Apostila de Ensaios de Laboratório Materiais da Construção Civil

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AGREGADOS
Agregado Graúdo - Determinação da massa especifica com auxílio do frasco graduado.
Objetivo: 
• Determinar experimentalmente o valor da massa específica do agregado. 
• Verificar que a densidade de um material pode ser expressa através da relação entre a massa do agregado seco e seu volume, incluindo os poros permeáveis 
Materiais e equipamentos: 
• Agregado graúdo 
• Colher ou concha de pedreiro 
• Balança com capacidade para 1Kg e resolução de 0,1g 
• Frasco graduado de 1000 ml 
Metodologia Experimental: 
• Recobrir uma porção de agregado com água 
• Tirar o excesso de umidade com auxílio de um pano 
• Pesar a massa do agregado (m) 
• Colocar 400 ml de água no frasco graduado (Vi) 
• Inserir o agregado no frasco graduado 
• Determinar o volume final no frasco (Vf) 
Resultados e Discussão 
• Determinar a massa específica do agregado: d = m / Vf - Vi (g/cm3) 
• Repetir 3 vezes o procedimento 
• Tomar como valor definitivo a média dos valores 
Agregado Miúdo - Determinação da massa especifica com auxílio do picnômetro.
Objetivo: 
• Determinar experimentalmente o valor da massa específica de agregados miúdo. 
• Verificar que a densidade de um material pode ser expressa através da relação entre a massa do agregado seco e seu volume, incluindo os poros permeáveis. 
Materiais e equipamentos: 
• Agregado miúdo seco 
• Colher ou concha de pedreiro 
• Balança com capacidade para 1Kg e resolução de 0,1g 
• Picnômetro 
Metodologia Experimental: 
• Pesar uma amostra de areia seca 
• Encher com água o picnômetro e determinar a massa do conjunto 
• Retirar uma pequena quantidade de água do frasco 
• Colocar a amostra de areia no frasco - picnômetro 
• Determinar a massa do conjunto picnômetro + água + agregado 
• Repetir 3 vezes o procedimento 
Resultados e Discussão 
• Cálculo da massa específica: Pag = massa do picnômetro + água 
• m = massa da amostra 
• Pag + ag = massa do picnômetro + água da amostra 
• d = m/ [Pag – (Pag + ag – m)] 
Agregado Miúdo - Determinação da massa especifica por meio do frasco de Chapman.
Objetivo: 
• Determinar experimentalmente o valor da massa específica de agregados miúdo. 
• Verificar que a densidade de um material pode ser expressa através da relação entre a massa do agregado seco e seu volume, incluindo os poros permeáveis. 
Materiais e equipamentos: 
• Agregado miúdo seco 
• Colher ou concha de pedreiro 
• Balança com capacidade para 1Kg e resolução de 0,1g 
• Frasco de Chapman 
• Funil de vidro 
Metodologia Experimental: 
• Pesar 500g de amostra de areia seca 
• Colocar água no frasco até 200 cm3 deixando em repouso para que a água aderida às faces internas escorram totalmente. 
• Colocar 500g de areia no frasco de Chapman, com cuidado, efetuando agitação para a eliminação das bolhas de ar 
• Fazer a leitura no nível atingido pela água no frasco, cuidando para que as faces internas estejam secas e sem grãos aderentes. 
Resultados e Discussão 
• Cálculo da massa específica: d = 500 / L – 200 (g/cm3) 
• Repetir por 3 vezes o procedimento 
• Os resultados dos ensaios realizados com a mesma amostra não devem diferir mais de 0,05 g/cm3 
• Tomar como valor definitivo a média dos valores 
ABNT NBR NM 248/2003 – Agregados - Determinação da composição granulométrica
Definições:
- Peneiras de série normal e intermediária: Conjunto de peneiras sussessivas, que atendam às normas NM-ISSO 3310-1 ou 2, com aberturas de malha estabelecidas na tabela.
- 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.
- Módulo de Finura: somatório das porcentagens acumuladas retidas nas peneiras de série normal, dividindo o total por 100.
Amostragem
Da amostra remetida, devem ser formadas duas amostras para o ensaio. A massa minima por amostra de ensaio está indicada abaixo.
Metodologia Experimental: 
• Secar as amostras de ensaio em estufa, esfriar à temperatura ambiente e determinar suas massas (m1 e m2). Tomar a amostra m1 e reservar a amostra m2.
• Encaixar as peneiras, previamente limpas, de modo a formar um único conjunto de peneiras, com abertura de malha em ordem crescente da base para o topo. Prover um fundo de peneiras adequado para o conjunto.
• Colocar a amostra ou porções da mesma sobre a peneira superior do conjunto, de modo a evitar a formação de camada espessa de material sobre qualquer uma das peneiras.
• Promover a agitação mecânica do conjunto por 1 min.
• Pesar todas as peneiras.
• Promover a agitação por mais 1 min e pesar as amostras das peneiras novamente. Essa operação deve ser repetida até que não aconteçam alterações de peso maiores que 1% da massa da amostra.
• Remover o material retido na peneira para uma bandeja identificada. Escovar a tela em ambos os lados para limpar a peneira. O material removido pelo lado interno é considerado como retido (juntar na bandeja) e o desprendido na parte inferior como passante.
• Determinar a massa total de material retido em cada uma das peneiras e no fundo do conjunto. O somatório de todas as massas não deve diferir mais de 0,3% da massa seca da amostra, inicialmente introduzida no conjunto de peneiras. 
• Proceder ao peneiramento da amostra M2.
• Calcular as porcentagens médias retida e acumulada, em cada peneira, com aproximação de 1%. 
• Determinar o módulo de finura.
Resultados e Discussão (agregado miúdo)
	AMOSTRA 01
	
