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16/08/2017 1 2. AGREGADOS Prof. Msc. Henrique Raymundo 2º Semestre/2017 Agregados são materiais granulosos que entram na composição de argamassas e concreto e que têm por finalidades resistir aos esforços, diminuir a retração e o consumo do aglomerante (geralmente mais caro). 16/08/2017 2 Corresponde a 75% do volume do concreto comum; Material menos homogêneo do concreto Quanto a natureza ◦ Naturais 16/08/2017 3 Quanto a natureza ◦ Artificiais Quanto a massa específica ◦ Agregado leve: massa aparente < 2t/m³ Ex.: Argila piroexpandida ◦ Agregado normal: 2 t/m³<massa aparente < 3t/m³ Ex.: Areia e pedra britada ◦ Agregado pesado: massa aparente > 3t/m³ Ex.: magnetita e hematita 16/08/2017 4 Quanto as dimensões ◦ Agregado miúdo: ø máximo ≤ 4,8mm ◦ Agregado graúdo: ø máximo > 4,8mm Quanto as dimensões ◦ Material pulverulento ø < 0,075 mm ◦ Filler ø < 0,15 mm ◦ Pedrisco 4,8 mm < ø < 9,5 mm ◦ Britas: 0 – grãos entre 2,4 mm a 9,5 mm 1 – grãos entre 4,8 mm a 19 mm 2 – grãos entre 9,5 mm a 25 mm 3 – grãos entre 19 mm a 38 mm 4 – grãos entre 32 mm a 64 mm 16/08/2017 5 Quanto as dimensões ◦ Barragens Pedra de mão (entre 76 mm e 250 mm) Matacão (entre 250 mm e 1000 mm) Bloco (> 1000mm) Quanto as dimensões 16/08/2017 6 Quanto as dimensões Quanto as dimensões 16/08/2017 7 Quanto as dimensões As dimensões dos agregados definem diretamente a “compacidade” de um concreto. As normas DIN são os padrões técnicos para a garantia da qualidade de produtos industriais e científicos na Alemanha. As normas DIN representam regulamentos que operam sobre o comércio, a indústria, a ciência e instituições públicas relacionadas ao desenvolvimento de produtos alemães. Quanto as dimensões 16/08/2017 8 Quanto as dimensões ◦ Barragens ITAIPU – Curiosidades 4 centrais de britagem, duas em cada margem, com capacidade total de 2.430 toneladas/hora; 6 centrais de concreto, com capacidade de 180 m³/hora cada. 16/08/2017 9 Os agregados para a construção civil são obtidos de materiais rochosos variados; Consolidados ou granulares, fragmentados naturalmente ou por processo industrial; Podem ser oriundos de rochas sedimentares como arenitos, siltitos, quartizitos, calcários, gnaisses, ígneas (granito), sienitos, basaltos e diabásios. 16/08/2017 10 Consumo de Agregados (t) Representatividade Norte 43.175.411 7% Nordeste 128.122.364 20% Centro Oeste 55.832.105 9% Sudeste 303.345.237 48% Sul 101.265.270 16% Dados para o ano de 2010 Fonte: ANEPAC (Associação Nacional das entidades de Produtores de Agregados para a Construção) Consumo no Brasil: 16/08/2017 11 Principais consumidores de brita e areia: Jazidas Desmonte por explosivos – Desmonte primário 01. Extração inicial Cadeia produtiva da brita: 16/08/2017 12 02. Transporte inicial Operação da pá carregadeira Alimentação do caminhão para transporte até a britagem (matacões e blocos) As operações de beneficiamento são puramente mecânicas, e consistem em britagem primária, secundária e rebritagem (realizada a seco ou a úmido). O britador primário, de mandíbulas, faz a fragmentação dos matacões, e neste ponto pode ou não ocorrer lavagem da pedra, para a diminuição de material pulverulento; 03. Britagem 16/08/2017 13 Esquema de funcionamento – Britador de mandíbula: 