Relatório - Ensaio de massa unitária e especifica dos agregados do concreto

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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 
KAYAN DOS SANTOS OLIVEIRA 
 LUIS CARLOS DE LIMA SERPA 
RAFAELLA FARIAS DE SOUZA 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO 02: 
ENSAIO DE MASSA UNITÁRIA E MASSA ESPECÍFICA EM 
AGREGADOS PARA CONCRETO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BARREIRAS - BA 
2022
 
 
 GABRIEL AFONSO BENJAMIM 
GIOVANA GOMES DE ALMEIDA 
KAYAN DOS SANTOS OLIVEIRA 
 LUIS CARLOS DE LIMA SERPA 
RAFAELLA FARIAS DE SOUZA 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO 02: 
ENSAIO DE MASSA UNITÁRIA E MASSA ESPECÍFICA 
EM 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 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
1. INTRODUÇÃO 4 
2. MATERIAIS E MÉTODOS 5 
2.1 ENSAIO DE MASSA UNITÁRIA 5 
2.2 ENSAIO DE MASSA ESPECÍFICA 5 
2.2.1 AGREGADO MIÚDO 5 
2.2.2 AGREGADO GRAÚDO 6 
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO 7 
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS 12 
REFERÊNCIAS 13 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
A NBR 7211:2009 – Agregados para Concreto – Especificações da Associação 
Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) determina os procedimentos que devem ser seguidos 
na qualidade e no padrão desses agregados, demonstrando em tabelas, quais as variações 
aceitáveis quando realizados os testes nas composições. 
Os agregados determinam características variadas no concreto, como resistência e 
retração, a um baixo custo. Mas é necessário dispor de conhecimentos mais específicos e 
tecnológicos em relação à dosagem adequada dos materiais. Considerando a importância dos 
agregados na mistura, diversos ensaios são aplicados para sua utilização. 
Uma das principais características físicas dos agregados que devem ser analisadas 
antes de iniciar a produção do concreto são: índice de vazios, massa unitária, massa específica, 
densidade do agregado graúdo na condição seca ou saturada superfície seca e absorção de água. 
Segundo a ABNT NBR 16972, 2021, o índice de vazios é dado como os espaços 
existentes entre os grãos de uma massa de agregado e por massa unitária, como sendo a 
associação entre a massa do agregado, seja ele lançado em um recipiente no estado solto ou 
compacto, e o volume do recipiente. A definição da massa específica é a relação da massa seca 
do agregado em relação a seu volume, não considerando os poros permeáveis (ABNT NM NBR 
52, 2003). 
Já a absorção é o aumento da massa do agregado após ter os seus poros permeáveis 
preenchidos com água. Com ela, determina-se a densidade do agregado graúdo na condição 
seca, através da relação entre a massa do agregado na condição seca e o volume de suas 
partículas. Deve-se considerar o volume dos poros, permeáveis e impermeáveis, 
desconsiderando os vazios entre as partículas. A densidade do agregado graúdo na condição 
saturada superfície seca é dada da mesma forma, substituindo a massa seca pela massa saturada 
superfície seca (ABNT NBR 16917, 2021). 
Com isso, este relatório tem o objetivo de determinar o índice de vazios, massa 
unitária, massa específica, densidade do agregado graúdo na condição seca e saturada superfície 
seca e absorção de água e após isso, analisar a utilização destes em misturas de concreto. 
 
 
 
2. MATERIAIS E MÉTODOS 
2.1 ENSAIO DE MASSA UNITÁRIA 
 
O primeiro ensaio realizado foi o ensaio de massa unitária para os agregados graúdo e 
miúdo, nele foram utilizados os seguintes materiais: 
● Areia; 
● Brita; 
● Recipiente de volume 10,02L; 
● Balança de precisão 0,1 kg; 
● Haste metálica; 
● Concha. 
 
Conforme a NBR NM 53/2003, para agregados com granulometria inferior a 37,5 mm, 
se realiza os ensaios em duas etapas, uma com o material solto e outra com o material 
compactado. 
Em ambos os ensaios, primeiramente foi necessário medir a massa de um recipiente 
de aproximadamente 10L. Para o ensaio de material solto, foi colocado a amostra no recipiente 
com o auxílio da concha posicionada a 5 cm do topo do balde até enchê-lo, em seguida, o 
material foi nivelado com a borda do balde sem compactar os grãos. Ao final, mediu-se a massa 
do agregado no recipiente com o auxílio da balança. 
Já para o ensaio de material compactado, utiliza-se o mesmo recipiente já pesado, 
porém a cada 1⁄3 de amostra despejada no balde, realizou-se a compactação do agregado com 
25 golpes com a haste metálica sem alcançar o fundo do recipiente e as camadas ja compactadas. 
Após encher o balde, a superfície foi rasada e a amostra pesada. 
 
