Aula Ensaios Laboratórios - Materiais de Construção Civil

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Materiais de Construção 
Civil 
 
Ensaios em Laboratórios 
 
 
Faculdade Estácio de Sá 
 
 
 
 
 
Vila velha/ES 
Ensaios em Laboratórios 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO: 
 
1. Ensaio – Determinação da composição Granulométrica – NBR NM 243 
/ 2003. 
2. Ensaio – Determinação da massa unitária de agregados em estado 
solto e compactado – NBR NM 45 / 2006 
3. Ensaio – Determinação do inchamento de agregado miúdo –NBR 
6467/2006. 
4. Ensaio – Determinação da umidade superficial em agregados miúdos 
por meio do frasco de Chapman – NBR NM 30 / 2001. 
5. Ensaio – Determinação da massa específica de agregados miúdos por 
meio do frasco de Chapman – NBR NM 52 / 2009. 
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GRANULOMETRIA DOS 
AGREGADOS 
Ensaios em Laboratórios 
 
 
 
 
Determinação da composição Granulométrica – NBR NM 243: 
 
Referências Normativas: 
• NM 26:2000 – Amostragem de agregados; 
• NM 27:2000 – Redução da amostra de campo de agregados para ensaio 
em laboratórios; 
• NM 46:2001 – Agregados – Determinação do material fino que passa 
através da peneira 0,075mm por lavagem. 
 
Objetivos: 
Prescreve o método para a determinação da composição granulométrica 
de agregados miúdos e graúdos para concreto. 
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Determinação da composição Granulométrica – NBR NM 243: 
NBR NM 26 / 2001 – Amostragem 
Objetivo: estabelece os procedimentos para amostragem de agregados, desde sua 
extração e redução até o armazenamento e transporte da amostras destinadas a 
ensaios de laboratórios. 
 
 
 
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Determinação da composição Granulométrica – NBR NM 243: 
Definições: 
Série normal e série intermediária: Conjunto de peneiras sucessivas, de 
acordo com a tabela abaixo: 
 
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Determinação da composição Granulométrica – NBR NM 243: 
Definições: 
 
Dimensão máximo do agregado: corresponde à abertura nominal, em 
milímetros, da malha da peneira normal ou intermediária, na qual o 
agregado apresenta uma porcentagem retida acumulada igual ou 
imediatamente inferior a 5% em massa. 
 
Módulo de finura: Soma das porcentagens retidas acumuladas em massa 
de um agregado, nas peneiras da série normal, dividida por 100. 
 
 
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Determinação da composição Granulométrica – NBR NM 243: 
Aparelhagem: 
• Balança: resolução de 0,1% da massa da amostra; 
• Estufa: temperatura (105 + ou – 5)°C; 
• Peneiras: séries normal e intermediárias, com tampa e fundo; 
• Agitador mecânico de peneiras (facultativo); 
• Bandejas; 
• Escova ou pincel: cerdas macias. 
 
Execução do Ensaio: 
1 - Amostragem: 
• Coletar a amostra de agregados de acordo com NM 26. 
• Formar duas amostras para ensaio, conforme NM 27. 
 
 
 
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Determinação da composição Granulométrica – NBR NM 243: 
Execução do Ensaio: 
1. Amostragem: 
• A massa mínima por amostra de ensaio é indicada na tabela abaixo: 
 
 
 
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Determinação da composição Granulométrica – NBR NM 243: 
Execução do Ensaio: 
2 - Ensaio: 
• Secar as amostras de ensaio em estufa, esfriar na temperatura 
ambiente e determinar suas massas (m1 e m2).Tomar a amostra m1 e 
reservar a amostra m2; 
• Encaixar as peneiras de modo a formar um único conjunto, com 
abertura de malha na ordem crescente da base para o topo. Prover um 
fundo de peneiras adequado; 
• Colocar a amostra (m1) ou porções da mesma sobre a peneira superior 
do conjunto, de modo a evitar a formação de uma camada espessa de 
material sobre qualquer uma das peneiras; 
 
