Módulo AGREGADOS

Prévia do material em texto

CURSO - Engenharia Civil 5º período 
1º SEMESTRE 2018 
 
Materiais de Construção I 
 
Prof. Eng. Alvimar Alvares Malta, M.Sc. 
 
AGREGADOS 
AGREGADOS 
• DEFINIÇÃO: denominação genérica dada aos materiais que são 
acrescentados ao cimento e água (pasta) para se obter as argamassas e 
concretos. 
 
• CARACTERÍSTICAS: 
- São apresentados em forma de grãos e ocupam aproximadamente de 60 a 
80% do volume da argamassa ou concreto; 
- Elementos de custo mais baixo do concreto; 
- Aumentam a resistência ao desgaste superficial dos concretos e argamassas; 
- Reduzem a retração das pastas de cimento; 
- Agregados de boa qualidade apresentam resistência mecânica superior à 
das pastas de cimento; 
- Material anisotrópico; 
- Devem ser inertes. 
AGREGADOS 
• CLASSIFICAÇÃO DOS AGREGADOS: 
– quanto à origem: 
- naturais (areias, pedregulhos, seixos ou cascalho rolado) 
- industrializados (britas, areias artificiais, argila expandida, escória de 
alto forno, ...) 
– quanto à formação – tipos de rocha: 
- rochas ígneas – (magmáticas) granito, basalto; 
- rochas sedimentares – calcário, arenito; 
- rochas metamórficas – gnaisse (alteração do granito), mármore 
(alteração do calcário), quartzo (alteração do arenito); 
 
AGREGADOS 
• EXEMPLOS DE AGREGADOS: 
 
 Areia lavada de barranco 
 Separação granulométrica 
grão cúbico 
AGREGADOS 
 
 Areia de rio 
 Areia artificial de calcário 
 grão cúbico 
 grande ocorrência de 
 grãos arredondados 
AGREGADOS 
 
 Rocha de gnaisse 
 Rocha de gnaisse 
 Rocha calcária 
 Rocha calcária 
 Brita de gnaisse 
 Brita calcária 
AGREGADOS 
 
 Brita de calcário dolomítico 
 Seixos rolados 
alguns tons róseo-amarronzados 
AGREGADOS 
 
 Argila expandida 
Argila com tratamento térmico 
em fornos, formando elementos 
de forma arredondada com estru 
tura interna de espuma cerâmica 
 Vermiculita 
Formada por silicatos hidratados 
de alumínio e magnésio. Após tra 
tamento térmico se transforma em 
flocos sanfonados 
AGREGADOS 
 
 Estocagem de escória de alto forno 
 Escória granulada de alto forno 
AGREGADOS 
- quanto à massa unitária: 
 Classificação Massa unitária 
ɤa (kg/dm³) 
Exemplos Utilização 
Leves ɤa<1 Escória de alto forno, 
lodo de esgoto, argila 
expandida... 
Pré-moldados 
Normais 1 < ɤa < 2 Areia, brita e 
pedregulho. 
Obras correntes 
Pesados ɤa > 2 Barita, limonita, 
magnesita. 
Concretos de estruturas 
especiais: blindagem 
contra radiações etc 
AGREGADOS 
- quanto à forma: 
Classificação Descrição Exemplos 
Arredondados Completamente erodidos 
por água ou por atrito. 
Seixos ou areias de rio ou 
de praia. 
Angulosos Com arestas bem 
definidas. 
Pedras britadas de todos 
os tipos. 
Irregulares Irregularidades naturais Seixos de escavação. 
A forma e a textura das partículas dos agregados influenciam mais as propriedades 
do concreto no estado fresco do que endurecido. 
 
Comparadas às partículas lisas e arredondadas, as partículas ásperas, angulosas e 
alongadas requerem mais pasta de cimento para produzirem pastas mais 
trabalháveis e, portanto, aumentam o custo do concreto. Por outro lado, agregados 
irregulares proporcionam concretos mais resistentes uma vez que estão mais 
envolvidos na pasta. 
AGREGADOS 
- quanto à forma: 
Fonte: J.A. Freitas 
AGREGADOS 
- quanto à forma: 
Fonte: J.A. Freitas 
AGREGADOS 
- quanto à forma: 
Fonte: J.A. Freitas 
AGREGADOS 
- quanto à forma: 
Fonte: J.A. Freitas 
AGREGADOS 
- quanto à forma: 
Fonte: J.A. Freitas 
AGREGADOS 
 - quanto a textura das partículas: 
 textura: lisos ou rugosos. 
 