	
	Peneiras
	Massa retida
	Porcentagem em peso
	
	
	% retida
	% retida acumulada
	9,5
	 
	 
	 
	6,3
	 
	 
	 
	4,75
	 
	 
	 
	2,36
	 
	 
	 
	1,18
	 
	 
	 
	0,6
	 
	 
	 
	0,3
	 
	 
	 
	0,15
	 
	 
	 
	0,075
	 
	 
	 
	Fundo
	 
	 
	 
	
AMOSTRA 02
	
	
	Peneiras
	Massa retida
	Porcentagem em peso
	
	
	% retida
	% retida acumulada
	9,5
	 
	 
	 
	6,3
	 
	 
	 
	4,75
	 
	 
	 
	2,36
	 
	 
	 
	1,18
	 
	 
	 
	0,6
	 
	 
	 
	0,3
	 
	 
	 
	0,15
	 
	 
	 
	0,075
	 
	 
	 
	Fundo
	 
	 
	 
Massa inicial: ____________________ 
Massa final:____________________ 
Módulo de Finura (MF):____________________ 
Dimensão máxima característica (Dmax):____________________
Classificação NBR 7211:____________________
CLASSIFICAÇÃO PELO MÓDULO DE FINURA: 
Muito grossa MF > 3,90 
Grossas 3,90 > MF > 3,90 
Médias finas 3,30 > MF > 2,40 
Finas 2,40 > MF
(A) pode haver uma tolerância de até no máximo 5 unidades (%) em um só dos limites marcados com a letra (A) ou distribuídos em vários deles. 
(B) para agregado miúdo resultante de britamento, este limite poderá ser 80.
Resultados e Discussão (agregado graúdo)
	
AMOSTRA 01
	
	
	Peneiras
	Massa retida
	Porcentagem em peso
	
	
	% retida
	% retida acumulada
	38
	 
	 
	 
	32
	 
	 
	 
	25
	 
	 
	 
	19,5
	 
	 
	 
	12,5
	 
	 
	 
	9,5
	 
	 
	 
	6,3
	 
	 
	 
	4,75
	 
	 
	 
	Fundo
	 
	 
	 
	AMOSTRA 02
	
	
	Peneiras
	Massa retida
	Porcentagem em peso
	
	
	% retida
	% retida acumulada
	38
	 
	 
	 
	32
	 
	 
	 
	25
	 
	 
	 
	19,5
	 
	 
	 
	12,5
	 
	 
	 
	9,5
	 
	 
	 
	6,3
	 
	 
	 
	4,75
	 
	 
	 
