Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Gabriel Campos Araújo Mendes Kaity Aparecida Borges Karen Morais Lemes Taís Lima da Silva Thamara Evangelista Silva Waleska Leite Teles INCHAMENTO DO AGREGADO MIÚDO Maio, 2021 Rio Verde, GO INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA GOIANO CAMPUS RIO VERDE ENGENHARIA CIVIL INCHAMENTO DO AGREGADO MIÚDO Gabriel Campos Araújo Mendes Kaity Aparecida Borges Karen Morais Lemes Taís Lima da Silva Thamara Evangelista Silva Waleska Leite Teles Orientador: Bacus de Oliveira Nahime Relatório técnico apresentado como requisito parcial para obtenção de aprovação na disciplina de Materiais de Construção Civil I, no curso de Engenharia Civil, no Instituto Federal Goiano – Campus Rio Verde. Maio, 2021 Rio Verde, GO RESUMO O presente relatório faz a utilização da norma da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), NBR 6467, que se refere ao inchamento do agregado miúdo que por definição, é o fenômeno de variação do volume do agregado miúdo, provocado pela adição de água. De forma experimental foram realizados ensaios em laboratório, buscando determinar a umidade crítica e o coeficiente de inchamento médio da areia, por análise gráfica com os dados de coeficiente de inchamento e umidade real das amostras. Após a experimentação finalizada, obteve-se, valores de coeficiente médio de inchamento bem próximos aos da literatura consultada, já a umidade crítica obtida nesse ensaio resultou em um valor abaixo perante a literatura. As determinações aqui realizadas são de extrema importância para construção civil, por exemplo, para dosagem de cimento ou argamassa. Palavra-chave: Inchamento; Agregado Miúdo; Coeficiente de Inchamento; Ensaios. ABSTRACT This report uses the standard of the Brazilian Association of Technical Standards (ABNT), NBR 6467, which refers to the swelling of fine aggregate, which by definition is the phenomenon of variation in the volume of fine aggregate, caused by the addition of water. Experimentally, laboratory tests were carried out, seeking to determine the critical moisture and the mean swelling coefficient of the sand, by graphic analysis with the data of swelling coefficient and real moisture of the samples. After the experiment was completed, the mean swelling coefficient values were very close to those found in the consulted literature, whereas the critical moisture obtained in this test resulted in a lower value compared to the literature. The determinations made here are extremely important for civil construction, for example, for cement or mortar dosage. Keyword: Swelling; Small Aggregate; Swelling Coefficient; Trials. SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................................... 4 2. OBJETIVO ............................................................................................................................. 4 3. MATERIAS E EQUIPAMENTOS UTILIZADOS................................................................ 5 4. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS .............................................................................. 5 5. RESULTADOS E DISCUSSÕES .......................................................................................... 6 CONCLUSÃO ............................................................................................................................ 9 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................................... 9 4 1. INTRODUÇÃO Segundo Basílio (1995), o fenômeno de variação do volume do agregado miúdo, provocado pela adição de água, denomina-se inchamento, ou seja, conforme ocorre variação da quantidade de água na areia, também há variação do seu volume. Vale ressaltar, que é fundamental o conhecimento das propriedades dos agregados, pois influenciam diretamente no comportamento dos mesmos. Os agregados miúdos e os agregados graúdos apresentam características distintas em relação as propriedades físicas e que são determinadas através de ensaios, tal como esse. A areia é um agregado miúdo e tem grande capacidade de