Materiais de construção - Aula 6

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Materiais de Construção
Aula – 6
Prof. René Sena García
Propriedades 
Mecânicas 
RECOMENDAÇÕES:
• Deve-se ao chegar os agregados, verificar a procedência, a 
quantidade, e o local de armazenamento e devem estar 
praticamente isentos de materiais orgânicos como humus, etc....e 
também, siltes, carvão.
• Quando da aprovação de jazida para fornecer agregados para 
concreto, ter conhecimento de resultados dos seguintes ensaios e/ou 
análises:
• · reatividade aos álcalis do cimento (álcali-sílica, álcali-silicato, 
álcali-carbonato);
• · estabilidade do material frente a variações de temperatura e umidade;
• · análise petrográfica e mineralógica;
• · presença de impurezas ou materiais deletéricos;
• · resitência à abrasão;
• · absorsão do material
GRANITO
BASALT
O
GNAISSE
MÁRMORE
ARENITO
Pedras Madeira 
NBR 15845 
(ABNT, 2015)
Análise Petrográfica
• Descrever a coloração, a estrutura, a 
textura, a granulação, a composição 
mineralógica com indicação, em 
porcentagem dos minerais essenciais e 
acessórios e a natureza da rocha.
• São executadas análises macroscópicas e 
microscópicas em laboratório 
Densidade Aparente, Porosidade Aparente e 
Absorção de Água 
ROCHAS PARA REVESTIMENTO 
• Caracteriza o estado de alteração e de coesão em rochas de revestimento, assim 
como, a possibilidade de infiltração de líquidos na rocha. 
• A densidade aparente e a porosidade aparente fornecem indicações sobre a 
resistência físico-mecânica da rocha, mediante esforços compressivos e de flexão. 
• O índice de absorção d’água, por sua vez, indica a capacidade da rocha ser 
encharcada por líquidos. O índice de absorção d’água nunca é superior ao índice 
de porosidade aparente, destacando-se que uma rocha com alta porosidade não 
tem necessariamente alta absorção d’água, pois seus poros e cavidades podem 
não ser comunicantes. 
• Com maior porosidade efetiva, que traduz a existência de poros e/ou cavidades 
intercomunicantes, maior será a absorção d’água esperada para a rocha e 
provavelmente menor a sua resistência físico-mecânica.
Propriedade que avalia a variação de tamanho de um determinado 
material frente à uma variação de temperatura. 
Resistência à 
Compressão Uniaxial
Coeficiente de Dilatação 
Térmica Linear
Determina a tensão (MPa) que provoca a ruptura da rocha quando 
submetida a esforços compressivos. Sua finalidade é avaliar a 
resistência ao cisalhamento da rocha quando utilizada como elemento 
estrutural e obter um parâmetro indicativo de sua integridade física.
Módulo de Ruptura (Flexão 
por carregamento em 3 
pontos)
A resistência à flexão é a propriedade que a rocha possui de resistir 
mediante a um esforço fletor. Ela está associada à dureza de seus 
constituintes minerais e ao grau de coesão de seus componentes, que 
por sua vez está associado ao tamanho dos grãos e ao grau de 
alteração.
Resistência ao Impacto de 
Corpo Duro 
A resistência ao impacto de corpo duro é um indicativo 
da tenacidade da rocha.
Ensaios e análises necessárias de acordo com o 
uso pretendido 
Fonte: Chiodi Filho & Rodrigues (2009)
Acabamentos 
Execução 
do 
Projeto
Execução 
do 
Projeto
Granulometria
Composto pelo Peneiramento, para solos 
granulares, e pelo Ensaio de Sedimentação, 
quando o solo é coesivo. Com isso pode-se obter 
a curva granulométrica da amostra. 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Peneiramento
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ensaio_de_Sedimenta%C3%A7%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Coes%C3%A3o
APARELHAGEM
Aparelho de dispersão com hélices 
substituíveis e copo munido de chicanas
Peneiras, inclusive tampa e fundo
Agitador para peneiras, com 
dispositivo para fixação
Quarteador de Amostra 
Balança com capacidade de 1 kg, sensível a 0,1g
Cápsula de porcelana com capacidade de 500ml
Proveta de vidro, de cerca de 45 cm de altura e 6,5 cm 
de diâmetro, com traço indicando 1000 ml 
Estufa capaz de manter a temperatura entre 1050 e 1100 C
Granulometria
Granulometria
Pero-1
Classificação Granulométrica
!!! 
