Agregados

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AGREGADOS
Materiais de Construção Civil I
Profª Talles Mello
Definição
Material particulado, incoesivo, de atividade química praticamente nula, constituído de misturas de partículas cobrindo extensa gama de tamanhos.
Especificamente na construção civil a definição de agregado pode ser resumida como: material granuloso e inerte, que entra na composição das argamassas e concretos, contribuindo para o aumento da resistência mecânica e redução de custo na obra em que for utilizado. 
Concreto
DNIT
ABESC
Lastro
Gabiões
Drenos
Maccaferri
Maccaferri
Concreto asfáltico
Argamassas e concretos
Base p/ pavimentação
Drenos
Lastros de ferrovias
Gabiões
Agregados: Usos na Engenharia
Econômicas:	redução de custos
Cimento+ - R$ 1000,00/m3
Valores (2018)
Agregados
Técnicas:	Minimiza a retração;
Minimiza o calor de hidratação; Aumenta a resistência química; Aumenta a resistência à abrasão.....
+ - R$ 60,00/m3
(R$ / volume real)
Agregados: Finalidade do uso em Concretos e Argamassas
Agregados: Geologia
Esses materiais podem ser classificados de várias maneiras, como por exemplo: agregados graúdos e miúdos.
Origens dos agregados: os agregados são originários de pedaços de rochas com tamanhos e formas indefinidos. Essas rochas são formadas na natureza por meio de três processos:
Magmatismo: processo de resfriamento do magma, o que dá origem às rochas magmáticas. Os agregados provenientes desse tipo de rocha são bastante resistentes, como basalto e o diabásio.
Basalto
Diabásio
Agregados: Geologia
Sedimentarismo: dá origem ás rochas sedimentares. Esse tipo de rocha pode ser formado pela erosão e pela sedimentação de outras rochas, através do processo de precipitação de substancias químicas ou pela disposição de materiais orgânicos. Vale ressaltar que as rochas sedimentares geralmente são mais resistentes do que as magmáticas como, por exemplo, o arenito, o siltito, o argilito e o calcário.
Arenito
Argilito
Siltito
Calcário
Agregados: Geologia
Metamorfismo: processo que dá origem às rochas metamórficas, ocorrendo em alta temperatura e alta pressão, o que modifica as características originais das rochas. A ardósia e o mármore são exemplos desse tipo de rocha.
Ardósia
Mármores
Areia Natural
Seixos rolados
Pedra britada
Fíler: material passante # nº 200 (0,075 mm)
Agregado miúdo: material passante na # nº 4 (4,8 mm)
Agregado graúdo: material retido # nº 4
Agregados: Termos
Naturais : areias e seixos
Artificiais : britas, pó de pedra, argila expandida, granalha de aço
Areia
Seixos
Britas
Argila expandida
Granalha de aço
Classificações: Quanto à Origem
Leves:
M. U. < 1 g/cm3
Vermiculita
Argila expandida
Pérolas de isopor
(Concretex)
CONCRETO LEVE
Pedra pome, Vermiculita, Argila expandida,
Fragmentos de EVA
Pedra pome
Classificações: Quanto a densidade
Normais: M. U. entre 1 e 2 g/cm3
Britas comuns
Seixos
Areia Natural
Classificações: Quanto a densidade
Pesados: M. U. > 2 g/cm3
Granalha de aço
Argamassa de barita (barreira radiológica)
CONCRETO PESADO
Barita, Magnetita, Limonita,
Brita de magnetita
(Concretex)
Classificações: Quanto a densidade
Agregados Naturais
AREIA
É um agregado miúdo com grãos entre 0,05mm e 4,8mm utilizado na construção civil. Pode ser proveniente de rios, da cava e de britagem.
As areias são classificadas de acordo com as faixas granulométricas, ou seja, fina (partícula entre 0,05mm e 0,42mm), médias (entre 0,42mm e 2,0mm) e grossas (entre 2,0mm e 4,8mm).
Usado no preparo da argamassa para o assentamento, para o revestimento e como agregado miúdo na preparação de concreto.
