Ensaios de Agregados para Concreto

Prévia do material em texto

Sumário 
1 INTRODUÇÃO .................................................................................................. 2 
2 ENSAIOS AGREGADOS .................................................................................. 3 
ENSAIO 1: AGREGADOS – DETERMINAÇÃO DA COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA (NBR 
NM 248:2003) ............................................................................................................................................... 3 
2.1.1 OBJETIVO .............................................................................................. 3 
2.1.2 MATERIAIS E MÉTODOS ...................................................................... 3 
2.1.3 ENSAIO AGREGADO MIÚDO ............................................................... 3 
2.1.4 ENSAIO AGREGADO GRAÚDO ........................................................... 4 
ENSAIO 2: AGREGADO MIÚDO – DETERMINAÇÃO DE MASSA ESPECÍFICA DE 
AGREGADOS MIÚDOS POR MEIO DO FRASCO CHAPMAN ........................................................... 3 
2.2.1 OBJETIVO .............................................................................................. 3 
2.2.3 PROCEDIMENTOS DE ENSAIO ............................................................ 4 
2.2.4 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS............................ 4 
ENSAIO 3: DETERMINAÇÃO DA MASSA UNITÁRIA E DO VOLUME DE VAZIOS – 
AGREGADO MIÚDO (NBR – NM 45:2006) ............................................................................................ 5 
2.3.1 OBJETIVO .............................................................................................. 5 
2.3.2 MATERIAIS E MÉTODOS ...................................................................... 5 
2.3.3 PROCEDIMENTOS DE ENSAIO ............................................................ 5 
2.3.4 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS............................ 6 
3. CONCLUSAO ................................................................................................... 10 
REFERÊNCIAS ..................................................................................................... 11 
 
 
2 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
Segundo Bauer, agregado é o material particulado, incoesivo, de atividade 
química praticamente nula, constituído de misturas de partículas cobrindo extensa 
gama de tamanhos. O termo “agregado” é de uso generalizado na tecnologia do 
concreto, nos outros ramos da construção é conhecido, conforme cada caso, pelo 
nome específico, fíler, pedra britada, Brita-corrida, rachão, etc. Utilizados no 
preparo de argamassas e concretos. (BAUER, 2000, p. 63). 
Os agregados são classificados conforme a sua granulometria. Os agregados 
miúdos são os que passam pela peneira com malha de 4,8mm e ficam retidos na 
peneira 0,075mm, enquanto os agregados graúdos são os que passam pela 
peneira com malha de 76,0mm e ficam retidos na peneira 4,8mm. 
Como forma de conhecer, buscando classificar os agregados, foram realizados 
experimentos para determinar as suas características. 
Uma dessas características é a massa específica, que de acordo com a NBR NM 
52 (ABNT, 2009, pg. 1) trata-se da “relação entre a massa do agregado seco e 
seu volume, excluindo os poros permeáveis”. 
A massa unitária é definida na NBR NM 45 (ABNT, 2006) como a relação entre a 
massa do agregado e o volume do recipiente que ele ocupa, ao passo que o 
volume de vazios é o espaço entre os grãos de uma massa de agregado. 
A NBR NM 248 (ABNT, 2003), define módulo de finura como a soma das 
porcentagens retidas acumuladas em massa de um agregado dividido por 100 e 
dimensão máxima característica como à abertura da malha da peneira em 
milímetros, em que o agregado apresenta uma porcentagem retida acumulada 
igual ou imediatamente inferior a 5% em massa. 
Através dos testes realizados que serão descritos ao longo do trabalho, serão 
determinados: a massa específica do agregado miúdo, a massa unitária dos 
agregados miúdo e graúdo nos estados solto e compactado, seus índices de 
volume de vazios, o módulo de finura, a dimensão máxima característica dos 
materiais. 
 
