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Disciplina: Materiais de Construção I Professor: Eduardo Rodrigues da Cunha 4º Período de Engenharia Civil 5º Edição – Agosto de 2012 Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 1 CESUBE – CENTRO DE ENSINO SUPERIOR DE UBERABA FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I Sejam bem vindos ao 4º período do Curso de Engenharia Civil. A disciplina de Materiais de Construção I tem o objetivo de lhes apresentar os materiais comumentemente utilizados em obras de construção civil, das mais simples as mais complexas. É uma matéria de fundamental importância para o futuro engenheiro, pois do perfeito conhecimento dos materiais utilizados na obra, decorrerá sua segurança; sua durabilidade e sua economia. Temos, pois, que o bom engenheiro é aquele que consegue fazer uma obra segura, durável e com o máximo de economia, respeitando as especificações e normas técnicas aplicáveis a obra em questão. O conhecimento dos materiais é predominantemente experimental; tecnológico. As qualidades dos materiais são estabelecidas por ensaios em laboratório especializados, onde são levados ao limite de suas resistências. Não é seguro, não é prático, não é justo, que cada novo engenheiro fosse adquirindo aos poucos, ao longo de sua carreira profissional, o conhecimento e a prática no uso dos materiais de construção. Temos então, que a finalidade desta disciplina é apresentar aos estudantes de Engenharia Civil, todo o conhecimento até então acumulado na tecnologia dos materiais, para que se faça o melhor uso no dia a dia das obras, representando muitas vezes, a resposta a problemas aparentemente insolúveis; ou uma grande economia na sua construção. Juntamente com a apresentação dos conteúdos deste período, serão apresentados relatórios de pesquisa, e de solução de problemas em grandes obras, onde o aluno poderá ter uma idéia da importância dos assuntos abordados nesta matéria. Neste período estudaremos a Normatização na Construção Civil, os agregados, aglomerantes e o concreto. Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 2 Observações importantes Esta apostila estará em constante revisão com o seu uso; Com o objetivo de tornar o estudo dos assuntos aqui abordados mais fáceis de serem entendidos, evitamos descrever ou comentar aqui os textos das normas de especificações dos materiais e de metodologias de ensaio, junto com a teoria pertinente. Para um melhor aproveitamento dos estudos o aluno deverá ter ao lado da apostila as normas impressas referente ao assunto abordado. Ao final de cada capitulo, temos uma relação das normas mais importantes que o aluno deverá providenciar. O cuidado com este procedimento, proporcionará ao aluno, total clareza para o entendimento da matéria estudada, e a falta dela, prejudicará substancialmente o entendimento, bem como dificultará a sua atuação no laboratório de materiais. Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 3 Índice Capítulo I – Normatização na Construção Civil 1. Introdução ............................................................................................................. pág. 009 2. Entidade Normativa .............................................................................................. pág. 010 3. Objetivos da Normatização .................................................................................... pág. 012 4. Princípios da Normatização ................................................................................... pág. 013 5. Tipos de Normas .................................................................................................... pág. 014 6. Processo de Elaboração de Normas Brasileiras ..................................................... pág. 015 6.1 Normatização Brasileira na Construção Civil ........................................................ pág. 015 7. Obrigatoriedade do Uso das Normas Técnicas ...................................................... pág. 017 8. Marcas de Conformidade ....................................................................................... pág. 018 9. Harmonização das Normas com o Mercosul .......................................................... pág. 020 10. Normatização a Nível Internacional ....................................................................... pág. 020 11. Ausência de Norma Brasileira ................................................................................ pág. 021 Capítulo II – Agregados 1. Introdução .............................................................................................................. pág. 023 2. Rochas .................................................................................................................... pág. 023 2.1 Classificação das rochas ......................................................................................... pág. 025 2.1.1 Rochas Ígneas ......................................................................................................... pág. 025 2.1.2 Rochas Sedimentares .............................................................................................. pág. 026 2.1.3 Rochas Metamórficas ............................................................................................. pág. 026 2.2 Classificação das rochas conforme teor de sílica ................................................... pág. 026 3. Classificação dos Agregados .................................................................................. pág. 027 3.1 Classificação Segundo a Origem ............................................................................ pág. 027 3.2 Classificação Segundo o Tamanho das Partículas ................................................. pág. 027 3.3 Classificação Segundo a Massa Específica Aparente ............................................ pág. 027 4. Agregados industrializados .................................................................................... pág. 028 4.1 Brita ....................................................................................................................... . pág. 028 4.1.1 Produção das britas ................................................................................................. pág. 028 4.1.2 Produtos de uma pedreira ....................................................................................... pág. 031 4.1.3 Matérias primas para produção de britas ............................................................... pág. 033 4.1.4 Uso das britas ......................................................................................................... pág. 034 4.1.5 Graduação das britas .............................................................................................. pág. 035 4.2 Agregados de baixa densidade – Leves ................................................................. pág. 036 Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 4 4.2.1 Argila expandida .................................................................................................... pág. 036 4.2.2 Escória de auto-forno ............................................................................................. pág. 038 4.2.3 Vermiculita ............................................................................................................. pág. 038 4.3 Agregados de alta densidade .................................................................................. pág. 038 4.3.1 Hematita .................................................................................................................pág. 038 4.3.2 Barita ...................................................................................................................... pág. 038 5. Agregados naturais ................................................................................................. pág. 038 5.1 Areia ....................................................................................................................... pág. 038 5.1.1 Procedências ........................................................................................................... pág. 038 5.1.2 Características ........................................................................................................ pág. 040 5.1.2.1 Granulometria ........................................................................................................ pág. 040 5.1.2.2 Dosagem ................................................................................................................. pág. 040 5.1.3 Propriedades mecânicas ......................................................................................... pág. 041 5.1.3.1 Inchamento ............................................................................................................. pág. 041 5.1.3.2 Higroscopia ............................................................................................................ pág. 043 5.1.3.3 Coesão aparente ...................................................................................................... pág. 043 5.1.4 Usos da areia .......................................................................................................... pág. 043 5.2 Cascalhos ................................................................................................................ pág. 044 6. Índices de qualidade dos agregados ....................................................................... pág. 044 6.1 Resistência a compressão ....................................................................................... pág. 044 6.2 Resistência a tração ................................................................................................ pág. 045 6.3 Resistência a abrasão .............................................................................................. pág. 045 6.4 Resistência ao esmagamento .................................................................................. pág. 045 6.5 Resistência ao choque ............................................................................................ pág. 045 6.6 Forma dos grãos ..................................................................................................... pág. 046 6.7 Substâncias deletérias no agregado ....................................................................... pág. 047 6.7.1 Impurezas orgânicas ............................................................................................... pág. 047 6.7.2 Películas ou material pulverulento ......................................................................... pág. 048 6.7.3 Torrões de argila e materiais friáveis ..................................................................... pág. 048 6.7.4 Areias com contaminação por sal ........................................................................... pág. 049 6.8 Minerais álcalis-reativos ........................................................................................ pág. 049 6.8.1 Reações álcali-silica ............................................................................................... pág. 049 6.8.2 Reações álcali-carbonato ........................................................................................ pág. 050 7. Propriedades físicas dos agregados ........................................................................ pág. 050 7.1 Massa específica real, massa especifica, massa unitária ........................................ pág. 050 7.2 Absorção e umidade superficial ............................................................................. pág. 052 7.3 Porosidade .............................................................................................................. pág. 053 7.4 Compacidade .......................................................................................................... pág. 053 7.5 Índice de vazios ...................................................................................................... pág. 053 Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 5 7.6 Granulometria ......................................................................................................... pág. 053 7.6.1 Módulo de finura .................................................................................................... pág. 055 7.6.2 Diâmetro máximo ................................................................................................... pág. 055 7.7 Superfície específica .............................................................................................. pág. 055 8. Os agregados no concreto de cimento – Considerações finais ............................... pág. 057 Capítulo III – Aglomerantes 1. Introdução ............................................................................................................... pág. 060 2. Cal .......................................................................................................................... pág. 061 2.1 Obtenção ................................................................................................................ pág. 061 2.2 Ciclo de produção da cal e uso da cal .................................................................... pág. 062 2.2.1 Calcinação .............................................................................................................. pág. 062 2.2.2 Extinção da cal ....................................................................................................... pág. 062 2.2.3 Utilização ............................................................................................................... pág. 062 2.3 Classificação .......................................................................................................... . pág. 063 2.3.1 De acordo com a composição química ................................................................... pág. 063 2.3.2 De acordo com o rendimento da pasta ................................................................... pág. 064 2.4 Propriedades ........................................................................................................... pág. 064 2.4.1 Densidade ............................................................................................................... pág. 064 2.4.2 Plasticidade ............................................................................................................. pág. 064 2.4.3 Retração .................................................................................................................. pág. 064 2.4.4 Rendimento ............................................................................................................. pág.065 2.4.5 Endurecimento ....................................................................................................... pág. 065 2.5 Extinção .................................................................................................................. pág. 065 2.5.1 Da cal cálcica ......................................................................................................... pág. 065 2.5.2 Da cal magnesiana .................................................................................................. pág. 065 2.5.3 Da cal de origem desconhecida ..............................................................................pág. 066 2.5.4 Procedimento de extinção da cal ............................................................................ pág. 067 2.6 Cal hidratada .......................................................................................................... pág. 068 2.7 Cal dolomítica ........................................................................................................ pág. 068 2.8 Armazenamento ..................................................................................................... pág. 069 3. Gesso ...................................................................................................................... pág. 069 3.1 Obtenção ................................................................................................................. pág. 069 3.2 Produção ................................................................................................................. pág. 070 3.3 Propriedades ........................................................................................................... pág. 071 3.3.1 Densidade ............................................................................................................... pág. 071 3.3.2 Pega ........................................................................................................................ pág. 071 3.3.3 Resistência mecânica .............................................................................................. pág. 072 Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 6 3.3.4 Aderência ............................................................................................................... pág. 072 3.3.5 Isolamento .............................................................................................................. pág. 072 3.3.6 Aplicações .......................................................................................................... .... pág. 073 4. Asfaltos .................................................................................................................. pág. 073 4.1 Obtenção ................................................................................................................ pág. 074 4.2 Tipos de ligantes asfálticos .................................................................................... pág. 074 4.2.1 Cimento asfáltico de petróleo – CAP ..................................................................... pág. 075 4.2.2 Asfálto diluído de petróleo – ADP ......................................................................... pág. 075 4.2.3 Emulsões asfálticas de petróleo – EAP .................................................................. pág. 075 4.2.4 Emulsões asfálticas aniônicas ................................................................................ pág. 075 4.2.5 Asfáltos oxidados por catálise – Pixe ..................................................................... pág. 075 4.2.6 Asfáltos polímeros ................................................................................................. pág. 075 Capítulo IV – Cimento Portland 1. Definição ................................................................................................................ pág. 079 2. Constituintes ........................................................................................................... pág. 079 3. Propriedades do cimento ........................................................................................ pág. 081 3.1 Propriedades físicas do cimento ............................................................................. pág. 081 3.1.1 Densidade ............................................................................................................... pág. 081 3.1.2 Finura ..................................................................................................................... pág. 082 3.1.3 Pega ........................................................................................................................ pág. 083 3.1.4 Resistência .............................................................................................................. pág. 083 3.1.5 Exsudação ............................................................................................................... pág. 083 3.2 Propriedades químicas do cimento ......................................................................... pág. 083 3.2.1 Estabilidade ............................................................................................................ pág. 083 3.2.2 Calor de hidratação ................................................................................................. pág. 084 3.2.3 Resistência aos agentes agressivos ......................................................................... pág. 084 3.2.4 Reação álcali-agregado .......................................................................................... pág. 084 4. Hidratação do cimento ........................................................................................... pág. 084 5. Adições ao cimento ................................................................................................ pág. 085 5.1 Escória de auto-forno ............................................................................................. pág. 086 5.2 Cinzas pozolânicas ................................................................................................. pág. 086 5.3 Gesso ...................................................................................................................... pág. 086 6. Tipos de cimento e suas classes ............................................................................. pág. 086 6.1 Designação dos cimentos ....................................................................................... pág. 086 6.2 Classes dos cimentos .............................................................................................. pág. 087 6.3 Participação dos componentes nos tipos de cimentos ............................................ pág. 088 7. Aplicações do cimento ........................................................................................... pág. 090 Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 7 8. Fabricação do cimento ........................................................................................... pág. 092 9. Armazenamento ..................................................................................................... pág. 095 Capítulo V – Concreto de Cimento Portland 1. Definição ................................................................................................................ pág. 097 2. Classificação dos concretos .................................................................................... pág. 098 3. Tipos de concreto ................................................................................................... pág. 099 4. Propriedades ......................................................................................................... .. pág. 100 4.1 Propriedades do concreto fresco ............................................................................ pág. 101 4.1.1 Consistência ....................................................................................................... .... pág. 101 4.1.2 Plasticidade ............................................................................................................. pág. 102 4.1.3 Poder de retenção de água ...................................................................................... pág. 103 4.1.4 Trabalhabilidade .....................................................................................................pág. 103 4.2 Propriedades do concreto endurecido .................................................................... pág. 104 4.2.1 Resistência mecânica ............................................................................................ pág. 104 4.2.2 Durabilidade e Impermeabilidade .......................................................................... pág. 107 5. Produção do concreto ............................................................................................. pág. 107 5.1 Dosagem do concreto ............................................................................................. pág. 108 5.2 Mistura ou amassamento ........................................................................................ pág. 109 5.3 Transporte ...................................................................................................... ......... pág. 112 5.4 Lançamento ............................................................................................................ pág. 113 5.5 Adensamento .......................................................................................................... pág. 114 5.6 Cura ........................................................................................................................ pág. 116 Capítulo VI – Dosagem do concreto 1. Introdução ............................................................................................................... pág. 118 2. Determinação da resistência de dosagem ............................................................... pág. 119 3. Determinação do traço ........................................................................................... pág. 121 3.1 Determinação do fator água/cimento ..................................................................... pág. 121 3.2 Determinação da relação água/mistura seca – A% ................................................ pág. 122 3.3 Determinação do peso dos agregados secos por peso de cimento – Pm ................ pág. 123 3.4 Determinação do peso de areia e brita em relação ao peso total dos agregados..... pág. 124 4. Determinação do traço de uso ................................................................................ pág. 125 4.1 Determinação do traço em peso para um saco de cimento .................................... pág. 125 4.2 Determinação do traço em volume para um saco de cimento ................................ pág. 126 5. Determinação do consumo de materiais por m³ de concreto ................................. pág. 126 6. Medição do traço .................................................................................................... pág. 128 Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 8 Capítulo VII – Aditivos para concreto 1. Definição ................................................................................................................ pág. 130 2. Classificação ........................................................................................................... pág. 131 3. Aditivos mais utilizados ......................................................................................... pág. 132 3.1 Aditivo plastificante ............................................................................................... pág. 132 3.2 Aditivo retardador .................................................................................................. pág. 132 3.3 Aditivo acelerador .................................................................................................. pág. 132 3.4 Aditivo plastificante retardador .............................................................................. pág. 133 3.5 Aditivo plastificante acelerador ............................................................................. pág. 133 3.6 Aditivo incorporador de ar ..................................................................................... pág. 133 3.7 Aditivo superplastificante ...................................................................................... pág. 134 3.8 Aditivo superplastificante retardador ..................................................................... pág. 134 3.9 Aditivos superplastificante acelerador ................................................................... pág. 134 Capítulo VIII – Adições ao Concreto 1. Introdução .............................................................................................................. pág. 135 2. Tipos de Adições .................................................................................................... pág. 135 2.1 Adições Minerais .................................................................................................... pág. 135 2.2 Fibras de Polipropileno .......................................................................................... pág. 135 2.3 Fibras Metálicas ..................................................................................................... pág. 135 3. Vantagens das Adições Minerais ........................................................................... pág. 135 4. Classificação das Adições Minerais ....................................................................... pág. 136 5. Conclusão ............................................................................................................... pág. 137 Capítulo I Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 9 NORMATIZAÇÃO NA CONSTRUÇÃO CIVIL 1. INTRODUÇÃO Há algumas décadas atrás, a sociedade consumidora era muito pequena, a produção para seu consumo, nas diversas áreas era predominantemente artesanal, com cada fornecedor produzindo o seu produto a seu modo. Com o advento da revolução industrial, com o desenvolvimento do mercado consumidor e, por conseguinte, do acirramento da concorrência entre os diversos fornecedores pela preferência no consumo, passou a existir um comercio selvagem com relação a preços e qualidades. E o consumidor como ficou? Como reclamar de um serviço prestado, como reclamar da qualidade de um produto comprado? E uma obra que apresentou problemas em sua funcionalidade, na sua durabilidade, como reclamar? Diante destes problemas, surgiu a necessidade de existirem especificações quanto à qualidade dos mais diversos serviços e produtos, para que os preços e qualidades pudessem ser comparados, e responsabilidades pudessem ser cobradas. Sem os padrões de qualidade pré-definidos, como comparar determinados produtos entre si e determinar qual o melhor custo beneficio de cada um. E na construção civil, como determinar se uma construção foi edificada dentro da melhor tecnologia, atendendo aos princípios de economia, resistência e durabilidade. Como reclamar diante de deficiências construtivas? Diante desta situação, foram criadas associações representativas dos consumidores, produtores e prestadores de serviços, as quais tiveram por finalidade criar especificações para produtos e serviços adquiridos no mercado, nas mais diversas áreas da economia de um país. Posteriormente, estas associações específicas de cada área, reuniram-se em uma única associação nacional, que passou a emitir normas específicas por elas produzidas com força em lei. Mede-se o grau de desenvolvimento de um país pela quantidade de normas emitidas pela sua entidade representativa, quanto mais desenvolvido um país, maior o grau de normatização de sua atividade econômica. . Capítulo I Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 10 2. ENTIDADE NORMATIVA Em cadapaís existem organismos cuja função é estabelecer normas que padronizem as especificações de materiais, de serviços, de projetos e de ensaios de laboratório. A ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas - é a entidade responsável pela normatização no Brasil., fornecendo a base necessária ao desenvolvimento tecnológico brasileiro. É uma entidade privada, sem fins lucrativos, reconhecida como único Foro Nacional de Normatização através da Resolução nº 07 do CONMETRO, de 24.08.1992. Sua sustentação econômica é viabilizada com contribuições de sócios e entidades a ela ligadas e vendas de normas, não recebendo verbas publicas. Ela congrega os seguintes tipos de sócios, espalhados por todo o país: Sócios mantenedores - contribuem substancialmente Sócios coletivos - firmas ou entidades Sócios individuais - contribuem em pequena escala Entidades associadas - assessoram o trabalho da ABNT A ABNT se dedica a elaboração de normas técnicas, sua difusão e incentivo. Isso não impede que, em campos mais restritos, outras entidades associadas, particulares ou oficiais, tenham o mesmo objetivo. Como exemplo, temos: ABCP – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND; IBRACON – INSTITUTO BRASILEIRO DO CONCRETO; ABCRAM – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CERAMICA ABPC – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DOS PRODUTORES DE CAL. A ABNT possui hoje, 60 comitês técnicos, 40 comissões especiais de estudos que abrangem as mais variadas atividades econômicas, podendo a qualquer momento, serem desmembrados ou criados novos comitês, ou mesmo, renomeados. CB-01 - Mineração e Metalurgia CB-02 - Construção Civil CB-03 - Eletricidade (Eletrônica, Eletrotécnica e Iluminação) CB-04 – Máquinas e Equipamentos Mecânicos. Capítulo I Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 11 CB-05 -Automotivo (veículos em geral e autopeças) CB-06 - Metroferroviário CB-07 – Construção Naval CB-08 - Aeronáutica e Espaço CB-09 – Gases Combustíveis CB-10 – Química, Petroquímica e Farmácia. CB-11 - Couro, Calçados e Artefatos de couro CB -12 – Agricultura, Pecuária e Implementos CB-13 – Bebidas CB-14 – Informação e Documentação CB-15 - Mobiliário CB-16 – Transporte e Tráfego CB-17 – Têxteis e do Vestuário CB-18 – Cimento,Concreto e Agregados CB-19 - Refratários CB-20 – Energia Nuclear CB-21 – Computadores e Processamento de Dados CB-22 - Impermeabilização CB-23 – Embalagens e Acondicionamento CB-24 – Segurança contra Incêndio CB-25 - Qualidade CB-26 – Odonto-Médico-Hospitalar CB-27 - Tecnologia Gráfica CB-28 – Siderurgia CB-29 – Celulose e papel CB-30 – Tecnologia alimentar CB-31 – Madeira CB-32 – Equipamento de proteção individual CB-33 – Joalheria, gemas, metais preciosos e bijouteria CB-34 – Petróleo CB-35 – Alumínio CB-36 – Análise clínica e diagnóstico in vitru CB-37 – Vidros planos Capítulo I Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 12 CB-38 – Gestão ambiental..........etc. Estes comitês técnicos são permanentes, são os orientadores da parte técnica dos assuntos pertinentes, e os seus elementos (técnicos) que compõem os diversos comitês, são eleitos pelos sócios da ABNT. 3. OBJETIVOS DA NORMATIZAÇÃO De um modo geral, pode-se dizer que a Normatização pode ser vista como uma maneira de organizar as atividades por meio da criação e utilização de regras ou normas, visando sempre ao desenvolvimento econômico e social de um país. Elaboram-se normas com o objetivo de regulamentar a qualidade, a classificação, a produção, o emprego dos diversos materiais e a medição dos diversos serviços de engenharia. Utiliza-se de normas também, em outros setores da Engenharia Civil, como terão oportunidade de ver: nos cálculos estruturais, nos desenhos técnicos, nos projetos elétricos, hidráulicos, de fundações, de estradas, etc. Com a normalização temos facilitado a: Comunicação: Proporciona os meios necessários para a troca adequada de informações entre clientes e fornecedores, com vista a assegurar a confiança e um entendimento comum nas relações comerciais; SIMPLIFICAÇÃO: Reduz as variedades de produtos e de procedimentos, de modo a simplificar o relacionamento entre produtor e consumidor: PROTEÇÃO AO CONSUMIDOR: Define os requisitos que permitam aferir a qualidade dos produtos e serviços; SEGURANÇA: Estabelece requisitos técnicos destinados a assegurar a proteção da vida humana, da saúde e do meio ambiente; ECONOMIA: Diminui o custo de produtos e serviços mediante a sistematização, racionalização e ordenação dos processos e das atividades produtivas, com a conseqüente economia para fornecedores e clientes; ELIMINAÇÃO DE BARREIRAS: Evita a existência de regulamentos conflitantes, sobre produtos e serviços, em diferentes países, de forma a facilitar o intercambio comercial. . . . Capítulo I Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 13 4. PRINCÍPIOS DA NORMATIZAÇÃO O processo de elaboração de normas técnicas está apoiado em princípios, que são fundamentais para que todos os objetivos da normatização sejam atendidos e para que ela seja eficaz na sua aplicação e reconhecida por todos. VOLUNTÁRIEDADE – A participação em processo de normatização não é obrigatória e depende de uma decisão voluntária dos interessados. Essa vontade de participar é imprescindível para que o processo de elaboração de normas ocorra. Outro aspecto que fundamenta a voluntariedade do processo de normatização é o fato de que o uso da norma também não é obrigatório, devendo ser resultado de uma decisão em que são percebidas mais vantagens no seu uso do que no não uso. REPRESENTATIVIDADE – É preciso que haja participação de especialistas cedidos por todos os setores – produtores, organizações de consumidores e neutros (outras partes interessadas tais como universidades, laboratórios, institutos de pesquisa, órgãos do governo), de modo que a opinião de todos seja considerada no estabelecimento da norma. Dessa forma, ela de fato reflete o real estágio de desenvolvimento de uma tecnologia em um determinado momento, e o entendimento comum vigente, baseado em experiências consolidadas e pertinentes. PARIDADE – Não basta apenas a representatividade, é preciso que as classes (produtor, consumidor e neutro) estejam equilibradas, evitando-se assim a imposição de uma delas sobre as demais por conta do maior número de representantes. Assim, deve-se buscar assegurar o equilíbrio das diferentes opiniões