MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO II aula 2

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PROF. CRISTIANO PENA MILLER, MSC.
AULA 2 – extração dos agregados
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO II
Comparativo volume x valor
Participação em Volume
Participação em Valor
Areia: 40%
Brita: 40%
Cimento: 10%
Aditivo: 2%
Água: 8 %
Aditivo: 5%
Brita: 18%
Areia: 15%
Custos
Areia(%)
Brita(%)
Mão de obra
30
23
Combustíveis e lubrificantes
20
15
Energia elétrica
5
7
Explosivos
-
10
Manutenção (materiais e serviços)
15
20
Serviços de terceiros
12
17
Gestão ambiental
3
3
Outros
15
5
Exploração de pedreiras
Terraplenagem
Colocação de explosivos
Marruagem
Transporte até o complexo de britagem
Evolução - 1
Evolução - 2
Evolução - 3
Evolução - 4
 
Evolução - 5
 
Evolução - 6
Classificação das britas
COMERCIAL			TÉCNICA
		PÓ			D.M.C. < 4,8 mm
		0			D.M.C. = 9,5 mm
		1			D.M.C. = 19 mm
		2			D.M.C. = 25 mm
		3			D.M.C. = 38 mm
		4			D.M.C. = 50 mm
		5			D.M.C. = 76 mm
Complexo de britagem
Britadores
Primários
Secundários
Terciários 
Correias transportadoras
Peneiras selecionadoras
FRAGMENTAÇÃO
 Britagem - primeiro estágio do processo de fragmentação (m ao cm). Divisão básica em primária e secundária.
 Britagem primária - alimentação é o ROM, localização próxima ou dentro da cava, operação a seco e circuito aberto com ou sem grelha para escalpar alimentação.
Britagem secundária - alimentação é o produto da britagem primária ( < 15 a 30 cm) operação normalmente via seco com circuito fechado ou aberto.
FRAGMENTAÇÃO
 Britadores
 Britadores de Mandíbulas
 Britadores Giratórios
 Britadores Cônicos
 Britadores de Impacto
 
FRAGMENTAÇÃO
 Britadores
 Britadores de Mandíbulas - britagem realizada entre uma superfície fixa e outra móvel, material escoado por gravidade. Grau de redução de 5/1. 
 O tipo Blake é o mais usado e tem uma abertura de alimentação fixa e abertura de saída móvel. 
Alimentação nominal = 0,5 a 1,5 m
Velocidade = 200 a 350 rpm 
Sistema Móvel de Britagem e Peneiramento na Mina
Sistema Móvel de Britagem e Peneiramento na Mina
Sistema Móvel de Britagem e/ou Peneiramento na Mina
FRAGMENTAÇÃO
 Britadores
 Britadores giratórios - superfície externa em forma de tronco de cone com vértice para baixo e interna, móvel, com vértice para cima. Maior capacidade que os britadores de mandíbula, podem receber alimentação direta de caminhões. 
Alimentação nominal = 1 a 1,6 m
Grau de redução = 8/1
FRAGMENTAÇÃO
 Britadores
 Britadores cônicos - concepção semelhante aos giratórios diferenciando - se pela superfície externa, alta capacidade. São os mais usados em britagem secundária. 
Alimentação nominal = 0,2 a 0,5 m
Grau de redução = 3/1 a 7/1
FRAGMENTAÇÃO
 Britadores
 Britadores de impacto - rotor que gira a grande velocidade, preso a peças(martelos) que se chocam com o material alimentado arremessando-o contra placas fixas, 500 a 3000 rpm. Limitação→ materiais abrasivos ( sílica + óxidos metálicos < 15 %).
Alimentação nominal = 0,2 a 0,8 m
Grau de redução = 6/1 a 10/1
FRAGMENTAÇÃO
FRAGMENTAÇÃO
 Britadores
 Britadores de rolos - Consistem de dois rolos lisos que giram um contra o outro fragmentando o material alimentado entre os rolos. Baixa capacidade e aplicação restrita a materiais friáveis.
Alimentação nominal = 0,2 m
Grau de redução = até 4/1
FRAGMENTAÇÃO
 Britadores
 Britadores de rolos dentados- Consiste de um rolo dentado que gira de encontro a uma placa fixa ou contra outro rolo dentado. Aplicações = carvão, calcário, caulim, fosfatos, ferro ( materiais friáveis e pouco abrasivos). 