BRITA
SEDIMENTAÇÃO
Considerações sobre Granulometria
• Tradicionalmente, a separação da fração areia é feita por tamisação e sua 
determinação realizada por pesagem. 
• As frações argila e silte são separadas com base no princípio da velocidade 
diferencial de sedimentação de partículas segundo a Lei de Stokes.
• Na qual, a sedimentação de um material sólido no líquido ocorre de acordo 
com o seu diâmetro, densidade de partículas e a viscosidade do líquido. 
• Após a sedimentação, a argila é determinada por pesagem (método da 
pipeta) ou através de densímetro (método hidrômetro) e o silte 
determinado por diferença.
• Pelo método da pipeta, coleta-se a solução contendo a fração argila em 
suspensão por meio de uma pipeta, à profundidade e tempo 
pré-determinados em função da temperatura da água
(Klein, 2008; Andrade et al., 2000; Vitorino et al., 2007). 
Análise Granulométrica 
Peneiramento
Sedimentação
https://pt.wikipedia.org/wiki/An%C3%A1lise_Granulom%C3%A9trica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Peneiramento
• O ensaio de sedimentação é utilizado para determinar 
a granulometria de areias compostas de materiais finos, 
como as argilas. 
• É um ensaio de caracterização, que juntamente com o 
ensaio de peneiramento compõem a Análise 
Granulométrica dos solos.
• A determinação da granulometria do solo, no ensaio de 
sedimentação, é baseada na Lei de Stokes. 
• Essa lei relaciona o tamanho da partícula com a velocidade 
com que ela sedimenta em um meio líquido. Dessa forma, 
quanto maior a partícula, mais rapidamente ela irá se 
depositar no fundo da proveta de ensaio.
Sedimentação
https://pt.wikipedia.org/wiki/Sedimenta%C3%A7%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Granulometria
https://pt.wikipedia.org/wiki/Argila
https://pt.wikipedia.org/wiki/Peneiramento
https://pt.wikipedia.org/wiki/An%C3%A1lise_Granulom%C3%A9trica
https://pt.wikipedia.org/wiki/An%C3%A1lise_Granulom%C3%A9trica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Stokes
https://pt.wikipedia.org/wiki/Proveta
Termômetro graduado em 0,50 C, de 00 a 500 C
Cronômetro para intervalo de tempo até 30 
minutos com precisão de 1 segundo
Beaker de vidro com capacidade de 250 ml.
Densímetro de bulbo simétrico a 200 C e 
graduado em 0,001, de 0,995 a 1,050
Do material que passa na #10 retiram-se quantidades 
suficientes de solo para a realização do peneiramento fino, 
do ensaio de sedimentação, para a determinação do peso 
específico dos sólidos e para a determinação do teor de 
umidade do solo
Realização do Ensaio de Sedimentação
1) Coloca-se a amostra em imersão (6 a 24hs) com 
defloculante (solução de hexametafosfato de 
sódio).
2) Agita-se a mistura no dispersor elétrico por 5 a 
15min. 
3) Transfere-se a mistura para uma proveta graduada, 
completando com água destilada até 1000ml e 
realiza-se o agitamento da mistura solo/água. 
4) Efetua-se leituras do densímetro nos instantes de 
30s, 1min, 2, 4, 8, 15, 30min, 1h, 2h, 4h, 8h, 24h.
Sedimentação
Sedimentação
Fases da sedimentação
temp
o
Zona clarificada
Zona de concentração 
uniforme
Sólidos sedimentados
Zona de transição
Zona de concentração 
não-uniforme
Leituras de 
30s, 
1min, 2, 4, 8, 15, 30min, 
1h, 2h, 4h, 8h, 24h.
Agitação 
do 
sedimento
Dispersor elétrico por 5 a 15min
• Transfere-se a dispersão para a proveta, removendo-se com água destilada todo material que 
tenha aderido ao corpo do dispersor. Junta-se água destilada até atingir o traço 
correspondente a 1000ml; em seguida, coloca-se a proveta no banho. 
• Agita-se com uma baqueta para manter, tanto quanto possível, as partículas em suspensão. 