no processo de elaboração de normas. ATUALIZAÇÃO – A atualização do processo de desenvolvimento de normas, com a adoção de novos métodos de gestão e de novas ferramentas de tecnologia da informação, contribui para que o processo de normatização acompanhe evolução tecnológica. Esse princípio de atualização deve ser constantemente perseguido para que a normatização atenda à intensa demanda considerando que uma norma defasada tecnologicamente fatalmente cairá no desuso. TRANSPARÊNCIA – Todas as partes interessadas devem ter disponíveis, a qualquer tempo, as informações relativas ao controle, atividades e decisões sobre o processo de desenvolvimento de normas técnicas. SIMPLIFICAÇÃO – O processo de normatização deve ter regras e procedimentos simples e acessíveis, que garantam a coerência, a rapidez e a qualidade no desenvolvimento e implementação das normas. CONSENSO – Para que uma norma tenha seu conteúdo o mais próximo possívelda realidade de aplicação, é necessário que haja consenso entre os participantes de sua Capítulo I Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 14 elaboração. Consenso é processo pelo qual um Projeto de Norma deve ser submetido, compreendendo as etapas de análise, apreciação e aprovação por parte de uma comunidade, técnica ou não. A finalidade desse processo de consenso é o de atender aos interesses e às necessidades da coletividade, em seu próprio beneficio. Não é uma votação, mas um compromisso de interesse mútuo, não devendo, portanto, ser confundido com unanimidade. 5. TIPOS DE NORMAS A normatização nos ajuda na organização do mercado; na criação de uma linguagem única entre produtor e consumidor; na melhora dos produtos e serviços; na orientação das concorrências publicas; no aumento da produtividade com conseqüente redução dos custos de produtos e serviços, e no desenvolvimento da tecnologia nacional. NORMA é então, um documento estabelecido por consenso e aprovado por um organismo reconhecido, que fornece, para uso comum e repetitivo, as regras, as diretrizes, características para atividades e seus resultados, visando a obtenção de um grau ótimo de ordenação em um dado contexto. Temos os seguintes tipos de normas: Normas – que dão as diretivas para cálculos, métodos de execução de obras e serviços, assim como as condições mínimas de segurança; Especificações – que estabelecem as prescrições para os materiais; Métodos de ensaios – que estabelecem os processos para a formação e o exame de amostras dos materiais; Padronizações – que estabelecem as dimensões para os materiais ou produtos; Procedimentos – que estabelecem procedimentos padrões para se executar determinados serviços; Terminologias – que regularizam a nomenclatura técnica; Simbologia – para convenções de desenho; Classificações – para ordenar e dividir conjuntos de elementos. A indicação NBR (Norma Brasileira) se aplica a qualquer dos tipos acima. Uma norma é caracterizada pelas iniciais indicativa, seguida do seu número de ordem e, quando necessário, dos dois últimos algarismos do ano em que foi feita, ou alterada pela ultima vez. Exemplo: NBR 7211 – Agregados para concreto. Convém assinalar que as normas não são estáticas, como pareceria a primeira vista. Elas vão sendo aperfeiçoadas e alteradas com o tempo, acompanhando a evolução da indústria e da técnica. A ABNT, por exemplo, estabelece a revisão obrigatória de cada norma de cinco em cinco anos, no máximo. O desenvolvimento da normatização pode ser considerado como parâmetro para o desenvolvimento industrial e técnico de uma nação. Capítulo I Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 15 6. PROCESSO DE ELABORAÇÃO DE NORMAS BRASILEIRAS O processo de elaboração das normas brasileiras dentro da ABNT, é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (CB). Esses comitês são órgãos de coordenação, planejamento e execução das atividades de normatização técnica relacionadas a um setor específico. Para participar dos Comitês Técnicos (CB) é necessário ser associado da ABNT. Os associados individuais podem participar em até dois CBs, os coletivos podem participar de até 3 CBs e os Mantenedores podem participar de até 5 CBs. A instituição de uma norma é regulada pela DIRETIVA p. 03/95; Guia para Elaboração e Apresentação de Normas Técnicas. A pedido de interessados ou por iniciativa própria, os comitês criam comissões de estudo, com a finalidade de elaborar uma norma ou um grupo de normas técnicas sobre um determinado assunto de seu âmbito. Dessa comissão devem participar, especialmente convidados, produtores, comerciantes, consumidores, órgãos técnicos profissionais e entidades de pesquisas oficiais ou particulares que tratem da matéria. Haverá preferência pelos associados da ABNT. A comissão parte de um texto básico, que poderá ser preparado por um de seus membros ou encomendado a um técnico, ou poderá ser uma norma ou regulamento de entidade interessada, ou ainda uma norma estrangeira. A partir do texto básico ela elabora um anteprojeto, que é enviado ao comitê. Este o examina, para ver suas implicações com outras normas já em vigor, e o encaminha aos associados para votação. Sendo aprovado, passa a NORMA, não o sendo ou recebendo novas sugestões, volta a comissão para reestudo. Enquanto não for votado, será apenas um PROJETO DE NORMA. Eventualmente, uma norma aprovada pode não ser obrigatória, mas apenas NORMA RECOMENDADA. A NORMA, ou qualquer alteração dela, entra em vigor 60 dias após a publicação pela ABNT, não dependendo de ato governamental. 6.1 Normatização brasileira na construção civil No âmbito da construção civil, existem seis Comitês Técnicos responsáveis pelo gerenciamento e pela administração das Comissões de Estudo, que passam a se reunir periodicamente a fim de que os seus textos sejam levados para discussão em nível nacional: os maiores são: BC-02 – Construção Civil e o CB-18 – Cimento, Concreto e Agregados. O CB-02 é responsável pela elaboração das normas técnicas de componentes, elementos, produtos ou serviços utilizados na construção civil, abrangendo seus aspectos Capítulo I Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 16 referentes a planejamento, projeto, execução, métodos de ensaio, armazenamento, transporte, operação, uso e manutenção e necessidades do usuário, subdivididas setorialmente. O CB-02 possui os seguintes subcomitês: Área de interesse Nome do subcomitê Materiais inorgânicos não metálicos SC-101 – Cerâmica vermelha SC-102 – Argamassas e Pisos SC-103 – Gesso para construção civil SC-105 – Pedras Naturais SC-106 – Componentes de Fibrocimento SC-107 – Produtos de cimento SC-108 – Sistemas e Componentes Pré-fabricados de Concreto SC-109 – Cerâmica para Revestimento Orgânicos e Metálicos SC-110 – Aparelhos e Componentes Sanitários SC-111 – Plásticos para Construção Civil SC-114 – Madeiras SC-115 – Tintas e vernizes para a Construção Civil SC-116 – Plásticos reforçados para Construção Civil SC-118 – Componentes de Esquadrias de Ferro e Aço SC-119 – Componentes de Esquadrias de alumínio SC-120 – Fechaduras e Acessórios para Esquadrias Saneamento SC-143 – Componentes e Equipamentos O CB – 18 através de seus sub-comitês trata da normatização no setor de cimento, adições, agregados, concreto, argamassas, aditivos, adesivos, água, elastômeros e adições, compreendendo dosagem de concreto, e tudo no que concerne à terminologia, requisitos, métodos de ensaio e generalidades. O CB-18 possui os seguintes subcomitês: Sub-comitê 18:01 Cimento e adições Sub-comitê 18:02 Agregados Sub-comitê 18:03 Concreto Sub-comitê 18:04 Argamassas Sub-comitê 18:05 Aditivos, Adesivos, Água e elastomêros Sub-comitê 18:06 Concreto dosado em Central Capítulo I Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 17 A construção civil tem interesses ainda nos CB-22, CB-28, CB-31 e CB-37. O CB – 22 trata dos tipos de sistemas de impermeabilizações, especificações de materiais, metodologia construtiva dos sistemas de impermeabilizações, com vista a se obter os melhores resultados; o CB-28 trata dos produtos siderúrgicos; o CB-31 trata do manuseio das madeiras naturais e das madeiras industrializadas (placas) e o CB-37 dos vidros planos aplicados na construção civil. 