Agregados Naturais
Areia fina: Para acabamentos bons, como reboco; utilizada também para fazer concreto.
Areia média: Utilizada em área de lazer, como: quadra de futebol, praia artificial, entre outros. utilizada também artefatos de concreto aparente.
Areia grossa: utilizada no concreto em geral, massa em cimento, como contrapiso, chapisco e assentamento de tijolo.
Agregados Naturais
Cascalho (Seixo Rolado)
Agregado graúdo com diâmetro entre 5mm e 100mm, oriundo de rochas magmáticas e encontrado nas águas de rios e mares.
Conhecido como seixo rolado, devido ao fato de ficar rolando na água.
Formato arredondado conferindo uma trabalhabilidade maior na composição do concreto.
Agregados Industrializados
BRITA
 Agregado graúdo obtido da fragmentação de rochas que resulta na pedra britada.
Seis categorias, de acordo com a granulometria:
Pedra 0: entre 4,8mm e 9,5mm
Pedra 1: entre 9,5mm e 19,0mm
Pedra 2: entre 19,0mm e 25mm
Pedra 3: entre 25mm e 38mm
Pedra 4: entre 38mm e 76mm
Pedra 5: entre 76mm e 100mm.
Para concreto armado usamos a 1 e 2.
Para concretos asfálticos usamos 1,2 e 3.
Agregados Industrializados
AREIA INDUSTRIAL / PÓ DE PEDRA / AREIA DE BRITA
Produzido durante a fabricação da pedra britada, com granulometria que varia entre 0,5mm e 4,8mm. Pode ser usado na argamassa substituindo a areia. 
A vida útil das instalações de britagem é bem longa, muito maior que as instalações de extração de areia natural, salvo algumas raríssimas exceções. Este cenário determinará a crescente tendência de utilização da areia artificial, pelo simples motivo de que em muitas regiões estarão extintas as reservas minerais naturais de extração. O concreto é o material de construção mais utilizado no mundo e a areia representa cerca de 30% de seu volume. Portanto, sua extração natural, com o passar do tempo, ficará insustentável.
O fíller é utilizado nos seguintes serviços:
na preparação de concretos, para preencher vazios;
na adição a cimentos;
na preparação da argamassa betuminosa;
como espessante de asfaltos fluidos.
https://www.youtube.com/watch?v=UKin0alnlno
Agregados Industrializados
Argila Expandida
Resulta do cozimento de porções de argila que formam peças pequenas e arredondadas. Utilizado como agregado graúdo, em situações nas quais se deseja reduzir o peso da estrutura ou obter um isolamento térmico e acústico.
A argila expandida é utilizada principalmente como agregado leve para concreto (concreto de enchimento) com resistência de até 30Mpa. Placas de concreto com este tipo de agregado servem como isolantes térmicos e acústicos. Também é muito utilizada para fins ornamentais em jardins.
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.
Produção e classificação granulométrica
www.cinasita.com.br
Agregados Industrializados
Argila Expandida
Agregados Industrializados
Vermiculita Expandida
Características e aplicações semelhantes à argila expandida.
Vermiculita
Escória de alto forno
Resíduos resultantes da produção de ferro gusa em altos-fornos, constituída basicamente de compostos oxigenados de ferro, silício e alumínio (Bauer, 2008). Dependendo do modo de resfriamento resultam diferentes tipos de escórias, que resultam diferentes tamanhos de agregados. Podem ser empregados em bases de estradas, asfaltos e agregado para concreto. A principal utilização da escória granulada é a fabricação de cimento portland. 
Formada p/ hidratação de certos minerais basálticos.
Quando aquecida a 1.000 oC, 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
Minério de vermiculita
Vermiculita ensacada
Argamassa de vermiculita para proteção térmica
Agregados Industrializados
Vermiculita Expandida
Agregados Industrializados
Hematita
Utilizada como agregado graúdo ou miúdo na construção de usinas nucleares, por absorver radiação.
Barita
Utilizada como agregado miúdo em argamassas nas quais se deseja obter a proteção radiológica, como na construção de salas de raios X.
