MÓDULO 2-INERTES, TECNOLOGIA DO BETÃO

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TECNOLOGIA DO BETÃO
Módulo 2 - INERTES
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INERTES
Generalidades
As propriedades essenciais que se exigem ao inerte são de natureza geométrica, física e química. 
Forma adequada e dimensões proporcionadas
Propriedades térmicas adequadas
Propriedades químicas adequadas em relação ao ligante e às acções exteriores
Isenção de substâncias prejudiciais
(A melhor informação que se pode obter sobre a qualidade de um inerte é a observação do comportamento do betão feito com ele).
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INERTES
Classificação dos inertes
Os inertes podem ser agrupados de diferentes maneiras conforme o ponto de vista considerado:
Petrográfico
Massa volúmica
Baridade
Modo de obtenção
Dimensão das partículas.
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INERTES
Classificação dos inertes
Sob o ponto devista petrográfico e porque os inertes são materiais originários de rochas, classificam-se em:
Ígneos
Sedimentares
Metamórficos.
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INERTES
Classificação dos inertes
Sob o ponto de vista de massa volúmica, classificam-se em:
Inertes de massa volúmica normal, entre 2,3 a 3,0 g/cm3
Inertes pesados, superior a 3,0 g/cm3
Inertes leves, inferior a 2,3 g/cm3.
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INERTES
Classificação dos inertes
Conforme o modo como são obtidos, classificam-se em:
Rolados, sedimentares de origem clástica
Britados, obtidos por fractura de rochas não clásticas.
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INERTES
Classificação dos inertes
Segundo o ponto de vista das dimensões, classificam-se em:
Inerte grosso, o que é retido no peneiro com malha de 5 mm de abertura
Godo, rolado, se é de origem sedimentar.
Brita, quando é partido artificialmente.
Areia, com dimensões inferiores a 5 mm.
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INERTES
Classificação dos inertes
Segundo o ponto de vista das baridade ou massa da unidade de volume do inerte contido num recipiente, classificam-se em:
Ultra leve
Leve
Denso normal
Extradenso.
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Classificação do inerte quanto à sua baridade
	Clasificação do inerte	Baridade 
kg/m3	Exemplos de inertes	Aplicação e designação dobetão
	Ultra leve	<300	Polistireno expandido.
Vermiculite.
Perlite expandida.
Vidro expandido.	Com funções estritamente de isolamento térmico e sem funções de resistência
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Classificação do inerte quanto à sua baridade
	Clasificação do inerte	Baridade 
kg/m3	Exemplos de inertes	Aplicação e designação dobetão
	Leve	300 a 1.200 areia
300 a 950 inerte grosso	Argila expandida.
Xisto expandido.
Escória de alto forno expandida.
Cinzas volantes sinterizadas.
Pedra pomes.	Com funções de isolamento térmico, com funções de resistência como betão estrutural
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Classificação do inerte quanto à sua baridade
	Clasificação do inerte	Baridade 
kg/m3	Exemplos de inertes	Aplicação e designação dobetão
	Denso (normal)	1200 a 1700
 950 a 1700	Areia
Godo
Rocha britada	Normal, com função de resistência.
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Classificação do inerte quanto à sua baridade
	Clasificação do inerte	Baridade 
kg/m3	Exemplos de inertes	Aplicação e designação dobetão
	Extradenso	> 1700	Limonite
Magnetite
Barita	Funções de protecção contra radiações atómicas e funções resistentes.
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INERTES
Minerais prejudiciais e benéficos
Os principais minerais cuja presença é indesejável são: 
Sílica, sob a forma de opala, calcedónia, tridimite ou cristobalite.
Certos calcáreos dolomíticos.
Feldspatos potássicos, sódicos ou calco-sódicos alterados (caulinos).
Óxidos de ferro
Minerais argilosos.
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RESISTENCIA MECÂNICA
O inerte influi em todas as propriedades do betão e especialmente na sua resistência através da composição granulométrica, da sua própria tensão de rotura e da resistência da ligação entre a pasta de cimento e a sua superfície. 
À medida que cresce a dosagem de cimento de um betão a sua tensão de rotura tende para um valor constante, que depende da tensão de rotura da rocha que constitui o inerte.
Normalmente a tensão de rotura da rochas utilizadas como inertes é superior a 60 ou 70 MPa.
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RESISTENCIA MECÂNICA
O inerte influi em todas as propriedades do betão e especialmente na sua resistência através da composição granulométrica, da sua própria tensão de rotura e da resistência da ligação entre a pasta de cimento e a sua superfície. 
À medida que cresce a dosagem de cimento de um betão a sua tensão de rotura tende para um valor constante, que depende da tensão de rotura da rocha que constitui o inerte.
Normalmente a tensão de rotura da rochas utilizadas como inertes é superior a 60 ou 70 MPa.
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DETEMINAÇÃO DA TENSÃO DE ROTURA DA ROCHA
Colhem-se amostras na pedreira donde se extraem cubos de 5 cm de aresta ou cilindros de altura igual ao diâmetro mínimo de 5 cm. 
Se os planos de xistosidade ou estratificação forem aparentes devem tomar-se pelo menos 12 provetes.
Ensaiam-se metade dos provetes com as bases paralelas aos planos de estratificação ou de xistosidade e a outra metade com as bases perpendiculares a esses planos 
Não se verificando estratificação na amostra basta ensaiar 6 provetes.
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DETEMINAÇÃO DA TENSÃO DE ROTURA DA ROCHA
Em ambos os casos metade dos provetes ensaiam-se secos a 105º±3º C, até peso constante e a outra metade após imersão e saturação á temperatura ambiente.