7. OBRIGATORIEDADE DO USO DAS NORMAS TÉCNICAS As normas são prescrições científicas que tem por objetivo o aperfeiçoamento estrutural, funcionale estético da construção, sem desconsiderar a economia na execução. Elas constituem o registro de um conjunto de conhecimentos colocados à disposição da sociedade e imprescindíveis para controlar a qualidade e certificar o produto ou serviço. As normas têm uma função orientadora e purificadora no mercado e, desde a regulamentação da profissão de engenharia, sempre foram obrigatórias: conforme juramento na colação de grau, o formando se compromete em sua atuação profissional a “atuar dentro da melhor técnica ou conforme a boa técnica”. As normas são então, recomendações com base na melhor técnica disponível e certificada num determinado momento, para se atingir um resultado satisfatório. As normas, particularmente aquelas que têm relação com a proteção do consumidor, apresentam-se sempre como um parâmetro mínimo, mas tanto a administração pública, como um juiz de uma Vara Cível de uma Comarca, podem impor um padrão mais elevado, uma vez que considerem o fixado insuficiente. É por isso que uma norma, embora obrigatória, pode, de outra forma, ser considerada insuficientemente protetora. A partir do Código de Defesa do Consumidor (lei nº 8.078, de 11 de Setembro de 1990) as normas passaram a ter um status para-legal, cuja inobservância caracteriza uma “pratica abusiva” do fornecedor de produto ou serviço. Já no campo do serviço publico, a lei nº 4.150, de 21 de Novembro de 1962, institui o regime obrigatório de observância às normas técnicas elaboradas pela ABNT nos contratos de obras e compras do serviço publico concedidos pelo Governo Federal, de execução direta ou concedida. Em resumo, com relação à obrigatoriedade no uso das normas, o Código de defesa do Consumidor e o Código Civil Brasileiro estabelecem que: As normas prescrevem procedimentos, cuidados, técnicas, que são validadas e certificadas por um órgão competente, e constituem requisitos para um produto ou serviço de boa qualidade. Como em qualquer contrato de fornecimento, é obrigação do Capítulo I Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 18 fabricante ou construtor fornecer um produto ou serviço de qualidade: se requisitos mínimos são estabelecidos por uma norma, essa norma é obrigatória; O conhecimento e a observância das prescrições técnicas constituem um dever ético- profissional para todos aqueles que lidam com produtos ou executam trabalhos já normatizados; Em se tratando de relação de consumo, o art. 39 CDC estabelece que é vedado ao fornecedor de produtos ou serviços, dentre outras práticas abusivas, “colocar no mercado de consumo, qualquer produto ou serviço em desacordo com as normas expedidas pelos órgãos oficiais competentes ou, se normas específicas não existirem, pela Associação Brasileira de Normas Técnicas ou outra entidade credenciada pelo Conselho Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial – CONMETRO”; Algumas normas dizem respeito a procedimentos técnicos que podem sofrer evolução/alteração ao longo do tempo. A questão técnica é identificar que normas estabelecem procedimentos básicos, imperativos, que devem ser seguidos em qualquer circunstância, e quais normas ditam procedimentos ou resultados que podem ser atingidos por meios diferentes daqueles prescritos na norma, sem perda de qualidade. O avanço tecnológico e a criatividade humana desenvolvem procedimentos e técnicas diferentes daquelas recomendadas pelas normas expedidas e também atingem resultados satisfatórios, não raro melhores. No campo jurídico, entretanto, o respeito às normas técnicas, como fator de atendimento à qualidade, é uma presunção “júris tantum”- (admite prova em contrário), porém, as normas continuam valendo como padrões mínimos de referência. 8. MARCAS DE CONFORMIDADE A ABNT concede as indústrias interessadas o titulo de MARCA DE CONFORMIDADE, a determinados produtos, isto é, reconhece publicamente que determinado produto está de acordo com as especificações contidas nas normas a ele determinadas. Em alguns casos, essa conformidade pode ser indicada por um símbolo a ser fixado no material ou na embalagem do produto. “Marcas de conformidade” são concedidas após auditoria por empresa certificadora na empresa solicitante, se forem atendidas todas as exigências de organização, de produção e padrão de qualidade. Normalmente a certificação é válida por três anos, devendo a empresa certificada passar por nova auditoria para a continuidade no uso da marca de conformidade. . . Capítulo I Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 19 . Fluxograma de certificação de uma empresa Para a maioria dos produtos a certificação é voluntária; porém, muitas empresas a buscam por exigência de mercado ou por decisão estratégica. O INMETRO considera compulsória a certificação dos produtos cuja falha coloque em risco a vida humana (ex. os extintores de incêndio) ou o meio ambiente. O quadro a seguir, mostra os produtos da construção civil com Certificação Compulsória e Voluntária. Certificação dos produtos na construção civil Certificação Compulsória Certificação Voluntária Barras e fios de aço destinados a armadura para concreto armado; Disjuntores Fios e cabos elétricos Interruptores para instalação elétrica Argamassa à base de Cimento Portland para rejuntamento de Placas Cerâmicas; Bloco cerâmico para Alvenaria; Bloco vazado de concreto simples para alvenaria estrutural; Cimento Portland resistente a sulfatos; Placas cerâmicas para revestimentos; Porta corta-fogo para saídas de emergência; Revestimentos cerâmicos; Telha cerâmica de capa e canal; Telha cerâmica tipo francesa; Telha cerâmica tipo romana; Telha de concreto; Vidro temperado para a construção. Capítulo I Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 20 A certificação voluntária de produtos dá o direito ao uso da “Marca de Conformidade” do organismo certificador utilizado, acompanhado do logotipo do INMETRO, sendo que, quando a “Marca de Conformidade” não estiver acompanhada da marca do INMETRO, significa que o organismo certificador não está registrado no INMETRO. As principais vantagens comerciais da certificação da “Marca de Conformidade” são: Declarar externamente de forma independente a qualidade dos produtos e serviços perante os vários mercados; Garantir a aceitação internacional dos produtos sem a necessidade de repetições das avaliações realizadas; Aumentar a confiança do consumidor no produto adquirido; Destacar o seu produto em relação à concorrência 9. HARMONIZAÇÃO DAS NORMAS COM O MERCOSUL O MERCOSUL significa um mercado comum, de livre circulação de pessoas e mercadorias entre os países dele integrante. Para que este mercado exista e funcione, há a necessidade de harmonização de leis e normas, para que não se criem distorções que venham a favorecer determinados países, ou sejam entraves ao mesmo. Para tanto, foi criada a ASOCIACION MERCOSUR DE NORMALIZACION, entidade supranacional, com a finalidade de criar as normas para os serviços, produtos e ensaios laboratoriais, válidos em todos os países membros do MERCOSUL. Assim, todas as normas brasileiras estão sendo paulatinamente harmonizadas com as dos outros países integrantes, e à medida que as normas vão sendo harmonizadas, as normas brasileiras são canceladas e substituídas pelas do MERCOSUL. Exemplo: Antes: NBR 7217 – Agregados. Determinação da composição granulométrica; Depois: NBRNM 248 – Agregados. Determinaçãoda composição granulométrica. 10. NORMATIZAÇÃO A NÍVEL INTERNACIONAL A nível internacional, temos a ISO – INTERNACIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. A ela estão ligadas as organizações de cada país, uma por país, na Capítulo I Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 21 tentativa de se ter uma norma única em todo o mundo. Do Brasil, é a ABNT a entidade representativa. Quando uma norma brasileira, ou do MERCOSUL, está harmonizada com a norma ISO, esta apresenta em sua descrição a palavra “ISO”. Exemplo: NBRNM-ISO 3310-1:1997 - Peneiras de ensaio. Requisitos técnicos e verificação. Parte 1: Peneiras de ensaio com tela de tecido metálico. 11. AUSÊNCIA DE NORMA BRASILEIRA Na ausência de uma norma brasileira sobre determinado assunto, é de uso corrente se recorrer às normas de outros países. Comumente, recorre-se às normas norte americanas, e estas são emitidas pela American Society for Testing and Material – ASTM; porém pode-se adotar a de outros países, desde que seja a mais conveniente ao caso, e aceita pelo cliente ou projetista da obra. As principais entidades normativas internacionais estão descritas no quadro abaixo: Nome Sigla País American Society for Testing and Material ASTM Estados Unidos Instituto Nacional de Tecnologia y Normalizacion IRAM Argentina British Standard Institution BS Inglaterra Association Française de Normalisation AFNOR França Associación Española de Normalización y Certificaión AENOR Espanha Instituto Português da Qualidade NP Portugal Deutsches Institut für Normung DIN Alemanha Comité Europeu de Normalização CEN União Européia Capítulo I Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 22 ENTIDADES ASSOCIATIVAS, NORMATIVAS E DE PESQUISA 1-) ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT www.abnt.org.br 2-) ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND – ABCP www.abcp.org.br 3-) INSTITUTO BRASILEIRO DO CONCRETO – IBRACON www.ibracon.org.br 4-) INSTITUTO DE PESQUISAS TECNOLÓGICAS – IPT www.ipt.org.br 5-) FUNDAÇÃO CENTRO TECNOLÓGICO DE MINAS GERAIS - CETEC www.cetec.br 6-) ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DAS EMPRESAS DE SERVIÇOS DE CONCRETAGEM –ABESC www.abesc.org.br 7-) ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DAS EMPRESAS DE CERÂMICAS - ABCERAM www.abceram.org.br 8-) ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE PAVIMENTAÇÃO – ABPv www.abpv.org.br 9-) CENTRO CERÂMICO BRASILEIRO – CCB www.ccb.org.br 10-) ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DOS FABRICANTES DE TINTAS-ABRAFATI www.abrafati.com.br 11-) SITE DE DIVULGAÇÃO DO CIMENTO - de ótimo conteúdo. www.cimento.org 12-) ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DOS PRODUTORES DE CAL –ABPC www.abpc.org.br 13-) ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DOS DISTRIBUIDORES DE ASFALTO – ABEDA www.abeda.com.br