 
3 
 
2 ENSAIOS AGREGADOS 
ENSAIO 1: AGREGADOS – DETERMINAÇÃO DA COMPOSIÇÃO 
GRANULOMÉTRICA (NBR NM 248:2003) 
2.1.1 OBJETIVO 
Este ensaio é baseado na Norma MERCOSUL NM 248:2003 que tem por objetivo 
a determinação da composição granulométrica de agregados miúdos e graúdos 
para concreto. 
2.1.2 MATERIAIS E MÉTODOS 
Nota: Este ensaio foi dividido em duas partes, uma para analisar a granulometria 
dos agregados miúdos e outra dos agregados graúdos. 
2.1.3 ENSAIO AGREGADO MIÚDO 
2.1.3.1 PROCEDIMENTOS DE ENSAIO 
Conforme descrito na NBR NM 248 (ABNT, 2003), a amostragem mínima de 
agregado miúdo para este ensaio é de 300 g. Após coletada a amostra, colocou-
se as peneiras previamente limpas em ordem crescente da base para o topo e 
posteriormente colocada a amostra sobre as mesmas. Não houve necessidade de 
secar a amostra na estufa, pois a areia já estava seca. Com isso, o próximo 
passo, foi promover a agitação manual da amostra. 
Foi realizado o peneiramento no conjunto de peneiras, agitando manualmente de 
1 em 1 minuto, até que a massa passante pela peneira fosse inferior a 1% da 
massa do material retido. Após isso, foi pesado o material que ficou retido e em 
seguida descartado para dar prosseguimento ao peneiramento. 
2.1.3.2 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS 
A Tabela 1 mostra os resultados obtidos após pesagem de cada material retido 
nas peneiras. 
Tabela 1. Dados coletados no laboratório 
 
PENEIRA MASSA RETIDA (g) 
4,75 mm 0 
2,36 mm 4,65 
1,18 mm 36,63 
600 µm 60,09 
300 µm 56,96 
150 µm 149,92 
Fundo 37,98 
Total 345,83 
Fonte: Acervo pessoal (2017) 
2 
 
 
Para a análise dos resultados, é necessário que se repita o ensaio e retire a média 
do material retido em cada peneira. Devido o tempo disponibilizado para realizar 
os ensaios não ser suficiente, foi adotado o valor inicial encontrado. 
Com isso foram realizados os cálculos conforme apresentado na Tabela 2: 
Tabela 2. Resultados obtidos com o ensaio (Agregado miúdo) 
 
Peneira m1(g) 
% 
Retido 
% Retido 
Acumulado 
% 
Passante 
4,75mm 0 0% 0% 100% 
2,36mm 2,395 0,73% 0,73% 99,27% 
1,18mm 21,33 6,49% 7,22% 92,78% 
0,60mm 58,09 17,67% 24,89% 75,11% 
0,30mm 58,29 17,73% 42,62% 57,38% 
0,15mm 139,905 42,56% 85,18% 14,82% 
Fundo 48,72 14,82% 100% 0% 
TOTAL 346,23 100% 
 
Fonte: Acervo pessoal (2017) 
 
Além dos resultados alcançados acima, foi necessário obter a dimensão máxima 
característica e o módulo de finura, para especificar o material e analisar se o 
mesmo irá atender aos requisitos exigidos na NBR 7211 – Agregados para 
concreto. 
Segundo Bauer (1979), o módulo de finura do agregado miúdo influi na definição 
da quantidade de água e de cimento: quanto menor o módulo de finura mais água 
será necessária para o amassamento e por isso também mais cimento para 
manter o fator água/cimento de acordo com o preestabelecido. Já o diâmetro 
máximo, tem a capacidade de reduzir o fator água/cimento. Com uma 
trabalhabilidade e teor de cimentos especificados, os agregados de granulometria 
maior reduzem o a/c, uma vez que se diminui a área superficial a ser molhada, 
diminuindo consequentemente a demanda de água. 
 