 
- quanto à dimensão das partículas: 
 miúdo (areias): grãos que passam pela peneira ABNT 4,8mm 
e ficam retidos na peneira ABNT 0,150 mm. 
 graúdo (cascalhos e britas): grãos passam pela peneira 
ABNT 76mm e ficam retidos na peneira ABNT 4,8mm. 
 
4,8 
AGREGADOS 
• quanto à composição granulométrica: 
Composição dos tamanhos dos grãos: separados por faixa 
granulométrica e posterior definição da dimensão máxima 
característica e o módulo de finura. 
 Importante para especificar o emprego dos agregados em argamassas 
e concreto. 
 Influencia diretamente a qualidade das argamassas e concretos 
principalmente nos aspectos relativos à trabalhabilidade, 
compacidade e resistência aos esforços mecânicos. 
 
AGREGADOS 
• quanto à composição granulométrica: 
 
Fonte:J.A.Freitas 
AGREGADOS 
- Dimensão máxima característica (DMC): grandeza associada à 
distribuição granulométrica do agregado que corresponde à abertura 
de malha quadrada (em mm) da série normal ou intermediária, à 
qual corresponde uma porcentagem retida acumulada igual ou 
imediatamente inferior a 5% em massa. 
 
 A DMC do agregado não deve ultrapassar certos limites dimensionais 
(estipulados pela NBR 6118), de maneira a não prejudicar a concretagem de 
estruturas armadas. 
 
AGREGADOS 
Peneiras Peso Retido Porcentagem em peso 
(mm) (g) % Retida 
% Retida 
acumulada 
76 
64 
50 
38 0 0 0 
32 0 0 0 
25 634 12,68 12,68 
19 945 18,90 31,6 
12,5 2116 42,32 73,9 
9,5 749 14,98 88,9 
6,3 524 10,48 99,4 
4,8 17 0,34 99,7 
2,4 0 0 99,7 
1,2 0 0 99,7 
0,6 0 0 99,7 
0,3 0 0 99,7 
0,15 0 0 99,7 
Fundo 15 0,3 100,0 
Total 5000 100,0 
Exemplo 
de DMC: 
AGREGADOS 
Fonte: J.A Freitas 
AGREGADOS 
- Módulo de finura (MF): soma das porcentagens retidas acumuladas 
em massa de um agregado (exceto o fundo), nas peneiras da série 
normal, dividida por 100. 
 
 Os agregados miúdos podem ser classificados em: 
 
Classificação Módulo de Finura 
(MF) 
Utilização 
Areia grossa MF > 3,3 Concreto, chapisco, 
contrapiso. 
Areia média 2,4 < MF < 3,3 Emboço 
Areia fina MF < 2,4 Reboco, argamassas 
colantes. 
AGREGADOS 
 
 Os agregados graúdos podem ser classificados em: 
 
Classificação Peneiras 
normalizadas 
Módulo de Finura Utilização 
Brita 0 4,8 – 9,5mm 5,9 a 6,10 Concreto 
convencional 
Brita 1 9,5 – 19,0mm 6,8 a 7,15 
Brita 2 19,0 – 25,0mm 7,7 a 7,85 
Brita 3 25,0 – 38,0mm 8,40 a 8,60 Concreto massa 
Brita 4 38,0 – 64,0mm - 
Pedra de mão > 76mm - Fundação 
• peneiras das séries Normal e Intermediária (NBR 3310/97): 
75 
50 
37,5 
31,5 
19 
9,5 
4,75 
2,36 
1,18 
0,6 
0,3 
0,15 
fundo 
Peneiras da série 
Intermediária: 
auxiliam na fixação do 
diâmetro máximo, mas 
não entram no cálculo 
do Módulo de Finura 
Peneiras da série 
Normal 
AGREGADOS 
63 
25 
12,5 
6,3 
Aberturas nominais em mm 
- granulometria do agregado miúdo: 
# 4,8 
# 2,4 
# 1,2 
# 0,6 
# 0,3 
# 0,15 
fundo 
• 1 kg de agregado miúdo; 
• peso de material retido em 
 cada peneira; 
• consideram-se valores arre- 
 dondados; 
• não se considera o fundo 
 no ensaio de granulometria; 
• resultado sempre considerado 
 em %’s retidas. 
 