Capítulo II Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 23 AGREGADOS 1. INTRODUÇÃO Agregado é o material particulado (fragmentado), incoesivo (que não se une sozinho), de atividade química praticamente nula, constituído de misturas de partículas ( grãos ) cobrindo extensa gama de tamanhos (BAUER – 1995). Material granular, sem forma e volume definidos, geralmente inerte, de dimensões e propriedades adequadas para uso em obras de engenharia. São agregados as rochas britadas, os fragmentos rolados nos leitos dos rios e os materiais encontrados em jazidas provenientes de alterações de rochas (PETRUCCI – 1987) Segundo a NBR 7211, agregados são materiais pétreos, obtidos por fragmentação artificial ou fragmentados naturalmente, com propriedades adequadas, possuindo dimensão nominal máxima inferior a 152 mm e mínima superior ou igual a 0.075 mm. Os agregados encontram uma ampla gama de aplicações nas mais diversas áreas da engenharia, pelo seu baixo custo, alta durabilidade, alta resistência, facilidade de obtenção (disponibilidade na natureza) e ser um material de fácil trabalhabilidade. Os agregados são considerados produtos básicos para a indústria de construção civil. Sua produção caracteriza-se pelo baixo valor unitário e pela produção em grandes volumes. O transporte corresponde a aproximadamente 67% do custo final do produto, o que impõe a necessidade de ser produzido o mais próximo possível do mercado consumidor. O agregado confere ao concreto vantagens técnicas consideráveis, como maior estabilidade dimensional e maior durabilidade do que a pasta de cimento pura. Por ter preço menor do que o cimento é interessante usar a maior quantidade possível de agregados na massa de concreto, limitando-se sua quantidade em função da trabalhabilidade e resistência requerida. Para melhor entender as características dos agregados, é importante entender suas origens geológicas. 2. ROCHAS Define-se rocha como um corpo sólido natural, resultante de um processo geológico determinado, formado a partir da junção de dois ou mais minerais, que se agruparam segundo condições de altas temperaturas e pressões no interior da crosta terrestre. Capítulo II Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 24 Entende-se por mineral todo “elemento ou composto químico de ocorrência natural, com estrutura e composição química definidas, formado a partir de processos inorgânicos” . Ex.: Sílica – SiO2; Cálcio ou carbonato de cálcio – CaCO3. Uma pesquisa visando conhecer a distribuição dos elementos químicos mais comuns da crosta terrestre e que formam os principais minerais são apresentados na tabela a seguir; Elemento químico Símbolo Porcentagem em massa Oxigênio O 47,2 Silício Si 28,2 Alumínio Al 8,2 Ferro Total Fe 5.1 Cálcio Ca 3,7 Sódio Ka 2,9 Potássio Na 2,6 Magnésio Mg 2,1 As maiores porcentagens dos elementos O, Si, e os demais citados acima, faz com que os compostos químicos mais frequentes na crosta terrestre sejam óxidos destes elementos, perfazendo as seguintes porcentagens médias: Óxido Porcentagem SiO2 60 Al2O3 15 CaO 5 FeO 4 Fe2O3 3 K2O 3 Na2O 3 MgO 3 Esta freqüência em termos de óxidos se reflete fortemente nos tipos minerais mais frequentes na crosta (uma vez que os minerais nada mais são que combinações destes óxidos), fazendo com que a maior parte dos minerais presentes na litosfera sejam silicatos. Apesar de haver mais de 1.500 espécies minerais conhecidas pode-se dizer que cerca de 40 delas representam mais de 90% dos minerais encontrados no planeta. Baseando-se nisto Capítulo II Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 25 pode-se fazer uma descrição da crosta terrestre em termos mineralógicos, tendo-se o seguinte resultado. Principais minerais constituintes da crosta terrestre: Grupos de minerais Composição química Porcentagem em volume Feldspatos K2OAl2O3SiO2 Na2OAl2O3 CaOAl2O3 60 Piroxênios e anfibólios Ca, Na, Mg, Fe Al2O3SiO2Fe2O3 Ca, Na, Mg, Fe Al2O3SiO2Fe2O3(OH) 17 Quartzo SiO2 12 Micas, argilo-minerais K, Fe Al2O3SiO2H2O Mg, Al Al2O3SiO2H2O 4 Carbonatos, óxidos e sulfetos, haloides 3 Olivinas 3 Epidotos, alumo-silicatos, zeólitas 2 Todos estes minerais pertencem, como poderemos ver posteriormente, ao grupo dos silicatos, que representa o grupo mineral mais frequente na litosfera e consequentemente nas rochas, nos solos e sedimentos. 2.1 Classificação das rochas quanto a origem Quanto a sua origem, as rochaspodem ser classificadas em três grandes grupos as rochas ígneas; as rochas sedimentares e as rochas metamórficas. 2.1.1 Rochas Ígneas São formadas pela consolidação do magma após o seu resfriamento. Podem ser classificadas em três grandes grupos. Extrusivas: quando o processo de resfriamento ocorre na superfície da crosta terrestre. Ex.: Basalto. Intrusivas: quando o processo de resfriamento ocorre a grande profundidade. Ex.: Granito Subvulcônicas ou hipoabissais: quando o processo de resfriamento ocorre a profundidades intermediárias. Ex.: Diabássio. Capítulo II Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 26 Quanto maior a profundidade, mais lento o resfriamento, o que permite maior cristalização dos minerais, resultando, geralmente em rochas mais resistentes e agregados de melhor qualidade. As rochas ígneas são aquelas com melhores condições, como matéria prima, devido à sua composição mineralógica, textura e estrutura porque tendem a produzir microestruturas mais densas e compactas. 2.1.2 Rochas sedimentares São formadas através de três processos: Clásticas ou detríticas: formam-se a partir da deposição das partículas originadas pela erosão de outras rochas. Ex.: Arenito; Siltito. Químicas: Formam-se pela precipitação de substâncias em solução. Ex.: Calcário. Orgânicas: Formam-se pela deposição de materiais de origem orgânica. São rochas sem interesse para a Construção Civil. As rochas sedimentares apresentam uma resistência a compressão bem menor do que as rochas ígneas, sendo que, ainda apresentam uma anisotropia em suas propriedades físicas e mecânicas que dependem da direção em que são medidas, em relação ao plano de sedimentação. São rochas mais porosas (dos que as rochas ígneas) e portanto com maior absorção, e sua resistência mecânica depende do agente cimentante. 2.1.3 Rochas Metamórficas São formadas a partir de outras rochas (ígneas – sedimentares ou mesmo de outras rochas metamórficas), quando submetidas a elevadas temperaturas e pressões no interior da crosta terrestre. As características finais das rochas metamórficas dependem da rocha original e do grau de metamorfismo sofrido, que podem ser alto, médio e baixo. Ex.: Mármore, Quartizito e Gnaisse. 2.2 Classificação das rochas conforme teor de sílica Com relação à composição química o critério de classificação utilizado para as rochas magmáticas é a percentagem em sílica, que possibilita evidência razoável com relação à origem da rocha. Dentro deste enfoque as rochas ígneas podem ser classificadas em: CLASSIFICAÇÃO % de Si O2 Ácidas > 65% Intermediárias 52 a 65% Básicas 45 a 52% Ultrabásicas > 45% Capítulo II Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 27 Esta classificação é de grande interesse para a construção civil, tendo em vista que: No concreto de cimento Portland, rochas ácidas são propensas a apresentar reações álcali-agregado. No concreto asfáltico, as rochas ácidas apresentam deficiência de ligação entre o ligante e os agregados, tendo-se que recorrer ao uso de Dopes. 3. CLASSIFICAÇÃO DOS AGREGADOS Os agregados classificam-se segundo a origem, as dimensões das partículas e a massa específica aparente. 3.1 Origem: Os agregados classificam-se em: Naturais – os agregados que já se encontram em forma particulada na natureza – areia e cascalho. Industrializados – são os agregados que tem sua composição particulada obtida por processos industriais. Neste caso, a matéria prima pode ser: os diversos tipos de rocha, escória de auto-forno e argila expandida. 3.2 Segundo as dimensões das partículas: Os agregados utilizados na tecnologia do concreto são classificados em: Miúdos - as areias – naturais e artificiais Graúdos – os cascalhos e as britas Como veremos mais adiante, de acordo com NBR 7211, agregados miúdos são os que passam (95%) pela peneira nº 4 ( 4,8 mm de abertura de malha ), e os graúdos são os que ficam retidos (95%) nela. 3.3 Segundo a massa unitária: Os agregados podem ser considerados como leves, normais e pesados. Leves: quando sua massa unitária for menor que 1000 kg/m³; Normais: quando sua massa unitária estiver entre 1000 kg/m³ e 2000 kg/m³; Pesados: quando sua massa unitária estiver acima de 2000 kg/m³, Temos os seguintes tipos de agregados; . . Capítulo II Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 28 . . . Agregados - Massas Unitária médias Leves Médios / Normais Pesados Vermiculita - 0,3 Calcário - 1,40 Barita - 2,56 Argila Expandida - 0,8 Arenito - 1,45 Hematita - 2,72 Escória granulada - 1,0 Cascalho - 1,60 Magnetita - 3,04 Granito - 1,50 Areia - 1,50 Basalto - 1,50 Escória - 1,70 4. AGREGADOS INDUSTRIALIZADOS 4.1 Brita – agregado de média densidade A brita é produzida em estabelecimentos industriais denominados Pedreiras. Em resumo, trata-se de submeter a rocha de uma jazida a sucessivos processos de cominuição (fragmentação), de forma a reduzi-la a fragmentos (grãos) de tamanhos adequados ao seu futuro uso. A brita é originada de uma ocorrência maciça (jazida) de determinada rocha, onde se pratica a lavra. Lavra é, em uma jazida, a fragmentação do maciço de rocha sã por meios de explosivos, carregados em furos de broca de cerca de 80 mm de diâmetro. A detonação é o Fogo de Bancada, que produz blocos de dimensões variadas, que podem atingir a mais de metro. Segue-se uma nova fragmentação por explosivos: o fogacho, cuja função é reduzir os blocos a dimensões inferiores à boca do britador primário. 