• Imediatamente depois de terminada a agitação, anota-se a hora exata do início da 
sedimentação e mergulha-se cuidadosamente o densímetro na suspensão. Fazem-se as 
leituras do densímetro correspondente aos tempos de sedimentação; terminadas as leituras 
retira-se lenta e cuidadosamente o densímetro da suspensão. Por ocasiãode cada leitura do 
densímetro, anota-se a temperatura da suspensão com aproximação de 0,50 C;
Porcentagem do material em suspensão
Acha-se a porcentagem correspondente a cada leitura do 
densímetro, referida ao peso total da amostra, pela fórmula:
Q - porcentagem do material em suspensão no instante da leitura do 
densímetro;
N - porcentagem da amostra total que passa na peneira de 2,0mm;
Ps - peso do material seco usado na suspensão, em g;
δ - massa específica real do solo, em g/cm3; (picnômetro)
Lc - leitura corrigida do densímetro (Lc=L+R), em que L é a leitura na parte 
superior do menisco e R a correção devida ao menisco e à variação de 
densidade do meio dispersor, proveniente da adição do defloculante e da 
variação de temperatura, obtida da calibração do densímetro utilizado no 
ensaio. 
Diâmetro das partículas de solo em suspensão
d - diâmetro máximo das partículas, em mm;
η - coeficiente de viscosidade do meio dispersor (água), em g seg./cm2;
a - altura de queda das partículas, correspondentes à leitura do densímetro, em 
cm, obtida na curva de calibração do densímetro;
t - tempo sedimentação, em seg.;
δ - massa específica real do solo, em g/cm3;
δa-densidade absoluta do meio dispersor, em g/cm
3. 
Considerações na Sedimentação
Tabela indica os diâmetros d correspondentes aos tempos t 
prescritos neste Método (Casagrande) admitidos os 
seguintes valores na fórmula de Stokes:
a = 20 cm;
η = 1,03x10-5 g.seg./cm2 (água a 200C);
δ = 2,65 g/cm3;
δa= 1 g/cm
3 (água a 200 C).
Depois da sedimentação 
Terminadas as leituras feitas do ensaio de sedimentação, verte-se e lava-se a suspensão, com água 
potável, na peneira de 0,075 mm (200); remove-se, com excesso de água, todo o material que tenha 
aderido à proveta. Seca-se a parte retida na peneira, em estufa a 1050 - 1100 C, e passa-se nas 
peneiras de 1,2 - 0,6 - 0,42 - 0,30 - 0,15 e 0,075 mm, anotando-se, com aproximação de 0,1g, os 
pesos acumulados em cada peneira
Teores de argila determinados pelos métodos
• No método do densímetro o princípio básico é que o material 
presente altera a densidade da suspensão. Assim, relaciona as 
densidades com o tempo de leitura e com a temperatura, calculando 
a percentagem de partículas e seus diâmetros
• Os requisitos básicos para todos os métodos de análise textural são: a 
dispersão total das partículas do solo e sua manutenção durante toda 
etapa analítica 
Embora o uso do densímetro seja considerado eficiente, quando 
comparado ao da pipeta, tem sido relatadas situações em que o mesmo 
pode superestimar ou subestimar os teores de argila em alguns tipos de 
solo, tendo como consequência erros na quantificação do silte. 
densímetro “simplificado”, 
densímetro padrão 
pipeta
• Coeficiente de Uniformidade (Cu) razão entre o diâmetro que 60% do material passa 
no peneiramento e o diâmetro efetivo 10%. 
• Os solos que apresentam Cu menores que 5 são considerados solos uniformes. Valores 
maiores que 15 são considerados solos desuniformes e entre 5 e 15 são mediamente 
uniformes.
• Coeficiente de Curvatura (Cc) mede a graduação do solo com base nos diâmetros 
D30, D60 E D10. 
• Se o solo apresenta valores entre 1 e 3 ele é bem graduado. Valores maiores do que 
3 indicam um solo mal graduado. 
Determina-se a umidade higroscópica do material, pela 
fórmula
onde:
h - teor de umidade, em percentagem;
Ph- peso do material úmido;
Ps- peso do material seco em estufa a 1050 C - 1100 C, até constância de peso.
Fazem-se as pesagens com a aproximação de 0,01 g.
Cálculos
Peso total da amostra seca - subtrai-se o peso do material seco retido até a 
peneira de 2,0mm, do peso total da amostra seca ao ar; multiplica-se a diferença assim 
obtida pelo fator de correção 100/100+h em que h é a unidade higroscópica. 
