Trabalho materiais de construção laboratorio agregados para concreto

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ENGENHARIA CIVIL – MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO – DETERMINAÇÃO DA RESISTENCIA AO ESMAGAMENTO DE AGREGADOS GRAUDOS – NBR 9938
Introdução
ENGENHARIA CIVIL – 5° PERIODO – MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
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Abrasão Los Angeles
Objetivo 
 O ensaio de resistência à abrasão Los Angeles é o ensaio que mede a resistência de agregados miúdos quando submetidos ao desgaste superficial dos grãos diante atrito, medindo, portanto, a capacidade do agregado de continuar o mesmo, não ser danificado, quando manuseado. 
 Este ensaio é realizado na máquina conhecida como Los Angeles, que é composta por um tambor cilíndrico que contem bolas de ferro fundido no seu interior, que giram juntas do agregado por um tempo estabelecido, causando desgaste no agregado. A granulometria do agregado é conhecida, sendo assim, após esse processo de atrito, é medida novamente a granulometria do agregado para se ter conhecimento do desgaste, que não deve ser inferior a 50% em massa do material inicial, segundo é estabelecido pela NBR NM 51.
Materiais
 Máquina Los Angeles: é composta por um tambor de aço cilíndrico oco de aproximadamente 500mm de comprimento e 700mm de diâmetro. Um eixo horizontal é fixado em um dispositivo externo, o qual transmite um movimento de rotação ao redor dele próprio. A velocidade deve ser periférica e uniforme, com uma velocidade de 30rpm a 33rpm. Possui uma abertura com tampa, que deve ter trava forte e boa vedação para não permitir perda de pó e ter fácil abertura para introduzir o agregado a ser ensaiado e as bolas de aço.
 Carga abrasiva: consiste em 12 esferas de ferro ou aço fundido, com massa entre 390g e 445g e aproximadamente 47,6mm de diâmetro, tendo um peso total de 5000g.
 Balança: com capacidade de pelo menos 20Kg e resolução de 0,1g.
 Estufa: que seja capaz de manter uma temperatura entre (107,5°C + 2,5) °C.
 Peneiras: peneiras com as seguintes aberturas; 75mm – 63mm – 50mm – 37,5mm – 25mm – 19mm – 12,5mm – 9,5mm – 6,3mm – 4,75mm – 2,36mm – 1,7mm
 Bandeja: metálica, com medidas de 70cm x 50cm x 50cm
 Outros: Colher retângulas ou pá de cabo curto e escova de fibra para a limpeza das esferas (de ferro ou aço fundido) depois do ensaio. 
Métodos
 Será separado por peneiramento, para a realização do ensaio, as frações de agregados segundo a tabela a seguir. COLOCAR TABELA 
 É necessário lavar separadamente o agregado, e então secar em estufa na temperatura de (107,5°C + 2,5) °C até que o mesmo tenha massa constante. Peneira-se o agregado e separa-se as diferentes porções retiradas nas diferentes peneiras, pesa-se as quantidades correspondentes das frações com aproximação de 1g, para fornecer a amostra da granulação escolhida. Após, é reunida todas as porções, soma-se as massas parciais obtendo assim a massa da amostra seca (Mn).
 Para se começar o ensaio é necessário verificar a limpeza do interior do tambor, para que não haja nenhum acréscimo de massa indesejado. Após a verificação e limpeza, se necessário, é colocada a amostra e a respectiva carga abrasiva. A seguir, a tampa é fechada cuidadosamente para que não haja perda de material. 
 O tambor é girado com velocidade de 30rpm a 33rpm até que se complete 500 rotações para as graduações A, B, C, D e 1000 rotações para as graduações E, F, G, conforme a tabela. Após esse processo, é retirado o material e as esferas do tambor, e as mesmas são limpas, passado o material na peneira de 1,7mm, rejeitando assim, o material passante. O material retido na peneira é levado ao forno e seco entre a temperatura de (107,5°C + 2,5) °C por no mínimo 3 horas. Em seguida, é retirado o material e determinada sua massa com aproximação de 1g, obtendo sua massa após o ensaio de abrasão (M’n). 