retenção de água. Quando utilizada em obra, apresenta-se mais ou menos úmida, refletindo de forma considerável sobre a massa unitária. O ensaio do inchamento consiste em adicionar água a uma amostra, e depois verificar o seu volume. No final dessas etapas, encontra-se o Coeficiente Médio de Inchamento (CMI) e a uma umidade crítica. Todo o ensaio foi orientado pelas normas NBR 6467 – Determinação do inchamento de agregados miúdos, versão corrigida 2:2009, NBR NM 45:2006 - Agregados - Determinação da massa unitária e do volume de vazios e NBR 16915:2021 - Agregados – Amostragem. A experiência realizada mostra que a água absorvida, aderente aos grãos, provoca afastamento entre eles, resultando no inchamento. Podemos dizer então, que a areia seca é mais “pesada” que a areia úmida, pois essa umidade superficial aderente aos grãos ocasiona um aumento no volume total. Essa diferença de volume aparente da areia ocorre porque a tensão superficial da água mantém as partículas de areia afastadas umas das outras (SIQUEIRA, 2008). 2. OBJETIVO O trabalho tem como objetivo determinar a umidade crítica e o coeficiente de inchamento médio da areia graficamente com os dados de coeficiente de inchamento e umidade real das amostras. A coleta e redução da amostra foi realizada de acordo com a NBR 16915:2021 e o ensaio de determinação conforme NBR 6467 que atualmente não está mais em vigor. 5 3. MATERIAS E EQUIPAMENTOS UTILIZADOS Para o ensaio de determinação do inchamento do agregado miúdo seguiu-se a NBR 16915:2021. Para o processo foram utilizados os seguintes equipamentos e materiais. - Balança com resolução de 100g e capacidade de 50kg; - Balança com resolução de 0,01g e capacidade de 200g; - Encerado de lona com dimensões mínimas de 2,0mx2,5m; - Recipiente paralelepípedo metálico de volume conhecido; - 10 cápsulas de capacidade de 50cm³; - Proveta graduada com capacidade mínima de 1000mL; - Amostra de areia de 2.500g; - Argamassadeira; - Espátula; - Concha; - Bandejas; - Régua rígida. 4. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS Para o início do ensaio, foi necessário realizar a secagem da amostra de areia em estufa durante 24 horas a uma temperatura de 105ºC, e em sequência resfriada em temperatura ambiente. Montou-se uma tabela para registrar as informações encontradas na prática. Em seguida adicionou-se a amostra de areia na argamassadeira para realizar as homogeneizações do material no modo manual em velocidade baixa. Para a amostra da primeira cápsula como não havia umidade não necessitou de homogeneização. Coletou- se em sequência a amostra do agregado no recipiente de volume conhecido e nivelou o material com o auxílio da régua para realizar a pesagem, após isso registrou-se sua massa para cálculo da massa unitária. Para preenchimento das próximas cápsulas foi adicionado água sucessivamente de modo a obter teores de umidade dos seguintes valores: 0,5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 7%, 9%, e 12%. A cada adição de água as amostras foram homogeneizadas cuidadosamente, por agitação mecânica, coletada amostra para preenchimento da cápsula, 6 nivelando o material e pesando-se novamente a massa da cápsula com a areia úmida. Uma porção também era colocada no recipiente para determinação da massa unitária. O processo foi repetido até se concluir o preenchimento de todas as cápsulas. Ao fim da realização da moldagem das cápsulas, as mesmas foram colocadas na estufa para a secagem, durante 24 horas a uma temperaturade 105°C. Por fim pesou-se cada cápsula e anotou-se a massa com a areia seca. Com a realização do ensaio e com os resultados obtidos foi possível preencher a tabela e realizar os cálculos exigidos para determinação do coeficiente de inchamento do agregado miúdo. 