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Determinação da composição Granulométrica – NBR NM 243: 
Execução do Ensaio: 
2 - Ensaio: 
• O acúmulo de material sobre um peneira impede o igual acesso de 
todos os grãos à tela. De forma a evitar esses problemas, para 
peneiras com aberturas menores que 4,75 mm, a quantidade retida 
sobre cada peneira, na operação completa de peneiramento, não deve 
exceder a 7,0 kg/m2 de superfície de peneiramento. Para peneiras 
com aberturas de malha iguais ou maiores que 4,75 mm, quantidade 
de material sobre a tela: 
m = 2,5 x a x s 
m = é a máxima quantidade de material sobre a peneira, em kg; 
a = é a abertura da malha 
s= é a superfície efetiva de peneiramento, em m2 
 
 
 
 
 
 
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Determinação da composição Granulométrica – NBR NM 243: 
Execução do Ensaio: 
2 - Ensaio: 
• Promover a agitação mecânica do conjunto, por um tempo razoável 
para permitir a separação e classificação prévia dos diferentes 
tamanhos de grãos da amostra. 
• Destacar e agitar manualmente, por um minuto, a peneira superior com 
movimentos laterais e circulares alternados, até que a massa do 
material passante pela peneira seja menor que 1% da massa retida; 
• Remover o material retido na peneira e colocar em uma bandeja 
identificada. 
• Proceder a verificação da próxima peneira conforme descrito 
anteriormente, até que todas as peneiras sejam verificadas. 
 
 
 
 
 
 
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Determinação da composição Granulométrica – NBR NM 243: 
Execução do Ensaio: 
2 - Ensaio: 
• Determinar a massa total de cada material retido em cada uma das 
peneiras. O somatório de todas as massas não devem diferir mais de 
0,3 % da massa total. 
• Se não for possível executar o ensaio com peneirador mecânico, 
classificar manualmente toda amostra de peneira em peneira. Agitar 
manualmente com o tempo não inferior a 2 minutos. 
• Proceder ao peneiramento com a amostra de massa m2. 
 
 
 
 
 
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Determinação da composição Granulométrica – NBR NM 243: 
Execução do Ensaio: 
3 – Cálculos: 
• Para cada uma das amostras de ensaio, calcular a porcentagem retida, 
em massa, em cada peneira, com aproximação de 0,1%. 
• As mesma amostras devem apresentar a mesma dimensão máxima 
característica. Nas demais peneira não deve diferir mais que 4% entre 
si. 
• Calcular as porcentagens médias, retidas e acumuladas, com 
aproximação de 1%. 
• Determinar módulo de finura. 
 
 
 
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MASSA ESPECÍFICA DO 
AGREGADO MIÚDO 
 
 
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Determinação da Massa Específica por meio do frasco 
Chapman– NBR NM 52/2009: 
1. Normas Pertinentes: 
NBR/NM 52:2009 – Agregado miúdo de massa específica e massa específica 
aparente. 
NBR – 7211:2005 - Agregados para concreto – Especificações. 
NBR/NM 26:2001: - Agregados – Amostragem: Procedimento. 
2. Equipamentos Utilizados: 
- Balança com sensibilidade de 0,1 g; 
- Frasco Chapman; 
- Espátula; 
- Funil; 
- Pipeta; 
- Pá; 
- Estufa; 
- Cápsula de porcelana. 
 