 A abrasão Los Angeles do agregado é calculada pela seguinte formula: 
ENGENHARIA CIVIL – MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO – ABRASÃO LOS ANGELES – NBR NM 51
 Onde: 
An: abrasão Los Angeles da graduação n, com aproximação de 1%
n: graduação (A, B , C, D, E, F ou G) escolhida para o ensaio 
Mn: massa total da amostra seca, colocada na maquina 
M’n: massa total da amostra lavada e seca, após o ensaio (retirada na peneira 1,7mm) 
 
 
Objetivo 
 Este ensaio é feito para determinar o teor de sais solúveis em água em agregados para o concreto, particularmente os teores de cloretos e sulfatos solúveis. Inclui, os teores de iodetos e brometos solúveis em água, que possivelmente podem estar presentes no agregado. Este ensaio é feito as regras estabelecidas pela NBR 9917. 	 
Materiais
 Moinho de disco
 Peneira: abertura de 2,36mm 
 Estufa: que seja capaz de manter a temperatura entre (105 +- 5) °C. 
 Balança: com resoluções de 0,1g e 0,0001g. 
 Balão volumétrico: de 1000mL e 500mL. 
 Potenciômetro: escala em mini volts e resolução de 0,1mV, leitura digital. 
 Eletrodo: de prata metálica combinado com eletrodo de referência de prata/cloreto de prata.
 Pipeta: de 200mL, 100mL, 50mL e 2mL.
 Microbureta: classe A, com capacidade de 10mL e resolução de 0,02mL 
 Outros: agitador magnético, analisador de íons com eletrodo especifico. 
Métodos
 Solução de cloreto de sódio (NaCl) 0,05mol/L: o cloreto de sódio deve ser seco na temperatura de (105 +- 5) °C até que a massa seja constante. Deverá ser pesado exatamente 2,9222g do cloreto de sódio, que será dissolvido em 1000mL de agua num balão volumétrico. 
 Solução de nitrato de prata (AgNO3) 0,05 mol/L: deverá ser dissolvido 8,493g de nitrato prata em 1000mL de agua num balão volumétrico. Padronizar contra 5,00mL da solução padrão de cloreto de sódio, diluídos em 150mL de agua, seguindo o seguinte procedimento: Imergir os eletrodos em um copo de béquer com agua e aguardar sua leitura estabilizar e anotar o valor. Remove-se o béquer e limpa-se os eletrodos com papel macio absorvente. Adicionar 2mL de NaCl e 1mL de HNO3. Coloca-se o béquer num agitador magnético e utiliza-se um bastão de agitação recoberto de teflon. Imergir os eletrodos na solução e começar a agitar suavemente, tomando cuidado para que não toque no bastão. Colocar a ponta da torneira de bureta de 10mL preenchida com solução padrão 0,05mol/L de AgNO3, dentro da solução. 
 A concentração exata deve ser obtida através da média de 3 determinações calculadas: 
Onde: 
C: concentração da solução de AgNO3, em mol/L
V: volume da solução de AgNO3 utilizado na titulação, em mol/L
0,25: produto do volume utilizado a concentração da solução de cloreto de sódio
 Ácido nítrico (HNO3) solução 1:1: diluir 50mL concentrado com 50mL de agua.
 Solução de vermelho-de-metila 0,2%: dissolver 0,2g de vermelho-de-metila em 100mL de etanol.
 Ácido clorídrico (HCI) solução 1:1: diluir 50mL de ácido clorídrico concentrado em 50mL de agua.
 Solução de cloreto de bário (BaCl2) a 10%: dissolver 100g de cloreto de bário em 1000mL de agua. 
 Solução de nitrato de potássio (KNO3) 0,2 mol/L: dissolver 20,22g de KNO3 em 1000mL de agua em um balão volumétrico. 
 Solução-estoque de cloreto de sódio (NaCl) 1000 ppm em Cl: dissolver a massa de NaCl seco, calculado de acordo com a formula seguinte. Diluir em 1000mL num balão volumétrico. 
Onde: 
m: massa de NaCl seco, em gramas
p: pureza do reagente, em porcentagem
 Solução de cloreto de sódio (NaCl), 100 ppm em Cl: com uma pipeta, transferir 100mL de solução-estoque para balão volumétrico de 1000mL, completar o volume com agua e homogeneizar. 
 Solução de cloreto de sódio (NaCl), 20 ppm em Cl: com uma pipeta, transferir 20mL de solução-estoque para balão volumétrico de 1000mL, completar o volume com agua e homogeneizar. 