2.2 ENSAIO DE MASSA ESPECÍFICA 
O segundo ensaio realizado foi o de massa específica, este ao contrário do ensaio 
anterior, é executado de diferentes maneiras para o agregado miúdo e graúdo como podemos 
ver a seguir. 
2.2.1 AGREGADO MIÚDO 
 
Os materiais utilizados foram adaptados conforme a disponibilidade dos equipamentos 
do laboratório como é apresentado na lista a seguir. 
 
 
● Balança de precisão 0,1 kg; 
● 500 g de areia; 
● 200 ml de água; 
● 2 funis; 
● Frasco de Chapman. 
 
Com os materiais já separados e a amostra devidamente pesada, se adiciona água no 
frasco de Chapman até atingir a marca de 200 ml. Em seguida, se utiliza outro funil para colocar 
as 500g de areia. Com a areia já no frasco, faz-se a leitura do atual nível d’água. 
2.2.2 AGREGADO GRAÚDO 
 
Para o ensaio de massa específica com o agregado graúdo utilizou-se: 
● Brita; 
● Balança de precisão 0,1 kg; 
● Cesto de arame; 
● Estufa; 
● Pano. 
De acordo com a norma, utilizou-se uma massa de agregado definida com base na sua 
dimensão característica máxima e que foi mantida submersa por 24h. Para encontrar o 
parâmetro Msss (Massa saturada de superfície seca), retirou-se a amostra da água e em seguida 
secou-se com um pano a superfície do agregado que foi pesado para identificar sua massa. 
Com o auxílio de um cesto de arame, a amostra voltou a ser submersa, e foi pesada 
ainda submersa com o cesto preso na parte inferior da balança para se obter a massa submersa 
(M sub). Após isso, a amostra foi colocada para secar em estufa por 24h e pesada ao final, para 
obter a massa seca (Ms). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
O ensaio de massa unitária aqui realizado teve como parâmetro a NBR NM 45. A 
norma preconiza que sejam realizadas, pelo menos, três determinações para obter-se o valor da 
massa unitária. Vale ressaltar que devido ao tempo, aqui foi realizado apenas uma determinação 
de cada um dos agregados. 
Como descrito na metodologia, é necessária a utilização de um recipiente e uma haste 
de adensamento. O volume e peso do recipiente são, respectivamente: 10,02 dm³ e 1052,1 g. 
A norma estabelece três diferentes procedimentos de ensaio: o método A, para 
determinação da massa unitária do material compactado com dimensão máxima característica 
inferior ou igual a 37,5 mm. O método B, é semelhante ao método A com a diferença de que a 
máxima dimensão característica superior a 37,5 mm e inferior a 75 mm. Finalmente, o método 
C, para determinação da massa unitária do material no estado solto. Os agregados aqui 
estudados, tanto o graúdo como o miúdo, possuem dimensão máxima característica inferior a 
37,5 mm, logo os métodos utilizados serão o A e o C. 
Iniciando com o agregado miúdo, os valores de massa encontrados foram: 
Areia no estado solto (método A) = 15531,0 g 
Areia compactada (método C) = 17.033,0 g 
Conforme descrito na NBR NM 45, a massa unitária do agregado será dada por: 
 
Onde, 
ρap = massa unitária do agregado 
Mar = massa do recipiente mais o agregado 
Mr= massa do recipiente vazio 
V = Volume do recipiente 
 
 
 
Portanto, a massa unitária do agregado miúdo será: 
Método Massa Unitária do Agregado miúdo 
A 1,55 g/cm³ = 1550 kg/m³ 
C 1,7 g/cm³ = 1700 kg/m³ 
 
Para o agregado graúdo, foram utilizados os mesmos métodos, e consequentemente a 
mesma equação para determinação da massa unitária. Os valores de massa encontrados foram: 
Brita no estado solto (método A) = 15.449 g 
Brita compactada (método C) = 13.940 g 
Os valores encontrados para a massa unitária do agregado graúdo estão dispostos na 
tabela abaixo: 
Método Massa Unitária do Agregado graúdo 
A 1,54 g/cm³ = 1541 kg/m³ 
C 1,39 g/cm³ = 1391 kg/m³ 
 