	Fundo
	 
	 
	 
Massa inicial: ____________________ 
Massa final:____________________ 
Módulo de Finura (MF):____________________ 
Dimensão máxima característica (Dmax):____________________ 
Classificação NBR 7211:____________________
ABNT NBR NM 46/2003 – Agregados - Determinação do material fino que passa pela peneira de 75 µm, por lavagem
Objetivo: 
• Determinação do teor de materiais pulverulentos contidos no agregado destinado ao concreto 
• Materiais pulverulentos: são partículas minerais com dimensão inferior a 0,075mm, inclusive os materiais solúveis em água, presentes nos agregados. 
Materiais e equipamentos: 
• Balança com capacidade mínima de 5Kg e resolução de 5g; 
• Estufa; 
• Peneiras (1,2 e 0,075mm) ; 
• Recipiente para retenção da amostra e a água de recobrimento ; 
• Bisnaga para água; 
• Haste p/ agitação; 
• Dois recipientes de vidro transparente 
Metodologia Experimental: 
• Amostragem 
• Secar a amostra em estufa (105 - 110 OC) até a constância de massa, esfriar a temperatura ambiente e deteminar a massa de duas amostras Mi1 e Mi2 (reserva). 
• Encaixar as peneiras 1,2 e 0,075mm de modo que a peneira 1,2 mm fique posicionada sobre a peneira 0,075mm. 
• Colocar a amostra (M1) no recipiente, recobrindo-a com água. Agite o material, com auxílio de uma haste, de forma a provocar a separação e suspensão das partículas finas, tomando cuidado de não provocar abrasão do material. Despejar a água cuidadosamente através - das peneiras, posicionadas de acordo com item anterior, para não perder o material. A água carregará consigo a amostra e ao passar pelas peneiras parte se perderá com a água e parte ficará retida nas peneiras. A água perdida através da peneira 0,075 mm transportará o material pulverulento contido na amostra. 
• Terminado o processo de lavagem, coloque o material retido nas peneiras no recipiente e cubra o mesmo com água. Deixe em repouso o tempo necessário para que as partículas decantem. Feito isso, retire o excesso de água com o auxílio de uma bisnaga, esse procedimento serve para facilitar a posterior secagem em estufa, tomando cuidado de não provocar perda de material. 
• Secar a amostra retida em estufa (105- 110) OC até a constância de massa e determinar a sua massa final seca (Mfi). Repetir todo o procedimento para a amostra Mi2 
	∅máx (mm) 
	Massa mínima 
	< 4,8 
	500 
	> 4,8 e < 19 
	3000 
	> 19 
	5000 
Resultados e Discussão 
• O teor de materiais pulverulentos de cada amostra é determinado pela diferença entre a massa inicial (Mi) e a massa final seca obtida depois da lavagem. O mesmo será expresso em porcentagem de acordo com a expressão , abaixo: 
•Onde: Mi - Massa inicial da fração, em g; 
 Mf - Massa após o repeneiramento, em g; 
• O resultado final será a média aritmética das duas determinações, realizadas nas duas amostras (Mi1 e Mi2). 
• A diferença obtida nas duas determinações não deve ser maior que 0,5% para agregado graúdo e 1,0% para miúdo. Quando esta condição não for atendida, realizar uma terceira determinação e adotar, como resultado, a média aritmética dos dois valores mais próximos. 
ABNT NBR NM 45/2006 – Agregados - Determinação da massa unitária e volume de vazios
Definição: 
Massa Unitária é a relação entre a massa do agregado lançado no recipiente e o volume desse recipiente.
Volume de Vazios é o espaço entre os grãos de uma massa de agregado.
→ Massa unitária de um agregado é a relação entre sua massa e seu volume sem compactar, considerando-se como volume também os vazios entre os grãos. Usa-se como parâmetro para transformar massa em volume. 
De acordo com a NBR NM 45/2006 o procedimento deste ensaio pode ser realizado de três maneiras.
- “Método A” – deve ser empregado para determinar a massa unitária de material compactado, quando os agregados têm dimensão máxima característica de 37,5 mm ou menor.
- “Método B” - deve ser empregado para determinar a massa unitária de material compactado, quando os agregados têm dimensão máxima característica superior a 37,5 mm e inferior a 75 mm.
- “Método C” – deve ser empregado para determinar a massa unitária de material no estado solto.
Método A 
- Determinar e registrar a massa do recipiente vazio. A seguir, encher o recipiente com o material até um terço de sua capacidade e nivelar a superfície com os dedos.
- Efetuar o adensamento da camada mediante 25 golpes com a haste de adensamento, distribuídos uniformemente em toda a superfície do material.
- Continuar o enchimento do recipiente até completar dois terços de sua capacidade, nivelar a superfície com os dedos e adensar a camada com mais 25 golpes distribuídos uniformemente.
- Finalmente, terminar de encher totalmente o recipiente e novamente nivelar a superfície com os dedos e adensar a camada com mais 25 golpes.
- Ao compactar a primeira camada do agregado, aa haste de adensamento não deve tocar o fundo do recipiente. Ao compactar a segunda e a terceira camada, evitar que a haste penetre na camada anterior.
- Nivelar a camada superficial do agregado com as mãos ou utilizando uma espátula, de forma a rasá-la com a borda superior do recipiente.