 
 
 
 
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Determinação da Massa Específica por meio do frasco 
Chapman– NBR NM 52/2009: 
2. Equipamentos Utilizados: 
- Pipeta; 
- Pá; 
- Estufa; 
-Cápsula de porcelana. 
3. Procedimento: 
- Secar a amostra em estufa a 110ºC, até constância de peso; 
- Pesar 500 g de agregado miúdo; 
- Colocar água no frasco Chapman, até a marca de 200 cm3; 
- Introduzir cuidadosamente as 500 g de agregadono frasco, com auxílio de um 
funil; 
 
 
 
 
 
 
 
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Determinação da Massa Específica por meio do frasco 
Chapman– NBR NM 52/2009: 
3. Procedimento: 
-Agitar o frasco, cuidadosamente, com movimentos circulares, para a eliminação 
das bolhas de ar (as paredes do frasco não devem ter grãos aderidos); 
- Fazer a leitura final do nível da água, que representa o volume de água deslocado 
pelo agregado (L); 
-Repetir o procedimento. 
4. Resultados: 
A massa específica do agregado miúdo é calculada através da expressão: 
 , onde massa específica do agregado miúdo, 
 expressa em g/cm3 ou kg/dm3 
 L = leitura final do frasco (volume ocupado pela 
 água + agregado miúdo) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Determinação da Massa Específica por meio do frasco 
Chapman– NBR NM 52/2009: 
4. Resultados: 
OBS: 
-Duas determinações consecutivas, feitas com amostras do mesmo agregado, não 
devem diferir entre si de mais de 0,05 g/cm3, ou seja: 
 
-Os resultados devem ser expressos com duas casas decimais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Amostra 1 Amostra 2 
Ms (g) Lf (cm3) Ms (g) Lf (cm3) 
500 500 
µ1 (g/cm
3) µ2 (g/cm
3) 
 
µ1 - µ2 
µmédio (g/cm
3) 
Tabela - Resultado 
do ensaio de massa 
específica 
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Determinação da Massa Específica por meio do frasco 
Chapman– NBR NM 52/2009: 
 
 
 
Frasco de Chapman 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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MASSA UNITÁRIA SOLTA E 
COMPACTA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Determinação - Massa Unitária do agregado solto e compacto: 
Introdução: 
Massa unitária solta de um agregado é a relação entre a massa e seu 
volume sem compactar, considerando-se os vazios entre os grãos. 
Massa unitária compactada tem a mesma definição, porém há um 
processo de compactação do material. 
Utilizada em: transformar massa em volume e vice-versa. 
Objetivo: 
Transformar massa para volume considerando os vazios. 
Aplicação: 
 concreto dosado em volume; 
 controle de recebimento e estocagem de agregados. 
 
 
 
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Determinação- Massa Unitária do agregado solto e compacto : 
Amostra: 
• Separar amostra aproximadamente 2 vezes o volume do recipiente de 
ensaio. 
• Secar em estufa a (105 + ou – 5 ) °C. 
Equipamentos: 
• Balança com resolução de 50g; 
• Concha para agregados, de fundo plano; 
• Estufa; 
• Haste de adensamento (16 x 600 mm); 
• Régua metálica, comprimento 50cm; 
• Recipiente metálico, rígido, de acordo com a tabela a seguir. 
 
 
 
 
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Determinação- Massa Unitária do agregado solto e compacto : 
 
 
 
 
 
Ensaio: 
1º método: Massa unitária compactada de agregado com Dmáx ≤ 
37,5mm: 
• determinar a massa do recipiente vazio (mr), em kg; 
• secar o material na estufa, aproxim. 24 horas; 
• com material seco, encher o recipiente em 3 camadas, e em cada uma 
dessas aplicar 25 golpes 
• nivelar a superfície e determinar a massa recipiente e agregado (mr+a), kg. 
 
 
 
 
 
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Determinação- Massa Unitária do agregado solto e compacto : 
 
Ensaio: 
2º método: Massa unitária compactada de agregado com Dmáx > 
37,5mm: 
• determinar a massa do recipiente vazio (mr), em kg; 
• secar o material na estufa, aproxim. 24 horas; 
• com material seco, encher o recipiente em 3 camadas. Adensar cada 
camada elevando os lados opostos de recipiente em 5cm e deixando cair, 
sendo 25 vezes em cada lado. 
• nivelar a superfície e determinar a massa recipiente e agregado (mr+a), kg. 
 
