Aula 03 Agregados para concreto

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

AGREGADOS PARA CONCRETO
A crosta terrestre pode ser dividida:
Substrato rochoso.
Terrenos sedimentares.
Essas duas partes são constituídas essencialmente de minerais, embora quase sempre estão mescladas com matéria orgânica.
As rochas, conforme sua gênese podem ser classificadas como:
Ígneas (origem do resfriamento do magma derretido).
Sedimentares (origem da degradação físico/química de outras rochas).
Metamórficas (origem nas modificações decorrentes da variação de temperatura e/ou pressão em rochas pré-existentes).
Um conceito básico de ciência dos materiais: 
“A microestrutura de qualquer material está diretamente relacionada às suas propriedades”.
Rochas ígneas apresentam melhores condições devido sua composição mineralógica, textura e estrutura, pois tendem a produzir microestruturas mais densas e compactas. Exemplos típicos: Granitos e basaltos
Rochas metamórficas também possuem grande potencial mas a estrutura pode limitar o uso. Exemplos típicos: Gnaisse e quartzito.
Rochas sedimentares apresentam a menor aptidão por serem sempre muito porosas, possuírem menor resistência mecânica e, em alguns casos, estrutura em forma de camada. Exemplos típicos: Arenitos e argilítos.
Tabela 1: Algumas características em função da origem dos agregados.
Testemunhos de rochas extraídas de jazidas
Figura 1: Testemunhos extraídos de jazida de origem sedimentar.
Figura 2: Testemunhos extraídos de jazida de origem não sedimentar.
Figura 3: Comparação da estrutura interna do material.
A definição mais aceita para agregado é:
 “Material granular, sem forma ou volume definidos, de dimensões e propriedades adequadas às obras de engenharia, em particular ao fabrico de concretos e argamassas de cimento Portland.”
CLASSIFICAÇÃO DOS AGRAGADOS
 Quanto à origem:
Naturais: encontrados na natureza já preparados para o uso sem outro beneficiamento que não seja lavagem ou classificação granulométrica. Exemplos: areia de rio e seixo rolado.
Britados: submetidos a processo de diminuição, geralmente por britagem, para que possam se adequar ao uso. Exemplos: pedra britada (brita), pedrisco, pedregulho 	britado.
Artificiais: derivados de processos industriais. Exemplos: argila expandida e pelotizada e vermiculita expandida.
Reciclados: podem ser resíduos industriais granulares que tenham propriedades adequadas ou proveniente do beneficiamento de entulho de construção e demolição selecionado para esta aplicação. Exemplos: escória de alto forno, entulho de construção e demolição.
Quanto à dimensão dos grãos:
 Agregado graúdo (passante na #75mm e retido na #4,75mm).
 Agregado miúdo (passante na #4,75mm e retido na #0,075mm).
 Quanto à massa unitária:
Agregados naturais: tem massa específica unitária entre 1500 e 1700 kg/m³ e produzem concretos com aproximadamente 2400 kg/m³.
Agregados definidos como leves e pesados podem ser usados para a produção dos chamados respectivamente de concretos leves e pesados
Agregados leves: os produzidos a partir da expansão térmica da argila, escória, vermiculita, ardósia e resíduo mineral de esgoto.
Agregados pesados: barita, hematita e limonita.
Figura 4: Seixo Rolado, exemplo de agregado natural
Figura 5: Agregado britado
Figura 6: Agregado reciclado de indústria plástica
Figura 7: Agregado artificial de argila calcinada
FORMA DE OBTENÇÃO DOS AGREGADOS
Agregados naturais:
O processo se inicia com a prospecção da jazida que visa localizar, identificar e avaliar (volume e qualidade dos materiais). Elas podem ocorrer nos leitos dos rios ou serem localizadas como camadas das formações superficiais do solo.
Ainda há a alternativa da exploração de dunas superficiais de formação básica por areia eólica. Possui grãos arredondados de superfície polida, o que auxilia na trabalhabilidade do concreto. 
