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Tecnologia de Concreto e Aço Aula 4 – Agregados: Definições, Classificação, Granulometria, DMC, MF, Propriedades, Substância nocivas, Reações deletérias, Agregado reciclado Cláudio Oliveira Silva USJT Tecnologia do Concreto Tecnologia de Concreto e Aço Definições Materiais em forma de grãos, geralmente inertes, sem tamanho e forma definidos, que têm por objetivo compor argamassas e concretos. Funções dos agregados: resistir aos esforços: Mecânicos; Desgaste; Intemperismo; reduzir as variações volumétricas; reduzir o custo. Tecnologia de Concreto e Aço Ângulo (2010) Definições Tecnologia de Concreto e Aço É o mais barato dos materiais de construção É utilizado em todos os tipos de construção Ocupa 60% – 80 % do volume de concretos e argamassas Possuem elevada resistência mecânica Influenciam de maneira significativa as propriedades no estado fresco e endurecido Podem originar diversos problemas patológicos Características Tecnologia de Concreto e Aço Origem Ciclo das Rochas ou Ciclo Petrogênico www.lneg.pt/CienciaParaTodos/edicoes_online/diversos/guiao_litoteca/texto Tecnologia de Concreto e Aço Quanto a origem: Naturais, Britados, Artificiais e Reciclados Quanto as dimensões das partículas: Miúdo: passante na 4.8mm e retido 0.075mm Graúdo: passante na 152mm e retido na 4.8mm Quanto a massa específica: Leves : < 2000 Kg/m3 Normais: 2000 Kg/m3 < < 3000 Kg/m3 Pesados: > 3000 Kg/m3 Quanto a textura superficial: liso e áspero Quanto a forma do grão: alongado, cúbico , lamelar, discoide Classificações Tecnologia de Concreto e Aço Produção de Agregado graúdo Tecnologia de Concreto e Aço Extração de areia natural método de cava submersa extração em leito de rio método de cava seca Tecnologia de Concreto e Aço http://pcc2340.pcc.usp.br/2005/Transparências%20aulas/Agregados%20I%20e%20II.PDF Classificação granulométrica Tecnologia de Concreto e Aço Classificação granulométrica Tecnologia de Concreto e Aço NBR 7211 – agregados para concreto Distribuição granulométrica Tecnologia de Concreto e Aço Peneiras Tecnologia de Concreto e Aço NBR 7211 – agregados para concreto Agregado miúdo 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. Tecnologia de Concreto e Aço Areia natural Areia fina: grãos com diâmetros: 0,03 mm a 0,42 mm Areia média: grãos com diâmetros: 0;42 a 2,36 mm Areia grossa: grãos com diâmetros: 2,36 a 4,75 mm Tecnologia de Concreto e Aço NBR 7211 – agregado miúdo Classificação granulométrica Tecnologia de Concreto e Aço Agregado graúdo Agregados para concreto: Pedregulho ou a brita proveniente de rochas estáveis, ou a mistura de ambas, cujos grãos passam pela # 152 mm e ficam retidos na # 4,8 mm; NBR 7211 – agregados para concreto Tecnologia de Concreto e Aço Agregado Graúdo Brita 0: 4,75 mm a 9,5 mm Brita 1: 9,5 mm a 19 mm Brita 2: 19 mm a 38 mm Brita 3: 38 mm a 76 mm Pedra-de-mão: > 76 mm Tecnologia de Concreto e Aço NBR 7211 – agregado graúdo Classificação granulométrica Tecnologia de Concreto e Aço DMC e MF Dimensão máxima característica, Grandeza associada à distribuição granulométrica do agregado, correspondente à abertura nominal, em milímetros, 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. Módulo de finura Soma das porcentagens retidas acumuladas em massa de um agregado, nas peneiras da série normal, dividida por 100. 4,8 2,4 1,2 0,6 0,3 0,15 Fundo 1000g Tecnologia de Concreto e Aço Dimensão máxima característica: Abertura da malha, em milímetro, da peneira (série normal ou intermediária) à qual corresponde uma porcentagem retida acumulada igual ou imediatamente inferior a 5% http://www.ceset.unicamp.br/~gachet/ST304/ST304-%20Notas%20de%20Aula- CAP02Rogerio%20Durante%20-%20Agregados%20CESET.pdf DMC Tecnologia de Concreto e Aço DMC Tecnologia de Concreto e Aço Módulo de Finura: É a somatória das porcentagens retidas acumuladas em massa de um agregado, nas peneiras da série normal, dividido por 100. Está relacionado com a área superficial do agregado. Quanto menor o diâmetro das partículas, maior a área específica e maior a quantidade de água necessária para a mistura apresentar uma determinada consistência. Classificação granulométrica Tecnologia de Concreto e Aço http://www.ceset.unicamp.br/~gachet/ST304/ST304-%20Notas%20de%20Aula- CAP02Rogerio%20Durante%20-%20Agregados%20CESET.pdf