Para a massa específica, iniciou-se o ensaio com o agregado miúdo, seguindo todos os 
procedimentos descritos na metodologia, utilizando o frasco de Chapman, onde a amostra 
inicial de areia deveria ter cerca de 500g e o volume de água contido no frasco antes de adicionar 
a amostra foi de 200ml. 
Na amostra 1: 
 
 
Peso da areia: 509,7g 
O volume da areia com a água no Chapman foi de 393 ml. Utilizando a fórmula de 
massa específica teremos: 
 
Na amostra 2: 
Peso da areia: 505,2g. 
O volume da areia com a água no Chapman foi de 391,5 ml. 
Utilizando a fórmula de massa especifica teremos: 
 
Nas duas amostras obteve o mesmo valor da massa específica. 
 
 
𝑚𝑢 é a massa unitária do agregado expressa em (g/cm³); 
𝑚𝑒 é a massa específica do agregado expressa em (g/cm³). 
Para determinar a massa específica do agregado graúdo. Para o ensaio utilizou-se uma 
amostra de brita que foi submersa dentro da água por 24 horas. Para encontrar os valores 
necessários da massa do agregado saturado com a superfície seca, da massa do agregado na 
cesta submersa em água e também da sua massa seca em estufa conforme norma NBR NM53. 
 
 
 
Massa do agregado saturado com superfície seca = 2353,1g 
Massa do agregado em cesto submerso = 1482,9g 
Massa do agregado seco em estufa = 2341,9g 
Para encontrar a massa específica do agregado na condição seca utilizamos a fórmula: 
 
 A massa específica do agregado na condição seca o valor de ps =2,70 g/cm³. 
𝜌𝑠𝑠𝑠 é a massa específica do agregado na condição de saturada com superfície seca dada em 
g/cm³; 
𝜌𝑠 é a massa específica do agregado na condição seca dada em g/cm³; 
𝑚𝐴 é a massa da amostra seca em estufa dada em gramas; 
𝑚𝐵 é a massa da amostra saturada com superfície seca dada em gramas; 
𝑚𝐶 é a massa da amostra submersa em água na condição saturada com superfície seca dada em 
gramas. 
Para a condição de saturado com superfície seca, utiliza a seguinte fórmula: 
 
 
 A massa específica na condição saturada com superfície seca o valor de psss = 2,69 
g/cm³. 
 
 
 
 
 
A massa específica em condição submersa será: 
 
 A massa específica na condição submersa em água será psub= 2,72 g/cm³ 
Para calcular a absorção de água da brita, utiliza-se a fórmula da absorção: 
 
O valor da absorção de água da brita é de 0,48%. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
Diferente do que se é visto em canteiros, o tratamento de agregados conforme o seu 
estado e características possui grande influência no resultado final de um concreto ou massas 
(em geral). E o conhecimento de como estes estados e fatores podem ser um diferencial entre 
um produto de má ou boa qualidade. 
Assim, os ensaios que visam entender as diferenças entre as massas específicas para 
cada situação em que o agregado está submetido é essencial dentro dos estudos dos materiais 
de construção e na formação de um engenheiro mais completo. 
Dos resultados obtidos, ambos os agregados se mantiveram dentro das características 
esperadas em caso de produção de concreto padrão, como observado em ISAIA, Geraldo: “A 
maioria dos agregados naturais, tais como areia e pedregulhos, têm massa unitária entre 1500 e 
1700 kg/m³, e produzem os chamados ‘concretos normais’ com aproximadamente 2400 
kg/m³”. 
Além destes, os valores de absorção conferem com os valores de agregado padrão de 
ISAIA, sendo inferior a 1%, consequentemente, com todas os índices positivos, os materiais 
ensaiados possuem pela capacidade de utilização para que o concreto em questão tenha 
qualidade e desempenho positivos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7211: Agregados para 
Concreto - Especificação. Rio de Janeiro, 2009. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 16972:2021: Agregados - 
Determinação da massa unitária e do índice de vazios. Rio de Janeiro, 2021. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 16916:2021: Agregado 
miúdo - Determinação da densidade e da absorção de água. Rio de Janeiro, 2021. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 16917:2021 Agregado 
graúdo - Determinação da densidade e da absorção de água. Rio de Janeiro, 2021. 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 53/2003Agregado 
miúdo - Determinação da massa específica e massa específica aparente. Rio de Janeiro, 
2003. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 45 – Agregados - 
Determinação da massa unitária e do volume de vazios. Rio de Janeiro 2006. 
 
ISAIA, Geraldo. CONCRETO: Ensino, pesquisa e realizações. IBRACON, São Paulo, 2005.