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Prof. MSc. Eng. Júlio Cesar Salles Cunha Engenharia Civil – 5º Período – Turma A Disc. Materiais de Construção I PEDRAS NATURAIS COMO MATERIAL DE CONSTRUÇÃO ✓ Local de instalações de obras: as rochas podem ser utilizadas como fundações de obras, como material de base para túneis, galerias, entre outros. ✓ Material de construção: materiais como pedras brita, areia,componentes de misturas cerâmicas, pedras para revestimento, matérias-primas da cal e do cimento, são originários de rochas estudadas pela geologia; ROCHAS NA ENGENHARIA: Podemos destacar duas finalidades das mesmas: FORMAÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS: É um corpo sólido natural, resultante de um processo geológico formado por agregados de um ou mais minerais arranjados, segundo condições de temperatura e pressão existentes durante sua formação. De acordo com o processo de formação, podemos classificar as rochas em: ➢ Rochas Ígneas ➢ Rochas Sedimentares ➢ Rochas Metamórficas Quanto a composição mineralógica: Ígneas: Sedimentares: Quanto a composição mineralógica: Metamórficas: AGREGADOS Agregado - Definição Segundo a NBR 9935/2011, material granular, geralmente inerte, com dimensões e propriedades adequadas para a preparação de argamassa ou concreto. ➢ Conceito ✓É o material particulado, incoesivo, de atividade química praticamente nula, constituído de misturas de partículas cobrindo extensa gama de tamanhos (Falcão Bauer). ✓Função: é atuar como material inerte nas argamassas e concretos aumentando o volume da mistura e reduzindo seu custo. ➢ Importância ✓ Fundamental para a perfeita dosagem de concretos e argamassas. Compõem de 60 a 80% do volume de concretos e argamassas. Influenciam:o módulo de elasticidade dos concretos, na massa específica dos concretos e na retração, etc. ➢ Classificação ✓Quanto a Origem: • Naturais: São formados por processos de intemperismo e abrasão ou através do processo de britagem de grandes blocos de rocha. Exemplos: areia, pedregulho. •Artificiais: São aqueles que necessitam de processos especiais de fabricação. Exemplo: Argila expandida, areia artificial. Agregados Naturais NBR 9935:2011 Agregados Artificiais NBR 9935:2011 Vermiculita Formada p/ hidratação de certos minerais basálticos. Quando aquecida a 1.000 °C, a água contida entre as suas milhares de lâminas se transforma em vapor fazendo com que as partículas se transformem em flocos sanfonados que aprisionam células de ar. M.E. de 80 a 120 kg/m³ Agregados artificiais ➢ Quanto a dimensão das partículas ✓Granulometria •Agregado miúdo: 0,075 mm < f < 4,8 mm. • Exemplos: pó de pedra, areia e siltes. Esses fragmentos passam na peneira com 4,8 mm de abertura. •Agregado graúdo: f ≥ 4,8 mm. •Exemplo: seixo rolado, brita e argila expandida. Esses fragmentos são retidos na peneira com abertura de 4,8 mm. ➢ Quanto a dimensão das partículas ✓Granulometria •Material pulverulento (Filler): f < 0,075 mm. • Seus grãos são da ordem de grandeza dos grãos de cimento, cujas dimensões são inferiores a 0,075 mm. ➢ Quanto a Massa das Partículas ou (Massa Unitária) ✓Agregados leves < 1000 kg/m3; •Ex. agregados artificiais como vermiculita expandida, escória granulada e argila expandida. Escória ➢ Quanto a Massa das Partículas ou (Massa Unitária) ✓Agregados normais(médios): 1000 e 2000 kg/m3; •Ex. areia lavada de rio, britas graníticas e calcárias. ➢ Quanto a Massa das Partículas ou (Massa Unitária) ✓Agregados pesados > 2000 kg/m3; •Ex. Barita, hematita, magnetita e granalha de aço. Barita Hematita – As principais características determinadas para esses agregados são granulometria, massa unitária, massa específica e capacidade absorção. – A determinação da granulometria do agregado graúdo é realizada da mesma maneira que a realizada para o agregado miúdo, mudando apenas a série de peneiras utilizadas e a amostra mínima que deve ser determinada pela Norma