A tensão adoptada será a menor obtida em todos os ensaios.
A menor das tensões de rotura é normalmente a dos provetes saturados sujeitos a uma tensão de compressão paralela à direcção do plano de estratificação ou de xistosidade.
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RESISTENCIA MECÂNICA
O inerte influi em todas as propriedades do betão e especialmente na sua resistência através da composição granulométrica, da sua própria tensão de rotura e da resistência da ligação entre a pasta de cimento e a sua superfície. 
À medida que cresce a dosagem de cimento de um betão a sua tensão de rotura tende para um valor constante, que depende da tensão de rotura da rocha que constitui o inerte.
Normalmente a tensão de rotura da rochas utilizadas como inertes é superior a 60 ou 70 MPa.
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Ensaio de esmagamento
Quando não é possível estudar a rocha originária e se dispõe de partículas que compõem o inerte, como é o caso das rochas clásticas, realiza-se o ensaio de compressão confinada designado por ensaio de esmagamento, descrito na especificação E 154 do LNEC e na norma inglesa BS 812. 
O ensaio é realizado sobre as partículas que passaram através do peneiro de malha com 12,7 mm de abertura e ficaram retidas no de 9,52mm. A amostra deve ser seca a 105º±3º C, e em seguida colocada num molde cilíndrico com 154 mm de diâmetro interior, 140 mm de altura e paredes com 16 mm de espessura, onde é convenientemente compactada. 
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Ensaio de esmagamento (2)
Coloca-se um êmbolo com 152 mm de diâmetro na parte superior da amostra. 
O conjunto molde cilíndrico e êmbolo é colocado entre os pratos de uma máquina de compressão aplicando-se progressivamente uma força de 400 kN, a um ritmo de 650 N/s. 
Retirada a força verifica-se a percentagem de amostra que passou através do peneiro de malha 2,38 mm.
 A relação multiplicada por 100 entre a massa do material que passou neste peneiro e a massa inicial da amostra é a resistência do inerte ao esmagamento.
V. Fig. 1.1., pág. 20 do livro do LNEC, Fabrico e Propriedades do Betão, Vol. I, Susa Coutinho, A.
Segundo o Regulamento Português o inerte é aceitável quando a resistência ao esmagamento é igual ou inferior a 45 %.
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A INFLUÊNCIA DA FORMA DO INERTE NA TRABALHABILIDADE DO BETÃO
Há uma diferença nítida entre uma partícula cúbica britada e uma partícula cúbica rolada.
A primeira tem facesplanas e arestas vivas e a segunda tem faces arredondadas sem arestas.
Daqui resulta que o ângulo de atrito interno do betão confecionado com o inerte rolado é mais pequeno, o que conduz a uma maior trabalhabilidade e melhor arranjo das partículas, obtendo-se portanto maior compacidade. 
O inerte grosso produz um betão áspero, difícil de compatar e que apresenta um limiar na trabalhabilidade: o excesso ou falta de água pode provocar uma variação brusca e sensível na trabalhabilidade.
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A INFLUÊNCIA DA FORMA DO INERTE NA TRABALHABILIDADE DO BETÃO (2)
A areia fina em placas ou lamelas diminui a trabalhabilidade, exigindo um acréscimo de água.
A existência de partículas lamelares é importante pois elas tendem a orientar-se num plano horizontal passando a haver planos privilegiados.
Debaixo das lamelas pode formar-se uma película de água resultante da exsudação do betão ou segregação da água do betão fresco que impede a aderência da pasta de cimento.
Daqui resulta um aumento considerável da permeabilidade, diminuição da tensão de rotura e em raríssimos casos em que o betão fique sujeito a temperaturas negativas ,a água dessa película pode congelar, começando a provocar rotura do betão nessas zonas.
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RESISTÊNCIA À CONGELAÇÃO DA ÁGUA
Podemos às vezes em condições extremas ter que fabricar betão para resistir a alternâncias de temperaturas inferiores e superiores a 0ºC.
Como se sabe a água ao congelar, à pressão ordinária, aumenta de volume cerca de 8 %.
Quando está no interior dum sólido poroso este fica portanto sujeito a uma expansão que lhe é comunicada pela aumento do volume de água ao passar ao estado sólido.
Uma só congelação pode ser suficiente para lhe destruir a coesão.
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PROPRIEDADES TÉRMICAS (1)
O coeficiente de dilatação térmica do inerte influi no do betão.
Mas o aspeto principal que se deve considerar é o facto do coeficiente térmico do inerte , sobretudo o de maiores dimensões poder ser muito diferente do da pasta de cimento.
Então uma grande variação na temperatura pode introduzir uma diferença apreciável nas tensões relativas do inerte e da pasta de cimento, donde resulta a rotura da ligação entre estes.
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PROPRIEDADES TÉRMICAS(2)
Uma certa diferença entre os coeficientes de dilatação do inerte e da pasta de cimento não é perniciosa quando a temperatura não saia fora do intervalo de 4º C a 60 º C e a diferença entre os dois coeficientes não seja superior a 5x10(-6) º C(-1).
O coeficiente de dilatação térmica da pasta de cimento depende da composição do betão, da proporção da água e idade do betão. Varia de 11 a 16 x 10(-6)º C (-1).
O coeficiente de dilatação térmica da argamassa varia de 8 a 12 x 10(-6)º C (-1).
O coeficiente de dilatação térmica das rochas mais vulgares de 0,9 a 16 x 10(-6)º C (-1).