Somando-se este resultado ao peso do material retido na peneira de 2,0mm, obtém-se 
o peso total da amostra seca.
 
Pseco -- Peso ou massa total da amostra seca
Pt -- Peso ou massa da amostra seca ao ar
Pg – peso ou massa do material seco retido na peneira 10 (2,00mm)
h – umidade higroscópica do material passado na na peneira 10 (2,00mm) 
PORCENTAGENS DE MATERIAIS QUE PASSAM NAS 
PENEIRAS
 
• Verte-se a mistura no copo de dispersão, removendo-se com água destilada 
todo o material que tenha aderido ao beaker. 
• Adiciona-se mais água destilada até que o nível fique 5cm abaixo da borda do 
copo, e submete-se a mistura à ação do aparelho de dispersão. 
• O tempo de dispersão poderá ser de 5,10 ou 15 minutos, dependendo do 
índice de plasticidade (IP)do solo. 
• IP menor ou igual a 5 poderão ser dispersados em 5 min.
• IP entre 5 e 20, em 10 minutos, 
• IP maior que 20, em 15 minutos. 
Observação: solos contendo grande percentagem de mica podem ser 
dispersados em 1 minuto.
IP = LL - LP
Indice Significado
Umidade do material Teor de água contida no material em função do peso dos sólidos
Índice de vazios Volume de vazios em relação ao volume dos sólidos
Porosidade do material Volume de vazios em relação ao volume total
Grau de Saturação Teor de vazios preenchidos por água
Peso Específico Real dos Grãos Densidade dos grãos sólidos
Peso Específico natural Densidade do material in situ
Peso Específico Aparente Seco Densidade do material in situ excluído o peso da água
https://pt.wikipedia.org/wiki/Umidade_do_solo
https://pt.wikipedia.org/wiki/Peso
https://pt.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3lido
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%8Dndice_de_vazios
https://pt.wikipedia.org/wiki/Volume
https://pt.wikipedia.org/wiki/Vazio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Volume
https://pt.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3lido
https://pt.wikipedia.org/wiki/Porosidade_do_solo
https://pt.wikipedia.org/wiki/Volume
https://pt.wikipedia.org/wiki/Vazio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Volume
https://pt.wikipedia.org/wiki/Grau_de_Satura%C3%A7%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Vazio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Peso_Espec%C3%ADfico_Real_dos_Gr%C3%A3os
https://pt.wikipedia.org/wiki/Densidade
https://pt.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3lido
https://pt.wikipedia.org/wiki/Peso_Espec%C3%ADfico_natural
https://pt.wikipedia.org/wiki/Densidade
https://pt.wikipedia.org/wiki/In_situ
https://pt.wikipedia.org/wiki/Peso_Espec%C3%ADfico_Aparente_Seco
https://pt.wikipedia.org/wiki/Densidade
https://pt.wikipedia.org/wiki/Peso
Considerações
Outro ensaio é o de Granulometria o qual é composto peloPeneiramento, 
para solos granulares, e pelo Ensaio de Sedimentação, quando o solo 
é coesivo. Com isso pode-se obter a curva granulométrica da amostra. 
Concluindo os ensaios desse grupo têm-se o Limite de plasticidade e oLimite 
de liquidez que são conhecidos como Limites de Consistência ou Limites de 
Atterberg. Deles é obtido o Índice de plasticidade.
Com o Peso Específico Real dos Grãos, a curva granulométrica e o Índice de 
plasticidade, é possível saber se o material poderá ser aplicado, por 
exemplo, em filtros ou drenos, no caso das areias, se poderão ser utilizados 
em base de rodovias, no caso dos cascalhos ou em aterros, como os siltes e 
as argilas.
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ensaio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Granulometria
https://pt.wikipedia.org/wiki/Peneiramento
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ensaio_de_Sedimenta%C3%A7%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Coes%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ensaio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Limite_de_plasticidade
https://pt.wikipedia.org/wiki/Limite_de_liquidez
https://pt.wikipedia.org/wiki/Limite_de_liquidez
https://pt.wikipedia.org/wiki/Limites_de_Atterberg
https://pt.wikipedia.org/wiki/Limites_de_Atterberg
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%8Dndice_de_plasticidade
https://pt.wikipedia.org/wiki/Peso_Espec%C3%ADfico_Real_dos_Gr%C3%A3os
https://pt.wikipedia.org/wiki/Classifica%C3%A7%C3%A3o_granulom%C3%A9trica
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%8Dndice_de_plasticidade
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%8Dndice_de_plasticidade
https://pt.wikipedia.org/wiki/Areia
https://pt.wikipedia.org/wiki/Rodovia
https://pt.wikipedia.org/wiki/Pedregulhos
https://pt.wikipedia.org/wiki/Siltehttps://pt.wikipedia.org/wiki/Argila
AGREGADOS MIÚDOS: AREIAS
• Obtidas da desagregação de rochas apresentando-se com grãos de 
tamanhos variados.