 
 A amostra retirada deve ter aproximadamente 1kg, deve ser seca em temperatura de (105 +- 5) °C até a massa ser constante, e passada na peneira de 2,36mm. A fração que for retida na peneira de 2,36mm deve ser moída até que passe na peneira 2,36mm e a fração fina produzida deve ser reduzida ao mínimo possível. As frações com granulometria inferior a 2,36mm, obtidas anteriormentedevem ser misturadas, homogeneizadas e reservadas para o ensaio. 
 Extração dos sais solúveis: deve ser transferido 20g da amostra para um frasco Erlenmeyer de 250mL e adicionar cerca de 100mL de agua a uma temperatura de (80+- 5) °C. O frasco deve ser fechado com rolha de borracha e ser agitado com um agitador magnético durante aproximadamente 10min. Após esse processo, deve-se filtrar a solução através de papel de filtro de filtração media, recolhendo, em balão volumétrico de 500mL, o que for filtrado. O papel de filtro deve ser lavado com agua a temperatura de (80 +- 5) °C até um volume de 300mL. Deixe o conteúdo do balão esfriar até temperatura ambiente e completar o volume com agua. Essa solução deve ser preservada para as determinações de sais, cloretos e sulfatos solúveis. 
 Determinação dos sais solúveis: retirar com uma pipeta, uma alíquota de 100mL da solução obtida anteriormente e transferir para uma capsula de porcelana previamente tarada a (105 +- 5) °C. Evaporar a solução em banho-maria ou chapa aquecedora. Secar a capsula com resíduo em estufa a (105+- 5) °C, até a massa ser constante. Esfriar em dessecador e pesar aproximadamente de 0,0001g. A porcentagem de sais solúveis deve ser calculada pela seguinte formula: 
Onde: 
s: quantidade de sais solúveis, expresso em porcentagem
m1: massa da amostra original, expressa em gramas
m2: massa de sais solúveis, expressa em gramas 
5: fator de alíquota 
 Determinação de cloretos solúveis: da solução obtida na extração de sais solúveis, retirar com uma pipeta, uma alíquota de 100mL e transferir para um béquer de 250mL. Adicionar 50mL de agua, exatamente 2mL de solução de cloreto de sódio e algumas gotas de solução de ácido nítrico. Colocar o béquer sobre um agitador magnético, introduzir o bastão de agitação recoberto de teflon e emergir o eletrodo de prata combinado na solução, tomando cuidado para que o bastão de agitação não toque no eletrodo. Colocar a ponta da torneira da bureta de 10mL, preenchida com solução de nitrato de prata, dentro da solução de béquer. Conectar o eletrodo ao potenciômetro, ligar o agitador e titular lentamente com pequenas adições de solução de nitrato de prata, anotando o potencial após cada adição. Deve ser marcar o volume e o potencial e deixar transcorrer tempo suficiente para que os eletrodos entrem em equilíbrio com a solução de amostra. Aproximando o ponto de equivalência, o potencial cresce mais rapidamente, deve-se então adicionar o titulante em volumes menores, por exemplo 0,10mL. Além do ponto de equivalência, a mudança de voltagem para cada incremento de volume deve novamente diminuir. Continuar a titulação até cerca de 0,5mL além do ponto de equivalência.
 O cálculo da porcentagem de Cl deve ser realizado conforme o prescrito a seguir:
 Com duas adições de cloreto de sódio, utiliza-se a seguinte formula: 
 Quando for realizada apenas uma adição de cloreto de sódio, utiliza-se a seguinte formula: 
Onde: 
Cl: teor de coretos, expressos em porcentagem 
V1: volume de nitrato de prata gasto até o primeiro ponto de equivalência, expresso em mL
V2: volume de nitrato de prata gasto até o segundo ponto de equivalência, expresso em mL
C: concentração da solução de nitrato de prata, expressa em mol/L
V: volume de solução de coreto de sódio adicionado cada vez, expresso em mL
m1: massa da amostra original, expresso em gramas
5: fator da alíquota 
 
 Determinação de cloretos solúveis pelo analisador de íons – Método da curva de calibração: da solução obtida na extração de sais solúveis, retirar com auxílio de uma pipeta, uma alíquota de 50mL, transferir para um béquer de 250mL e adicionar 50mL da solução de nitrato de potássio e aproximadamente 1mL de ácido nítrico. Deve-se imergir os eletrodos na solução e anotar o potencial desenvolvido, após a estabilização da leitura. Com uma pipeta ou microbureta, deve-se adicionar sucessivamente 1mL, na solução-padrão 100 ppm em Cl, anotando o valor potencial obtido após cada adição (mínimo de 8 adições). 