Alimentação nominal = 0,10 a 0,3 m
Grau de redução = 2/1 a 4/1
Característica
Mandíbula
Giratório
Impacto
Rolo dentado
Capacidade
Baixa a média
Média a alta
Baixa
Baixa
Potência (kW)
2,25 a 225
5 a 750
11 a 450
15 a 300
Abrasividade do material
sem restrição
Sem restrição
sílica + óxidos metálicos <15%
Restrição
Granulometria do produto
top size alto para lamelares
Top size menor que mandíbula
alta produção de finos
Produz menos finos
Grau de redução
5/1
8/1
até 40/1
até 4/1
FRAGMENTAÇÃO
Circuitos de Britagem
 Britagem primária na mina ou local próximo, circuito aberto.
 Britagem secundária ou terciária em geral circuito fechado 
 com peneira → granulometria homogênea.
 Circuito fechado normal
 Circuito fechado reverso
Britagem Primária
Britagem Secundária
Peneira Vibratória
 Produto
US
OS
Carga Circulante
Fechado Reverso
Britagem Primária
Britagem Secundária
Peneira Vibratória
Produto
US
OS
Carga Circulante
Fechado Normal
FRAGMENTAÇÃO
 Moagem - último estágio do processo de fragmentação (cm ao μm). Moinhos revolventes ou tubulares são, ainda, os mais usados. São cilindros rotativos onde é realizada a fragmentação em seu interior pela ação de corpos moedores. 
 Corpos moedores
Barras cilíndricas
Bolas
 Cylpebs - tronco de cone
 Fragmentos do minério 
Carga = corpos moedores + material a ser fragmentado 
Carga = 30 a 50 % do volume interno do moinho
TIPOS DE DESCARGA
MOINHOS DE BOLAS
Agregado miúdo
NBR 7211 – Agregados para concreto: areia natural ou resultante do britamento de rochas estáveis, ou a mistura de ambas, cujos grãos passam na # 4,8 mm e ficam retidos na # 0,075 mm.
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Classificação das areias segundo o módulo de finura
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Areia artificial - Influência nas argamassas e concretos
Trabalhabilidade
forma do grão;
elevado teor de material pulverulento;
Resistência à tração e ao desgaste
forma e textura superficial do grão
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Agregados Graúdos - NBR 7211
Pedregulho ou a brita proveniente de rochas estáveis, ou a mistura de ambas, cujos grãos passam pela peneira 152 mm e ficam retidos na peneira 4,8 mm;
Rochas utilizadas na produção de agregado graúdo:
Granito
Basalto
Gnaisse
Diorito
Gabro
Diabasio
Calcário
Quartizito
Arenito
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Classificação dos grão quanto as suas dimensões
Normais
 Quando as três dimensões têm a mesma ordem de grandeza
 C / L < 2 e L / e < 2
 Aparência:
 Cúbicos
 Esféricos
 Tetraédricos
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Lamelares
quando há grande variação na ordem de grandeza das três dimensões
Alongados ou em forma de agulhas (aciculares)
C / L > 2 e L / e < 2
Discóides ou quadráticos
C / L < 2 e L / e > 2
Planos ou em forma de placas
C / L > 2 e L / e > 2
40
Classificação dos grãos quanto às arestas, cantos e faces
Normais
Angulosos
Arestas vivas, cantos angulosos e faces planas
Arredondadas
Sem arestas, cantos arredondados e faces convexas
Irregulares
Conchoidais
Uma ou mais faces côncavas
Defeituosos
Apresentam partes com seções gordas ou enfraquecidas em relação à forma geral do agregado
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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;
 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.
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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.
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Agregados de escória de alto-forno
O resfriamento lento da escória em grandes moldes viabiliza um produto que pode ser moído e graduado para se obter partículas densas e resistentes para uso como agregado.
As propriedades variam com a composição e a velocidade de resfriamento da escória.
São largamente usados para fabricação de produtos pré-moldados de concreto.
Agregado de cinza volante
Usado como agregado leve.
Em processo típico de fabricação,a cinza é peletizada e então sinterizada em forno rotativo, vertical ou de esteiras rotativas, a temperaturas de 1000 a 1200 °C.
Apresenta variações na finura e no teor de carbono.
Agregados reciclados
Entulho de construções de concreto: agregado contaminado por pasta de cimento endurecida, gipsita e outros.
Agregado miúdo: principalmente pasta endurecida e gipsita. Inadequado para produção de concreto.
Desvantagens
Alto custo de britagem
Graduação
Controle de pó
Separação dos constituintes indesejáveis.
NBR NM 26 – Agregados: amostragem
Definições:
Lote de agregados: É a quantidade definida de agregado produzido, armazenado ou transportado sob condições presumidamente uniformes;
Amostra de campo: É a porção representativa de um lote de agregados, coletada nas condições prescritas nesta norma, seja na fonte de produção; armazenamento ou transporte;
NBR NM 26 – Agregados: amostragem
Definições:
Amostra parcial: é a parcela de agregado obtida de uma só vez do lote de agregado;
Amostra de ensaio: é a porção obtida por redução da amostra de campo.