NBR 7211. Características dos Agregados Massa específica Dependente da sua estrutura química, da organização molecular e da eficiência de empacotamento Unidades = kg/m³, g/cm³, kg/dm³ Densidade ≠ massa específica Diferença mais conceitual do que prática Massa Específica ME= massa / volume real Massa Unitária MU= massa / volume TOTAL (com vazios) • A determinação da massa unitária do agregado graúdo é realizada da mesma maneira que a realizada para o agregado miúdo, já a massa específica pode ser feita por imersão de uma amostra de agregado graúdo seco ao ar em uma proveta graduada de 1000 ml, que contenha cerca de 500 ml de água. A massa específica é determinada pela divisão da massa da amostra pelo volume de água deslocado. Características dos Agregados Determinação da Massa Unitária: Determinação da Massa Específica : W = peso a seco (SSS) H = peso imerso na água a) Pesa o agregado (SSS). b) Pesa o agregado imerso em água, pendurando a amostra em um fio ligado ao prato da balança. O procedimento a ser seguido : NM 53:2009 Balança hidrostática: agregados graúdos Determinação da Massa Específica : O procedimento a ser seguido : NM 53:2009 Balança hidrostática: agregados graúdos Determinação da Massa Específica : Balança hidrostática: agregados graúdos ➢ Informar os resultados de massa específica com aproximação de 0,01 g/cm³ indicando o tipo de massa específica determinado. ➢ A diferença entre dois resultados individuais obtidos a partir de uma mesma amostra submetida a ensaio, por um operador empregando um mesmo equipamento, em um curto intervalo de tempo, não deve ser maior que: -0,02 g/cm³ para o ensaio de massa específica; -0,3% para o ensaio de absorção de água de agregados com absorção menor que 2,0%. NM 53:2009Resultados AGREGADO GRAÚDO Características dos Agregados • Agregado Grosso ou Graúdo: – Agregados Grossos são todos os materiais granulosos de diâmetro superior a 4,8 mm. Os principais agregados grossos são: pedras britadas, seixos rolados, argilas expandidas, escórias, etc. • Terminologia DENOMINAÇÃO DIÂMETRO BLOCO DE PEDRA > 1,0 m MATACÃO > 25 cm PEDRA Entre 7,6 cm e 25 cm BRITA 4,8 mm e 76 mm • SEIXOS ROLADOS – Encontrado em leitos de rios deve ser lavado para serem utilizados em concretos. O concreto feito com esse material apresenta boa resistência, inferior, porém, ao feito com brita. • Classificação: DENOMINAÇÃO DIMENSÕES FINO De 5 a 15 mm MÉDIO De 15 a 30 mm GROSSO Acima de 30 mm BRITA ✓ Brita é o agregado graúdo originado através da britagem de rocha. ✓ São normalmente utilizadas para a confecção de concretos, podendo ser obtidas de pedras graníticas e ou calcárias. Britas calcárias apresentam menor dureza e normalmente menor preço. Qualidades exigidas das britas: – Limpeza: ausência de matéria orgânica, argila, sais, etc.; – Resistência: no mínimo possuírem a mesma resistência à compressão requerida do concreto; – Durabilidade: resistir às intempéries e às condições adversas; – Serem angulosas ou pontiagudas: para melhor aderência. ✓A pedra britada ou brita é obtida em uma unidade industrial (mineradora)denominada pedreira,onde ocorre a desintegração, por explosão controlada, da rocha que dá origem à brita (no caso granito). ✓Após a detonação da rocha matriz, grandes pedaços são transportados para serem triturados em equipamento chamado britador (razão do nome brita). Por fim, a brita é passada em peneiras onde é classificada de acordocom sua granulometria (variando de 4,8 a 76 mm). ➢ PROCESSO DE BRITAGEM MACIÇO ROCHOSO DESMONTE BRITAGEM PROCESSO DE BRITAGEM CLASSIFICAÇÃO ESTOCAGEM & EXPEDIÇÃO Peneiramento & Lavagem Pilhas de estoques Explosivos & Rompedor hidráulico PROCESSO DE BRITAGEM Desmonte de rochas, através da perfuração executadas por perfuratrizes pneumáticas, carregamento de explosivos e detonações das mesmas. PROCESSO DE BRITAGEM CAMINHÕES „FORA DE ESTRADA‟ PROCESSO DE BRITAGEM Após a „quebra‟ o transporte é feito por