 Determinação do Slope: com uma pipeta, transferir 50mL de agua para um béquer de 250mL e adicionar 50mL da solução de nitrato de potássio. Submergir os eletrodos na solução e sob agitação adicionar 1mL da solução-padrão de cloreto de sódio de 100 ppm. Anotar o valor potencial E1 e acrescentar 10mL da mesma solução-padrão. Anotar o potencial E2 e calcular o Slope com a formula: 
Onde: 
S: é o Slope
E1: valor do potencial após a adição de 1mL de solução-padrão de cloreto de sódio de 100 ppm
E2: valor do potencial após a adiçõ de 10ml de solução-padrão e cloreto de sódio de 100 ppm expresso em mV
 Elaboração da curva de calibração: Tratar os valores de potencial E, utilizando-se a seguinte formula: 
Onde: 
E: valore de potencial calculados para cada adição, expresso em mV
E1: potenciais obtidos após cada adição, expresso em mV
V0: volume inicial da amostra (amostra + solução de nitrato de potássio), expresso em mV
V1: volume da solução-padrão adicionado mais o volume de acido nítrico, expresso em mV
S: é o Slope determinado, que deve estar preferentemente situado entre 40mV e 55mV de potencial 
 Plota-se um gráfico dos valores determinados para E, no eixo das abscissas, e o volume da solução-padrão no eixo das ordenadas, obtendo o volume correspondente à amostra por extrapolação (ponto onde a curva intercepta o eixo horizontal).
 O cálculo da porcentagem de Cl deve ser realizado conforme a seguinte formula: 
Onde: 
Cl: teor de cloreto, expresso em porcentagem 
C: volume lido no gráfico, expresso em mL. A leitura deve ser multiplicada por 0,1 se for utilizado 100 ppm, ou por 1 se for utilizado 1000 ppm). 
V: volume do balão volumétrico utilizado no ensaio, expresso em mL
A: alíquota da amostra utilizada no ensaio, expressa em mL
m: massa da amostra, expressa em mg 
 Determinação de sulfatos solúveis: da solução obtida na extração de sais solúveis, retirar com a ajuda de uma pipeta, uma alíquota de 200mL e transferir para um béquer de 400mL, adicionando gotas de vermelho-de-metila e solução de ácido clorídrico até que ocorra a mudança do indicador para vermelho. Colocar 4 a 5 gotas de ácido clorídrico em excesso e agua até completar cerca de 250mL. A solução deve ser aquecida até a ebulição e então, adicionar gota a gota, aproximadamente 10mL de solução de cloreto de bário em temperatura próxima da ebulição e manter em ebulição por 5min para facilitar a formação de precipitado. Deixe digerir a solução por um período de aproximadamente 30min à temperatura próxima à de ebulição e então manter em repouso por um período de 12h a 24h em temperatura ambiente. 
 O precipitado deve ser filtrado através de papel de filtração lenta (faixa azul) e lavar com agua quente até a eliminação de cloretos, que será verificada através do teste com nitrato de prata (AgNO). Com um cadinho de porcelana, previamente tarado, colocar o papel com precipitado, queimar lentamente sem inflamar até o desaparecimento do papel, calcinando à temperatura entre 800°C e 900°C durante aproximadamente 1h logo após. Deixar esfriar em dessecador e pesar como sulfato de bário. A porcentagem de SO-2 4 deve ser calculada pela seguinte formula: 
Onde: 
m1: massa da amostra original, expressa em gramas
m2: massa de BaSO4, expressa em gramas 
2,5: fator da alíquota 
0,412: fator estequiométrico para a transformação de BaSO4 em SO-2 4
 Para se obter o resultado, deve-se ter a média de pelo menos 2 determinações, realizadas em diferentes soluções, expressos como porcentagem de sais, cloretos e sulfatos solúveis em agua presentes no agregado seco. Caso os valores individuais não estejam compreendidos dentro de uma faixa de +- 10% do valor médio, deve-se repetir a determinação. 
ENGENHARIA CIVIL – MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO – DETERMINAÇÃO DE SAIS – NBR 9917
Objetivo 
 Este ensaio é referente aos agregados graúdos, definidos na NBR 7211, que possuem grãos compreendidos entre9,5mm e 12,5mm e a determinação da resistência ao esmagamento dos mesmos. 