Classificação granulométrica Tecnologia de Concreto e Aço Classificação granulométrica Tecnologia de Concreto e Aço O que exigir de um agregado? Tecnologia de Concreto e Aço Esfericidade: quando o agregado possui uma forma semelhante a uma esfera. Classificação - forma Tecnologia de Concreto e Aço Índice de forma do agregado - NBR 7809 e c Determinação do número de grãos Tecnologia de Concreto e Aço Massa específica absoluta Tecnologia de Concreto e Aço Massa específica absoluta Agregado miúdo Fonte: UFB Fora de norma! Tecnologia de Concreto e Aço Agregado miúdo Fonte: UFPR Massa específica Absoluta - NBR NM 52 Tecnologia de Concreto e Aço Agregado graúdo Fonte: UFPR Massa específica Absoluta - NBR NM 53 Tecnologia de Concreto e Aço Fonte: UFPR Massa específica aparente Absorção de água Massa específica Absoluta - NBR NM 53 Agregado graúdo Tecnologia de Concreto e Aço Massa específica Absoluta - NBR NM 53 Tecnologia de Concreto e Aço Massa específica aparente (unitária) Incluindo todos os poros impermeáveis Volume das partículas em conjunto Tecnologia de Concreto e Aço Massa Específica Massa específica absoluta = massa/volume sólido Massa específica aparente (massa unitária) = massa/volume aparente Inclui todos os poros permeáveis Exclui todos os poros Tecnologia de Concreto e Aço Massa específica Aparente Sólidos + Vazios > Massa Específica Absoluta Sólidos 2,64 kg/dm3 1,52 kg/dm3 Agregado fino = areia de quartzo V Tecnologia de Concreto e Aço Coeficiente de vazios – ASTM C-30 Tecnologia de Concreto e Aço Umidade Tecnologia de Concreto e Aço Absorção de água e Umidade Absorção total Umidade superficial Umidade Total Seco em estufa Seco ao ar Saturado com superfície seca Saturado com água livre Tecnologia de Concreto e Aço Umidade Através da secagem em estufa - NBR 9939 Frasco de Chapman, em agregado miúdo -NBR –9775 Secagem por aquecimento ao fogo Método do Umidímetro de Speedy Sensor de umidade Umidímetro de Speedy Estufa Frasco de Chapman Aquecimento ao fogo Sensor de umidade Tecnologia de Concreto e Aço Umidade Tecnologia de Concreto e Aço Absorção de água A água acessa os poros permeáveis. Fonte: UFPR Tecnologia de Concreto e Aço É o aumento de volume de um determinado agregado causado pela absorção de umidade Inchamento Tecnologia de Concreto e Aço Umidade critica Inchamento Tecnologia de Concreto e Aço Absorção de água e Umidade Tecnologia de Concreto e Aço Inchamento e umidade Ex: Areia a ser utilizada em um traço de concreto: Traço do concreto: 1:2:3:0,50 (cimento: areia:brita:água) - Massa seca de areia 100 kg - Areia: Mu= 1450 kg/m3 CI = 1,30 e h = 5% Calcular o volume de areia e de água a ser adicionado ao traço: Vs = 100 kg/1450 kg/m3 = 0,069 m3 ou 69,0 dm3 Vh = 69,0 x 1,30 = 89,7 dm3 Mh = Ms x Ch = 100 kg x 1,05 = 105kg Mágua na areia = 105 -100 = 5kg Mágua no concreto: 25 kg – 5 kg = 20 kg Tecnologia de Concreto e Aço Resistência da rocha Tecnologia de Concreto e Aço http://www.sp.uconn.edu/~lliu/G229Lect05032Rockmaterial.pdf Resistência da rocha Tecnologia de Concreto e Aço Resistência à abrasão NBR NM 51/2001 Desgaste superficial dos grãos do agregado quando sofrem atrição. Tecnologia de Concreto e Aço Resistência à abrasão Al-Harthi, A.A., 2001 Tecnologia de Concreto e Aço Resistência ao esmagamento DNER Resistência ao impacto de um peso que cai de uma certa altura; Importância quando usada p/ pavimentação de estradas e aeroportos; Tecnologia de Concreto e Aço Argila em torrões (NBR 7218) - origem: deficiências na extração e transporte - consequências: vazios, perda de resistência - limites NBR 7211: agregado graúdo: concreto aparente: 1,0% concreto submetido a desgaste: 2,0 % outros concretos: 3,0 % agregado miúdo: 1,5 % Substâncias nocivas Tecnologia de Concreto e Aço Substâncias nocivas Prejudicam a aderência pasta/agregado Alteram a trabalhabilidade Argila em torrões (NBR 7218) Tecnologia de Concreto e Aço Material carbonoso (ASTM C 123 - sedimentação em querosene (ρ =2 kg/dm3) - origem: deficiências na estocagem, falta de lavagem - consequências: expansão a médio prazo - limites NBR 7211: agregado graúdo: concreto aparente: 0,5% outros concretos: 1,0 % agregado miúdo: concreto aparente: 0,5 % outros concretos: 1,0 % Substâncias nocivas Tecnologia de Concreto e Aço Impurezas orgânicas (NBR 7220) Quando, no ensaio colorimétrico da areia, a cor obtida na amostra em questão é mais escura que a da amostra padrão, teremos prováveis problemas de pega, endurecimento e resistência final. Ensaio colorimétrico: Amostra padrão: solução de ácido tânico 2%+ álcool 10%+ água destilada a 90%. Amostra suspeita: 100g de solução de hidróxido de sódio (NaOH) 3% + 200g de areia suspeita. Resultados: < 300 ppm OK > 300 ppm suspeita obs.: a cor da amostra “suspeita” é mais escura que a cor da amostra padrão Substâncias nocivas Tecnologia de Concreto e Aço Impurezas orgânicas (NBR 7220) Se a areia for considerada “suspeita”, realiza-se o ensaio de qualidade da areia previsto na NBR 7221. O ensaio consiste na comparação da resistência à compressão de seis CPs com uma areia conhecida e outros seis CPs com a areia suspeita, nas idades de 7, 14 e 28 dias. (Traço 1:3 , consistência 170 5mm) Correção: adicionar 5% de cal na areia e deixar em repouso por 6 meses Substâncias nocivas Tecnologia de Concreto e Aço Impurezas orgânicas (NBR 7220) Decomposição da pasta Eflorescências e manchamento no concreto Substâncias nocivas Tecnologia de Concreto e Aço Material pulverulento (NBR 7219) - origem: deficiências na extração, falta de lavagem - consequências: má aderência, perda de resistência limites NBR 7211: agregado graúdo: 1,0 % agregado miúdo: concreto submetido a desgaste: 3,0 % outros concretos: 5,0 % obs.: valores médios observados na brita: 5 a 7 % Substâncias nocivas Tecnologia de Concreto e Aço agregado graúdo: - concreto aparente: 1,0% - concreto submetido a desgaste: 2,0 % - outros concretos: 3,0 % agregado miúdo: 1,5 % Argila em torrões (NBR 7218) Impurezas orgânicas (NBR 7220) Material carbonoso (ASTM C 123) mais clara: OK Mais escura: suspeita agregado graúdo: - concreto aparente: 0,5% - outros concretos: 1,0 % agregado miúdo: - concreto aparente: 0,5% - outros concretos: 1,0 % Carvão e madeira Substâncias nocivas Tecnologia de Concreto e Aço materiais pulverulentos (passante peneira 75 µm) NBR 7219/87 Substâncias nocivas Tecnologia de Concreto e Aço Contaminação com açúcar – retardamento de pega Substâncias nocivas Tecnologia de Concreto e Aço Substâncias nocivas – ABNT NBR 7211 Tecnologia de Concreto e Aço Cloretos A existência de sais nos agregados pode trazer sérios problemas: - Em argamassas e concreto simples pode gerar mofo devido à sua higroscopicidade. - No concreto armado pode desencadear a corrosão das armaduras Reações deletérias Tecnologia de Concreto e Aço Ataque por sulfatos Reações deletérias Tecnologia de Concreto e Aço Reações deletérias – ABNT NBR 7211 Tecnologia de Concreto e Aço Reação álcali-agregado Reações deletérias Tecnologia de Concreto e Aço Reação álcali-agregado A reação álcali-agregado é um fenômeno extremamente preocupante na seleção dos agregados. Ocorre pela reação entre hidróxidos alcalino e silicatos reativos, que formam um gel que absorve água por osmose e gera elevadas tensões internas. Os álcalis Na2O, K2O (presentes no cimento) e o silicato reativo - calcedônia (agregado calcário). Geralmente, são constatados por análise petrográfica. Como prevenir: Como medida preventiva, a ASTM especifica que, se a quantidade de NaO no cimento for ≥ 0,6 %, deve-se adicionar pozolana. Reações deletérias Tecnologia de Concreto e Aço Reação álcali-agregado D. V. RibeiroI, *; A. M. S. SilvaII; J. A. LabrinchaIII; M. R. MorelliI Reações deletérias http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0366-69132012000100015&script=sci_arttext Tecnologia de Concreto e Aço Reação álcali-agregado Fonte: Andrade (2007) Fonte: Andrade (2007) Reações deletérias Tecnologia de Concreto e Aço Reação álcali-agregado Reações deletérias Tecnologia de Concreto e Aço Reação álcali-agregado Fonte: Flávio Maranhão Reações deletérias Tecnologia de Concreto e Aço Agregados reciclados – ABNT NBR 15116 Tecnologia de Concreto e Aço Angulo, 2005 Agregados reciclados Tecnologia de Concreto e Aço Geração de RCD John, 2000 Tecnologia de Concreto e Aço Agregado reciclado - ensaios A. E. B. CabralI; V. SchalchII; D. C. C. Dal MolinIII; J. L. D. RibeiroIV; Rasiah Sri RavindrarajahV
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