 Agregados britados:
Produzidos em pedreiras desenvolvidas a partir do afloramento de rochas. A prospecção não só determina volumes e qualidade, mas também determina o melhor método de exploração. Em geral são usados desmontes por explosivos, seguido por britagem e seleção granulométrica por peneiramento.
Agregados artificiais:
 Produzidos a partir de operações industriais que envolvem geralmente aglomeração de partículas sólidas que por tratamento térmico resultam nos agregados expandidos. 
 Agregados reciclados:
 Geralmente provém da britagem de entulho pré selecionado, contendo principalmente fragmentos de argamassa, concreto e elementos cerâmicos.
Ainda podem ser material granular originado de rejeitos de alguns processos industriais que após ensaios são considerados adequados.
PROPRIEDADES DOS AGREGADOS
Compressão
-Em concretos convencionais geralmente a matriz do concreto possui resistência inferior à dos agregados. Nos concretos de altas resistências, os grãos dos agregados pode apresentar resistência insuficiente, necessitando cuidados especiais na escolha dos agregados. Se o agregado for de origem sedimentar, sua resistência deve ser previamente verificada, mesmo para concretos comuns.
Tração e choque
Durante a betonagem os maiores grãos podem sofrer choques consideráveis, que no geral não superam a resistência do agregado. Em caso de suspeita de fragilidade, pode-se avaliar o desgaste do agregado durante a betonagem.
Abrasão
Em algumas aplicações a resistência à abrasão deve ser considerada, como em pistas de aeroportos, vertedouros de barragens e pistas rodoviárias.
Fragilidade (esmagamento) 
 No geral não há necessidade de avaliar esta propriedade. Caso haja suspeita de déficit de resistência, pode-se avaliá-la pelo ensaio de esmagamento.
 Forma dos grãos
Influi no concreto ao alterar-lhe a trabalhabilidade, em conseqüência altera as condicionantes de bombeamento, lançamento e adensamento.
O cascalho apresenta grãos cubóides, de superfícies lisas enquanto os agregados industrializados tem forma de grãos que dependem da natureza da rocha e do tipo de britador final da linha de britagem, grãos estes de arestas vivas e superfícies rugosas.
Portanto, para uma mesma trabalhabilidade, o concreto feito com grãos irregulares necessitará de mais finos e mais água de amassamento, logo, deverá se mais dispendioso (maior consumo de cimento) para que não haja detrimento da resistência.
Por outro lado, devido a sua forma e textura superficial, os concretos confeccionados com agregados irregulares apresentam maior aderência da argamassa aos grãos, aumentando assim sua resistência final.
Impurezas
Orgânicas: podem interferir nas reações de hidratação do cimento (húmus) além de serem prejudiciais pela inserção de fragmentos de baixa resistência mecânica e provocar manchas superficiais.
Argilas e materiais friáveis: alteram a distribuição granulométrica do agregado e introduzem material de alta absorção.
Material pulverulento: passantes na #200, podem ser solúvel em água, podem afetar a trabalhabilidade aumentando a quantidade de água e provocar fissurações.
Impurezas salinas: pode provocar alterações na hidratação do cimento, surgimento de eflorescências, provocar expansões e principalmente, acelerara a corrosão da armadura.
Minerais álcali-reativos: são formas de sílica com diversos graus de cristalinidade que podem reagir com álcalis do cimento (ou de outra fonte como água ou aditivo) de forma expansiva. 
Resíduos industriais: são óleos, graxas, solventes, etc. Podem formar uma película em torno dos grãos, prejudicando a aderência com a pasta de cimento.
Massa específica absoluta
 Tem reflexo direto na massa específica do concreto, já que o agregado contribui com 80% da massa deste, e dos três componentes principais é o único que tem densidades variáveis.
 Massa específica aparente
O agregado com distribuição granulométrica que apresenta menor índice de vazios é aquele com a maior massa específica aparente. É comum utilizar-se de dois agregados graúdos afim
de se obter menor índice de vazios (maior massa específica aparente).
 Compacidade, porosidade e índice de vazios
A resistência à compressão, a permeabilidade e a durabilidade do concreto melhoram quando aumenta a compacidade dos agregados, com isto diminui o índice de vazios requerendo menos pasta, tornando o concreto menos dispendioso.
