da massa inicial. Aqui, a perda ao final do ensaio foi de 0,29%. A dimensão máxima característica do agregado foi de 19,1 mm e seu módulo de finura foi de 6,97%. A NBR 2711 recomenda que a distribuição granulométrica do agregado graúdo atenda os limites indicados na tabela a seguir: 12 Figura 04: Zona granulométrica Fonte: NBR 2711 De acordo com a tabela acima, o agregado graúdo aqui ensaiado encontra-se dentro da zona granulométrica 9,5/25. Essa zona granulométrica é equivalente à popularmente conhecida como brita 1. A distribuição granulométrica, junto com os limites inferior e superior encontra- se na figura abaixo: Figura 05: Gráfico dos limites agregado graúdo Fonte: Autores 13 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS É de extrema importância na construção civil que todos os materiais tilizados estejam em bom estado e sempre aptos a cumprir o desempenho imposto a eles, sendo assim, os agregados devem também cumprir o seu papel. Após a realização dos ensaios e da apresentação dos resultados, foi possível perceber que uma análise a “olho nu” não é suficiente, é preciso um cuidado acerca do material e uma inspeção mais minuciosa com o uso dos materiais e equipamentos, como prova disso temos que o resultado do ensaio do agregado miúdo trata-se de um erro decorrente da má execução do operador ou de calibração dos equipamentos, ou seja, os cuidados e a observação devem ser essenciais. Em relação aos agregados graúdos ensaiados, foi possível perceber que aas dimensões se enquadram nas zonas granulométricas definidas pela norma, mostrando serem agregados aptos para o uso. 14 REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 248: Agregados - Determinação da composição granulométrica. Rio de Janeiro, 2003. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7211: Agregados para Concreto - Especificação. Rio de Janeiro, 2009. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: Projeto de estruturas de concreto - procedimento. Rio de Janeiro, 2003.
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