5. RESULTADOS E DISCUSSÕES Após as massas obtidas durante o ensaio foi possível calcular o teor de umidade das amostras, pela seguinte expressão: ℎ = 𝑀𝑖 − 𝑀𝑓 𝑀𝑓 − 𝑀𝑐 ∙ 100 Onde: ℎ = Teor de umidade do agregado (%); 𝑀𝑖 = Massa da cápsula com o material coletado durante o ensaio (g); 𝑀𝑓 = Massa final da cápsula com o material coletado após a secagem (g); 𝑀𝑐 = Massa da cápsula (g). Já para o cálculo do coeficiente de inchamento foi utilizada a equação abaixo: 𝐶𝐼 = 𝑉ℎ 𝑉𝑜 = 𝛾𝑠 𝛾ℎ ∙ (100 + ℎ) 100 Onde: 𝐶𝐼 = Coeficiente de inchamento; 𝑉ℎ = Volume do agregado com ℎ% de umidade (𝑑𝑚 3); 𝑉𝑜 = Volume do agregado seco em estufa (𝑑𝑚 3); 𝛾𝑠 = Massa da unitária do agregado seco em estufa (𝑘𝑔/𝑑𝑚 3); 𝛾ℎ = Massa da unitária do agregado com ℎ% de umidade (𝑘𝑔/𝑑𝑚 3); ℎ = Teor de umidade do agregado (%). 7 DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE INCHAMENTO E UMIDADE CRÍTICA DA AREIA Capsula (N°) Água Adicionada (g) H(%) Massa Da Caps. (Mc) (g) Massa Da Caps. + Amostra Úmida (Mi) (g) Massa Da Caps. + Amostra Seca (Mf) (g) Massa Do Recip. + Areia Úmida (g) Umidade Real (%) Massa de Água da Caps. (g) Massa Unitária Úmida (g/cm³) Massa Unitária Seca (g/cm³) Coeficiente de Inchamento 1 0,0 0,0 21,497 147,995 147,995 724,000 0,00% 0,000 1,53 1,53 1,000 2 12,5 0,5 23,401 131,560 130,993 611,000 0,53% 0,567 1,26 1,217 3 25 1,0 24,315 112,242 110,951 564,000 1,49% 1,291 1,14 1,338 4 25 2,0 20,949 111,496 109,103 546,000 2,71% 2,393 1,10 1,391 5 25 3,0 21,149 101,358 98,522 535,000 3,67% 2,836 1,07 1,425 6 25 4,0 22,144 105,600 102,177 549,000 4,28% 3,423 1,11 1,382 7 25 5,0 22,786 109,662 104,868 554,000 5,84% 4,794 1,12 1,367 8 50 7,0 20,802 107,316 100,699 567,000 8,28% 6,617 1,15 1,330 9 50 9,0 23,305 122,304 112,970 590,000 10,41% 9,334 1,20 1,269 10 75 12,0 21,899 127,676 114,884 621,000 13,76% 12,792 1,28 1,196 Tabela 1: Determinação do coeficiente de inchamento e umidade crítica da areia. 8 A massa de areia utilizada no ensaio foi de 2500 g, a do recipiente MU de 90g e o volume da cápsula MU de 415cm3. Os dados do ensaio, estão apresentados na Tabela 1 abaixo. A partir do Gráfico 1 abaixo (ℎ, 𝑉ℎ/𝑉𝑜), foi possível determinar a umidade crítica na curva de inchamento e o coeficiente de inchamento médio, sabendo que o coeficiente de inchamento é determinado pela média aritmética entre os coeficientes de inchamento máximo e aquele correspondente à umidade crítica. Gráfico 1: Inchamento da areia. A partir da análise do gráfico foi possível obter o coeficiente de inchamento médio, que apresentou valor de 1,40% e a umidade crítica de 1,60%. A areia seca sofre um aumento de volume ao receber água, esse fenômeno é chamado de inchamento e exerce influência de até 30% na medição do volume da areia, por exemplo. Esse dado é de grande valia para os traços de concreto em volume, quanto a medida do volume da areia (BOHN et al., 2011). Portanto, se torna muito importante para dosagem do concreto ou argamassa e para evitar prejuízos financeiros na compra, por exemplo, já que a areia aumenta de volume quando úmida. Sousa e colaboradores (2017) realizaram ensaios com 6 amostras de areia coletadas em pontos de venda de material de construção em diferentes bairros da região 9 metropolitana de Belém (Belém e Ananindeua) do Estado do Pará, e obtiveram como porcentagem de inchamento para as amostras os seguintes valores: A=1,455%; B=1,430%; C=1,515%; D=1,440%; E=1,450%; F=1,555%. Esses valores encontrados estão bem próximos ao aqui obtido de 1,40%. O teor de umidade acima da qual o inchamento pode ser considerado constante é chamado de umidade crítica, ou em outras palavras é o máximo de água que o agregado é capaz de absorver, depois desse ponto, não ocorre mais absorção. Em trabalho pesquisado foram encontradas umidades críticas para 6 amostras de areia de A=4,200%; B=4,500%; C=3,300%; D=4,00%; E=3,400%; F=4,400% (SOUSA et al., 2017). Foi ainda encontrado na literatura para uma amostra de areia natural umidade crítica de 4,45% e para uma amostra artificial 6,4% (CECHIN et al., 2016). A amostra de areia aqui ensaiada apresentou uma umidade crítica de 1,60% sendo menor que as encontradas nas literaturas consultadas. Essa areia seria bem propícia para a dosagem do concreto, pois na obra, ao se analisar a umidade do agregado miúdo e ela estiver acima da umidade crítica não haverá mudanças consideráveis no seu volume, porém, se a umidade estiver abaixo é necessário que se tome algumas providências, dentre essas o mais prático é molhar o agregado para mantê-lo acima da umidade crítica. CONCLUSÃO Através do ensaio proposto e das resoluções de cálculos, foi possível determinar a umidade crítica e o coeficiente médio de inchamento da areia ensaiada, que apresentou baixa umidade crítica, o que facilitaria para traços do concreto em volume. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT NBR 16915:2021 – Amostragem. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT NBR 6467:2006. Agregados - Determinação do inchamento de agregado miúdo - Método de ensaio. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT NBR NM 45:2006 - Agregados - Determinação da massa unitária e do volume de vazios. BASILIO, E. Santos. Agregados para concreto ET 41, ABCP 1995. BOHN, T. R.; HERRMANN, T. D.; TESTA, M., CANTARELLI, G. M.; SOKOLOVICZ, B. C. Determinação da umidade da areia. SIC - XIX Seminário de Iniciação Científica, 2011. Disponível em: file:///C:/Users/Tais/Downloads/16660- file:///C:/Users/Tais/Downloads/16660-Texto%20do%20artigo-49633-3791-2-20191029%20(1).pdf 10 Texto%20do%20artigo-49633-3791-2-20191029%20(1).pdf. Acesso em: 01 de junho de 2021. CECHIN, L.; TOKARSKI, R. B.; TRENTO, T. P. W.; MATOSKI, A. Utilização da areia industrial em argamassas de revestimento. Divulgação Científica e Tecnológica do IFPB, nº 29. Revista Principia, João Pessoa, jun. 2016. Disponível em: file:///C:/Users/Tais/Downloads/179-1841-3-PB.pdf. Acesso em: 01 de junho de 2021. SIQUEIRA, L. V. M. Laboratório de materiais de construção – II 1ª Parte – Agregados: Apostila de ensaios tecnológicos da UDESC – Universidade do Estado de Santa Catarina. Joinvile, 2008. SOUSA, A.C.A; CARVALHO, T.S.; COSTA, J.H.B; SILVA, K.R.M. Caracterização de agregado miúdo utilizado para a Construção Civil em Belém do Pará. XXVII Encontro Nacional de Tratamento de Minérios e Metalurgia Extrativa Belém-PA, 23 a 27 de Outubro 2017. Disponível em: https://www.artigos.entmme.org/download/2017/SOUSA%20A%20C%20A,%20CAR VALHO%20T%20S,%20COSTA%20J%20H%20B,%20SILVA%20K%20R%20M%2 0- %20CARACTERIZA%C3%87%C3%83O%20DE%20AGREGADO%20MI%C3%9A DO%20UTILIZADO%20PARA%20A%20CONSTRU%C3%87%C3%83O%20CIVIL %20EM%20BEL%C3%89M%20DO%20PAR%C3%81.pdf. Acesso em: 01 de junho de 2021. file:///C:/Users/Tais/Downloads/16660-Texto%20do%20artigo-49633-3791-2-20191029%20(1).pdf file:///C:/Users/Tais/Downloads/179-1841-3-PB.pdf https://www.artigos.entmme.org/download/2017/SOUSA%20A%20C%20A,%20CARVALHO%20T%20S,%20COSTA%20J%20H%20B,%20SILVA%20K%20R%20M%20-%20CARACTERIZA%C3%87%C3%83O%20DE%20AGREGADO%20MI%C3%9ADO%20UTILIZADO%20PARA%20A%20CONSTRU%C3%87%C3%83O%20CIVIL%20EM%20BEL%C3%89M%20DO%20PAR%C3%81.pdf https://www.artigos.entmme.org/download/2017/SOUSA%20A%20C%20A,%20CARVALHO%20T%20S,%20COSTA%20J%20H%20B,%20SILVA%20K%20R%20M%20-%20CARACTERIZA%C3%87%C3%83O%20DE%20AGREGADO%20MI%C3%9ADO%20UTILIZADO%20PARA%20A%20CONSTRU%C3%87%C3%83O%20CIVIL%20EM%20BEL%C3%89M%20DO%20PAR%C3%81.pdfhttps://www.artigos.entmme.org/download/2017/SOUSA%20A%20C%20A,%20CARVALHO%20T%20S,%20COSTA%20J%20H%20B,%20SILVA%20K%20R%20M%20-%20CARACTERIZA%C3%87%C3%83O%20DE%20AGREGADO%20MI%C3%9ADO%20UTILIZADO%20PARA%20A%20CONSTRU%C3%87%C3%83O%20CIVIL%20EM%20BEL%C3%89M%20DO%20PAR%C3%81.pdf https://www.artigos.entmme.org/download/2017/SOUSA%20A%20C%20A,%20CARVALHO%20T%20S,%20COSTA%20J%20H%20B,%20SILVA%20K%20R%20M%20-%20CARACTERIZA%C3%87%C3%83O%20DE%20AGREGADO%20MI%C3%9ADO%20UTILIZADO%20PARA%20A%20CONSTRU%C3%87%C3%83O%20CIVIL%20EM%20BEL%C3%89M%20DO%20PAR%C3%81.pdf https://www.artigos.entmme.org/download/2017/SOUSA%20A%20C%20A,%20CARVALHO%20T%20S,%20COSTA%20J%20H%20B,%20SILVA%20K%20R%20M%20-%20CARACTERIZA%C3%87%C3%83O%20DE%20AGREGADO%20MI%C3%9ADO%20UTILIZADO%20PARA%20A%20CONSTRU%C3%87%C3%83O%20CIVIL%20EM%20BEL%C3%89M%20DO%20PAR%C3%81.pdf https://www.artigos.entmme.org/download/2017/SOUSA%20A%20C%20A,%20CARVALHO%20T%20S,%20COSTA%20J%20H%20B,%20SILVA%20K%20R%20M%20-%20CARACTERIZA%C3%87%C3%83O%20DE%20AGREGADO%20MI%C3%9ADO%20UTILIZADO%20PARA%20A%20CONSTRU%C3%87%C3%83O%20CIVIL%20EM%20BEL%C3%89M%20DO%20PAR%C3%81.pdf
Compartilhar