Materiais 
 Os materiais necessários para a realização deste ensaio são os seguintes:
 Cilindro: de aço, vazado de ensaio com (154 +- 0,5) mm de diâmetro interno, (140 +- 0,5) mm de altura e (15 +- 0,5) mm de espessura. O aço deve ser de dureza superior a 50 Rockwell C. 
 Base: de chapa de aço, quadrada, com (254 +- 1) mm de lado e (30 +- 1) mm de espessura. O aço deve ser de dureza superior a 50 Rockwell C. 
 Embolo: (151 +- 0,5) mm de diâmetro, (26 +- 0,5) mm de altura, sob um trono de (114 +- 0,5) mm de diâmetro e 85mm de altura. A altura total deve ser de (111 +- 9,5) mm. O aço deve ser de dureza superior a 50 Rockwell C. 
 Haste: metálica, para socamento, com (16 +- 0,5) mm de diâmetro e (600 +- 10) mm de comprimento, sendo umas das extremidades arredondadas
 Recipiente: cilíndrico, metálico resistente, (110 +- 5) mm de diâmetro interno, (180 +- 5) mm de altura, permitindo o apiloamento do agregado contido, sem que se deforme. Se possível, possuir alças laterais. 
 Peneiras: de malha quadrada, nas aberturas de 12,5mm, 9,5mm, 2,4mm
 Balança: capacidade de 15kg e resolução de 1g 
 Estufa para secagem 
 Maquina: capaz de aplicar cargas de no mínimo 500kN, classe II
 Recipiente: material resistente e bordas rasas
 Martelo de borracha 
Métodos
 Deve-se colocar a amostra de campo de acordo com a NBR 7216 e reduzi-la para ensaio, segundo a NBR 9941, a uma quantidade que permita a execução do ensaio a seguir: 
 Toma-se uma quantidade da amostra, que após passada pela peneira 12,5mm, contenha cerca de 10kg retidos na peneira de 9,5mm. Deverá ser seca a temperatura entre 105 °C e 110 °C durante 24h. Após, a amostra devera esfriar até a temperatura ambiente, sendo na própria estufa ou em um ambiente seco. Esse material deverá ser peneirado novamente através das peneiras 12,5mm e 9,5mm, e com esta fração deverá ser preenchido o recipiente cilíndrico em 3 camadas sucessivas, aplicando em cada uma, 25 golpes distribuídos por toda a superfície com a extremidade arredondada da haste de socamento. Cada uma das primeiras camadas deve ter espessura de aproximadamente 1/3 da altura do recipiente cilíndrico, sendo a terceira suficiente para passar rasada com a própria haste de socamento, após o seu apiloamento. 
 Determina-se a massa inicial (Mi) do agregado preparado, com aproximação de 1g. O cilindro de ensaio, acoplado a chapa da base, é preenchido com esse material em 3 camadas sucessiva de mesma espessura, aplicando-se com a haste de socamento, 25 golpes em cada uma delas. Insere-se o embolo no cilindro de ensaio e nivela-se, com o auxílio do mesmo, a superfície do agregado. O conjunto é colocado no prato inferior da máquina de ensaio, centralizando-o cuidadosamente. 
 Será aplicado a carga de 400kN uniformemente à razão de (40 +- 5) kN por minuto. Após ser aplicada a carga total, o conjunto é retirado da máquina de ensaio, removendo todo o material contido no cilindro de ensaio para uma bandeja rigorosamente limpa. As partículas, que por acaso, ficarem aderidas no cilindro de ensaio devido a compressão, serão removidas através de pancadas laterais com o martelo de borracha, facilitando a remoção. O material removido passa pela peneira 2,4mm, e a massa do material retido é determinada (Mf). Faz-se uma segunda determinação com o material preparado segundo esse método. 
Resultados
 A resistência do agregado ao esmagamento é calculada segundo a formula: 
Onde: 
R: resistência do agregado, expressa em porcentagem
Mi: massa inicial da amostra seca ante do ensaio, expressa em gramas 
Mf: massa final do material retido na peneira 2,4mm, expressa em gramas 
 O resultado é obtido a partir da média de 2 determinações. Se a diferença entre a primeira e a segunda determinação superar 3%, deverá ser realizada uma terceira determinação e adotar as duas determinações que satisfaçam esse limite de 3%. 
Resultado: 
Resistencia do agregado ao esmagamento:
 = 
 =
Diferença das duas determinações: 
=
Media das duas determinações: 
 =