- Agregados Miúdo e Graúdo Prof. Jonatas Elim

Prévia do material em texto

1 
Materiais de Construção 2 
AGREGADOS 
 
UNIVERSIDADE DO VALE DO IPOJUCA 
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL 
 
 
Prof. Jônatas Elim 
Agregados para concreto 
• Material granular sem forma e volume definidos; 
• Geralmente inerte; e 
• Propriedades adequadas para uso em obras de 
Engenharia 
 
Conceito 
Agregados para concreto 
Importância 
• Econômica: 
 - custo agregado << custo cimento 
 - ocupam 60 - 80 % 1 m3 concreto 
 - 0,8 m3/m2 hab. popular (VALVERDE, 1999) 
 - produção nacional: 200 milhões de ton / ano > 
produção de ferro (VALVERDE, 1999) 
Agregados para concreto 
Importância 
• Técnica: 
 - influenciam muitas propriedades do concreto no 
estado fresco e endurecido 
– Trabalhabilidade; 
– Retração por secagem; 
– Propriedades mecânicas (CAD); 
– Desgaste por abrasão. 
2 
Agregados para concreto 
Importância 
• Ecológica : 
 - mineração e uso de agregados naturais, nas 
cidades brasileiras, não é feita com o enfoque de 
sustentabilidade ambiental; 
 - pesquisas de resíduos dos mais diversos tipos 
como agregados, em concretos e argamassas. 
Agregados para concreto 
• Rochas britadas 
• Fragmentos rolados nos leitos dos cursos d’água; 
• Materiais encontrados em jazidas provenientes 
de alterações de rocha 
 
Tipos de agregados 
Agregados para concreto 
• Lastro de vias férreas; 
• Bases para calçamentos; 
• Camadas drenantes; 
 
Aplicações de agregados 
Agregados para concreto 
• Reforço das camadas de um pavimento; 
• Concretos asfálticos; 
 
Aplicações de agregados 
3 
Agregados para concreto 
• Argamassas para assentamento e revestimento 
de pisos, paredes e tetos; 
 
Aplicações de agregados 
Agregados para concreto 
• Concretos: 
– Simples; 
– Armado; 
– Protendido; e 
– Especiais. 
 
Aplicações de agregados 
Agregados para concreto 
• Funções dos agregados: 
– resistir aos esforços: 
• mecânicos 
• ao desgaste 
• ao intemperismo 
– reduzir as variações volumétricas; e 
– reduzir o custo. 
Argamassas e concretos 
Agregados para concreto 
• Naturais: 
– areia; 
– pedregulho, cascalho ou seixo rolado. 
Classificação dos agregados 
4 
Agregados para concreto 
• Artificiais: 
– pedra britada; 
– areia artificial; 
– escória siderúrgica; 
– argila expandida; 
– cinza volante sinterizada; etc. 
Classificação dos agregados 
argila expandida 
Escória de alto forno 
Agregados para concreto 
• Massa específica: 
Classificação dos agregados 
Leves Normais Pesados 
Vermiculita Areia Minérios de ferro 
Argila expandia Seixo rolado Minérios de bário 
Poliestireno 
expandido 
Pedra britada Sucata metálica 
Agregados para concreto 
• Tamanho dos grãos 
• Agregado Miúdo: material que passa na # 4,75 mm e fica 
retido na # 0,150 mm 
– areia natural ou artificial 
Classificação dos agregados 
Agregados para concreto 
• Tamanho dos grãos 
• Agregado graúdo: material que fica retido na # 4,75 mm 
– seixo rolado: 
– pedra britada: 
Classificação dos agregados 
5 
Agregados para concreto 
• NBR 7211 – Agregados para concreto: areia 
natural ou resultante do britamento de rochas 
estáveis, ou a mistura de ambas, cujos grãos 
passam na # 4,75 mm e ficam retidos na # 0,150 
mm 
Agregado miúdo 
Agregados para concreto 
• Massa Específica: Relação entre a massa do 
agregado seco e o seu volume, descontados os 
volumes dos seus poros permeáveis, 
impermeáveis e entre grãos. 
• Picnômetro 
• Frasco de Chapman 
• NBR NM 52 
• 2,65 g/cm3 
Agregado miúdo – Massa específica real 
Agregados para concreto 
• Massa unitária: É relação entre a massa do 
agregado e o volume do recipiente que o contém, 
definido de acordo com o estabelecido nesta 
norma. Também inclui os vazios. 
• Estados solto ou compactado 
• NBR NM 45:2006 
• 1,3 a 1,75 g/cm3 
 