03. Britagem 04. Segundo transporte O transporte de brita entre os britadores e/ou rebritadores é feito por um sistema de correias transportadoras, sempre procurando aproveitar o desnível topográfico; Para diminuir o pó em suspensão, gerado pela atividade de britagem, algumas das pedreiras valem-se de sistemas de aspersores de água, instalados nas bocas dos britadores e nas correias transportadoras; 16/08/2017 14 05. Transporte final – Mercado consumidor Estoque no local de produção Transporte final Normas técnicas envolvidas: ABNT NBR7211:2009 Agregados para concreto - Especificação ABNT NBR NM 248:2003 Agregados - Determinação da composição granulométrica 16/08/2017 15 Análise Granulométrica: ◦ Distribuição em porcentagem dos diversos tamanhos de grãos, obtida com a utilização de peneiras. Peneiras: Denominamos pelas dimensões nominais das aberturas formadas pela malha quadrada, cujos valores são expressas em milimetros. Série normal de peneiras agregado miúdo: 9,5; 4,8; 2,4; 1,2; 0,6; 0,30; 0,15. - Porcentagem retida: é a porcentagem de material retido em uma determinada peneira. - Porcentagem acumulada: é a soma das porcentagens retidas em uma determinada peneira e nas outras que lhe ficam acima da numeração. - Módulo de finura: é a soma das porcentagens acumuladas em todas as peneiras da série normal, dividida por 100. Quanto maior o módulo de finura mais grosso será o agregado. - Diâmetro máximo: é o número de peneira da série normal na qual a porcentagem acumulada é inferior ou igual a 5%. 16/08/2017 16 16/08/2017 17 16/08/2017 18 Peneiras Massa (g) % retida* % acumulada 9,5 mm 0 0 0 4,75 mm 29,2 5,61 5,61 2,36 mm 57,4 11,02 16,63 1,18 mm 111,5 21,41 38,04 0,6 mm 132,1 25,36 63,4 0,3 mm 133,3 25,60 89 0,15 mm 42,3 8,12 97,12 Fundo 15,0 2,88 100 Total 520,8 100 MF = ଷଽ,଼ ଵ = 3,10 Grossa - MF > 3,9 Média - 2,4 < MF < 3,9 Fina - MF < 2,4 16/08/2017 19 Gráfico Granulométrico 0 20 40 60 80 100 120 0,15 0,3 0,6 1,18 2,36 4,75 9,5 % re tid a ac um ul ad a Peneiras em mm Amostra 1 Utilizavel - Inf. ótima - Inf. Utilizavel - Sup. ótima - Sup. Exercício: para amostra de areia ensaiada e com os dados descritos na tabela a seguir, determine: tipo da areia e diâmetro máximo do agregado (Dmáx). Peneiras Massa (g) % retida* % acumulada 9,5 mm 0 4,75 mm 25 2,36 mm 75 1,18 mm 110 0,6 mm 125 0,3 mm 130 0,15 mm 35 Fundo 10 Total 510 16/08/2017 20 Exercício 0 20 40 60 80 100 120 0,15 0,3 0,6 1,18 2,36 4,75 % re tid a ac um ul ad a % retida acumulada Gráfico Granulométrico - Exercício Amostra ótima Inf. utilizavel inf ótima sup utilizavel sup. Definição ◦ Agregado cujo diâmetro varia entre 4,8 e 0,05 mm Classificação pela granulometria ◦ Grossa - MF > 3,9 ◦ Média - 2,4 < MF < 3,9 ◦ Fina - MF < 2,4 16/08/2017 21 Propriedades físicas Massa específica: - Real: entre 2,40 e 2,65 g/cm³; (Frasco de Chapman – ABNT NBR NM52 e NBR9776) - Aparente: entre 1,25 e 1,70 g/cm³ (ABNT NBR NM45) Propriedades físicas Massa específica Real: Definida através da utilização do Frasco de Chapman 16/08/2017 22 Propriedades físicas Massa específica Real: procedimento Propriedades físicas Massa específica Aparente: procedimento 16/08/2017 23 Propriedades físicas Massa específica – Exercícios 1) Qual a massa unitária da areia usada no ensaio em que o volume dos grãos, contido em um recipiente de 15dm³, é de 8,25 dm³ e sua massa específica é de 2,62 kg/dm³? 2) Qual o volume de brita que deve ser pedido no depósito sabendo-se que serão necessárias 8 toneladas dessa brita na obra? O ensaio para determinação da massa unitária em estado solto apresentou os seguintes valores: Massa do recipiente = 9,7 kg; Massa do recipiente + amostra = 38,2 kg; Volume do recipiente = 20,0 dm3. 