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REACÇÕES EXPANSIVAS ENTRE O CIMENTO E O INERTE(1)
A aderência do cimento ao inerte resulta de combinações químicas entre os componentes hidratados do cimento e o inerte e da afinidade entre a respectivas redes cristalinas, obtendo-se assim continuidade na zona de ligação cimento-inerte, o que contribui para maior homogeneidade e resistência do sólido.
Há contudo a possibilidade de se originarem reacções químicas expansivas entre o cimento e o inerte, que conduzem à formação de substâncias que não têm propriedades aglomerantes.
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REACÇÕES EXPANSIVAS ENTRE O CIMENTO E O INERTE(2)
As reacções expansivas que se conhecem são de 3 tipos:
Reacção em meio húmido entre os álcalis de cimento (sódio e potássio) e a sílica não perfeitamente cristalizada.
Reacção de álcalis do cimento com o carbonato de magnésio de certos calcários dolomíticos.
Reacção de determinadas formas da alumina do inerte com sulfatos, quer provenientes do meio exterior, quer do próprio betão, em presença de soluções sobressaturadas de hidróxido de cálcio fornecido pela hidratação do cimento Portland.
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Impurezas contidas no inerte
O inerte natural em virtude de ser originário de rochas da características mais diversas contém por vezes partículas perniciosas para o betão.
Dadas as suas condições de formação pode estar contaminado por outras substâncias estranhas.
Estas impurezas podem interferir química e fisicamente com o cimento.
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Impurezas contidas no inerte (2)
Impurezas que interferem quimicamente:
Reacções químicas expansivas com o cimento.
Impurezas de origem orgânica.
Impurezas de origem mineral (sais minerais).
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Impurezas contidas no inerte (3)
Impurezas que interferem fisicamente:
Partículas com dimensões iguais ou inferiores às do cimento, que interferem na estrutura do material hidratado, enfraquecendo-o.
Partículas com resistência baixa.
Partículas com expansões e contrações excessivas devidas ás alternativas de embebição e secagem.
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Impurezas de origem orgânica
A matéria orgânica que se encontra nos inertes compõe-se principalmente de húmus ou lodo orgânico, que resulta da decomposição parcial pelos micróbios do solo de detritos vegetais e animais.
O húmus forma-se por um processo contínuo de decomposição e reconstrução, não tendo portanto composição química constante.
As matérias predominantes são os ácidos húmicos que podem interferir na presa e no endurecimento do betão, retardando a presa, reduzindo a resistência inicial do betão e por vezes reduzindo a resistência final do betão.
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Impurezas CONSTITUIDAS POR SAIS MINERAIS
Muitos sais minerais misturados com o inerte podem provocar alterações na presa e no endurecimento do betão quer ainda provocar a deterioração do betão pela sua meteorização, mas ainda originando reacções prejudiciais com o cimento e com as armaduras de betão.
Estão neste caso certos compostos de chumbo e zinco, óxidos de ferro, sulfatos (especialmente gessos), sulfuretos e cloretos.
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Impurezas CONSTITUIDAS POR SAIS MINERAIS (2)
Compostos de chumbo e zinco, solúveis em água da cal podem retardar muito a presa.
Ex: 0,8% de chumbo solúvel expresso em óxido retarda a presa em 7 dias.
De notar que a galena (sulfureto de chumbo) e a blenda (sulfureto de zinco) dão excelentes inertes para o betão desde que não estejam meteorizados.
Apenas a parte meteorizada destes minerais, solúvel em água de cal altera os tempos de presa e endurecimento.
NOTA: Sempre que se atrasa a presa as tensões de rotura a longo prazo são superiores ás que se verificam quando não há retardo.
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Impurezas CONSTITUIDAS POR SAIS MINERAIS (3)
Sulfatos.
Podem reagir com a alumina do cimento ou do inerte originando o sulfoaluminato de cálcio, reacção que é expansiva quando se dá no seio do cimento Portland.
Pode ser perigosa se o teor do sulfato do inerte for muito elevado.
Os limites do teor de sulfato pelo regulamento português de betão são:
0,5 % no cimento Portland
1,0 % no cimento de alto forno
2,0 % no pozolânico ou no betão com pozolana
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Impurezas CONSTITUIDAS POR SAIS MINERAIS (4)
Compostos ferrosos.
Podem produzir manchas de ferrugem e por oxidação provocar variações volumétricas excessivas.
Porém reagem pacificamente com a cal sem efeitos perniciosos.
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Impurezas CONSTITUIDAS POR SAIS MINERAIS (5)
Sulfuretos de ferro, (pirite, marcassite e pirrotite).
Originam manchas e expansões no betão, especialmente em condições de temperatura e humidade elevadas.
A oxidação lenta da pirite no estado sólido dá origem a expansões locais que levam à formação de crateras.
Reagindo com a água e o oxigénio formam um sulfato ferroso que depois se decompõe em hidróxido, o que dá origema manchas de ferrugem e em sulfatos que podem reagir com os aluminatos como vimos anteriormente.
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Impurezas CONSTITUIDAS POR SAIS MINERAIS (6)
Sulfuretos de ferro, (pirite, marcassite e pirrotite).
É possível a oxidação de certos sulfuretos em determinados meios, que os transforma em sulfatos, o que nos conduz ao caso anterior.
O regulamento Português do Betão permite a presença das seguintes quantidades de sulfuretos:
Para o betão de cimento Portland, até 0,2 % da massa de cimento.