Hematita
Barita
Extração a céu aberto em cavas, rios ou minas
Lavra de leito de rios
Obtenção: AgregadosNaturais
Extração dos Agregados
Desmonte através de explosivos
Extração em pedreiras
Perfuração para colocação de explosivos
(ITAMBÉ - Idércio)
Obtenção: Brita
Extração dos Agregados
Transporte em caminhões com caçamba basculante
Retirada do material desmontado
Extração em pedreiras
Obtenção: Brita
Obtenção: Brita
O processo de fabricação da pedra brita começa com a extração dos blocos, que são fragmentos de rochas retirados das jazidas, com dimensões acima de 1m. Local de extração de blocos de rocha.
Obtenção: Brita
Esses blocos alimentam o britador primário, que é o equipamento responsável pela primeira diminuição de tamanho da rocha. O subproduto do britador primário é a bica-corrida primária, que pode ter aplicações específicas ou ser encaminhada ao britador secundário para dar continuidade ao processo de fabricação de pedras com tamanhos menores. Quando a fração maior que 76 mm é separada da bica-corrida primária, temos um tipo específico de pedra conhecido como rachão.
Após a rocha passar pelo britador secundário, onde ocorre mais uma diminuição de tamanho, temos a bica-corrida secundária. Em algumas britagens pode-se ter um terceiro britador. A bica corrida secundária passa por uma série de peneiras com diferentes aberturas, que separam o agregado conforme o tamanho dos grãos. Os fragmentos de rocha que ficam retidos em cada peneira são transportados por meio de correias para as pilhas de estocagem correspondentes a cada tamanho. 
Pó de pedra
Brita 0
Brita 1
Brita 2
Brita 3
Brita 4 e 5
Areia de brita: obtida dos finos resultantes da produção da brita dos quais se retira a fração inferior a 0,15mm. Sua graduação é 0,15/4,8mm.
Restolho: material granular de grãos frágeis que pode conter uma parcela de solos. É retirado do fluxo na saída do britador primário.
Agregados: Forma e Textura Superficial
Grãos arredondados
e lisos
X
Grãos angulosos e
ásperos
consumo
MENOR
MAIOR
trabalhabilidade
de água
MAIOR
MENOR
aderência à
pasta
MAIOR
MENOR
Ex: agregados britados
Ex: areias de depósitos eólicos, areias e pedregulhos de zonas marítimas e leitos de rio
Agregado Miúdo: Massa Especifica
NBR 9776/1987 - Agregados - Determinação da massa específica de agregados miúdos por meio do frasco Chapman.
O resultado deve ser expresso com três algarismos significativos.
Agregado Graúdo: Massa Especifica
Balança pesando o material (SSS)
Picnômetro com material sendo pesado
permite rigoroso controle de volume
NBR NM 52/2009
O picnômetro
Agregado Graúdo: Massa Especifica
a)
b)	c)
d)
 =
f)
e)
m água+agreg.- m água
m agregado
Material passante # n.º 4 (4,8 mm)
Peneiramento em peneiras da Série Normal ABNT
NM 248:2003
Agregados Miúdos: Ensaio Granulometria
NBR 7211
Módulo de Finura - MF
Informações extraídas da granulometria:
O MF serve para classificar os agregados e como informação em alguns métodos de dosagem
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 determinadas dimensões.
M.F. =	∑( % acumuladas)
100
Agregados Miúdos: Ensaio Granulometria
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
DMCs máximos
Excesso de friabilidade aumenta em demasia a quantidade de finos do concreto dentro da betoneira
Material retido na # nº4 (4,8 mm)
Friabilidade: tendência do agregado desagregar ENSAIO DE ABRASÃO “LOS ANGELES”
NBR 51
Agregado Graúdo: Ensaio de Abrasão
(M.M. de Farias e E. M.Palmeira)
Friabilidade: tendência do agregado desagregar
ENSAIO DE ABRASÃO “LOS ANGELES”
(Vieira Jr & Salles, 2011)
NBR 51
Agregado Graúdo: Ensaio de Abrasão
(Farias, M. M. e Palmeira, E. M. ; IBRACON 2007)
C) Uniforme
Aumenta consumo de cimento
Curvas granulométricas
Contínua, bem graduada
Descontínua
Favorece a resistência
Agregados: Composição Granulométrica
Maior quantidade de vazios exige um maior consumo de pasta de cimento
(Mehta e Monteiro, 2006)
Aumenta custo Aumenta retração Aumenta calor ....