3)Quantas toneladas de brita cabem num silo com as seguintes dimensões: Base = 2,5 m x 1,4 m ; Altura = 1,5 m. Sabe-se que a massa unitária da brita é 1,42 kg/dm3 Propriedades físicas Umidade: h = ೠି ೞ ೞ Pu = peso da areia úmida Ps = pesoda areia seca A areia é muito higroscópica; sua superfície, sendo grande em relação ao volume, retém muita água de aderência. 16/08/2017 24 Propriedades físicas Umidade – Exercícios 1) Qual o volume de água existente em 90 kg de areia, com umidade de 3,2%? 2) Em uma obra, a areia está com 3,5% de umidade. Qual a correção necessária para se obter 350 kg de areia seca? Propriedades físicas Inchamento: ABNT NBR6467 I = ೠି ೞ ೞ Vu = volume de areia úmida Vs = volume de areia seca Ocorre quando o agregado miúdo, onde esta umidade superficial, envolve os grãos da areia, afastando-os uns dos outros, provocando o aumento do volume de vazios e, portanto, do volume total. 16/08/2017 25 Propriedades físicas Inchamento – Exercícios 1) Qual a massa de água necessária para conferir a 130 kg de uma areia seca um inchamento de 28%, sabendo-se que: I = 0% -----------> μ = 1,51 kg/dm3 I = 28% ------------> μh = 1,24 kg/dm3 Propriedades físicas Inchamento: 16/08/2017 26 Propriedades físicas Coeficiente de vazios: CV = ೡ ೌ Av = volume de vazio Aa = volume total aparente A areia é um material granuloso e como tal apresenta um grande volume de vazios. O que afeta a qualidade do agregado miúdo? ◦ Argila ◦ Material pulverulento ◦ Matéria orgânica ◦ Partículas minerais Areia indicada para construção • Areia silicosa (quartzosa) • Limpa, angulosa e áspera; • Ter granulometria corrida, a mais próxima possível da normal; • Ser entregue seca 16/08/2017 27 Limites granulométricos: Britas 0 a 4 A tabela anterior vista em forma de gráfico 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 75 63 50 37,5 31,5 25 19 12,5 9,5 6,3 4,75 2,36 % R et id a ac um ul ad a Abertura da peneira (mm) Intervalos granulométricos - Britas Brita 0 Brita 0 Brita 1 Brita 1 Brita 2 Brita 2 Brita 3 Brita 3 Brita 4 Brita 4 16/08/2017 28 Exemplo de ensaio granulométrico de brita Amostra 01: Diâmetro máximo do agregado (Ømax) = 12,5mm Amostra 02: Diâmetro máximo do agregado (Ømax) = 12,5mm Brita para construção ◦ Deve ser limpa ◦ Isenta de materiais orgânicos 16/08/2017 29 Vermiculita – cortiça mineral ◦ Mineral semelhante à mica, formado por silicatos hidratados de alumínio e magnésio. ◦ Material com excelente capacidade de isolação. Aplicações na construção: ◦ Isolante termo-acústico para lajes e paredes. ◦ Agregado leve para concreto estrutural. ◦ Proteção de impermeabilização em lajes de cobertura. Argila expandida ◦ Agregado leve ◦ Bom isolante termo acústico. Aplicações na construção: ◦ Isolante termo-acústico, ◦ Agregado leve para concreto estrutural. ◦ Bloco de concreto leve
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