Para o betão pré-esforçado, o valor desce para 0,05 %.
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Impurezas CONSTITUIDAS POR SAIS MINERAIS (6)
Sulfuretos de ferro, (pirite, marcassite e pirrotite).
No betão de cimento Portland de ferro e de alto forno não se tolera a existência de sulfuretos nos inertes, pois tais cimentos possuem sempre sulfuretos provenientes das escórias.
No caso do betão com cimento pozolânico ou com pozolana, o limite máximo é de 0,5 % da massa do ligante no betão simples, 
0,2 % no betão armado
 0,05 % quando haja contacto com as armaduras do betão pré-esforçado.
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INERTES
Impurezas CONSTITUIDAS POR SAIS MINERAIS (7)
Cloretos.
Os cloretos podem existir nos inertes naturais ou provir da água com a qual estiveram em contacto.
Em geral os inertes extraídos do mar contêm sais em que predominam os cloretos e os sulfatos.
Os cloretos alteram o tempo de presa do cimento e a velocidade de endurecimento.
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Impurezas CONSTITUIDAS POR SAIS MINERAIS (8)
Cloretos (2).
Se há armaduras de aço a presença do ião cloro promove a sua oxidação sob a forma de ferrugem provocando não só a diminuição das secções do aço como a sua mas também expansão, pois a formação de ferrugem faz-se com um notável aumento de volume, que acaba por romper o revestimento do betão, o que acelera o processo de corrosão.
No caso de betão pré-esforçado em que a armadura sob tensão contacta com o betão ou com a argamassa de injecção, não se admitem quantidades e cloretos superiores a 0,05 % da massa do cimento.
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INERTES
PARTÍCULAS FINAS(1)
Por definição Partículas Finas são todas as que passam através do peneiro de 75 µm de abertura: Argila, dimensões inferiores 2 µm e Silt ou Pó de pedra proveniente da britagem, dimensões entre 2 µm e 60µm.
A argila pode revestir as partículas do inerte, estar presente sob a forma de grumos ou ainda dispersa e misturada com o inerte sob a forma de pó.
Se a argila reveste o inerte impede a perfeita ligação cimento-inerte, com repercussão importante nas tensões de rotura.
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INERTES
INERTES LEVES
Utilizam-se na composição de betões leves (com massa volúmica inferior a 1800 kg/m3), o que diminuindo o peso próprio das estruturas, sem comprometer a resistência permite construções de maior altura ou de maiores vãos.
Como o coeficiente de condutibilidade térmica é tanto menor como o quanto menor é a massa volúmica do material, o betão leve contribui para para a diminuição do consumo de energia quando se faz o condicionamento do ar no interior das construções.
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INERTES
INERTES LEVES (2)
Os inertes leves mais empregados são os seguintes:
Poliestireno expandido
Vermiculite expandida
Perlite expandida
Vidro expandido
Argila expandida
Xisto expandido
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INERTES
INERTES LEVES (3)
Os inertes leves mais empregados são os seguintes (Cont.):
Escória de alto forno expandida
Cinzas volantes sinterizadas (fly ash)
Jorra
Pedra pomes
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INERTES LEVES (4)
Polistireno expandido
A matéria prima é constituída por grânulos de polistireno contendo uma substância capaz de gerar gases. Por aquecimento destes grânulos em vapor de água o polistireno amolece e a substância passa ao estado gasoso, o que permite a expansão do polímero.
Obtém-se grânulos de forma esférica ou em forma de pastilhas com dimensões até 2 mm. A sua baridade é de 12 a 14 kg/m3. 
É o inerte mais leve que se conhece, com o nome comercial de styropor.
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INERTES LEVES (5)
Vermiculite expandida
A vermiculite é um material lamelar que se assemelha à mica e que se encontra na América e em África.
Quando aquecida rapidamente a temperaturas de 650 a 1000º C, as lamelas abrem-se expandindo-se de várias vezes a sua espessura (até 30 vezes).
Atinge baridades de 60 a 130 kg/m3.
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INERTES LEVES (6)
Perlite expandida
A perlite é um vidro vulcânico da família dos feldspatos que ocorre em diferentes regiões da América, Itália, Ulster, etc.
Quando aquecida rapidamente até 900-1100 º C expande-se devido ao desenvolvimento de vapor, formando um material celular com baridade de 30 a 240kg/m3.
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INERTES LEVES (7)
Vidro expandido
O vidro sodocálcico de composição corrente, moído e misturado com um agente de expansão, é granulado e depois aquecido, obtendo-se grânulos de 3 a 25 mm, com baridade de 150 a 300 kg/m3.
É uma boa aplicação dos detritos de fibras de vidro e até do vidro de garrafas.
Não há ataque do vidro pelo cimento.
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INERTES LEVES (8)
Argila expandida (1)
É o inerte leve mais aplicado. 
Segundo Sousa Coutinho, LNEC, 70 % do inerte leve utilizado pela indústria da construção é argila expandida.
Para a fabricação de grânulos de argila expandida exige-se um argila expansiva à qual se juntam substâncias que ampliam tal expansibilidade. 
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Argila expandida (2)
Aquecendo esta mistura a 1100-1200 º C alguns dos minerais que constituem a argila fundem, outros componentes decompõem-se desenvolvendo gases no interior da argila que não podem escapar para o exterior devido à fase líquida que envolve as partículas da argila provocando o aumento de volume da argila piroplástica. 
A necessidade do aparecimento duma fase em fusão com viscosidade suficientemente elevada para aprisiona os gases origina uma restrição na escolha da argila.