 Aderência
Os grãos de agregado de superfície rugosa apresentam maior resistência ao descolamento da argamassa do que os grãos de superfície lisa.
 Módulo de finura e superfície específica
Quanto menor o módulo de finura, ou maior a superfície específica, tanto mais água será necessária para manter a trabalhabilidade e mais cimento para manter o fator A/C.
 Teor de umidade
Quando da dosagem do concreto é necessário levar em conta o teor de umidade do agregado miúdo que, de um modo geral, em concretos comuns leva da ordem de 15% da água de amassamento. No agregado graúdo, exceto se encharcado por água de chuva, o teor de umidade é praticamente nulo.
 Absorção
A água absorvida pelos grãos dos agregados é função da maior ou menor porosidade desses grãos. Depois de misturado o concreto essa água é retirada da água de amassamento, alterando assim o fator A/C, se esta não tiver sido considerada na dosagem.
 Resistência ao fogo
Em caso de incêndio o comportamento do concreto depende em grande parte do comportamento do agregado.
Agregados calcários se comportam bem quando expostos ao calor devido seu baixo coeficiente de dilatação e ao fato de o calcário apresentar reações endotérmicas.
O basalto, assim como a argila expandida e a escória não se alteram com o calor.
No geral, concretos com alto fator A/C comportam-se muito melhor em caso de incêndio do que os de baixo fator.
 Isolamento termo-acústico
Maior densidade do concreto implica em maior condutibilidade térmica e maior redução acústica.
 Composição granulométrica
Ensaio de granulometria.
Figura 8: Materiais para o Ensaio de Granulometria
Figura 9: Resultado do Ensaio de Granulometria
Figura 10: Resultado do Ensaio de Granulometria
Composição granulométrica
Em geral, areias muito grossas podem produzir misturas de concreto:
ásperas,
não trabalháveis, 
mais suscetíveis ao desgaste,
sujeitas à maior exsudação e
de grande permeabilidade.
Aumentando o consumo de cimento reduz-se estes inconvenientes, mas favorece a retração e aumenta o custo.
Enquanto areias muito finas:
aumentam o consumo de água (portanto o consumo de cimento para um mesmo A/C), e existe a possibilidade deste material criar uma película sobre os grãos de agregado graúdo, reduzindo assim a aderência massa/agregado.
Assim sendo, uma distribuição granulométrica equilibrada produzirá misturas de concretos mais trabalháveis e econômicas.
Além do fato de proporcionar uma estrutura mais fechada, diminuindo o volume de vazios e por conseguinte:
aumentam as resistências mecânicas
diminuem os espaços por onde podem penetrar agente agressores tanto da armadura quanto do próprio concreto
Peneira (mm)
Massa Retida (g)
% Retida (g)
% Acum. (g)
4,75
2,12
0,42
0,42
2,36
5,63
1,13
1,55
1,18
23,84
4,77
6,32
600m
156,17
31,24
37,56
300m
240,86
48,19
85,75
150m
64,15
12,83
98,59
Fundo
7,06
1,41
 
Total
499,83
100,00
230,20
Exemplo de Classificação e Graduação
Amostra de um ensaio de granulometria
Graduação: Areia Fina
Classificação: Agregado miúdo, pois o agregado é passante na #4,75mm ficando retida uma pequena porcentagem de 0,42%.
Exemplo de Classificação e Graduação
Classificação: Agregado graúdo, pois o agregado foi retido na #4,75mm deixando passar apenas uma porcentagem de 3,02%.
Peneira (mm)
Massa Retida (g)
% Retida (g)
%Acum. (g)
19
0
0
0
9,5
645,23
64,53
64,53
4,75
324,4
32,44
96,98
2,36
13,25
1,33
98,30
1,18
1,45
0,15
98,45
0,6
1,78
0,18
98,62
0,3
1,89
0,19
98,81
0,15
5,62
0,56
99,37
Fundo
6,25
0,63
 
37,84
999,87
100,00
655,07