Dimensão máxima característica 
Grandeza associada à distribuição granulométrica do agregado, correspondente à 
abertura nominal, em milímetros, da malha da peneira da série normal ou 
3 
 
intermediária na qual o agregado apresenta uma porcentagem retida acumulada 
igual ou imediatamente inferior a 5% em massa (ABNT NBR 7211, 2005). 
DMC = 2,36mm 
Módulo de finura 
É a soma das porcentagensacumuladas retidas nas peneiras da série normal 
(sem o fundo) dividida por cem (100). 
 
 
 
 
 (1) 
 
 
 
 (1) 
 
MF = 1,61 (1)
 
A partir da análise das tabelas, resultados obtidos do agregado miúdo, podemos 
observar que o mesmo está dentro das faixas especificadas pela norma NBR 
7211 (ABNT, 2005) – Agregados para concreto – especificações, pois o módulo 
de finura da areia se encontra na faixa de módulo de finura considerada utilizável, 
conforme Tabela 3. 
 
 
 
Tabela 3 – Limites da distribuição granulométrica do agregado miúdo 
 
Fonte: NBR 7211, ABNT, 2005 
4 
 
2.1.4 ENSAIO AGREGADO GRAÚDO 
2.1.4.1 PROCEDIMENTOS DE ENSAIO 
Segundo a norma NM 248:2003 a amostragem mínima de agregado graúdo para 
este ensaio é de 1000g (1kg). Após coleta, a amostra foi colocada nas peneiras 
previamente limpas em ordem crescente da base para o topo. O procedimento de 
agitação foi mecanizado onde se colocou a massa de brita devidamente pesada 
na peneira de maior abertura de malha. 
Feito isso, montou-se o conjunto de peneiras no agitador mecânico, e foi feita a 
agitação da amostra por cerca de 5 (cinco) minutos. Por fim, após a agitação, 
pesou-se a massa retida em cada peneira conforme procedimento feito para 
agregado miúdo. 
2.1.4.2 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS 
Com a realização do ensaio chegou aos resultados dispostos na Tabela 4: 
 
 
Tabela 4. Dados coletados no laboratório 
 
PENEIRA (mm) MASSA RETIDA (g) 
75 0 
37,5 0 
19 0 
9,5 15,93 
4,75 762,01 
Fundo 220,24 
Total 998,18 
 
Fonte: Acervo pessoal (2016) 
 
Conforme ensaio anterior (Agregado miúdo), para a análise dos resultados obtidos 
foram utilizados apenas os valores encontrado (m1) sem se fazer uma segunda 
verificação. A Tabela 5 mostra os valores das amostras, porcentagens retidas, 
acumuladas e passantes em cada peneira. 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 
 
Tabela 5. Resultados obtidos com o ensaio (Agregado graúdo) 
 
Peneira m1(g) 
% 
Retido 
% Retido 
Acumulado 
% 
Passante 
75mm 0 0% 0% 100% 
37,5mm 0 0% 0% 100% 
19mm 0 0% 0% 100% 
9,5mm 15,93 3,57% 3,57% 96,43% 
4,75mm 762,01 74,26% 77,83% 22,17% 
Fundo 220,24 22,17% 100% 0% 
TOTAL 998,18 100% 
 
Fonte: Acervo pessoal (2017) 
 
Com os resultados alcançados, se encontrou a dimensão máxima característica e 
o módulo de finura. 
Dimensão máxima característica 
Grandeza associada à distribuição granulométrica do agregado, correspondente à 
abertura nominal, em milímetros, da malha da peneira da série normal ou 
intermediária na qual o agregado apresenta uma porcentagem retida acumulada 
igual ou imediatamente inferior a 5% em massa (ABNT NBR 7211, 2005). 
 
DMC = 9,5mm 
 
Módulo de finura 
É a soma das porcentagens acumuladas retidas nas peneiras da série normal 
(sem o fundo) dividida por cem (100). 
 
 – 
 
 (2) 
 
 
 
 (2) 
MF = 0,81 (2) 
 
A partir da análise da Tabela 5, valores encontrados e consulta da norma NBR 
7211 (ABNT, 2005), conforme Tabela 6 pode-se afirmar que o agregado graúdo 
da amostra utilizada, se enquadra na primeira Zona Granulométrica d/D 
3 
 
(4,75/12,5). Com isso, foi classificada como Brita nº 0, devido maior diâmetro 
encontrado ser de 9,5mm. 
 