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INERTES LEVES (8)
Argila expandida (3)
Os teores de sílica, alumina e fundentes (cal, magnésia, óxido de ferro e álcalis) não devem ultrapassar determinados limites, sem o que a argila não fundirá a uma temperatura suficientemente baixa ou fundiria numa massa insuficientemente viscosa . 
O inerte de argila expandida é preparado em fornos rotativos.
O processo patenteado na Dinamarca na década de 40 conhecido por LECA, Light Expansed Clay Aggregate, tem uma baridade entre 350 a 700 kg/m3 
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Xisto expandido
As condições para a expansão do xisto são semelhantes às da argila expansiva.
O xisto carbonífero, resíduo da exploração das minas de carvão, é altamente expansivo.
Porém nunca foi feito no LNEC um estudo sistemático das características do produto e da sua aplicação industrial no betão.
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Escória de alto forno expandida (1)
A escória de alto forno é um subproduto da extracção do ferro fundido, que é lançada à saída do alto forno (a 1400-1500ºC) sobre jactos de água.
O vapor de água assim produzido provoca a formação de bolhas de ar e vapor e a escória expande arrefecendo.
Obtém-se uma rocha alveolar lembrando a pedra pomes natural, mas com textura superficial escoriácia.
A baridade do inerte grosso é inferior a 800 kg/m3 e a da areia a 1000kg/m3
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INERTES LEVES (10)
Escória de alto forno expandida (2)
Fig. 2.47-Granulação da escória.
A escória em fusão cai sobre a roda dentada que a projecta em pequenas partículas, arrefecidas por meio de jactos de água.
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Escória de alto forno expandida (3)
Fig. 2.47-
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INERTES LEVES (11)
Cinzas volantes sinterizadas (1)
As cinzas volantes são o resíduo da combustão do carvão pulverizado queimado , por exemplo na centrais térmicas. 
Têm finura semelhante ao do cimento Portland normal.
Para sua preparação como inerteleve são humedecidas e colocadas num depósito rotativo onde se agregam em pequenas partículas esféricas, que em seguida se sinterizam a cerca de 1200ºC.
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INERTES LEVES (11)
Cinzas volantes sinterizadas (2)
Formam-se então nódulos porosos, duros, que são posteriormente britados e selecionados.
A baridade é inferior a 960 kg/m3 para o inerte grosso e a 1200 kg/m3 para a areia.
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Cinzas volantes sinterizadas (3)
SINTERIZAÇÃO é um processo de aglomerar partículas num sólido dotado de coesão por meio de um aquecimento. 
Para se dar a sinterização é necessária a presença duma fase líquida ou a existência de difusão entre sólidos.
No primeiro caso quando se forma uma fase líquida esta é parcial e perde a fluidez logo que arrefece. 
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Cinzas volantes sinterizadas (4)
As cinzas volantes são o resíduo finamente dividido da queima do carvão pulverizado ou moído, que é arrastado nos gases de combustão. 
Ao queimar-se o carvão que em regra é previamente moído até passar no peneiro 75 µm de abertura, a parte combustível arde instantaneamente, enquanto a parte não combustível, essencialmente constituída por xistos e argilas, entra parcialmente em fusão. 
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INERTES LEVES (11)
Cinzas volantes sinterizadas (5)
Consoante o tipo de forno e a finura do carvão , algumas destas partículas aglomeram-se numa espécie de clínquer, que cai no fundo do forno , dando origem à jorra. 
Outras devido às suas pequenas dimensões, são transportadas nos gases de combustão, podendo ser captadas antes de saírem para a atmosfera.
O material assim obtido, constituído fundamentalmente por partículas de forma arredondada, com diâmetro médio de cerca de 10 µm, designa-se por “cinzas volantes”, (Fly Ash).
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INERTES LEVES (12)
Jorra
É o resíduo da combustão do carvão, (hulha, antracite, coque, etc) nos fornos industriais que foi fundido ou sinterizado em pedaços.
É um material duro, de cor escura, de aspecto escoriácio.
Não se usa em betão armado devido a um potencial de corrosão do aço.
A baridade é de 550 a 800 kg/m3.
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INERTES LEVES (13)
Pedra pomes
É uma rocha lávica, de natureza ácida, rica portanto em sílica, arrefecida rapidamente ao ar.
A sua textura é celular, devido á existência de numerosas bolhas de gases que se desenvolvem quando da sua solidificação.
Tem o aspecto duma rocha rugosa mas não vitrificada.
A baridade varia de 500 a 900 kg/m3.
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INERTES DE ELEVADA DENSIDADE (1)
Para aumentar a densidade do betão é necessário empregar inerte de elevada densidade , geralmente maior do que 4.
O material mais vulgarmente empregado como inerte pesado é a barita, (sulfato de bário) com densidade de 4 a 4,4.
Usam-se também minérios de ferro como a magnetite, hematite, goetite, ilmenite (óxido de ferro e titânio),e volframite (tungstato de ferro e manganésio).
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INERTES DE ELEVADA DENSIDADE (2)
Os minérios de ferro não deverão estar alterados pois a metereorização tende a pulverizá-los passando a ter uma elevada absorção de água diminuindo a massa volúmica do betão.
O aço (densidade 7) dá também um óptimo inerte pesado mas é difícil obter com ele formas e granulometrias correctas par se comporem betões de trabalhabilidade aceitáveis. 
A diferença de densidades entre estes componentes do betão contendo pedaços ou partículas de aço, torna o betão muito segregável e heterogéneo.
