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Materiais de Construção: Agregados Prof. Rafaella Silva de Lima MKT-MDL-02 Versão 00 Agregados – Definição e Classificações • Definição: Denominação genérica dada aos materiais que são acrescentados ao cimento e à água para se obterem as argamassas e os concretos e diversos outros usos em engenharia. MKT-MDL-02 Versão 00 Disponível em: https://www.escolaengenharia.com.br/tipos-de-concreto/ Agregados na Engenharia Lastros de ferrovias. Disponível em: http://www.ccabrasil.org.br/english/Coproduto_Lastro_Ferroviario.asp Agregados na Engenharia Concretos para pavimentação Disponível em: http://infraestruturaurbana17.pini.com.br/solucoes- tecnicas/16/pavimentacao-asfaltica-os-tipos-de- revestimentos-o-maquinario-necessario-260588-1.aspx Agregados na Engenharia Drenos. Disponível em: http://www.diprotec.com.br/solucao/drenagem-profunda/ Agregados na Engenharia Gabiões Disponível em: https://www.escolae ngenharia.com.br/ga biao/ Uso em Concretos e Argamassas • Econômicas: redução de custos • Técnicas: • Minimiza a retração; • Minimiza o calor de hidratação; • Aumenta a resistência química; • Aumenta a resistência à abrasão..... Uso em Concretos e Argamassas • Representam entre 55% e 70% do volume do concreto; % médias por volumes de um concreto comum: Massa Unitária e Massa Específica • Podem ser classificados quanto à sua Massa Unitária (relação entre a massa e oo volume de sólidos, incluindo vazios) em normais,leves ou pesados, o que influi no tipo de aplicação a que se destinam. • A Massa Específica é a relação entre a massa e o volume dos sólidos, excluindo os vazios. MU e ME • Valores Habituais: • Areia natural: • ME 2,6 g/cm3 (ou kg/litro = t/m3) • MU 1,4 g/cm3 • Brita comum: • ME 2,7 g/cm3 (ou kg/litro = t/m3) • MU 1,5 g/cm3 https://www.youtube.com/watch?v=t5Wau_Bcflg Determinação da MU • NBR 7251/1982 Massa Unitária – Classificação Definições – Superfície Específica • Superfície Específica: SE = áreas dos grãos / MU • Área dos grãos: soma áreas todos os grãos contidos na MU. Valores aproximados: Definições – Forma dos Grãos • Os agregados podem ser classificados segundo a forma dos grãos, o que influencia as características dos produtos em que são empregados, ou seja, argamassas e concretos, principalmente no que se refere à sua trabalhabilidade. Definições – Umidade e Absorção • Estado dos grãos: • Seco em estufa: sem umidade alguma, 110 ºC por 6 horas; • Seco ao ar: sem umidade superficial, só umidade interna dos grãos; • Saturado c/ superfície seca: sem umidade superficial, interior saturado; • Saturado: com água livre na superfície. Definições – Umidade e Absorção • Absorção de Água (≤ valor da porosidade) Definições – Umidade e Absorção Definições – Umidade e Absorção • Seco em estufa: • O material fica sem umidade alguma, após a permanência em estufa a 110 ºC por 6 horas; Termos • Fíler: material passante # nº 200 (0,075 mm) • Agregado miúdo: material passante na # nº 4 (4,8 mm) • Agregado graúdo: material retido # nº 4 Classificações • Quanto à origem: • Naturais: areias e seixos. • Artificiais: britas, pó de pedra, argila expandida, granalha de aço. Classificações • Quanto à densidade: Leves (M.U. < 1 g/cm3) Classificações • Quanto à densidade: Normais (M. U. entre 1 e 2 g/cm3) Classificações • Quanto à densidade: Pesados (M.U. > 2 g/cm3) Classificação • Quanto ao tamanho: • Agregado miúdo: Material passante # n.º 4 (4,8 mm) • Agregado graúdo: Material retido # n.º 4 • Mescla graúdo/miúdo: 15% e 85% retido # n.º 4 • Material pulverulento: Material passante # n.º 200 (0,075 mm) 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. Classificação • Produtos de britagem: Classificação comercial quanto ao tamanho Composição Granulométrica • Faixa de distribuição das dimensões das partículas. • Afeta as propriedades do concreto e argamassas. • Procedimentos: Feret, Fuller, Bolomey, Abrams e outros. Composição Granulométrica Composição Granulométrica • Efeito da Composição Granulométrica: • Maior quantidade de vazios exige um maior consumo de pasta de cimento. • Aumenta custo • Aumenta retração • Aumenta calor .... Composição Granulométrica • Conjunto de grãos menores em substituição a grãos maiores implica em uma maior quantidade de vazios, uma maior superfície específica e portanto um maior consumo de pasta de cimento Composição Granulométrica • Granulometrias e seus efeitos sobre os concretos: Agregados – Obtenção • Agregados Artificiais – Argila Expandida • Produzida em grandes fornos rotativos, utilizando argilas especiais que se expandem a altas temperaturas (1.100 °C), transformando-as em um produto leve, de elevada resistência mecânica. Agregagos - Obtenção • Agregados Artificiais – 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 – Obtenção Agregados - Obtenção • Naturais - Diretamento na natureza em leitos de rios ou barrancos (areias e pedregulhos); Agregados – Obtenção • Extração de areia de mina. Agregados - Obtenção • Naturais - Areia de origem marinha • Aplica-se processo de lavagem para remover o sal (NaCl). Não se utiliza em concreto armado devido ao ataque às armaduras. Agregados – Obtenção • Processos artificiais com a fragmentação ou a trituração de materiais provenientes de extração (britas e areias artificiais). http://paragominas.pa.gov.br/noticias/meio_ambiente/30- cadastro_estadual_de_recursos_minerarios_sera_realizado_em_paragominas Agregados - Obtenção • Produção e classificação em centrais de britagem Agregados – Obtenção • Britadores secundário e terciário – Girosférico ou cônico Agregados Miúdos – Umidade e Absorção • Material passante # n.º 4 (4,8 mm) • A água transportada pelos agregados através do seu teor de umidade (h%) deve ser considerada na relação água/cimento (a/c) para não afetar a resistência do concreto. Agregado Miúdo - Inchamento • Material passante # n.º 4 (4,8 mm) • A umidade aderente nas superfícies dos grãos dos agregados miúdos transforma estes em partículas com cargas elétricas negativas. Por repulsão elétrica os grãos se afastam causando o inchamento. Agregado Miúdo - Inchamento • O inchamento altera o volume de areia a ser usada quando a produção de concreto é feita por volumes de agregados. Agregado Miúdo Agregado Miúdo - Granulometria • Peneiramento em peneiras da Série Normal ABNT Agregado Miúdo - Granulometria • Informações extraídas da granulometria: • Módulo de finura: • O MF serve para classificar os agregados e como informação em alguns métodos de dosagem. Agregado Miúdo - Granulometria • Informações extraídas da granulometria: • Dimensão Máxima Característica – DMC • A DMC de um agregado é a abertura da malha da peneira superior a qual a porcentagem acumulada for igual ou imediatamente inferior a 5 %. • A DMC serve para verificar se um agregado tem tamanho adequado para ser utilizado em concreto de elementos estruturais de determinadasdimensões. Aagregado Miúdo - 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. Agregado Miúdo - Granulometria • Material passante # nº4 (4,8 mm) Material Pulverulento • Partículas inferiores a 0,075 mm; • Estudo granulométrico impossível por meio de peneiras; • Altíssima superfície específica; • Métodos indiretos para avaliar o tamanho das partículas; • Turbidímetro Wagner: Tempo de sedimentação. Material Pulverulento • Abrir o registro e aspirar o líquido, levantando para a marca A, fechando o registro. • Com a sub-pressão formada no tubo, o ar é forçado a fluir através da amostra e o fluido vai lentamente voltando a posição de equilíbrio. • O cronômetro deve ser acionado quando o nível do fluido passar pela marca B e desligado quando atingir a marca C, anotando-se o tempo. Características Deletérias dos Agregados • Características Físicas: • Extrínsecas: Incrustações; Superfície intemperizada; Superfície lisa; Formas indesejáveis; Excesso de finos. • Intrínsecas: Estrutura porosa indesejável; Variação volumétrica no umedecimento e secagem; Laminação e clivagem; Partículas moles, fracas, leves; Dilatação térmica desfavorável. Características Deletérias dos Agregados • Características Químicas: • Reação com o cimento: • Álcali-agregado (NaOH, KOH) - (Quantidade de álcalis; Relação NaOH/KOH); Impurezas orgânicas; Impurezas salinas; Trocas iônicas. • Independentes do cimento: • Oxidação (Sulfetos de Ferro; Concretos ferruginosos); Carbonatação; Impurezas incorporadoras de ar; Solubilização. Impurezas – Reações Deletérias Impurezas – Reações Deletérias • Causam decomposição da pasta, eflorescências e manchamento no concreto. • Podem interferir na hidratação do cimento (podendo até inibir a hidratação). • Ocorre freqüentemente em areias de naturais Reação Álcali-Agregado Reação Álcali-Agregado Areia Artificial • Agregado miúdo proveniente da britagem de rochas. • Devido a forma de obtenção, o agregado produzido contém muito material pulverulento e os grãos tendem a ser mais angulosos que a areia natural. Areia Artificial Referências • Referências bibliográficas: • ELADIO G. R. PETRUCCI - Concreto de cimento Portland Ed. Globo. • L. A. FALCÃO BAUER - Materiais de construção 1 - Ed. LTC. • MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL e Princípios de Ciência e Engenharia de Materiais. Capítulo 16 Agregados para a Construção Civil. Márcio M. de Farias e Ennio de Marques Palmeira – IBRACON 2007
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