AGREGADOS 
AGREGADOS 
 FAIXA ÓTIMA E 
FAIXA UTILIZÁVEL 
 PARA AS AREIAS 
AGREGADOS 
AGREGADOS 
 PROPRIEDADES FÍSICAS: 
 
 
1) massa específica: Também chamada de massa específica 
absoluta. É a massa da unidade de volume do material que se 
constituemos grãos dos agregados. Ex.:granito. Se a massa de 
1m³ é de 2660kg  massa específica absoluta é de 2660kg/m³. 
 
2) massa específica aparente – Também chamada de massa 
unitária ou massa barimétrica: massa da unidade de volume do 
agregado. Ex.: 1m³ de granito britado tem a massa de 2698kg 
 massa específica aparente = 2698kg/m³ (pode alterar 
dependendo do grau de compacidade do agregado). 
 
 
 
 
AGREGADOS 
 PROPRIEDADES FÍSICAS: 
 
3) porosidade: o agregado é material granular, com espaços 
vazios entre os grãos: 
 
p = Vv / Va 
 
Exemplo: 
Va = Vg + Vv 
Va: volume do agregado (total); 
Vg: volume dos grãos 
Vv: volume de vazios 
 
Em 1m³ de granito britado tem-se Vg=0,575m³ e Vv=0,425m³. A 
porosidade é a relação entre o volume de vazios e o volume do 
agregado: p = Vv / Va  p = 0,425/1,000= 0,425 = 42,5%. 
 
AGREGADOS 
 PROPRIEDADES FÍSICAS: 
 
4) compacidade: relação entre o volume total ocupado pelos 
grãos e o volume do agregado: 
 
c = Vg / Va 
 
No exemplo anterior: c = 0,575/1,000  c = 57,5% 
(porcentagem do volume dos grãos) 
 
 
5) Índice ou coef. de vazios: relação entre o volume total de 
vazios e o volume total de grãos: 
 
i = Vv / Vg 
 
No mesmo exemplo: i = 0,425/0,575  i = 0,739 ou 73,9% 
 
AGREGADOS 
 PROPRIEDADES FÍSICAS: 
 
6 )Granulometria: Graduação. Mistura de diversos tamanhos 
de grãos. Para determinar a granulometria do agregado, 
utilizamos as peneiras padronizadas (NBR5734). 
 
As peneiras são classificadas como: 
1) Peneiras de série normal: a abertura de cada uma é o dobro 
da anterior e metade da subsequente. 
2) Peneiras de série intermediárias: demais peneiras. 
 
 
7) Finura: Comparação entre dois agregados similares  o 
agregado que possuir maior porcentagem acumulada numa 
determinada peneira de abertura menor, tem maior finura 
que o outro. 
AGREGADOS 
 PROPRIEDADES FÍSICAS: 
 
8) Módulo de finura: Soma das porcentagens retidas acumuladas 
(das peneiras da série normal) dividida por 100. 
 
9) Superfície específica: 
 conceito  soma das áreas das superfícies de todos os grãos 
contidos na massa unitária de agregado. 
 
 A superfície específica será tanto maior quanto mais fino for o 
agregado. 
 
 Usada basicamente para cimentos e fílers. 
 
 Finura Blaine: Permeabilidade Blaine = medir tempo que certa 
quantidade de ar leva para atravessar o material moldado em 
forma cilíndrica. Esse tempo dependerá da finura do material. 
AGREGADOS 
 PROPRIEDADES FÍSICAS: 
 
10) Teor de umidade: relação entre a massa de água absorvida pelo 
agregado, preenchendo total ou parcialmente os vazios e a massa 
desse mesmo agregado quando seco. 
 
 Os vazios dos agregados miúdos podem estar: 
- Parcialmente cheios: agregado úmido 
- Completamente cheios: agregado saturado 
 
  areia seca possui duas fases: sólidos (grãos) e vazios (ar). 
  areia úmida possui três fases: sólidos,água e ar. 
  areia saturada possui duas fases: sólidos e água. 
 
