AULA 4 - Materiais de Construção ENG1213

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AULA 4 – AGREGADOS 
 
Agregado: É um material granular, geralmente inerte (normalmente não reage com o cimento hidratado, mas pode 
reagir) e tem dimensões e propriedades de adequadas para a preparação de argamassas e concretos (ate 80% do 
concreto é composto por agregados). 
Os agregados tem grande influência nas seguintes propriedades do concreto: 
 
 Resistência: se o agregado for muito poroso, vai absorver muita água (menos resistente). Se a distribuição 
granulometrica não for boa, a resistência também vai ser baixa (tem que ter vários tamanhos pra ter um maior 
empacotamento); 
 Estabilidade dimensional: O material cimenticio é instavel: pode as vezes expandir ou retrair (fissurando). A 
inclusão de agregados aumenta a estabilidade volumétrica: o material vai retrair menos. Por isso que são feitas as 
juntas de dilatação: para que o material possa expandir e retrair. Os agregados (tanto a brita quando areia) 
diminuem a penetração do concreto dando uma estabilidade; já a pasta de cimento, retrai. 
 Durabilidade 
 Custo: Quanto mais agregados, menor o custo do concreto. 
 Trabalhabilidade: capacidade de manuear o concreto quando ele esta no estado fresco. 
 
CLASSIFICAÇÕES 
 
Origem: tipo de rocha, natural ou industrializado. 
 Natural: Já se encontram em forma particulada na natureza: areia e cascalho (seixo rolado); 
 Industrializados: sofreram algum processo de industrialização. Tem a composição particulada obtida por processos 
industriais. Exemplo: rocha, escória de alto forno e argila. 
 
Dimensões: 
 Miúdo: areias (grãos entre 0,075 e 4,8mm); 
 Graúdo: cascalhos e britas (passa na peneira 152mm e fica retida 4,8mm). 
 
Peso: peso específico aparente. 
 Leves: argilas ou escórias de alto forno bem porosas, com baixa resistencia, usados para isolamento térmico/acústico 
e estruturas leves; 
 Médios; 
 Pesados: barita, hematita e magnetita. Absorçãi de radiações em usinas nucleares. O agregado fica muito mais 
pesado que a pasta e tende a descer, então mistura-se areia da hematita pra facilitar o processo. 
 
Como 80% do concreto é agregado, se quero diminuir seu peso, só trocar o agregado. 
 
CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES 
 
 Porosidade; 
 Absorção de água; 
 Distribuição granulométrica; 
 Formato; 
 Rugosidade superficial; 
 Resistencia a compressão; 
 Módulo de elasticidade; 
 Presença de substancias deletérias e impurezas. 
 
 
 
 
 
 
 
AREIA 
Geologicamente é um sedimento clástico inconsolidado, de grãos em geral quartzosos de diâmetros variando entre 
0,06 e 2,0mm (até 4.8. mm também é considerado areia). 
 
Origens: 
 De rio; 
 De cava: são depósitos aluviares em fundos de vales cobertos por capa de solo. A areia é extraída por escavação 
mecânica; 
 De britagem: é a areia de brita; 
 De escória; 
 De praias e dunas: as areias de praias e dunas brasileiras não se usam, em geral, para o preparo de concreto por 
causa da sua grande finura e teor de cloreto de sódio. 
 
BRITA 
Produto da cominuição de rocha que se caracteriza por tamanhos nominais de grãos enquadrados entre 2,4mm e 
64mm. 
 
Importante: as rochas ígneas podem ser ácidas, intermediárias ou básicas. Quando são ácidas, tem grande 
quantidade de sílica (maior que 65%) e essa silica pode reagir com alguns produtos de hidratação do cimento. 
Reagem com o OH- e o Ca2+ (hidroxido de calcio), formando um gel expansivo que gera fissura no concreto já sólido. 
Reagem com os íons álcalis do cimento: Reação alcali-agregado. 
 