 
 
 
 
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Determinação- Massa Unitária do agregado solto e compacto : 
Ensaio: 
3º método: Massa unitária solta do agregado seco ou úmido: 
• determinar a massa do recipiente vazio (mr), em kg; 
• enchê-lo até transbordar, usando concha de agregados e despejando a 
uma altura de 5cm da borda superior. 
• nivelar a camada superior com régua metálica e determinar a massa 
recipiente mais agregado (ma+r), em kg. 
 
Cálculo da massa unitária: 
 
 
 
 
 
 
 
Resultados: 
A massa unitária do agregado é 
a média de três determinações. 
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Determinação- Massa Unitária do agregado solto e compacto : 
 
 
 
 
 
 
 
Amostra 1 Amostra 2 
Mr (g) Mr+a (g) Vrecipiente (cm
3) Mr (g) Mr+a (g) Vrecipiente (cm
3) 
 
 
µcompactada(g/cm
3) µcompactada (g/cm
3) 
 
 
µcompactada 1 - µcompactada 2 
µcompactada média (g/cm
3) 
 
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INCHAMENTO DA AREIA 
 
 
 
 
 
 
 
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Determinação do Inchamento de agregado miúdo 
Introdução: 
 Os agregados miúdos têm grande capacidade de retenção de água, 
portanto, para preparação do concreto em que o agregado é proporcionado 
em volume, é importante considerar o inchamento; 
 O inchamento varia com a umidade; 
 
Aplicação do coeficiente de inchamento: 
 Na correção do agregado miúdo do concreto dosado em volume e na a 
aquisição de agregado miúdo em volume. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Determinação do Inchamento de agregado miúdo 
Amostra de material: 
 A amostra deve ser coletada conforme NBR NM 26 e NBR NM 27. A 
quantidade deve ser, no mínimo, o dobro do volume do recipiente a ser 
utilizado. 
 Secar a amostra por 24 horas, em estufa a temperatura de (105±5)°C. 
Equipamentos: 
• Balança ( resolução 100g) e capacidade mínima 50kg; 
• Balança ( resolução 0,01g) e capacidade mínima 200g; 
• Recipiente em forma de paralelepípedo conforme NM 45; 
• Régua metálica rígida. 
• Estufa para 100 a 110°C. 
• Concha ou pá. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Determinação do Inchamento de agregado miúdo 
Equipamentos: 
• Cápsulas com tampa com capacidade de 50 ml. 
• Proveta graduada. 
• Misturador mecânico. 
• Encerado de lona com dimensões mínimas 2,0 m x 2,5 m. 
 
