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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS CENTRO DE TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA CIVIL LABORATÓRIO DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO – ECIV 049 1 RELATÓRIO DE ENSAIO AGREGADOS MIÚDOS Data do Ensaio: 15 de setembro de 2023 1. INTEGRANTES DO GRUPO Equipe Executora: • Integrante 1, Arthur Vinícius Torres Feitosa • Integrante 2, Chayanne Lima Bernardo da Silva • Integrante 3, Cleydson Victor de Lima Puça • Integrante 4, Diego Souza Mendonça • Integrante 5, Jerferson Alves de França • Integrante 6, Samuel Richard da Silva 2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS UTILIZADOS Os materiais utilizados no ensaio com agregados foram: • Agitador mecânico; • Balões volumétricos de 100 mL e 1 000 mL; • Bastão de vidro; • Béqueres de 50 mL, 600 mL e 1 000 mL; • Provetas graduadas de 10 mL e 100 mL; • Frascos Erlenmeyer com rolha esmerilhada, de 250 mL; • Frascos de vidro escuro; • Funil de haste longa; • Papel filtro qualitativo; • Dois tubos Nessler ou tubos de ensaio, de mesma capacidade, • Água destilada; • Hidróxido de sódio; • Clororímetro; • Separador mecânico com 12 calhas de igual abertura; • Estufa capaz de manter a temperatura no intervalo de (105 ± 5) °C; UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS CENTRO DE TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA CIVIL LABORATÓRIO DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO – ECIV 049 2 3. NORMAS TÉCNICAS As normas técnicas desempenham um papel fundamental na construção civil e na engenharia de materiais, garantindo a qualidade dos agregados usados na produção de concreto e argamassa. Para atender a esses requisitos, várias normas estabelecem métodos de ensaio e procedimentos para a coleta de amostras de agregados. Uma das normas essenciais é a ABNT 17054, que descreve o método de determinação da composição granulométrica dos agregados. A granulometria é crucial para a preparação de concreto e argamassa, e esta norma oferece orientações precisas para essa avaliação. A ABNT NBR 16915 fornece diretrizes sobre como coletar amostras representativas dos agregados de um lote, assegurando a confiabilidade dos ensaios posteriores. Além disso, a norma ABNT NBR NM ISO 3310-1 especifica as características das peneiras de ensaio, que são usadas no processo de determinação da composição granulométrica. Outra norma importante é a ABNT NBR 17053, que descreve um método de ensaio para determinar a quantidade de impurezas orgânicas em agregados miúdos destinados à preparação de concreto. Isso é feito por meio de uma solução de hidróxido de sódio e análise colorimétrica. Por fim, A norma ABNT NBR 16972 descreve métodos para determinar a massa unitária e o índice de vazios em agregados, com diferentes abordagens dependendo das dimensões dos agregados. Essas propriedades são fundamentais para avaliar a compacidade dos materiais. 4. CARACTERIZAÇÃO DO MATERIAL Os agregados são materiais granulares usados em pastas cimentícias e asfálticas na construção civil. Podem ser naturais (resultante de britagem de rochas estáveis) ou artificiais (criados ou modificados em processos industriais) e influenciar propriedades como resistência, durabilidade e trabalhabilidade das misturas. Dependendo do tamanho das partículas, eles são classificados como agregados miúdos e agregados graúdos. Agregados miúdos são materiais granulares com partículas menores, geralmente com diâmetro inferior a 4,75mm. Eles são extremamente usados na construção civil, principalmente na produção de concreto e argamassas. Os agregados miúdos, como a areia, desempenham um papel fundamental na trabalhabilidade e coesão das misturas, além de influenciarem propriedades como resistência, retração e durabilidade. Eles são essenciais na produção de elementos como lajes, vigas, pilares e revestimentos em construções. Alguns exemplos de agregados miúdos são: Areia natural, areia artificial, areia de escória, pó de pedra, areia reciclada, entre outros exemplos. UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS CENTRO DE TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA CIVIL LABORATÓRIO DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO – ECIV 049 3 5. RESULTADOS 5.1 AGREGADO MIÚDO 5.1.2 DETERMINAÇÃO DA COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA Para a realização do ensaio de granulometria, a princípio, as amostras, de aproximadamente 500 gramas cada, foram colocadas por 24 horas na estufa e após esse período foram retiradas para resfriarem a temperatura ambiente. Após