Processo de fabricação 
 
Inicia-se com a detonação da Rocha bruta (frente de detonação ou Lavra). Este processo é realizado através da 
perfuração da rocha e implante de explosivos a base de Nitratos com metais como alumínio e outros. 
Após a detonação, a rocha bruta fragmentada é transportada através de caminhões para a central de Britagem, 
composta por uma calha vibratória e um britador de mandíbulas. Provem deste processo, rochas 
uniformes com diâmetro de 250mm (pedra de mão). 
Em seguida, esta rocha é encaminhada através de transportadores de correia para rebritagem. A rebritagem é 
composta por modernos britadores cônicos e peneiras vibratórias que selecionam e separam as britas em diferentes 
tamanhos e faixas granulométricas. 
Provem deste processo a Brita 0 (9,57 mm), Brita 1 (19mm) Brita 2 (25mm), Brita 3 (32mm) e o pó de pedra 
(4,75mm). 
 
ESCÓRIA DE ALTO FORNO 
 
Resíduo da produção de ferro gusa em altos fornos, constituído basicamente de 
compostos oxigenados de ferro, silício e alumínio. Pode ser considerada um agregado 
ou um aditivo mineral (tudo aquilo que modifica uma propriedade do concreto – e 
como ela tem silica/alumina, pode reagir com água). Tem propriedades cimenticitas e 
consistência parecida com a da areia. 
 
CINZA VOLANTE 
 
 
Partículas esféricas de aluminosilicato, produzida na combustão de carvão 
pulverizado em usinas termo elétricas. Também pode ser considerada um agregado 
ou um aditivo mineral porque tem sílica e essa silica reage com o hidroxido de calcio. 
Como seu formato é circular e ela melhora a trabalhabilidade do concreto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
AGREGADO RECILADO 
 
Mistura de concreto, brita, aço, vidro, cerâmica, madeira. Bastante 
heterogêneo e muito dificil de usar porque se não separar corretamente cada 
material, cada lote vai ter uma resistencia diferente. Passa por processos de 
separação e rebritagem num moinho autógeno: os materiais se limpam ao se 
baterem uns nos outros. Essa parte é importante porque a gente gera muito 
resíduo ao se fazer uma obra. No entanto é mt dificil de separar esses materiais, 
por isso ele é pouco usado. 
 
As britas recicladas tem um problema: são mais porosas e absorvem mais água. A brita 0 absorve mais água, depois a 
1 e assim por seguinte. Ela rouba água da mistura, diminuindo a resistência, principalmente. Os agregados reciclados 
absorvem ate 4x mais água que os naturais. 
Por isso, quando vai fazer um concreto tem-se que saber qual a umidade da brita e da areia porque na mistura elas 
podem liberar água modificando o fator água-cimento. Dá pra secá-las numa estufa mas gasta muita energia. Ideal: 
agregado com superfície seca e interior saturado (poros com água) porque ele que não irá roubar água da mistura e 
nem liberar. Pra isso, molha-se o agregado e o deixa secando ao ar. 
 
CARACTERÍSTICAS DOS AGREGADOS 
 
MASSA ESPECÍFICA 
 
Usada para a dosagem de concretos. Permite a transformação do traço de peso (massa) pra volume (vice-versa). 
 
Massa específica real (absoluta): é a relação entre a massa e o volume do material sólido excluindo os poros, ou seja, 
“no vácuo” a uma dada temperatura. Usada para a dosagem de concretos. 
 
Massa específica aparente: relação entre a massa e o volume do material seco (em uma estufa de 100 e 110 graus) 
incluindo os poros. Varia dependendo do adensamento e compacidade. 
 
UMIDADE 
 
Capacidade de absorção: é o total de umidade necessário para levar o agregado do estado seco em estufa para o 
estado saturado superfície seca. Satura, pesa, deixa secar na estufa e depois determina a umidade (equação no 
inchamento). 
Se o material estiver totalmente seco, ele rouba agua da mistura; se saturado, essa água é liberada pra mistura. 
Condição ideal: molhar e secar ao ar. Por isso coloca-se na estufa. 
 