Agregados: Efeitos da Composição Granulométrica
Granulometrias e seus efeitos sobre os concretos:
PARÂMETROSDE DOSAGEMDOCONCRETO
CONCRETOFRESCO
CONCRETOENDURECIDO
PARAREDUÇÃODOCUSTO
PARAUMABOATRABALHABILIDADE
PARAUMABOARESISTÊNCIA
Granulometriado agregadomiúdo
Preferencialmentefina
Preferencialmentegrossa
Grossa
Relaçãograúdo/miúdo
Adiminuir
Aaumentar
A maiorpossível
Consumo deágua
A aumentaratécertoponto
Adiminuir
Aaumentar
Granulometriatotal
Preferívelcontínua
Preferencialmentedescontínua
Adisponível
Dimensão máximacaracterísticadoagregado
Preferencialmentemédia
Preferencialmentepequena
A maiorpossível
Geometria dogrãodo agregadograúdo
Preferencialmente esférico(pedregulho)
Preferencialmenteirregular (pedra britada)
Esférica (pedregulho)
(Assunção, J.W.; 2002 )
Agregados: Efeitos da Composição Granulométrica
Inchamento de até 35%
O inchamento altera o volume de areia a ser usada quando a
produção de concreto é feita por volumes de agregados.
Material passante # n.º 4 (4,8 mm)
INCHAMENTO
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.
h% =
x 100
Ph - Ps Ps
Agregado Miúdo: Inchamento
Reação Álcali-Agregado
Em resumo, entende-se por reação álcali-agregado o processo de deterioração do concreto endurecido, provocando assim a formação do gel expansivo (exceto para a reação álcali carbonato) a partir de reação química que ocorre em alguns tipos de agregados reativos ou potencialmente reativos, quando em contato com os álcalis existentes no cimento Portland, Óxido de Sódio(Na2O) e Óxidos de Potássio(K2O). A proporção da degradação depende da quantidade de álcalis disperso no cimento. 
NBR 15577- Agregados – Reatividade álcali-agregado
A NBR 7211/2005 limita o valor máximo do teor de álcalis total para os componentes do concreto, em 3 kg/m³ quando o agregado tiver reatividade potencial comprovada em laboratório pela norma ASTM C 1260, caso não sejam utilizadas medidas preventivas adequadas
Reação Álcali-Agregado
Essa reação normalmente causa expansão pela formação de um gel expansivo que absorve água por osmose e se expande entre os poros do concreto, até que os espaços vazios terminem e leve a um aumento de tensão. Esse aumento nos esforços internos pode causar a fissuração, e perda de resistência do concreto.
Como existe uma dependência da umidade este tipo de reação é mais comum em obras hidráulicas(ou expostas a umidade).
 	 Topo de pilar de vertedouro de barragem afetado por RAA.
Reação Álcali-Agregado
Que material é a causa da reação álcali-agregado: a brita, a areia ou o cimento?
A princípio, os três materiais poderiam atuar na reação álcali-agregado. O cimento se apresentar teor de álcalis elevado (ou seja, sódio e potássio) e a brita ou a areia se apresentarem sílica amorfa em sua composição mineralógica, ou seja, potencialmente reativa, que inclui calcedônia, vidro vulcânico, algumas formas de quartzo e algumas rochas carbonáticas.
Em quanto tempo essa patologia se manifesta?
Depende das condições favoráveis de exposição do concreto, sobretudo umidade e temperatura. Por exemplo, em barragens em que é freqüente o contatocom a água e a exposição ao sol que favorece a elevação da temperatura do concreto, a deterioração por reação álcali-agregado pode ser muito acentuada. Normalmente a reação é lenta e seus efeitos são detectáveis após vários anos