Procedimento: 
• Secar o material na estufa, aproximadamente 24 horas; 
• Determinar o volume do recipiente (V); 
• Determinar a tara que é a massa do recipiente seco e vazio (T) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Determinação do Inchamento de agregado miúdo 
Procedimento: 
• Colocar o material seco sobre o encerado de lona ou piso limpo não 
aderente, homogeneizar e determinar a massa unitária do material seco e 
solto, conforme NBR NM 45. 
• Determinar massa unitária do material solto e seco (mu,seca), enchendo o 
recipiente com a concha até transbordar, despejando o agregado de uma 
altura de aproximadamente 12 cm, evitando segregação dos grãos; 
• Com a régua de aço rígida, retirar o excesso de agregado por razamento 
deixando no mesmo nível das bordas superioresdo recipiente e determinar 
a massa do recipiente mais agregados (M r+a, seca); 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Determinação do Inchamento de agregado miúdo 
Procedimento: 
• Este material é utilizado para realizar todas as massas unitárias úmidas 
(mu,úmida); 
• Sobre esta massa obtida de material seco, adicionar 0,5% de água, 
homogeneizar cuidadosamente a amostra úmida manualmente no 
encerado ou através do misturador mecânico, evitando perdas de material; 
• Determinar a massa unitária do material com 0,5% de umidade (mu,úmida) 
enchendo o recipiente com a concha até transbordar, despejando o 
agregado de uma altura de aproximadamente 12 cm. Com a régua de aço, 
rígida, retirar o excesso de material, por razamento, deixar no mesmo nível 
das bordas superiores do recipiente e determinar a massa do recipiente 
mais agregados (Mr+a , úmido). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Determinação do Inchamento de agregado miúdo 
Procedimento: 
• Coletar o material úmido e homogêneo na cápsula e determinar a massa 
da cápsula com o material úmido e colocar na estufa, aproximadamente 24 
horas; 
• Repetir sucessivamente (mu,úmida) aplicando os mesmos procedimentos, 
com todos os teores de umidades previstos na Tabela 1. 
• Nota: Não esquecer de retirar a cápsula com material úmido de cada 
ensaio, pesar e colocar na estufa para determinação da umidade. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Determinação do Inchamento de agregado miúdo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TABELA 1 
MÉDIA DE 03 ENSAIOS TEOR DE UMIDADE 
1º 0,0% 
2º 0,5% 
3º 1,0% 
4º 2,0% 
5º 3,0% 
6º 4,0% 
7º 5,0% 
8º 7,0% 
9º 9,0% 
10º 12,0% 
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Determinação do Inchamento de agregado miúdo 
1 – Calcular a massa unitária do material seco (mu,seco); 
 
 
2 – Calcular a massa unitária do material úmido (mu, úmido); 
 
 
3 - Determinar a umidade, com aproximação de 0,1%, pesando a cápsula 
com material coletado (Mh) e depois com material seco em estufa a (100 + 
5)°C por 24 horas ou até constância de massa (Mf): 
 
 
Onde:h= teor de umidade do agregado, em % e Mc = massa da cápsula (g) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Determinação do Inchamento de agregado miúdo 
4 – Para cada teor de umidade, calcular um coeficiente de 
inchamento: 
 
 
 
Vh = volume do agregado com h % umidade, em cm
3; 
Vs = volume do agregado seco em estufa, em cm
3; 
Vh/Vs = coeficiente de inchamento do agregado; 
mu , úmida = massa unitária do agregado com h % umidade, em g/cm
3; 
mu , seca = massa unitária do agregado seco em estufa, em g/cm
3; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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DETERMINAÇÃO DO TEOR DE 
ARGILA EM TORRÕES E 
MATERIAIS FRIÁVEIS 
 
 
 
 
 
 
 
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Determinação do teor de argila em torrões e materiais friáveis 
Introdução: 
 A metodologia permite avaliar a qualidade do agregado em relação a 
contaminação dos grãos menos resistentes, que trarão prejuízo ao concreto. 
 Os torrões de argilas são detectados no agregado pela diferença de coloração e 
também pela facilidade esmagamento por simples pressão dos dedos. 
Quantidade de Material: 
 A amostra deve ser coletada conforme NBR MN 26 / 01. 
 A quantidade mínima de material deve ser tal que, após peneiramento nas 
peneiras de 76; 38; 19; 9,5; 4,8 e 1,2 , se obter a massa mínima para cada fração 
indicada na tabela 01. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Determinação do teor de argila em torrões e materiais friáveis 
TABELA 01 
 
 
 
 
 
 
Equipamentos e Acessórios: 
a. Série normal de peneiras. 
b. Bandejas de ferro ou alumínio. 
c. Balança (resolução de 0,1 g). 
d. Escova com cerdas de latão 
e. Estufa para 105°C a 110°C. 
 