INCHAMENTO 
 
Aumento de volume que sofre a areia seca ao absorver água. O procedimento é o seguinte: a amostra é 
previamente secada em estufa, sendo seus pesos específicos aparentes determinados para diversos teores de 
umidade. Para cada teor de umidade é calculado o coeficiente de inchamento, isto é: a relação entre o volume úmido 
(Vh) e o volume seco (Vs) do mesmo agregado (h=umidade). 
 
Inchamento máximo: ocorre para 4% <h <6%. Para h > 6%, o inchamento decresce até praticamente anular-secom a 
saturação da areia 
Umidade Critica: umidade a partir da qual o coeficiente de inchamento pode ser considerado constante. 3.2%. 
Coeficiente de inchamento médio: Calculado pela curva de inchamento. 1.32%. 
 
onde I1 é o coeficiente de inchamento correspondente a umidade critica (ponto B) e I2 o coeficiente de inchamento 
máximo (ponto A) máximo 
 
Gráfico: inchamento x umidade: 
 
 
Abrasão, módulo de elasticidade e esmagamento: são propriedades inter-relacionadas que são influenciadas pela 
porosidade. O módulo de elasticidade do agregado influencia diretamente no módulo de elasticidade do concreto. A 
resistência à abrasão (desgaste superficial) pode aumentar a durabilidade: se a resistência à abrasão for maior, a 
durabilidade vai ser maior. Esmagamento: resistência à compressão (quanto maior, maior a resistencia). 
 
GRANULOMETRIA 
 
É a distribuição das partículas de um material granular entre varias classes de tamanho. Usualmente expresso em 
termos de porcentagem acumulada maior ou menor que uma cera peneira. 
 
Razões para especificar limites de graduação: 
 Trabalhabilidade e resistencia (pra aumentar a resistência, o limite máximo é 19mm com brita 0). 
 Custo (preço do cimento 10 a 15 vezes mais do que o do agregado) 
 O tamanho máximo do agregado não pode ser maior do que um quinto da menor dimensão da forma onde o 
concreto será colocado. Também não pode ser maior do que ¾ da maior distancia entre as armaduras. Se não, 
haverão problemas na concretagem. 
 Ao usar particulas de diferentes tamanhos, maior será a compactação, menor o número de vazios, e mais 
resistente o material. 
 
MÓDULO DE FINURA 
 
É a soma das porcentagens acumuladas em todas as peneiras dividido por 100. Pra dosar um concreto são necessarios 
essa curva (anterior) e esses valores porque eles influenciam na resistencia do concreto. 
 
 
FORMATO E TEXTURA 
 
Influenciam mais as propriedades do concreto fresco. Agregados com superfície rugosa, angular e alongadas 
necessitam de mais pasta de cimento. 
 
DURABILIDADE 
 
Resistência à variação de volume devido a mudança de condições fisicas. Condições fisicas incluem gelo e degelo, 
variações de temperatura, ciclos de molhagem e secagem. 
 
SUBSTÂNCIAS DELETÉRIAS 
 
São aquelas presentes em baixas quantidades mas capazes de afetar a trabalhabilidade, pega e a durabilidade do 
concreto. A principal delas é a sílica. 
• ASTM C 33 – agregados não podem conter substancias que podem reagir com os álcalis do cimento vindo a causar 
expansão excessiva. 
• Sulfeto de Ferro (FeS) podem estar presentes como inclusão em alguns agregados podendo também causar reações 
expansivas. 
 
REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO OU ÁLCALI-SÍLICA 
 
Expansão do concreto resultante da reação química envolvendo os álcalis do cimento e a sílica presente em alguns 
agregados. Causa expansão (forma um gel expansivo), fissuração e diminuição das propriedades mecânicas. 
• Comum em barragens (elevada concentração de umidade) 
• Ocorrencia recente em uma usina nuclear nos EUA