Tabela 6 – Limites da composição granulométrica do agregado 
graúdo 
 
 
Fonte: NBR 7211 (ABNT,2005). 
ENSAIO 2: AGREGADO MIÚDO – DETERMINAÇÃO DE MASSA ESPECÍFICA 
DE AGREGADOS MIÚDOS POR MEIO DO FRASCO CHAPMAN 
2.2.1 OBJETIVO 
Esta Norma MERCOSUL estabelece o método de determinação da massa 
específica e da massa específica aparente dos agregados miúdos destinados a 
serem usados em concreto. 
2.2.2 MATERIAIS E MÉTODOS 
Alem de materiais especificados em norma foi utilizado papel para secar a borda 
do frasco de Chapman. 
 
4 
 
2.2.3 PROCEDIMENTOS DE ENSAIO 
Seguiu o descrito na norma NBR 9776 (ABNT, 1987) com exceção da secagem da 
amostra que já se encontrava previamente seca. 
Primeiramente adicionou ao frasco de Chapman aproximadamente 200 ml de 
água conforme. Após isso adicionou ao frasco cerca de 500,2g de areia seca, por 
isso não houve a necessidade da secagem da amostra na estufa. Em seguida 
agitou o frasco de Chapman com movimentos suaves, de forma a eliminar as 
bolhas de ar, retirando os vazios que poderiam existir. Por fim após alguns 
minutos em repouso se fez a leitura do líquido deslocado que foi de 390 ml. 
2.2.4 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS 
Dados: 
Massa da areia seca = 500,02g 
Leitura inicial do frasco = 200cm³ 
Leitura final do frasco = 390cm³ 
● Cálculo da massa específica 
 
 
 
 
(3) 
Onde: 
y = massa específica do agregado miúdo, em g/cm³; 
L = leitura do frasco (volume ocupado pelo conjunto água-agregado miúdo). 
 
 
 
 
(3) 
 
y = 2,631 g/cm³ (3) 
 
Segundo Petrucci (1970), citado por Varela, é possível afirmar que “a massa 
específica real do agregado miúdo gira em torno de 2,65 Kg/dm³”. 
Segundo Meier (2011), o padrão de massa específica da grande maioria das 
areias é de 2600kg/m³. A amostra ensaiada apresentou massa específica igual a 
2,631g/cm³, o que pode ser considerado como um resultado satisfatório. 
5 
 
Segundo consulta a ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DAS INDÚSTRIAS DE ROCHAS 
ORNAMENTAIS (ABIROCHAS), para este valor encontrado, pode classificar esta 
areia como de origem granítica. 
ENSAIO 3: DETERMINAÇÃO DA MASSA UNITÁRIA E DO VOLUME DE 
VAZIOS – AGREGADO MIÚDO (NBR – NM 45:2006) 
2.3.1 OBJETIVO 
Este ensaio é baseado na norma Mercosul NM 45:2006, que estabelece o método 
para determinação da densidade a granel e do volume de vazios de agregados 
miúdos, graúdos, ou a mistura dos dois, em estado solto ou compacto. 
2.3.2 MATERIAIS E MÉTODOS 
Para este ensaio foi tomada uma porção de areia que permitisse encher o 
recipiente com sobra. A norma especifica que a amostra que deve ser tomada 
para este ensaio deve ter 150% da quantia necessária para completar o 
recipiente. Os demais materiais são conforme os da norma. 
2.3.3 PROCEDIMENTOS DE ENSAIO 
Para a realização dos ensaios foram seguidas as orientações contidas na NBR 
NM 45 (ABNT, 2006). Baseando-se na norma, foi empregado o procedimento de 
ensaios “A” para determinação da massa unitária compacta, pois o agregado 
ensaiado possui dimensão máxima característica dos grãos inferior a 37,5mm. Já 
para determinação da massa unitária em estado solto, o método é único (“C”). 
Primeiramente levou o recipiente vazio à balança e foi pesado, assim obteve uma 
massa de 8,5kg. Feito isso, encheu-se o recipiente com água, e determinou a 
massa do conjunto, que foi de 23,9kg. O próximo passo foi encher o recipiente, 
devidamente seco, com o agregado seco, por isso não utilizou a estufa para secar 
a amostra. O recipiente foi cheio em trêscamadas, cada uma adensada com 25 
golpes da haste distribuídos uniformemente sobre a superfície do material. Cada 
camada ocupou um terço do volume do recipiente. Na compactação há de se ter 
um cuidado, pois a norma prescreve que ao colocar-se a primeira camada, a haste 
não deve tocar o fundo, na segunda não atravessar a primeira, e na última 
camada não atravessar à segunda. Já com o recipiente cheio, rasou-se a 
superfície e levou todo o conjunto para a balança, o peso do conjunto (Rec. + 
Amostra compactada) foi de 32,4kg. 
6 
 