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DETERMINAÇÕES NECESSÁRIAS PARA O CÁLCULO DA COMPOSIÇÃO DO BETÃO(1)
Nos slides anteriores enunciámos as características que os inertes devem possuir.
Mas para o cálculo da composição do betão, isto é, para a determinação das quantidades dos componentes, em peso por unidade de volume do betão, é necessário conhecer outras propriedades dos inertes, que são:
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DETERMINAÇÕES NECESSÁRIAS PARA O CÁLCULO DA COMPOSIÇÃO DO BETÃO(2)
Massa volúmica das partículas
Absorção
Humidade
Baridade
Granulometria
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DETERMINAÇÕES NECESSÁRIAS PARA O CÁLCULO DA COMPOSIÇÃO DO BETÃO(3)
Massa volúmica das partículas
É a relação entre a massa de um corpo e o seu volume. 
Aplicada ao inerte refere-se à massa volúmica das partículas individuais e não à massa agregada em conjunto. As massas volúmicas dos inertes mais vulgares que constituem as rochas mais usadas na construção são:
Basalto = 2,8 kg/cm3				Pórfiro=2,73	kg/cm3				Quartzite=2,62kg/cm3 kg/cm3
Granito=2,67 kg/cm3				Sílex=2,70 kg/cm3					Grés=2,50 kg/cm3
Calcário=2,66 Kg/cm3
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DETERMINAÇÕES NECESSÁRIAS PARA O CÁLCULO DA COMPOSIÇÃO DO BETÃO(4)
Absorção(1)
A absorção de água do inerte é determinada a partir da diminuição da massa de uma amostra de inerte saturado de água (com a superfície seca), p1, seca em estufa a 105º C, p3.
A relação entre a perda de massa (p1-p3) expressa em percentagem é a absorção A.
A=(p1-p3)/p3x100
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DETERMINAÇÕES NECESSÁRIAS PARA O CÁLCULO DA COMPOSIÇÃO DO BETÃO(4)
Absorção(2)
Quando todos os poros estão cheios de água o inerte fica saturado.
Colocando ao ar este material alguma água contida nos poros evaporar-se-á, dizendo-se então inerte seco ao ar.
Prolongando a secagem em estufa, o inerte diz-se seco em estufa.
Mas se for abandonado na atmosfera sem qualquer protecção o inerte reconstitui a humidade correspondente ao estado seco ao ar.
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VALORES DE ABSORÇÃO DE ALGUNS INERTES
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	INERTE	ABSORÇÃO %
	GRANITO	0 a 1
	CALCÁREO BRITADO	0,5 a 1
	GRÉS	2 a 7
	AREIA	0 a 2
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DETERMINAÇÕES NECESSÁRIAS PARA O CÁLCULO DA COMPOSIÇÃO DO BETÃO(4)
Humidade (1)
O inerte quando exposto à intempérie adquire e conserva uma quantidade apreciável de humidade.
Assim, além da humidade aprisionada pelo inerte no seu interior por absorção, temos que adicionar a nova parcela de água aderente à superfície, chamada teor de humidade ou simplesmente humidade.
O teor total da água do inerte é igual à soma da absorção com o teor de humidade.
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QUADRO-Humidades médias de inertes
	Classe do inerte
D/d, mm	Módulo de finura	Humidade %
	Areia natural	2,8	4 a 5
	Areia britada	2,8	6 a 8
	Brita 9,5/2,4	6,0	1,5 a 4
	Brita 19,1/4,8	6,8	0,5 a 1,5
	Brita 25/9,5	7,1	0,8 a 2,5
	Brita 38/19,1	7,9	0,1 a 1,5
	Brita 50/25	8,2	0,1 a 1,0
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DETERMINAÇÕES NECESSÁRIAS PARA O CÁLCULO DA COMPOSIÇÃO DO BETÃO (5)
Baridade e volume de vazios
Chama-se baridade à massa por unidade de volume aparente duma classe de inerte.
A baridade dum inerte depende do seu grau de compactação, do modo como está arranjado no interior do seu continente, da forma das partículas.
A Fig. 1.31 pág. 104, Sousa Coutinho, mostra a variação da baridade duma areia em função da sua humidade, grau de compactação (solta ou compactada) e com a máxima dimensão do inerte, com variações de baridade de 1100 a 1800 kg/m3.
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DETERMINAÇÕES NECESSÁRIAS PARA O CÁLCULO DA COMPOSIÇÃO DO BETÃO (6)
Granulometria (1)
A granulometria condiciona a compacidade do betão e portanto todas as propriedades do betão.
Chama-se granulometria à distribuição das percentagens das partículas de determinadas dimensões que compõem o inerte.
Sob o ponto de vista granulométrico a dimensão duma partícula é definida pela abertura de uma malha com forma determinada através da qual ela passa ficando retida numa malha idêntica de menordimensão.
A dimensão assim determinada exige que se definam dois parâmetros: 
Forma de abertura da malha, quadrada ou circular e diferença entre aberturas de duas malhas consecutivas.
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DETERMINAÇÕES NECESSÁRIAS PARA O CÁLCULO DA COMPOSIÇÃO DO BETÃO (6)
Granulometria (2)
Praticamente a análise granulométrica é realizada agitando o inerte através de uma série de peneiros arranjados por ordem tal que os da malha mais larga estejam na parte superior e os de malha mais apertada na inferior e pesando o material retido em cada peneiro.
Conhecendo-se a massa inicial da amostra calcula-se a percentagem da massa dos resíduos nos peneiros.