Agregado miúdo – Massa unitária 
Agregados para concreto 
• Teor de umidade 
– Areia seca: 1,50 g/cm3 
– Areia pouco úmida: 1,30 g/cm3 
– Areia muito úmida: 1,20 g/cm3 
• Granulometria 
– Areia média seca: 1,50 g/cm3 
– Areia fina seca: 1,40 g/cm3 
 
Agregado miúdo – Massa unitária 
6 
Agregados para concreto 
Absorção e umidade 
• Absorção - Aumento da massa do agregado em 
função do preenchimento de seus vazios 
permeáveis, expresso em percentagem. 
• Umidade – O agregado pode ser utilizado no 
concreto em diversas condições de umidade. 
 
Agregados para concreto 
Absorção e umidade 
• Seco em estufa – toda água evaporável foi eliminada por 
aquecimento a 100 °C . 
• Seco ao ar – condição na qual se colocado ao ar, ocorre o 
equilíbrio com a umidade ambiente . 
• Saturado com superfície seca (SSS) – Quando todos os 
poros estão preenchidos e não há uma película de água 
na superfície. 
 
Seco em 
estufa
Seco ao
ar
Saturado
sup. seca
Saturado 
sup. molhada
água livre
absorção
efetiva
absorção umidade
superficial
umidade total
Agregados para concreto 
Absorção e umidade 
• Capacidade de absorção – quantidade de água 
necessária para levar o agregado da condição seca em 
estufa à condição SSS. 
• Absorção efetiva – quantidade de água necessária para 
levar o agregado da condição seca ao ar à condição SSS. 
• Umidade superficial – quantidade de água presente no 
agregado além daquela requerida para alcança a 
condição SSS. 
 
Seco em 
estufa
Seco ao
ar
Saturado
sup. seca
Saturado 
sup. molhada
água livre
absorção
efetiva
absorção umidade
superficial
umidade total
Agregados para concreto 
Absorção e umidade 
• Importância – os dados de absorção, absorção efetiva e 
umidade superficial são necessários para a correção da 
proporção de água no concreto. 
• Umidade interna 
– Absorção 
– É mínima:  2% 
• Umidade superficial 
– Aderida à superfície dos grãos 
– Inchamento 
• Umidade % 
 100*sM
MM
h
sh 

7 
Agregados para concreto 
Umidade em agregados 
• Massa do agregado 
úmido 
 
• Massa do agregado 
seco 
sh M
h
M *
100
100 
 hs M
h
M *
100
100


100*)1( 
s
h
M
M
h sh M
h
M *)1
100
( 
Agregados para concreto 
Métodos para determinar a umidade 
• Secagem em estufa 
• Frasco de Chapman 
– NBR NM 52 
• Picnômetro 
• Speedy moisture tester 
– base na reação química da água existente em uma amostra 
com o carbureto de cálcio, realizada em ambiente confinado. 
– O gás acetileno ao expandir-se gera pressão proporcional à 
quantidade de água existente no ambiente. A leitura dessa 
pressão em um manômetro permite a avaliação do teor de 
umidade de amostras. 
 
CaC2 + 2 H2O  Ca(OH)2 + C2H2 
Agregados para concreto 
Inchamento da areia 
• Importância – para traços de concreto dosados em 
volume é de grande importância, pois corrige a alteração 
do volume da areia com a umidade. 
Agregados para concreto 
Inchamento da areia 
• Na areia úmida a água forma em torno dos grãos uma 
tênue película provocando um afastamento entre eles 
ocasionando o aumento de volume do conjunto. 
8 
Agregados para concreto 
Inchamento da areia 
• Coeficiente de inchamento 
• Inchamento em % 
s
sh
V
VV
I


100*)(
s
sh
V
VV
I


 Relação entre volumes úmido e seco 
)
100
100
(
h
V
V
h
s
s
h 



Agregados para concreto 
Curva de inchamento da areia 
• Umidade crítica: é o valor da umidade acima da 
qual o inchamento pode ser considerado 
constante. 
• Inchamento médio: é a média dos valores do 
inchamento no ponto de umidade crítica e no 
ponto máximo da curva (inchamentomáximo). 
 