NBR NM 26 – Agregados: amostragem
Considerações gerais:
Para a amostragem devem ser tomadas todas as precauções necessárias para que as amostras obtidas sejam representativas quanto á natureza e características dos agregados. Amostras parciais tomadas em diferentes pontos devem representar todas as possíveis variações do material. A coleta deverá, se possível, ser realizada com material úmido para evitar a segregação da parte pulverulenta. 
NBR NM 26 – Agregados: amostragem
Procedimentos de amostragem:
Fontes:
Jazidas em depósitos naturais: perfuração;
Jazidas com uma face exposta (afloramento): demarcação da área;
Jazidas encobertas: perfurações – descartar material superficial não aproveitável;
Depósitos comerciais e obra (amostragem em pilha, em unidade de transporte, em silos; em correias transportadoras): métodos variáveis.
NBR NM 26 – Agregados: amostragem
Tabela 1 – Quantidades de amostras destinadas a estudos físicos e químicos dos agregados:
NBR NM 26 – Agregados: amostragem
Remessa das amostras: remetidas em sacos, containers, caixas ou outros recipientes limpos e adequados, que garantam a integridade da amostra durante o manuseio e transporte.
 
NBR NM 26 – Agregados: amostragem
Identificação da amostra de campo: identificadas mediante etiqueta ou cartão, contendo os seguintes dados: 
	- designação do material, número de identificação de origem; 
	- tipo de procedência; massa da amostra; quantidade do material que representa; 
	- obra e especificações a serem cumpridas; parte da obra em que será empregada; 
	- local e data da amostragem; 
	- responsável pela coleta.
NBR NM 26 – Agregados: amostragem
* Se jazida natural, acrescentar: 
	- localização da jazida e nome do proprietário; 
	- volume aproximado; 
	- espessura aproximada do terreno que cobre a jazida;
	- croqui da jazida (planta, corte e localização da amostra);
	- vias de acesso.
NBR NM 27 – Agregados: Redução da amostra de campo para ensaios de laboratório
Procedimentos de amostragem:
Método A: Separador mecânico;
Método B: Quarteamento;
Método C: tomadas de amostras aleatórias (exclusivo para agregado miúdo)
NBR NM 27 – Agregados: Redução da amostra de campo para ensaios de laboratório
Método A: Separador mecânico
Consiste em um equipamento dotado de calhas que estão dispostas de tal forma que descarreguem aleatoriamente o agregado para cada lado do separador. Uma das partes acumulada deverá ser desprezada e o processo repetido tantas vezes for necessário até que a quantidade de material atenda ao exigido nas Tabelas 1 e 2 da NM-26.
NBR NM 27 – Agregados: Redução da amostra de campo para ensaios de laboratório
NBR NM 27 – Agregados: Redução da amostra de campo para ensaios de laboratório
Método B: Quarteamento
Consiste em colocar a amostra de campo sobre uma superfície rígida, limpa e plana, onde não ocorra nenhuma perda de material e nem haja contaminação (utilizar um encerado de lona). Homogeneizar a amostra revolvendo-a no mínimo três vezes. Juntar a amostra formando um tronco de cone, cuja base deverá ter de quatro a oito vezes a altura do tronco de cone. 
NBR NM 27 – Agregados: Redução da amostra de campo para ensaios de laboratório
Método B: Quarteamento
Achatar cuidadosamente o cone com a ajuda de uma pá. Dividir a massa em quatro partes iguais com a ajuda de uma colher de pedreiro ou uma pá. Então, eliminar duas partes em sentido diagonal e agrupar as outras duas. Repetir o processo até a quantidade necessária para o ensaio desejado. 
NBR NM 27 – Agregados: Redução da amostra de campo para ensaios de laboratório
Método B: Quarteamento
Caso a superfície não seja regular, introduzir uma haste rígida por baixo do encerado, pasando pelo centro do cone, e levantá-lo em suas extremidades, dividindo-o em duas partes. Deixar uma dobra entre as duas partes e retirar a haste. Introduzir novamente a haste formando um ângulo reto com a primeira divisão. Proceder o quarteamento e repetir o processo até obter a quantidade de material necessária.