O procedimento para a massa unitária se procede da mesma forma, porém não 
adensou as camadas no recipiente por se tratar da massa no seu estado solto. 
Para o recipiente com a areia encontrou um peso de 30,5kg. 
2.3.4 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS 
● Agregado miúdo no estado solto 
A partir da medição, em massa, do recipiente cilíndrico vazio e cheio foi possível 
calcular o seu volume: 
Dados obtidos na balança: 
Massa do recipiente vazio = 8,5kg 
Massa do recipiente com água = 22kg 
Massa do líquido (m) = 22– 8,5 = 13,5kg 
Adotou-se densidade da água (d) = 1000kg/m³ 
 
 
 
 (4) 
 
 
 
 
(4) 
V = 0,0135m³ ou 13,5 dm³ (4) 
● Cálculo da massa unitária do agregado miúdo no estado solto: 
Usando-se a fórmula: 
 
 
 
 (5) 
Onde: 
par = é a massa unitária do agregado, em kg/m³; 
mar = é a massa do recipiente mais o agregado, em kg; 
mr = é a massa do recipiente vazio, em kg; 
V = é o volume do recipiente, em m³. 
Dados: 
mar = 32,4kg 
mr = 8,5kg 
7 
 
V = 0,0135m³ 
 
 
 
 
 (5) 
 1770,3kg/m³ (5) 
● Agregado miúdo no estado compactado 
Cálculo da massa unitária do agregado miúdo no estado compactado: 
Dados: 
mar = 30,5kg 
mr = 8,5kg 
V = 0,0135m³ 
 
 
 
 
 
(6) 
 
 – 
 
 (6) 
 1630 kg/m³ (6) 
 
● Agregado graúdo no estado solto 
A partir da medição, em massa, do recipiente cilíndrico vazio e cheio foi possível 
calcular o seu volume: 
Dados: 
massa do recipiente vazio = 12,4kg 
massa do recipiente com água = 42,3kg 
massa do líquido (m) = 42,3 – 12,4 = 29,9kg 
Adotou-se densidade da água (d) = 1000kg/m³ 
 
 
 
 (7) 
 
 
 
 (7) 
V = 0,0299m³ ou V = 29,9dm³ (7) 
. 
8 
 
● Cálculo da massa unitária do agregado graúdo no estado solto: 
Dados: 
mar = 54,7kg 
mr = 12,4kg 
V = 0,0299m³ 
 
 
 mar mr 
 
 (8) 
 
 5 7 – 12 
 
 (8) 
 1414,7kg/m³ (8) 
● Agregado graúdo no estado compactado 
Cálculo da massa unitária do agregado graúdo no estado compactado: 
Dados: 
mar = 57,6kg 
mr = 12,4kg 
V = 0,0299m³ 
 
 mar mr 
 
 (9) 
 
 57 6 12 
 
 (9) 
 
 1511,7 kg/m³ (9) 
 