caminhões „fora de estrada‟ PROCESSO DE BRITAGEM PROCESSO DE BRITAGEM PROCESSO DE BRITAGEM Quando a pedra estiver do tamanho necessário para a primária britagem, ela vai para um esteira onde promove a classificação inicial do material. CLASSIFICAÇÃO Área designada ao carregamento (pá-carregadeira com um auxiliar que espalha e acomoda o produto na caçamba do caminhão) dos produtos vendidos. PROCESSO DE BRITAGEM • BICA CORRIDA – material britado no estado em que se encontra à saída do britador. Pode ser classificada em primária ou secundária. – Será primária quando deixar o britador primário, com graduação aproximada de 300 mm, dependendo da regulagem e tipo de britador. – Será secundária quando deixar o britador secundário, com graduação aproximada de 76 mm. • PEDRA-DE-MÃO – É o agregado com grãos de maiores dimensões sendo retidos na peneira 76 mm (pode chegar até a 250 mm). Utilizados normalmente na confecção de concreto ciclópico, gabião e calçamentos. CONCEITOS RELATIVOS AO PENEIRAMENTO: • Material passante: Até 15% da massa pode ficar retida na peneira especificada. No mínimo 85% deve passar. • Material retido: Até 15% da massa pode passar na peneira especificada. No mínimo 85% deve ficar retido. Peneiras Série Normal e Intermediária TERMINAÇÃO DA COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA – NBR NM 248:2003 Amostra mínima para ensaio TERMINAÇÃO DA COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA – NBR NM 248:2003 Agregado graúdo – agregados cujos grãos passam na peneira 75mm e ficam retidos na peneira 4,75mm. CONCEITOS RELATIVOS AO PENEIRAMENTO: Segundo a NBR 7211:2009 CLASSIFICAÇÃO Produtos de britagem: Classificação Comercial quanto ao tamanho Características Físicas: Formas das Partículas (NBR 7389) Características Físicas: Formas das Partículas (NBR 7389) COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA: (Faixa de distribuição das dimensões das partículas ) Afeta as propriedades do concreto e argamassas (Feret, Fuller, Bolomey, Abrams e outros) Maior quantidade de vazios exige um maior consumo de pasta de cimento Aumenta custo Aumenta retração Aumenta calor .... EFEITO DA COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA: Informações extraídas da granulometria: NBR 7211 Módulo de Finura - MF O MF serve para classificar os agregados e como informação em alguns métodos de dosagem Dimensão Máxima Característica- DMC A DMC serve para verificar se um agregado tem tamanho adequado para ser utilizado em concreto de elementos estruturais de determinadas dimensões. A DMC de um agregado é a abertura nominal, em milímetro, 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. Soma das porcentagens retidas acumuladas em massa de um agregado, nas peneiras da série normal, dividida por 100. Informações extraídas da granulometria: Dimensão máxima do agregado a ser usado: Determinada pelo projeto estrutural, detalhe levantado em obra, observa-se as distâncias entre as armaduras, as formas e outras, seguindo as regras: (Adotar o menor destes valores). • DMC ≤ 1/3 da espessura da laje • DMC ≤ ¼ da distância entre faces das formas • DMC ≤ 0,8 do espaçamento entre armaduras horizontais • DMC ≤ 1,2 do espaçamento entre armaduras verticais • DMC ≤ ¼ do Ø da tubulação de bombeamento (no caso) • DMC ≤ 1,2 do cobrimento nominal Peneira # Abertura(mm) Massa % Retida % Retida nº retida(g) individual acumulada 1 1/2" 38 0,00 0,00 0,00 1" 25 * 398,70 7,97 7,97 3/4" 19 1079,00 21,58 29,55 3/8" 9,5 3427,10 68,54 98,10 1/4" 6,5 * 85,20 1,70 99,80 3/16" 4,5 0,90 0,02 99,82 8 2,4 0,00 0,00 99,82 16 1,2 0,00 0,00 99,82 30 0,6 0,00 0,00 99,82 50 0,3 0,00 0,00 99,82 100 0,15 0,00 0,00 99,82 FUNDO 9,10 0,18 100,00 TOTAL 5000,00 100,00 834,33 Agregado graúdo → DMAX = 19 mm GRANULOMETRIA NBR 7211 GRANULOMETRIA NBR 7211 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 Series1 EXERCÍCIOS EM SALA
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