Sendo a granulometria uma questão de percentagem de partículas de determinada dimensão é-se conduzido à avaliação de percentagens de volume das partículas. 
Pressupõe-se que todas a partículas têm a mesma massa volúmica.
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DETERMINAÇÕES NECESSÁRIAS PARA O CÁLCULO DA COMPOSIÇÃO DO BETÃO (6)
Granulometria (3)
Peneiros e suas características (1)
A malha dos peneiros pode ser quadrada ou redonda.
Normalmente os peneiros de abertura redonda são empregados para os inertes mais grossos.
As aberturas das malhas dos peneiros são normalizadas em diferentes países. 
Nos E.U.A. as normas ASTM para efeito da análise granulométrica dos inerte destinados a betão usam peneiros cujas aberturas formam uma série geométrica de razão 2, começando em 0,075 mm.
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DETERMINAÇÕES NECESSÁRIAS PARA O CÁLCULO DA COMPOSIÇÃO DO BETÃO (6)
Granulometria (3)
Peneiros e suas características (2)
Os peneiros mais grossos são designados pela dimensão da abertura , até cerca de 5 mm.
Os de abertura inferior a 5 mm são designados pelo número de malhas por polegada linear.
O peneiro nº 30 indica que tem 30 aberturas por polegada quadrada ou 30x30 por polegada quadrada.
O peneiro nº 4 com 4,76 mm de abertura é o peneiro que convencionalmente separa o inerte grosso da areia.
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Série de peneiros ASTM empregados na análise granulométrica
	DESIGNAÇÃO DO PENEIRO	ABERTURA DA MALHA 
(mm)	DIÃMETRO DO ARAME DA REDE
(mm)
	6”	152,4	-
	3”	76,1	5,8
	1 ½ “	38,1	4,6
	¾”	19,0	3,3
	3/8”	9,51	2,3
	nº 4	4,76	1,5
	nº 8	2,38	1,0
	nº 16	1,19	0,65
	nº 30	0,595	0,39
	nº 50	0,297	0,22
	nº 100	0,149	0,11
	nº 200	0,075	0,05
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DETERMINAÇÕES NECESSÁRIAS PARA O CÁLCULO DA COMPOSIÇÃO DO BETÃO (6)
Granulometria (3)
Técnica de obtenção duma análise granulométrica (1)
A amostra antes da análise granulométrica deve ser seca ao ar ou em estufa para evitar a agregação das partículas finas e a obturação fácil dos peneiros cuja malha é mais apertada.
As massas mínimas das amostras a serem peneiradas estão indicadas no Quadro 1.13, pág.110, Sousa Coutinho.
A amostra deve ser representativa do conjunto.
Para reduzir a amostra grande à dimensão necessária para o ensaio pode usar-se o método do esquartelamento.
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Massas mínimas das amostras para análise granulométrica
	Máxima dimensão do inerte
(mm)	Massa minima da amostra (kg)
	76,1	50
	50,8	35
	38,1	15
	25,4	5
	19,0	2
	12,7	1
	9,51	0,5
	6,35	0,2
	4,76	0,2
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DETERMINAÇÕES NECESSÁRIAS PARA O CÁLCULO DA COMPOSIÇÃO DO BETÃO (6)
Granulometria (3)
Técnica de obtenção duma análise granulométrica (2)
A peneiração pode ser realizada à mão, sendo agitado cada peneiro em separado até que não passe mais de 1% da massa nele retida, ao fim de um minuto de peneiração.
Os movimentos devem ser dados em todas as direcções, para trás e para a frente, para a esquerda e para a direita, imprimindo um movimento circular no sentido do movimento dos ponteiros do relógio e em sentido contrário. 
Deve evitar-se uma espessura demasiada de material sobre o peneiro, de modo a obrigar todas as partículas a entrarem em contacto com a rede.
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DETERMINAÇÕES NECESSÁRIAS PARA O CÁLCULO DA COMPOSIÇÃO DO BETÃO (6)
Granulometria (3)
Técnica de obtenção duma análise granulométrica (3)
Os resultados são registados numa tabela indicando:
Massa retida em cada peneiro
Percentagem retida em cada peneiro
Percentagem total que passa através do peneiro (percentagens acumuladas)
Percentagem total que fica retida no peneiro (complemento para 100 dos valores anteriores).
A soma dos resíduos dos peneiros deve ser igual com 1 % de tolerância, à massa inicial da amostra.
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Exemplo duma análise granulométrica
	ABERTURA DA MALHA
(mm)	RESÍDUO NO PENEIRO
(g)	RESÍDUO NO PENEIRO
(%)	PERCENTAGEM TOTAL DE INERTE QUE PASSA ATRAVÉS DO PENEIRO (%)	PERCENTAGEMDO INERTE RETIDO NO PENEIRO (%)
	19,0	-	-	100,0	0,0
	9,51	18,8	1,9	98,1	1,9
	4,76	41,9	4,2	93,9	6,1
	2,38	195,8	19,6	74,3	25,7
	1,19	337,5	33,8	40,5	59,5
	0,595	319,4	31,9	8,6	91,4
	0,297	75,2	7,5	1,1	98,9
	0,149	10,0	1,0	0,1	99,9
	Refugo	1,4	0,1	-	-
	Total	1000,0			383,4
	Módulo de Finura	3,83			
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INTERPRETAÇÃO DUMA ANÁLISE GRANULOMÉTRICA 
Curva granulométrica 1: GRANULOMETRIA EXTENSA BEM GRADUADA.