- Determinar e registrar a massa do recipiente mais seu conteúdo.
Método B 
- Determinar e registrar a massa do recipiente vazio. A seguir encher o recipiente em três camadas aproximadamente iguais de agregado.
- Efetuar o adensamento de cada camada colocando o recipiente sobre uma base firme, como um piso de concreto, elevando alternadamente os lados opostos cerca de 50mm e deixando-os cair, de forma que o adensamento se produza pela ação dos golpes secos.
- Adensar cada uma das três camadas golpeando o recipiente 50 vezes da forma descrita anteriormente, sendo 25 golpes de cada lado.
- Nivelar a superfície do agregado.
- Determinar e registrar a massa do recipiente mais seu conteúdo.
Método C
- Determinar e registrar a massa do recipiente vazio;
- Preencher o recipiente por meio de uma concha ou pá, lançando o agregado a uma altura inferior a 50 mm do topo do recipiente. 
- Rasar o recipiente e determinar a massa. 
- Determinar e registrar a massa do recipiente mais sue conteúdo.
Quantidade de Material 
O volume de material deverá ser de pelo menos o dobro do volume do recipiente que será usado. 
Equipamentos e Acessórios 
• Balança, com resolução de 1 g; 
• Concha ou pá, 
• Recipientes paralelepipédicos, com as dimensões constantes na Tabela 1. 
Preparação do Material 
Secar o material previamente ao ar. 
Procedimento (Método C)
•Determinar e registrar a massa do recipiente vazio;
•Preencher o recipiente por meio de uma concha ou pá, lançando o agregado a uma altura inferior a 50 mm do topo do recipiente. 
•Rasar o recipiente e determinar a massa. 
•Determinar e registrar a massa do recipiente mais sue conteúdo.
Cuidados 
• Rasar o agregado miúdo com movimentos horizontais da haste de socamento, evitando comprimir o agregado. 
• Rasar o agregado graúdo e, com os dedos, compensar os vazios que houver abaixo do nível do topo do recipiente com grãos deixados acima deste nível. 
• Limpar bem o recipiente antes de pesá-lo. 
Cálculos 
Calcular o peso unitário do agregado, dividindo a massa de agregado (kg) pelo volume do recipiente (dm3), considerando que a máxima variação permitida entre os resultados de cinco determinações feitas com o mesmo agregado é de 0,04 kg/dm3. 
Para agregados secos em estufa:
Caso se deseje conhecer a massa unitária de agregados na condição saturado superfície seca (SSS), o cálculo dever ser feito utilizando a seguinte formula:
Para cálculo de índice de vazios podemos utilizar o seguinte:
Resultados
A massa unitária do agregado solto ou compactado é a media dos resultados individuais obtidos em pelo menos três determinações, dividindo-se a massa do agregado pelo volume do recipiente utilizado, expressa em quilogramas por metro cubico. Os resultados dos ensaios não podem apresentar desvio maior que 1% em relação a média.
Os resultados de massa unitária devem ser informados com aproximação de 10km/m³.
Determinação do Inchamento do agregado miúdo 
Objetivo: 
• Este ensaio prescreve o método para a determinação do Inchamento de agregados miúdos para concreto. 
• Inchamento do agregado miúdo → fenômeno da variação do volume aparente, provocado pela absorção de água livre pelos grãos e queincide sobre a sua massa unitária 
• Coeficiente de inchamento (Vh/Vo) → Quociente entre os volumes úmido (Vh) e seco (Vo) de uma mesma massa de agregado. 
• Umidade crítica → Teor de umidade, acima do qual o coeficiente de Inchamento pode ser considerado constante e igual ao coeficiente de Inchamento médio 
• Coeficiente de inchamento médio → Valor médio entre o coeficiente de Inchamento máximo e aquele correspondente à umidade crítica 
Materiais e equipamentos: 
• Encerado de lona com dimensões mínimas de 2,0 m x 2,5 m, ou bandeja. 
• Balança com resolução de 100g e capacidade mínima de 50 kg. 
• Balança com resolução de 0,01g e capacidade mínima de 200 g. 
• Recipiente para determinação da massa unitária. 
• Régua rígida com comprimento da ordem de 500 mm aproximadamente. 
• Estufa para secagem. 
• Concha ou pá. 
• Dez cápsulas com tampa, para condicionamento e secagem de amostras de areia, com capacidade de 50 mL. 
• Proveta graduada de vidro com capacidade mínima de 1000 mL. 
• Misturador mecânico(opcional). 
Metodologia Experimental: 
• Secar a amostra de ensaio em estufa (105- 110oC) até constância de massa e resfriá-la até a temperatura ambiente. 
• Colocar a amostra sobre o encerado de lona, ou bandeja, homogeneizar e determinar massa unitária. 
• Adicionar água sucessivamente de modo a obter teores de umidade próximos aos seguintes valores: 0,5%, 1%, 2%, 3%. 4%, 5%, 7%, 9% e 12%. Homogeneizar cuidadosamente a amostra, a cada adição de água, por agitação manual da lona ou em misturador mecânico. Coletar uma amostra de agregado, a cada adição de água, para determinação do teor de umidade. Executar, simultaneamente, a determinação da massa unitária. 
• Determinar a massa de cada cápsula com a amostra coletada (Mi), destampar, secar em estufa a (105- 110oC) e determinar sua massa (Mf). 
Resultados e Discussão 
1. Calcular o teor de umidade das amostras coletadas nas cápsulas, através da seguinte expressão:
 