 
 
 
 
 
 
Material Retido entre as peneiras (mm) Massa mínima (g) 
>= 1,2 e < 4,8 200 
>= 4,8 e < 9,5 1000 
>= 9,5 e < 19,0 2000 
>= 19,0 e < 38,0 3000 
>38,0 5000 
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Determinação do teor de argila em torrões e materiais friáveis 
Procedimentos: 
a - Secar previamente o material em estufa; 
b - Determinar a composição granulométrica conforme NBR NM 248; 
c - Agregado miúdo areia, passar o material na peneira 4,8 mm, e 1,2 mm, 
determinar uma massa de 200 gramas do material retido na peneira 1,2 mm. 
d - Agregado graúdo brita d >= 4,8 mm, passar o material na peneira 9,5 mm, e 4,8 
mm, determinar uma massa de 1000 gramas do material retido na peneira 4,8 mm. 
e - Agregado graúdo brita d >= 9,5 mm, passar o material na peneira 19,0 mm, e 
9,5 mm, determinar uma massa de 2000 gramas do material retido na peneira 9,5 
mm. 
f - Agregado graúdo brita >= 19 mm passar o material na peneira 38 mm, e 19 mm, 
determinar uma massa de 3000 gramas do material retido na peneira 19 mm. 
Notas: Uma vez preparado as frações conforme Tabela 1, descartando 
aquelas que não representam pelo menos 5% da amostra inicial. 
 
 
 
 
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Determinação do teor de argila em torrões e materiais friáveis 
g -. Na seqüência, espalhar a massa de amostra de cada intervalo granulométrico 
(m1) em bandejas apropriadas, de maneira a formar uma camada fina. Cobrir a 
amostra com água destilada, deionizada ou da rede de abastecimento e deixar em 
repouso durante (24 + 4) h. 
h - Transcorrido esse tempo, identificar as partículas com aparência de torrões de 
argila ou materiais friáveis e pressionar entre os dedos, de modo a desfazer 
(quebrar). Não usar as unhas, as paredes ou o fundo do recipiente para quebrar as 
partículas. 
I - Em seguida, transferir a massa de amostra de cada intervalo granulométrico das 
bandejas para as peneiras com abertura indicadas na tabela 2. Proceder ao 
peneiramento por via úmida para remoção das partículas de argila e materiais 
friáveis, agitando com as mãos cuidadosamente sem perder parte da amostra com 
a torneira aberta mantendo o fluxo de água de lavagem. 
 
 
 
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Determinação do teor de argila em torrões e materiais friáveis 
TABELA 02 
 
 
 
 
 
 
 
Calcular a porcentagem de material destorroado de cada fração: 
Material destorroado (mt) = Massa inicial da fração (mi) – massa da fração repeneirada (mf) x100(%) 
 Massa inicial da fração (mi) 
Onde: mt = teor de argila em torrões e materiais friáveis, em porcentagem (%). 
 mi = massa inicial do intervalo granulométrico, em gramas (g) 
 mf = massa após peneiramento via úmida, em gramas (g). 
 
 
Material retido entre as peneiras 
(mm) 
Peneiras para remoção dos 
resíduos do torrões (mm) 
>= 1,2 e < 4,8 0,6 
>= 4,8 e < 9,5 2,4 
>= 9,5 e 19,0 4,8 
>= 19,0 e < 38,0 4,8 
> 38 4,8 
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Determinação do teor de argila em torrões e materiais friáveis 
Calcular o teor parcial de argila em torrões e materiais friáveis: 
Teor parcial = % material destorroado x % retida individual (%) 
Calcular o teor global de argila em torrões e grãos friáveis do material: 
Teor global = Σ teores parciais 
Resultados: 
A amostra deve apresentar os seguintes limites máximos de teorde argila em 
torrões ou materiais friáveis em relação à massa do material. 
a) Agregado miúdo: 3% 
b) Agregado graúdo 
- Concreto aparente: 1%; 
- Concreto submetido a desgaste superficial: 2%; 
- Demais concretos: 3%.