4.1.1 Produção das britas: Normalmente a operação de produção de agregados artificiais em pedreiras segue a seguinte cronologia: 1ª fase: Extração da rocha: Produção de blocos de grandes dimensões, resultantes das explosões no maciço rochoso – fogo de bancada; Capítulo II Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 29 2ª fase: Fragmentação secundária – fogacho: Redução dos tamanhos dos blocos em dimensões adequadas para a boca do britador primário; 3ª fase: transporte 1: Os fragmentos são transportados do local de extração até o britador primário. Este transporte pode ser feito por correias transportadoras ou por caminhões apropriados. 4ª fase: Britador primário: Nesta fase, os blocos de rocha sofrem a primeira fragmentação em equipamento apropriado, sendo normalmente um britador de mandíbula. Fluxograma de uma pedreira Fonte: Bauer. LA 1995 Capítulo II Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 30 5ª fase: transporte 2: Os fragmentos são levados, por correias transportadoras, do britador primário até o britador secundário. 6ª fase: Britador secundário: Os fragmentos sofrem nova fragmentação, com vista a diminuir ainda mais seu tamanho. O britador secundário costuma ser de modelo diferente do primário, dependendo do tipo de rocha, procurando produzir o máximo de grãos com o formato arredondado ou esferoidal. 7ª fase: transporte 3: Os agregados são levados ao britador terciário através de correias transportadoras. 8ª fase: Britador terciário: fragmentação final do agregado, com objetivo de se ter agregadosde pequenas dimensões. Geralmente é do mesmo modelo do britador secundário Peneiramento: A separação dos diversos tamanhos dos agregados de acordo com exigência de normas ou comerciais, são feitas através de peneiramento nas saídas dos diversos britadores, que através de correias transportadoras são levados para o pátio de estocagem, onde são separadas através de baias nos diversos tamanhos comerciais. Desmonte com explosão Transporte de blocos de pedra Capítulo II Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 31 . . . Equipamentos de britagem Visão geral de uma pedreira - estocagem Existem vários tipos de britadores para agregados que devem ser ajustados de acordo com a natureza da rocha a ser explorada em cada localidade: britador de mandíbula, britador de martelos e britador de cone. “Para se produzir agregados, sempre haverá um tipo de britador mais adequado à natureza da rocha”. Capítulo II Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 32 4.1.2 Produtos de uma pedreira – definições Jazidas: deposito geológico onde se encontram as rochas; Blocos: fragmentos de rocha de dimensões acima de metro, resultantes dos fogos de bancada; Pedra de mão: agregado constituído de material que passa no britador primário e é retido na peneira de 76 mm. A NBR 7211 define como pedra de mão, o agregado com dimensões entre 76/250 mm. Bica corrida: material britado no estado que se encontra na saída do britador; Primário – quando deixa o britador primário com graduação aproximada de 0/300 mm, dependendo da regulagem e do tipo de britador; Secundário: quando deixa o britador secundário, com graduação aproximada de 0/76 mm. Pedra britada: brita produzida em cinco graduações, denominadas em ordem crescente de diâmetros médios: pedrisco, pedra 1, pedra 2, pedra 3 e pedra 4; designadas a seguir de Pd, B1, B2 e B3; Pó de pedra: Material mais fino que o pedrisco. Sua graduação genérica, mas não rigorosa é 0/4,8 mm. Deve-se evitar seu uso em concreto de cimento, por conter um excesso de material que passa na peneira 0,15, requerendo mais água e cimento na mistura. Areia de brita: agregado obtido dos finos (pó de pedra) resultantes da produção da brita, dos quais se retira por lavagem a fração inferior a peneira 0,15 mm. Sua graduação é 0,15/4,8 mm. Filler: material mais fino que a areia. Sua graduação é 0/0,075 mm. Seus grãos são da mesma ordem de grandeza dos grãos de cimento. Restolho: é o sub-produto em algumas pedreiras de rochas menos sã, sendo retirado no fluxo à saída do britador primário. Capítulo II Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 33 Tipos de britadores 4.1.3 Matérias primas para produção de brita Temos várias rochas aptas a serem exploradas para a produção de britas. Em cada região haverá uma rocha de natureza tal, que mais vantajosa se mostrará para o tipo de agregado que se queira produzir. Dentre as rochas mais exploradas, temos: Tipo Taxa de ruptura Absorção % Densidade Basalto 180 - 240 MPa 0,1 a 0,6 2,9 Granito 100 - 240 MPa 0,1 a 0,8 2,7 Gnaisse 100 - 240 MPa 0,2 a 0,8 2,7 Calcário 90 - 200 MPa 0,2 a 4,5 2,8 Arenito 50 - 150 MPa 1,2 a 8,5 2,4 Capítulo II Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 34 Importante notar que os valores apresentados acima variam nos intervalos assinalados para cada família de rocha e com o estado de alteração intempérica que apresentam. As propriedades dos calcários variam muito em função da diversidade dos processos que podem originá-los. Os melhores agregados são conseguidos com a utilização das rochas ígneas: maior resistência, maior dureza, menor índice de vazios e portanto menor absorção. As rochas sedimentares fornecem agregados com uma qualidade inferior à rocha ígnea, porém com bons resultados, desde que alguns cuidados sejam tomados. As rochas sedimentares apresentam menor resistência, menor dureza, maior índice de vazios e absorção. Rochas metamórficas, dependendo do seu grau de metamorfismo pode apresentar resistências a compressão equivalentes às rochas ígneas, boa dureza, baixo índice de vazios e absorção. Basalto: Rocha ígnea de superfície; de cor escura e textura compacta; grande dureza; como agregado apresenta duas desvantagens: sua dureza desgasta os britadores e a forma dos grãos predominantemente lamelares. Granito: Rocha ígnea de profundidade; cores variadas proporcionadas pelo feldspato; grande dureza e textura cristalina; apresenta fratura irregular. Gnaisse: Rocha metamórfica; de cor clara, produz excelente agregado ao ser britada. Calcário: Rocha sedimentar composta predominantemente por carbonato de cálcio – CaCO3 - tem uso restrito como agregado, usada somente em determinadas regiões, sendo mais utilizada como matéria-prima de aglomerantes – cal e cimento. Arenito: Rocha sedimentar, de cor predominante clara, apresenta fratura irregular. 4.1.4 Uso das britas Concreto de cimento: nas estruturas de concreto armado, são empregados os pedriscos, brita 1 e brita 2. Pode ser usado também, a areia de brita, apesar de ela ter uma distribuição granulométrica não coincidente com o agregado miúdo padronizado para concreto ( areia ). Porém, a tecnologia do concreto evoluiu, de modo que a areia de pedra é usada em grande escala associada à areia natural na proporção de até 50% na confecção de concreto pré-misturado. No concreto massa e ciclópico, usam-se como agregados graúdo a brita 3 e a pedra de mão. Concreto asfáltico: são usados: o filler, areias, pedrisco, brita 1 e brita 2. Os agregados para concreto asfáltico são necessariamente pré-dosados, para se satisfazer peculiar faixas de distribuição granulométrica para cada tipo de revestimento asfáltico. Argamassas – areia de brita e pó de pedra. Capítulo II Materiais de Construção 1 Prof. Eduardo Rodrigues da Cunha Pág. 35 Pavimentos rodoviários: para a construção da base de macadame hidráulico. As graduações das britas diferem das graduações para concreto de cimento, podendo-se usar até brita 3. Para aumentar o índice de suporte dos sub-leitos, usa-se a bica corrida secundária. Lastro de estradas de ferro: sua confecção é praticamente feita de brita 3. Correção de solos: Usa-se o pó de pedra para correção de solos de plasticidade elevada. Aterros: Podem ser feitos com restolho, obtendo-se mais facilmente alto índice de suporte, do que quando se usam solos argilosos. 4.1.5 Graduação das britas Define-se como graduação de um agregado, os limites inferiores (d) e superiores (D) como sendo as aberturas (em mm) das malhas das peneiras para cada classe. Para fins de terminologia, é comum dividirem-se os materiais granulares conforme seu uso, em diversas frações. Entretanto, os limites superiores e inferiores de cada classe são arbitrários e variam conforme a origem do agregado e de acordo com os critérios e as necessidades das organizações tecnológicas e normativas de cada país. No Brasil, os profissionais ligados à construção de edificações, com uso de concreto de cimento, utilizam as graduações fornecidas pela ABNT, para a confecção do concreto; os profissionais que atuam na construção de rodovias, utilizam as graduações e terminologias
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