• Onde, 
h = teor de umidade do agregado, em %; 
Mi = massa da cápsula com o material coletado durante o ensaio, em g; 
Mf = massa final da cápsula com o material coletado apos secagem em estufa, em g; 
Mc = massa da cápsula, em g 
2. Para cada teor de umidade, calcular o coeficiente de inchamento de acordo com a expressão: 
 
 
 
 Onde: 
Vh = volume do agregado com h% de umidade, em dm3; 
Vo = volume do agregado seco em estufa, em dm3; 
ϒs = massa unitária do agregado seco em estufa. em kg/dm3; 
ϒh = massa do agregado com h% de umidade, em kg/dm3;
h = teor de umidade do agregado, em %. 
 
3. Determinar a umidade crítica na curva de inchamento (Fig.1)
pela seguinte construção gráfica:
- Traçar a curva de inchamento de modo a obter uma representação aproximada do fenômeno.
- Traçar a reta tangente À curva paralela ao eixo das umidades (RETA A).
- Traçar do ponto A reta que une a origem ao ponto de tangência da RETA A traçada obtém a RETA B.
- Traçar nova tangente à curva, paralela à reta obtém a RETA C.
- A umidade crítica é a abscissa correspondente ao ponto de interseção das duas tangentes.
h. Expressar o coeficiente de inchamento médio (ClM) como a média aritmética entre o coeficiente de inchamento máximo (ponto A) e aquele correspondente à umidade crítica (ponto B).
 
RESULTADOS E RELATÓRIO
 Apresentar no certificado a curva de inchamento traçada em gráfico, conforme a Fig.1, o valor da umidade crítica e o valor do coeficiente de inchamento médio.