 
1,00
1,04
1,08
1,12
1,16
1,20
1,24
1,28
1,32
1,36
0 2 4 6 8 10 12 14
Umidade, %
R
e
la
ç
ã
o
 V
h
/V
s
Umidade crítica 
hcrit = 4,8% 
Inchamento médio 
30,1
s
h
V
V
Agregados para concreto 
Inchamento da areia 
Agregados para concreto 
Inchamento da areia 
9 
Agregados para concreto 
Composição granulométrica 
• É a proporção relativa dos diferentes tamanhos de grãos 
que se encontram constituindo o todo. 
• É expressa em termos de porcentagem em massa: 
– do material que passa; ou 
– do material retido por peneira. 
• NBR NM 248 - Análise granulométrica de agregados. 
• NBR NM 26 - Amostragem de agregados 
Agregados para concreto 
Composição granulométrica - Séries de peneiras 
Tyler Série Série
Mesh Normal Intermediária
75 mm
63 mm
50 mm
37,5 mm
31,5 mm
25 mm
19 mm
12,5 mm
9,5 mm
6,3 mm
n.º 4 4,75 mm
n.º 8 2,36 mm
n.º 14 1,18 mm
n.º 28 0,6 mm
n.º 48 0,3 mm
n.º 100 0,15 mm
Agregados para concreto 
Análise granulométrica 
• Dimensão máxima característica (Diâmetro máximo): Abertura da 
peneira em que ficar retida, acumulada, uma porcentagem igual 
ou imediatamente inferior a 5% 
• Módulo de finura (Módulo de Abrams): Soma das porcentagens 
retidas, acumuladas, na série normal de peneiras, dividida por 
100. 
Peneiras (mm) Massa retida (g) % retida % acumulada
9,5 0 0 0
6,3 0 0 0
4,75 30 3 3
2,36 260 26 29
1,18 200 20 49
0,6 190 19 68
0,3 150 15 83
0,15 100 10 93
Fundo 70 7 100
Massa final (g) 1000
Dimensão máxima característica 4,75 mm
Módulo de finura 3,25
Agregados para concreto 
Análise granulométrica 
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
9,56,34,82,41,20,60,30,15Fundo
%
 a
cu
m
ul
ad
a
Abertura das peneiras, mm
10 
Agregados para concreto 
Análise granulométrica 
• Limites granulométricos de agregado miúdo - NBR 7211 
Peneira %, em peso, retida acumulada na peneira ABNT, para a 
ABNT Limites Inferiores Limites Superiores
Zn Utiliz. Zona Ótima Zn Utiliz.
9,5 mm 0 0 0 0
6,3 mm 0 0 0 7
4,75 mm 0 0 5 10
2,36 mm 0 10 20 25
1,18 mm 5 20 30 50
0,6 mm 15 35 55 70
0,3 mm 50 65 85 95
015 mm 85 90 95 100
NOTAS 
1 O módulo de finura da zona utilizável inferior varia de 1,55 a 2,20. 
2 O módulo de finura da zona ótima varia de 2,20 a 2,90. 
3 O módulo de finura da zona utilizável superior varia de 2,90 a 3,50 
Agregados para concreto 
Análise granulométrica 
• Limites granulométricos de agregado miúdo - NBR 7211 
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
6,34,82,41,20,60,30,15
Abertura das peneiras (mm)
%
 ac
um
ul
ad
a
Zona Utilizável Zona Ótima 
Agregados para concreto 
Análise granulométrica 
• Classificação das areias segundo o módulo de finura: 
 
 
 
 Antiga 
 
 
 
 
 Atual 
Muito grossas MF > 3,90
Grossas 3,30 < MF < 3,90
Médias 2,40 < MF < 3,30
Finas MF < 2,40
Muito grossas MF > 3,50
Grossas 2,90 < MF < 3,50
Médias 2,20 < MF < 2,90
Finas 1,55 < MF < 2,20
Agregados para concreto 
• São constituídas por húmus geralmente de 
origem vegetal. 
• Ação nas argamassas e concretos 
– neutralizam a água alcalina das argamassas e 
concretos inibindo as reações de hidratação do 
cimento; 
• retardamento da pega; 
• endurecimento lento 
 