isso, as peneiras de série normal foram colocadas em um vibrador junto ao fundo. Nesta parte do procedimento ocorre a disposição das peneiras em ordem decrescente, com peneiras variando de 4,75 milímetros até 0,15 milímetros com o agregado miúdo sendo colocado na peneira de maior dimensão. Ao final do processo mecânico de vibração, foram separadas as peneiras com o correspondente percentual retido da amostra, foi feita a devida pesagem e foram calculados os parâmetros como: massa retida, em massa e em percentual; variação percentual de massa retida; média percentual e percentual acumulado retido. Os dados se encontram na tabela 1. Tabela 1: Resultados do Ensaio de Granulometria do Agregado Miúdo Abertura das pe- neiras [mm] Massa Retida [g] Massa Retida [%] Variação Per- centual de Massa Retida [±4%] Média Per- centual [%] Percentual Acumulado Retido [%] Amostra [1] Amostra [2] Amostra [1] Amostra [2] 9,5 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0 6,3 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0 4,75 2,09 3,19 0,42 0,65 0,22 0,54 0,54 2,36 20,40 19,93 4,13 4,05 0,08 4,09 4,63 1,18 56,69 49,19 11,49 10,00 1,49 10,74 15,37 0,6 129,09 130,29 26,16 26,47 0,32 26,32 41,69 0,3 162,50 174,5 32,93 35,46 2,53 34,19 75,88 0,15 94,40 94,02 19,13 19,10 0,02 19,12 95,00 Fundo 28,37 21,01 5,75 4,27 1,48 5,01 100,00 Módulo de Finura [MF] 2,33 Diâmetro Máximo [Dmáx.] 2,36mm Classificação do Agregado [NBR 7211 - 2022 (Tabela 2)] Zona Ótima Fonte: Autores, 2023. Obtidos os dados presentes na tabela 1, conseguiu-se estabelecer o módulo de finura realizando o somatório dos valores percentuais acumulado retido das peneiras de série normal, e dividindo o resultado do somatório por 100, é importante salientar que o módulo de finura é um parâmetro adimensional, portanto não há unidade de medida. Com relação ao parâmetro de dimensão máxima característica, o mesmo está associado a distribuição granulométrica do agregado, de acordo com sua abertura nominal (em mm) da malha da peneira de série normal, da qual o agregado apresenta um percentual retido acumulado menor ou igual a 5% com relação a massa. De posse do módulo de finura, podemos de acordo com a tabela 2, da NBR 7211:2022, determinar a classificação do agregado, que se encontra na zona ótima. Ainda, foi feito o gráfico da curva granulométrica atingida com os valores do ensaio, de modo a ser comparada com os valores das zonas: utilizável inferior, ótima inferior, ótima superior e utilizável UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS CENTRO DE TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA CIVIL LABORATÓRIO DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO – ECIV 049 4 superior. Os parâmetros das curvas das zonas citadas acima foram retirados da mesma norma. Abaixo, encontra-se o gráfico. Gráfico 1: Curva Granulométrica do Agregado Miúdo Fonte: Autores, 2023. 5.1.2 DETERMINAÇÃO DA MASSA UNITÁRIA 5.1.2.1 MÉTODO A Este método em questão é aplicado para medir a densidade de um material compactado, desde que os agregados tenham uma dimensão máxima característica de 37,5 mm ou menos. Em conformidade com a ABNT NBR 16972, o procedimento começa registrando o peso do recipiente vazio. Em seguida, o recipiente é preenchido com o material até que atinja aproximadamente um terço de sua capacidade, e a superfície é nivelada cuidadosamente à mão. A compactação do leito de agregado é realizada aplicando 25 golpes uniformemente distribuídos por toda a superfíciedo material. Essa etapa é repetida quando o recipiente é preenchido até cerca de dois terços de sua capacidade. Na última camada de preenchimento do recipiente, também são aplicados 25 golpes de compactação. É importante notar que, ao compactar a primeira camada de agregado, a haste de compactação não deve tocar o fundo do recipiente. Nas camadas subsequentes, deve-se evitar a penetração da haste na camada anterior. Finalmente, a camada superficial do agregado é nivelada usando uma espátula, de modo a alinhar- se com a borda superior do recipiente. Após concluir todo o processo, determina-se o peso do recipiente junto com seu conteúdo. Posteriormente, a densidade do material (MU) é calculada com base na Equação 1 e, em seguida, é calculada a média das densidades obtidas. Os resultados obtidos durante as etapas descritas são meticulosamente registrados e apresentados na Tabela 2. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 9,5 6,3 4,75 2,36 1,18 0,6 0,3 0,15 Fundo P er ce n tu al A cu m u la d o R et id o [ % ] Abertura da Peneira [mm] Material Estudado ZU Inferior ZO Inferior ZO Superior ZU Superior MF = 2,33 Dmáx. = 2,36mm UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS CENTRO DE TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA CIVIL LABORATÓRIO DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO – ECIV 049 5 [𝑒𝑞. 1] 𝑀𝑢 = 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝐴𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑅𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 Tabela 2: Resultados do Ensaio de Massa Unitária pelo Método A Massa do recipiente + agregado (kg) 12,91 13 13,26 Massa do recipiente (kg) 4,1 4,1 4,1 Massa do agregado (kg) 8,81 8,9 9,16 Volume do recipiente (dm³) 5,76 5,76 5,76 Massa unitária do Agregado Miúdo (kg/dm³) 1,53 1,55 1,59 Média dos Valores (kg/dm³) 1,55 Fonte: Autores, 2023. Assim, seguindo as orientações definidas na norma NBR 16972, é estabelecido que a amostragem será considerada aceitável se a densidade do material miúdo estiver aproximadamente em torno de 1,5 kg/dm³. Portanto, podemos concluir que a amostragem adotada atende com sucesso aos critérios de aceitação estabelecidos. 5.1.2.2 MÉTODO C Este método atual é empregado para medir a densidade da matéria quando ela está no estado solto. A metodologia começa com a determinação e registro do peso do recipiente vazio. Em seguida, o recipiente é preenchido com o agregado até que este transborde, utilizando uma pá ou concha para esse fim. Importante destacar que o despejo do material não deve exceder uma altura de 50 mm acima da borda superior do recipiente, a fim de evitar a segregação dos agregados. A camada superficial do agregado é nivelada de acordo com as instruções prévias. Por último, o peso do recipiente junto com seu conteúdo é cuidadosamente medido e devidamente registrado. Após essa etapa, a densidade do material (MU) é calculada usando a equação 1, e em seguida, a média das densidades obtidas é computada. Os resultados obtidos durante as etapas delineadas são detalhadamente documentados e apresentados na Tabela 3. Tabela 3: Resultados do Ensaio de Massa Unitária pelo Método C Massa do recipiente + agregado (kg) 12,63 12,77 12,87 Massa do recipiente (kg) 4,08 4,09 4,09 Massa do agregado (kg) 8,55 8,69 8,79 Volume do recipiente (dm³) 5,76 5,76 5,76 Massa unitária do Agregado Miúdo (kg/dm³) 1,48 1,51 1,53 Média dos Valores (kg/dm³) 1,51 Fonte: Autores, 2023. UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS CENTRO DE TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA CIVIL LABORATÓRIO DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO – ECIV 049 6 5.1.3 DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA Para a realização do ensaio de massa específica, a amostra foi coloca em um recipiente com água onde permaneceu submerso por 24 horas, no entanto para dar continuidade ao ensaio é preciso que a amostra esteja seca e por isso foi realizado a secagem do material com um secador. Logo a seguir, foram realizados testes para verificar se a amostra estava no estado esperado, esses testes consistiam em preencher um cone com o material e aplicar 25 golpes com um soquete. A amostra no estado ideal quando após a remoção do cone o agregado desmoronou. Dessa forma, 500 gramas desse agregado foram colocados dentro de um frasco com água e esse conjunto foi pesado. Após 1 hora de descanso, completou-se o frasco com água até que a marca de 500 cm³ fosse atingida e, novamente, pesou-se o conjunto. Por fim, o agregado foi retirado do frasco e levado para secagem até que sua massa se estabilizasse e fosse obtida a sua massa seca. 5.1.4 DETERMINAÇÃO DE IMPUREZAS No ensaio destinado à identificação de impurezas orgânicas no agregado fino, o procedimento teve início com a separação de amostras de 200 gramas do agregado. Em seguida, uma solução foi preparada utilizando água destilada e hidróxido de sódio da seguinte forma: 30,4 gramas de hidróxido de sódio foram pesados em um béquer, ao qual foram adicionados 400,7 mL de água. A solução foi agitada até que o hidróxido de sódio se dissolvesse completamente e, em seguida, foi transferida para um balão volumétrico de 1000 mL. O balão foi preenchido com água até atingir o volume desejado, e a solução foi homogeneizada. Após isso, os 200 gramas de agregado foram colocados em um frasco Erlenmeyer. Utilizando uma proveta de 100 mL, foi adicionado ao frasco um volume de 100 mL da solução de hidróxido de sódio. A mistura foi agitada vigorosamente e deixada em repouso por 24 horas em um ambiente escuro. Após o período de repouso, a solução foi filtrada utilizando papel de filtro, e as observações finais foram registradas. Tabela 4: Determinação da matéria orgânica Agregado Miúdo Amostra 1 Amostra 2 Amostra 3 Amostra 4 Massa do agregado úmido ao ar (g) 247,06 225,72 253,99 399,29 Massa de água destilada (g) 100,18 100,18 100,18 100,18 Massa de hidróxido de sódio (g) 7,60 7,60 7,60 7,60 Teor de matéria orgânica (ppm) 300,00 300,00 300,00 300,00 Fonte: Autores, 2023. Os teores de matéria orgânica, expressos em partes por milhão (ppm), foram avaliados por meio de uma análise visual da solução utilizando um colorímetro. Foi observado que a solução apresentava uma UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS CENTRO DE TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA CIVIL LABORATÓRIO DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO – ECIV 049 7 tonalidade correspondente ao nível 3 no colorímetro, o que sinaliza que ambas as amostras continham uma concentração de matéria orgânica de 300 ppm. Abaixo, podemos ver o colorímetro com a coloração que foi a mesma para as quatro amostras. Figura 1: colorímetro Fonte: Autores, 2023. 5.1.5 AMOSTRAGEM Primeiramente, foi preciso isolar e medir uma quantidade inicial de agregado miúdo para conduzir o ensaio. Em seguida, a amostra foi depositada em um recipiente e alimentada em um dispositivo de separação mecânica com a velocidade ideal para permitir que o agregado passasse livremente pelas calhas do equipamento, sem qualquer obstrução. Esse processo foi repetido várias vezes até obter quatro amostras, cada uma com 250 gramas. Consequentemente, apresentamos a seguir os resultados obtidos: Tabela 4: Resultados do ensaio de amostragem Massa 1(kg) 10,00 Massa 2(kg) 5,00 Massa 3(kg) 2,50 Massa 4(kg) 1,25 Massa 5(kg) 0,63 Massa 6(kg) 0,31 Fonte: Autores, 2023. UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS CENTRO DE TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA CIVIL LABORATÓRIO DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO – ECIV 049 8 6. CONCLUSÃO Em resumo, o ensaio dos agregados miúdos revelou informações cruciais para a qualidade e o desempenho de futuros projetos de construção que dependem desses materiais. Os resultados obtidos através dos ensaios de composição granulométrica, massa unitária, massa específica, impurezas e amostragem são de importância fundamental. A análise da composição granulométrica permitiu-nos compreender a distribuição das partículas em diferentes tamanhos de peneira, o que é essencialpara a formulação de concretos e argamassas. Além disso, o cálculo do módulo de finura nos forneceu uma métrica precisa dessa distribuição, facilitando a otimização das misturas. Os ensaios de massa unitária, conduzidos por meio dos Métodos A e C, forneceram insights sobre o comportamento dos agregados miúdos sob diferentes condições de compactação. Esses resultados têm implicações diretas na densidade e resistência do concreto, bem como na eficiência no uso de material durante a construção. A determinação da massa específica permitiu-nos avaliar a densidade dos agregados miúdos, o que é fundamental para garantir que nossas misturas de concreto tenham o volume e a massa desejados. Além disso, a análise de impurezas orgânicas foi fundamental para verificar a qualidade do material, já que impurezas excessivas podem comprometer a durabilidade e resistência do concreto. A amostragem, realizada com o auxílio de separadores de calhas múltiplas, assegurou que nossos ensaios representassem de forma precisa as características dos agregados miúdos em nosso lote. A qualidade da amostragem é a base para a validade de todos os ensaios subsequentes. Em conclusão, os dados obtidos nesses ensaios são de extrema importância para garantir que nossas futuras construções atendam aos rigorosos padrões de qualidade e durabilidade. A equipe executora demonstrou habilidade na realização dos ensaios, garantindo que todos os procedimentos fossem seguidos de acordo com as normas técnicas aplicáveis. Recomenda-se que esses resultados sejam aplicados criteriosamente na fase de formulação de misturas de concreto, assegurando que nossas construções sejam seguras, duráveis e atendam aos mais altos padrões de qualidade. A qualidade dos agregados miúdos é um pilar fundamental para o sucesso de nossos projetos futuros na engenharia civil. UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS CENTRO DE TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA CIVIL LABORATÓRIO DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO – ECIV 049 9 Assinaturas dos responsáveis ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ____________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________