Com base nos valores obtidos de massa unitária para a areia ensaiada, podemos 
afirmar segundo consulta a norma que ela é considerada um agregado miúdo 
leve, pois sua massa unitária é menor que 2000 kg/m³. 
Para agregados a massa específica aparente (massa de material por unidade de 
volume) varia de 2600 kg/m³ a 2700 kg/m³ e a unitária (massa das partículas do 
agregado quer ocupam uma unidade de volume) varia de 1300 kg/m³ a 1750 
kg/m³ (MEHTA,1994). 
Neste ensaio a norma NM 45 (MERCOSUL, 2006) exige para apresentação dos 
resultados no mínimo três determinações da massa unitária (solta e compacta), 
9 
 
onde o resultado individual de cada ensaio não deva apresentar desvio menor que 
1% em relação a média. Logo como só determinamos uma única vez, esses 
valores teoricamente possuem incertezas. Entretanto com o resultado obtido, 
podemos afirmar que esta areia atende as exigências para ser empregada no 
concreto. 
 
 
 
10 
 
3. CONCLUSAO 
De acordo com os ensaios feitos em laboratório e levando em consideração a 
nossa região, grande Vitória e estado do Espírito Santo, os dados obtidos para os 
agregados miúdos e graúdos foram satisfatórios. 
Para o modulo de finura do agregado miúdo areia foi encontrado o valor de 1,61 e 
o resultado obtido é satisfatório e a areia é considerada utilizável para a finalidade 
concreto, pois o mesmo está dentro das faixas especificadas pela norma NBR 
7211 (ABNT, 2005) – Agregados para concreto. Já no ensaio do agregado graúdo 
a brita, o modulo de finura encontrado foi de 0,81 e conforme a tabela da Norma 
afirma-se que o agregado graúdo da amostra utilizada se enquadra na primeira 
Zona Granulométrica d/D (4,75/12,5) e a brita foi classificada como Brita nº 0, 
devido maior diâmetro encontrado ser de 9,5mm. 
Outro ensaio realizado foi a massa específica da areia, e como o tempo estava 
favorável não foi difícil calcular. O valor encontrado foi de 2, 631 g/cm³ o que 
garante um resultado favorável e desejável visto que o valor padrão no nosso 
estado gira em torno desse valor, garantindo que a origem da nossa areia é 
granítica. 
Com base nos valores obtidos de massa unitária para a areia ensaiada, podemos 
afirmar segundo consulta a norma que ela é considerada um agregado miúdo 
leve, pois sua massa unitária é menor que 2000 kg/m³. Para os agregados a 
massa unitária varia de 1300 kg/m³ a 1750 kg/m³, e os valores encontrados em 
ensaio para a areia foi de 1630 kg/m³ e para a brita foi de 1511,7 kg/m³, então 
todos os dados foram satisfatórios. 
 
 
 
 
 
 
11 
 
REFERÊNCIAS 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 45: agregados – 
determinação da massa unitária e do volume de vazios. Rio de Janeiro: 2006. 
_____. NBR NM 248: agregados - determinação da composição granulométrica. 
Rio de Janeiro, 2003. 
_____. NBR 7211: agregados para concreto – especificação. Rio de Janeiro, 
2009. 
_____. NBR 9776: agregados - determinação da massa específica de agregados 
miúdos por meio do frasco Chapman. Rio de Janeiro: 1987. 
_____. NBR 7211: Agregados para concreto - Especificações. Rio de Janeiro, 
2005. 
_____. NBR NM 52: Agregado Miúdo- Determinação de massa específica e 
massa específica aparente. Rio de Janeiro, 2009. 
FALCÃO BAUER, L. A. Materiais de Construção. 5.ed. revisada. Rio de Janeiro: 
Livros Técnicos e Científicos Ltda., 2008. 488p. 
_____. Materiais de Construção. 5.ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e 
Científicos Ltda., 1997. 951p. 
MEHTA, P.K.; MONTEIRO, P.J.M., Concreto: Estrutura, Propriedades, 
Materiais. São Paulo, Pini, 1994. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12