NBR NM 27 – Agregados: Redução da amostra de campo para ensaios de laboratório
Influência das propriedades dos agregados em concretos e argamassas:
- resistência
- estabilidade dimensional
- durabilidade
Classificação dos agregados
Origem 
• Naturais Rochas ígneas (já estudado0
• Artificiais
Massa específica
Dimensão das partículas
Classificação dos agregados
Origem 
• Naturais Rochas igneas
• Artificiais
Escória de alto-forno
resfriamento lento
ácidas (mais denso) x básicas (estrutura vesicular)
aplicação: pré-moldados – blocos, mourões e canais
• EPS – poliestireno expandido
produto da química do petróleo
pequenas partículas esféricas de EPS
aplicação: concretos leves
Classificação dos agregados
Origem 
• Naturais Rochas igneas
• Artificiais
Reciclagem
entulhos de construções de concreto
aplicação: locais de escassez de agregados de boa qualidade e/ou abundância de entulhos de construções
problema: custos – britagem, graduação, controle do pó e separação de constituintes indesejáveis
Classificação dos agregados
Origem 
• Naturais Rochas igneas
• Artificiais
Argila expandida
tratamento térmico de materiais adequados (1000 a 1100 ºC) – gases liberados pela decomposição química de alguns constituintes são incorporados e expandem a massa sinterizada
aplicação: concretos leves
EVA - Acetato Vinil Estireno
Obtido das aparas de resíduos da industria de calçados 
Aplicação: concretos leves
Classificação dos agregados 
Origem
• Naturais
• Artificiais
Massa unitária
• Leves : γ < 2,0 kg/dm3
• Normais: 2,0 < γ < 3,0 kg/dm3
• Pesados: γ > 3,0 kg/dm3
Dimensão das partículas
Classificação dos agregados 
Origem •
Massa unitária
Dimensão das partículas
Agregado miúdo
Agregado graúdo
Classificação dos agregados
Agregado graúdo: 
material granular com pelo menos 95%, em massa de grãos retidos na peneira 4,8 mm, conforme NBR 5734 (esta definição engloba, em seu sentido mais amplo as definições de agregados graúdo e miúdo constantes da NBR 7211).
Classificação dos agregados
Agregado miúdo: 
material granular com pelo menos 95%, em massa de grãos que passam na peneira 4,8 mm, (esta definição engloba, em seu sentido mais amplo as definições de agregados graúdo e miúdo constantes da NBR 7211).
Definições das propriedades dos agregados
• Massa específica
Massa por unidade de volume, incluindo os poros internos das partículas, é considerado o volume dos grãos dos agregados
= m/v
• Massa unitária
Massa de agregados que ocupam uma unidade de volume
MU = m/v 
 v = volume ocupado pelos grãos ou seja o volume das partículas e o volume dos vazios entre os grãos
Definições das propriedades dos agregados
Massa específica na condição seca
Relação entre a massa do agregado seco e seu volume, excluídos os vazios permeáveis
• Vazios permeáveis
Descontinuidades ligadas diretamente à superfície externado agregado que, na condição saturada superfície seca, são passíveis de reter água
• Massa específica na condição saturada superfície seca
Relação entre a massa do agregado na condição saturada superfície seca e seu volume, excluídos os vazios permeáveis
• Absorção
Aumento da massa do agregado, devido ao preenchimento dos seus poros por água, expresso como porcentagem de sua massa seca
Materiais pulverulentos
Partículas minerais com dimensão inferior a 0,075 mm, incluindo os materiais solúveis em água
Definições das propriedades dos agregados
Parâmetros granulométricos
Módulo de finura
Soma das porcentagens retidas acumuladas em massa de um agregado, nas peneiras da série normal, divida por 100
• Dimensão máxima característica
Abertura da peneira em que ficar retida, acumulada, uma porcentagem do agregado igual ou imediatamente inferior a 5% em massa
Tipos de brita
Brita 1/2” 9 a 13 mm
Bica corrida < 50 mm
Pó de pedra < 6 mm
Pedrisco < 12,5 mm
Brita 0 2,36 a 12,5 mm
Brita 1 4,75 a 25 mm
Brita 2 9,5 a 31,5 mm
Brita 3 19 a 50 mm
Ensaios
• Resistência à abrasão e desintegração
Importância: índice de qualidade do agregado, resistência ao desgaste de pisos, pavimentos
Critério: porcentagem máxima de perda de massa, profundidade e tempo de desgaste
• Forma da partícula e textura superficial
Importância: trabalhabilidade do concreto fresco
Critério: porcentagem máxima de partículas lamelares ou alongadas
Ensaios
Composição granulométrica
Importância: trabalhabilidade do concreto fresco, padronização, economia
Critério: porcentagens máxima e mínima passantes em peneiras normalizadas
• Massa específica
Importância: cálculos de dosagem, classificação
Critério: relação entre massa e volume
• Massa unitária
Importância: cálculos de dosagem
Critério: massa compactada e massa no estado solto
• Absorção e umidade superficial
Importância: controle de qualidade
Critério: retenção de água
Plan1
	Muito grossas	MF > 3,90
	Grossas	3,30 < MF < 3,90
	Médias	2,40 < MF < 3,30
	Finas	MF < 2,40