Impurezas orgânicas 
Baixas resistências nas 
primeiras idades 
Cura cuidadosa 
11 
Agregados para concreto 
• Em filmes 
– impedem a aderência pasta - agregado acarretando 
em diminuição da resistência mecânica 
• Avaliação do teor de impurezas orgânicas nas 
areias 
– NBR NM 49:2001 - Ensaio colorimétrico 
– NBR 7221:1987 - Ensaio de qualidade da areia 
Impurezas orgânicas Impurezas orgânicas 
Agregados para concreto 
Material pulverulento 
• Silte ( 0,002 < f< 0,06 mm) 
• Argila ( < 0,002 mm) 
– Em pó 
• preenche os vazios, aumentando a trabalhabilidade 
– Em filmes 
• impede a aderência do grão à pasta de cimento 
• Determinação do teor de materiais pulverulentos 
• NBR NM 46:2003 
• Peneiramento úmido na # 0,07 5mm 
Agregados para concreto 
Outras substâncias nocivas 
• Argila em torrões 
– inclusões de baixa resistência 
– determinação pela NBR 7218 
• Materiais carbonáticos 
– expandem e desagregam o concreto 
– afetam o endurecimento do cimento 
– determinação pela ASTM C123 
12 
Agregados para concreto 
Outras substâncias nocivas 
• Mica 
– afeta a resistência e a consistência 
• Sais 
– Cloretos 
• revestimentos higroscópicos 
– manchas de umidade 
– eflorescências 
• favorecem a corrosão das armaduras do concreto armado 
– Sulfatos 
Agregados para concreto 
Areias artificiais 
• Originadas da britagem de rochas 
• Granito: são as melhores 
• Basalto: grãos lamelares e aciculares 
Agregados para concreto 
Areias artificiais 
• Influência nas argamassas e concretos 
• Trabalhabilidade 
– forma do grão 
– elevado teor de material pulverulento 
• requer lavagem 
• Resistência à tração e ao desgaste 
– forma e textura superficial do grão 
Substâncias nocivas 
– Torrões em argila (NBR 7218) 
• 3,0 
– Materiais carbonosos (ASTM C123) 
• em concreto aparente 
– 0,5 
• nos demais concretos 
– 1,0 
– Material pulverulento (NBR NM 46) 
• em concreto submetido a desgaste superficial 
– 3,0 
• nos demais concretos 
– 5,0 
Limites máximos em % da massa do material 
13 
Substâncias nocivas 
– Impurezas orgânicas (NBR NM 49) 
• deve ser mais clara que a solução padrão 
– (300 ppm) 
• caso contrário (NBR 7221) 
– ensaio de qualidade da areia 
Limites máximos em % da massa do material 
Substâncias nocivas 
Limites máximos em % da massa do material 
 