• Podem ser classificadas, pela granulometria, em: areia grossa, média e fina.
• Deve ser sempre isenta de sais, óleos, graxas, materiais orgânicos, barro, 
detritos e outros.
• Podem ser usadas as retiradas de rio e ou do solo (jazida).
• Não devem ser usadas a areia de praia (por conter sal) e a areia com 
matéria orgânica, que provocam trincas nas argamassas e prejudicam a 
ação química do cimento.
• As areias são usadas em concretos e argamassas
Procedência das Areias
• Dos Rios: mais puras, portanto as preferidas;
• Do Mar: só podem ser usadas, depois de bem lavadas em água doce, 
ou expostas às intempéries em camadas finas, de modo a perder os 
sais componentes.
• De Minas: encontram-se à superfície da terra em camadas, em filões 
ou em covas, quando expurgadas de certas impurezas, torna-se 
melhor que a de rio.
Granulometria - Classificação (Série de 
Taylor)
• Grossa: areia que passa em malha 
de 4,8mm e ficam retidas na de 
1,2mm (alvenaria de pedra).
• Média: passa na peneira de 
1,2mm e fica retida na de 0,3mm. 
(alvenaria de tijolo e nos 
emboços).
• Finas: passa na peneira de 0,3mm 
(reboco de paredes e teto).
Requisitos da Areia
• Não conter terra, o que se conhece por não crepitar ou ranger 
quando apertada na mão, e não turvar a água em que for lançada.
• Possuir grãos de dimensões variadas, e angulosos.
Função
• Entra na composição das argamassas, e contribuem para diminuição 
da contração volumétrica da argamassa, tornando-a mais econômica.
PÓ DE PEDRA
É a mistura de pedrisco e filler, não sendo, no entanto recomendado para argamassas.
FILLER
Entende-se por Filler, um pó mineral de grande finura, dimensões são inferiores a 0,075 mm, 
podendo ser: Calcário, Pó de pedra, Carvão, Cinzas, etc.
Areias para concreto
• Areia retirada de rio (lavada), principalmente para o concreto 
armado, com as seguintes características:
• Grãos grandes e angulosos (areia grossa);
• Limpa: quando esfregada na mão deve ser sonora e não fazer poeira e nem 
sujar a mão.
• Observação: umidade, pois quanto maior a umidade destas, menor 
será o seu peso específico.
Determinação da umidade pelo speed test.
• Speed Test é um o aparelho composto de uma garrafa metálica, 
na qual é acoplado, em sua extremidade superior, um 
manómetro. 
• O ensaio consiste em colocar certa quantidade de material 
úmido, juntamente com duas ampolas de carbureto de cálcio em 
pó e uma esfera de aço no interior da garrafa. 
• Feito isto, fecha-se a garrafa agitando-se com violência para que 
a esfera quebre a ampola de carbureto de cálcio. 
• A reação da água contida na areia com o carbureto de cálcio 
elevará a pressão, que será acusada pelo manómetro e também 
pelo aquecimento das paredes da garrafa metálica. 
• Em seguida aplicar constantes movimentos de vaivém para que 
haja homogeneização entre a areia úmida e o carbureto de 
cálcio, até que a garrafa esfrie.
• Proceder à leitura do manômetro e, de acordo com a pressão 
indicada obtém-se diretamente pela tabela do aparelho o teor de 
umidade em porcentagem.
Areia Industrial para concreto e argamassas
Os padrões da distribuição granulométrica são 
determinados pela NBR 7211/2005 da ABNT.
Brita
Os padrões da distribuição 
granulométrica são determinados 
pela NBR 7211/2005 da ABNT.
Brita
Os padrões da distribuição granulométrica são determinados pela NBR 7211/2005 da ABNT.
 
Curva granulométrica de material reciclável
Sistema Unificado de Classificação