 
AGREGADOS 
 PROPRIEDADES FÍSICAS: 
 
11) Absorção de água: Propriedade dos agregados na qual os 
poros existentes no material dos grãos absorvem água. 
 
12) Umidade superficial: é a água absorvida pelos grãos dos 
agregados miúdos. 
 
 
 
 
AGREGADOS 
 PROPRIEDADES FÍSICAS: 
 
13) Inchamento: aumento do 
volume que sofre a areia 
seca ao absorver água. 
 
 A areia seca absorve 
água, que passa a formar 
uma película em torno dos 
grãos. A água afasta um 
grão do outro, produzindo 
o inchamento. 
 
 
AGREGADOS 
 PROPRIEDADES FÍSICAS: 
 
14) Coesão: resistência ao cisalhamento quando o material não 
está sujeito à compressão. 
- A coesão é desprezível nos agregados graúdos. 
- As areias quando úmidas possuem coesão ocasionadas pela 
tensão capilar da água: coesão aparente. 
- Quando secas ou saturadas, as areias não possuem coesão. 
 
15) Fragilidade: propriedade dos materiais de se fraturarem, 
sem deformar perceptivelmente. 
 
 
AGREGADOS 
 PROPRIEDADES FÍSICAS: 
 
 
16) Tenacidade: Propriedade entre a fragilidade e a 
maleabilidade (propriedade do material se deformar fácil e 
extensamente sob baixa tensão) 
  fraturam sob alta tensão, com pequena ou média 
deformação. 
 
17) Adesividade ao Betume: capacidade que o betume tem de 
se manter aderente ao agregado em presença de água. 
- A adesividade cai consideravelmente se houver pó na 
superfície do agregado; 
- Pode ser anulada se o agregado estiver molhado; 
- A água pode repelir o betume, desfazendo a adesão e 
destruindo o pavimento. 
AGREGADOS 
 Ensaios de qualificação dos agregados: 
 
1) Composição granulométrica – NBR 7217 
2) Massa unitária no estado solto – 
3) Massa específica – 
4) Absorção de água – 
5) Teor de argila em torrões e materiais friáveis – NBR 7218 
6) Teor de materiais pulverulentos – NBR 7219 
7) Impurezas orgânicas húmicas do ag. miúdo – NBR 7220 
8) Ensaio de qualidade da areia – NBR 7221 
9) Inchamento do agregado miúdo – 
10) Massa unitária compactada do agregado graúdo – 
11) Índice de forma do agregado graúdo – NBR 7809 
12) Abrasão “Los Angeles” do agregado graúdo – NBR 6465 
13) Reatividade potencial e análise petrográfica (estudos mais 
específicos). 
14) Ensaios de resistência mecânica 
 
 
AGREGADOS 
 PROPRIEDADES MECÂNICAS: 
 
1) Inchamento: areia seca absorve água, que passa a formar uma 
película em torno dos grãos. A água afasta um grão do outro, 
produzindo o inchamento. 
2) Higroscopia: chamada também de ascensão capilar = água no 
interior da massa alcança nível acima do da água exterior. 
  areia seca possui duas fases: sólidos (grãos) e vazios (ar). 
  areia úmida possui três fases: sólidos,água e ar. 
  areia saturada possui duas fases: sólidos e água. 
 
AGREGADOS 
 PROPRIEDADES MECÂNICAS: 
3) Coesão aparente: areia seca não possui coesão. A areia 
úmida possui coesão aparente (tensão capilar da água que cria 
uma resistência ao cisalhamento). 
 
4) Friabilidade: baixa resistência ao esmagamento. É a tendência 
do material se desagregar (esmigalham-se) quando submetido à 
baixas tensões. 
 A areia com grãos friáveis perde qualidade. 
 Verificado através do ensaio (rápido) de esmagamento (pressão 
de 40MPa em 1 minuto) 
 
Resistência aos esforços mecânicos: 
 
-Agregados devem ser compostos por grãos resistentes e 
duráveis; 
- A resistência dos grãos aos esforços mecânicos deve ser pelo 
menos superior à da pasta de cimento; 
- A resistência aos esforços mecânicos é avaliada através de 
ensaio comparativo entre argamassas e concretos produzidos 
com agregados padrões (Areia normal). 
AGREGADOS