Agregados Graúdos - NBR 7211 
– Pedregulho ou a brita proveniente de rochas 
estáveis, ou a mistura de ambas, cujos grãos 
passam pela peneira 75 mm e ficam retidos na 
peneira 4,75 mm. 
– Rochas utilizadas na produção de agregado 
graúdo 
• Granito 
• Basalto 
• Gnaisse 
Diorito 
Gabro 
Diabase 
Calcário 
Quartizito 
Arenito 
São as melhores pois 
são mais estáveis 
Forma dos grãos 
– Arredondados - cascalhos 
– Angulares com arestas vivas - britas 
– Melhor forma 
• Esférica para cascalhos; 
• Cúbica para britas 
14 
Coeficiente volumétrico 
AFNor P-18.301 
– Coeficiente volumétrico de um grão 
3dπ
V6
C
×
×
=
Coeficiente volumétrico médio de uma amostra 
n
1
3
m
dπ
V6
C
×
=
S 
Valores mínimos fixados pela AFNor para 
o coeficiente volumétrico médio do 
agregado Tipo de concreto Diâmetro máximo
9,5 a 25 mm > 25 mmConcreto armado e concreto com
fraca permeabilidade destinado a
barragens, reservatórios, tubulações,
obras marítimas, etc.
0,20 0,15
Concreto simples ou pouco armado
(fundações, blocos, etc.)
0,15 0,12
Influência da forma do agregado graúdo 
nas propriedades do concreto 
– Propriedades do concreto 
• Trabalhabilidade do concreto fresco 
• Resistência do concreto endurecido 
– Características do agregado 
• Dimensão máxima característica 
• Granulometria 
• Forma 
– Arredondada 
– Angulosa 
Influência da forma do agregado graúdo 
nas propriedades do concreto 
– Forma arredondada• Menor índice de vazios; 
• Menor quantidade de areia no concreto; 
• Menor superfície específica da mistura fresca; 
• Menor quantidade de água de amassamento; 
• Maior resistência. 
15 
Influência da forma do agregado graúdo 
nas propriedades do concreto 
– Forma arredondada 
• Facilita o movimento dos grãos; 
• Boa trabalhabilidade com menos água; 
– Para a mesma quantidade de água: o concreto de seixo 
rolado é mais plástico que o de pedra britada; 
– Para a mesma trabalhabilidade: consome se menos água 
no concreto de seixo rolado. 
Influência da forma do agregado graúdo 
nas propriedades do concreto 
– Pedra britada 
• Forma angulosa e superfície áspera; 
• Maior aderência à argamassa que envolve o grão; 
• Para a mesma relação água / cimento: 
– Menor trabalhabilidade; 
– Maior resistência. 
O material pulverulento afeta mais o concreto de 
seixo rolado que o concreto de pedra britada 
pela diminuição da aderência 
Massa específica 
• Absoluta 
• Real 
• Aparente 
– Depende da rocha 
• Rocha densa e impermeável 
• Porosa 
– Volume aparente do grão 
• Espaço ocupado pelo grão no concreto 
Massa específica e absorção de água 
de agregado graúdo: NBR NM 53 
• Colocar a amostra em imersão em água durante 24 
horas; 
• Secar a superfície dos grãos e determinar a sua massa 
no estado saturado superfície seca (B); 
• Colocar a amostra na balança hidrostática e determinar 
a sua massa imersa na água (C); 
CB
B
sss =γ 100×=
A
AB
a
Colocar a amostra para secar em estufa 
por 24 horas e determinar a sua massa 
no estado seco em estufa (A). 
16 
Massa unitária de agregado 
graúdo 
– Massa da unidade de volume aparente do 
agregado (inclui no volume os vazios entre os 
grãos) 
– Importância 
• Conversão de traços; 
• Cálculo do consumo de material por m³ de 
concreto; 
Massa unitária de agregado 
graúdo 
– Fatores que afetam 
• Teor de umidade 
– aumento da massa (não ocorre o fenômeno do 
inchamento) 
• Grau de adensamento 
– menos dependente do que o agregado miúdo 
• Forma e volume do recipiente 
– Cilíndrico ou paralelepipédico 
Resistência e durabilidade 
– Rochas inertes 
• Sem alteração química sobre o cimento 
• Inalteráveis 
– ao ar 
– à água 
– à variações de temperatura 
Reação álcali-agregado 
– Hidróxidos alcalinos liberados na hidratação do 
cimento 
• KOH, NaOH 
– Minerais reativos presentes em certos 
agregados (sílica ativa) 
• Opala; 
• Calcedônia; 
• Tridimita; 
Teor máximo de álcalis permitido quando se utiliza agregados reativos 
Na2O + 0,658K2O < 0,6% 
Cristobalita; e 
Zeólitas. 
17 
Granulometria 
–Amostragem: NBR NM 26 
–Análise granulométrica: NBR NM 248 
• Composição granulométrica 
• Dimensão máxima característica 
• Módulo de finura 
Zonas granulométricas d/D para 
o agregado graúdo - NBR 7211 
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1527664503832251912,59,56,34,82,4
Abertura das peneiras (mm)
% 
ac
um
ula
da
Graduação 0(4,75/12,5) Graduação 1(9,5/25) Graduação 2(19/31.5) 
Graduação 3(25/50) Graduação 4(37,5/75) 
Substâncias nocivas 
– Torrões de argila e partículas friáveis (NBR 7218) 
• Em concreto aparente 1,0 
• Em concreto submetido à abrasão 2,0 
• Nos demais concretos 3,0 
– Materiais pulverulentos (NBR NM 46) 
• 1,0 
– Materiais carbonosos (ASTM C123) 
• Em concreto aparente 0,5 
• Nos demais concretos 1,0 
Limites máximos em % da massa do material 
Índices de qualidade para os 
agregados graúdos 
– Forma dos grãos (NBR 7809) 
• O índice de forma não deve ser maior que 3. 
– Abrasão Los Ângeles (NBR NM 51) 
• Inferior a 50%