Elementos com 
diferente dimensão, 
do que
 resulta um melhor 
imbricamento das 
partículas entre si e 
consequente melhor 
resistência mecânica.
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INTERPRETAÇÃO DUMA ANÁLISE GRANULOMÉTRICA 
Curva granulométrica 2: GRANULOMETRIA UNIFORME
Elementos com 
dimensão, 
aproximadamente
 igual:
Exemplo areia 
duma praia.
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INTERPRETAÇÃO DUMA ANÁLISE GRANULOMÉTRICA 
Curva granulométrica 3: GRANULOMETRIA EXTENSA MAL GRADUADA.
Falta de elementos
com determinada 
dimensão, 
mal graduado
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DETERMINAÇÕES NECESSÁRIAS PARA O CÁLCULO DA COMPOSIÇÃO DO BETÃO (6)
Granulometria (3): Curva granulométrica (1)
O traçado gráfico da curva granulométrica permite apreciar rapidamente a granulometria do inerte e as deficiências que possa ter de partículas de determinada dimensão.
No traçado da curva escolhem-se para ordenadas as percentagens de material que passa através de cada peneiro, graduando-se o eixo respectivo de 0 a 100 de baixo para cima, numa escala aritmética e para abcissas as aberturas dos peneiros em escala logarítmica. No caso de aberturas em progressão geométrica de razão 2, as distâncias são iguais de abertura a abertura.
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DETERMINAÇÕES NECESSÁRIAS PARA O CÁLCULO DA COMPOSIÇÃO DO BETÃO (6)
Granulometria (3):
Curva granulométrica (2)
Fig. 1.32 pág. 112, Sousa Coutinho, apresenta um exemplo de uma curva granulométrica.
A tracejado representa-se a área que é proporcional ao módulo de finura.
Escala das abcissas proporcional ao logaritmo da abertura da malha.
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DETERMINAÇÕES NECESSÁRIAS PARA O CÁLCULO DA COMPOSIÇÃO DO BETÃO (6)
Granulometria (3): 
Cálculo do Módulo de Finura (1)
Define-se módulo de finura como a soma das percentagens totais que ficam retidas em cada peneiro, da série normal, dividida por 100.
A série normal é a que começa no peneiro de 0,149 mm de abertura e se estende até à máxima dimensão do inerte.
No gráfico da Fig. 1.32 pág. 112, as ordenadas estão na escala decimal e as abcissas em escala logarítmica, do que resulta afastamentos iguais para peneiros crescendo em escala geométrica de razão 2.
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DETERMINAÇÕES NECESSÁRIAS PARA O CÁLCULO DA COMPOSIÇÃO DO BETÃO (6)
Granulometria (3): 
Cálculo do Módulo de Finura (2)
Uma interpretação do módulo de finura pode ser a dimensão média ponderada do peneiro do grupo onde é retido o material, sendo os peneiros contados a partir do mais fino. 
Por exemplo uma areia com um módulo de finura de 3,00 significa que a dimensão média é a correspondente ao 3º peneiro da série, 0,595mm de abertura.
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DETERMINAÇÕES NECESSÁRIAS PARA O CÁLCULO DA COMPOSIÇÃO DO BETÃO (6)
Granulometria (3): 
Cálculo do Módulo de Finura (3)
Assim como o módulode finura 5,00 significa que a dimensão média é a correspondente ao peneiro com 2,38 mm de abertura, 5º peneiro da série.
Outra interpretação útil para o cálculo da composição do betão, é a de que o módulo de finura é um número proporcional à área a tracejado da figura.
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DETERMINAÇÕES NECESSÁRIAS PARA O CÁLCULO DA COMPOSIÇÃO DO BETÃO (6)
Granulometria (3): Designação do Inerte (1)
Normalmente o inerte é designado por dois números separados por um traço.
O primeiro D representa a sua máxima dimensão, o segundo d a mínima dimensão.
Por exemplo 50,8/19,0 significa que as partículas do inerte estão compreendidas entre 50,8 e 19,0 mm.
No entanto o inerte pode conter 10 % de partículas com dimensão superior a 50,8 mm e 5% de partículas com dimensão inferior a 19,0 mm. V. fig. 1.33 pág.114.
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DETERMINAÇÕES NECESSÁRIAS PARA O CÁLCULO DA COMPOSIÇÃO DO BETÃO (6)
Granulometria (3): 
Amostragem (1)
Antes de proceder aos ensaios dos inertes há que realizar as sua amostragem
A amostra deve ser representativa do material considerado.
A Norma D 75 da ASTM, American Society for Testing and Materials, descreve as regras de amostragem que se devem seguir.
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DETERMINAÇÕES NECESSÁRIAS PARA O CÁLCULO DA COMPOSIÇÃO DO BETÃO (6)
Granulometria (3): Amostragem (2)
A amostra principal deve ser constituída por diversas porções retiradas de diferentes locais do depósito, da superfície, do centro e do fundo.
Geralmente é suficiente uma dezena de porções. Mas se o depósito está muito segregado será necessário um número maior de colheitas.
A melhor ocasião para proceder à colheita é à entrada da betoneira ou à sua chegada ao estaleiro, durante a descarga.
Procura-se retirar uma porção no início, outra no meio e outra no fim da descarga.
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TECNOLOGIA DO BETÃO
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BIBLIOGRAFIA BÁSICA
COUTINHO, A. Sousa (1988); Fabrico e propriedades do betão, Volumes I e II, LNEC
COUTINHO, A. Sousa (1988); Propriedades das matérias-primas, Volumes I e II, Lisboa: LNEC.
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