Agregados para Construcao Civil: Propriedades e Influencia no Concreto

Materiais técnicas e tecnologias da construção Aula 3 Agregados Professor Dimas Alan Strauss Rambo Objetivos da aula Entender o que são agregados Entender como as características dos agregados influenciam nas propriedades do concreto enquanto material fresco e endurecido Aplicar os conceitos analisando dados reais de pesquisas científicas envolvendo agregados de diferentes características Objetivos da aula 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 das misturas Durabilidade Resistência mecânica Módulo de elasticidade Podem originar problemas patológicos Agregado Ângulo 2010 Sua qualidade é de extrema importância Quantidade de agregado no concreto Brita britagem Areias leito de riocava 475 mm 475 mm Agregado Cascalhos ou seixo rolado rio Areia britagem 475 mm 475 mm Agregado 320 agregado material granular geralmente inerte com dimensões e propriedades adequadas para a preparação de argamassa ou concreto 31 agregado miúdo Agregado cujos grãos passam pela peneira com abertura de malha de 475 mm ressalvados os limites estabelecidos na Tabela 2 em ensaio realizado de acordo com a ABNT NBR NM 248 com peneiras definidas pela ABNT NBR NM ISO 33101 32 agregado graúdo Agregado cujos grãos passam pela peneira com abertura de malha de 75 mm e ficam retidos na peneira com abertura de malha de 475 mm ressalvados os limites estabelecidos na Tabela 6 em ensaio realizado de acordo com a ABNT NBR NM 248 com peneiras definidas pela ABNT NBR NM ISO 33101 Notas de aula Prof Antônio Figueiredo Exploração Britagem e classificação em pilhas Notas de aula Prof Antônio Figueiredo Pedreira Mineração de areia httpsimageslidesharecdncomrad13140509093513phpapp0195recuperaodereasdegradadasporminerao15638jpgcb1399628166 Parque Ibirapuera Distâncias das pedreiras BARROS et al 2013 trabalho de formatura Poli USP Notas de aula Prof Antônio Figueiredo Distâncias dos areeiros SOUZA 2013 trabalho de formatura FAU USP Notas de aula Prof Antônio Figueiredo Pode haver esgotamento regional de agregados em regiões densamente povoadas distâncias crescentes Paris RMSP em regiões sem maciços rochosos próximos Amazonas Acre falta brita em regiões com poucos terrenos sedimentares Goiânia São Paulo falta areia VAN DER MEULEN MJ GESSEL SF VELDKAMP JG Aggregate resources in the Netherlands Netherlands Journal of Geosciences N 84 v4 2005 p 379387 HABERT G BOUZIDI Y CHEN C JULLIEN A Development of a depletion indicator for natural resources used in concrete Resources Conservation and Recycling 54 2010 364376 LA SERNA H A REZENDE M M Agregados para a construção civil Brasília Departamento Nacional de Produção Mineral DNPM 2011 Disponível em httpanepacorgbr Esgotamento regional Em caso de esgotamento de jazidas quais são as alternativas Demolição e britagem de estrutura de concreto Resíduos de Construção Civil RCC É necessário separar os agregados reciclados cerâmica concreto gesso etc Normalmente mais porosos absorção Adaptado de notas de aula Prof Antônio Figueiredo Agregados reciclados 1 Quanto a origem Naturais Britados Artificiais e Reciclados 2 Quanto as dimensões das partículas 1 Miúdo passante na 475mm e retido 0075mm 2 Graúdo passante na 75mm e retido na 475mm 3 Quanto a massa específica 1 Leves g2000kgm³ 2 Normais 2000kgm³g3000kgm³ 3 Pesados g3000kgm³ 4 Quanto a textura superficial liso e áspero 5 Quanto a forma do grão alongado cúbico lamelar discóide Notas de aula Prof Flávio Maranhão Classificação Propriedades do concreto influenciadas pelas características do agregado Quais funções os agregados desempenham no concreto 1 Material de enchimentoempacotamento Redução do consumo de pasta cimento e água 2 Conferir resistência ao concreto Resistência agregado Resistência da pasta existem exceções agregados porosos de baixa resistência EX argila expandida RCD etc 3 Define o módulo de elasticidade do concreto Módulo agregados Módulo pasta Vol Agregados Vol pasta 5 Estabilidade de volume reduz retração 6 Maior durabilidade em relação à pasta hidratada Funções dos agregados no concreto Maior volume de vazios Menor volume de vazios menor consumo de pasta cimento e água Adaptado de notas de aula Prof Antônio Figueiredo EnchimentoEmpacotamento Resultados obtidos para argamassas Tristão 2005 httpprofessormarciosantos5blogspotcombr201602morfometriadossedimentoshtml Custo Por que melhorar o empacotamento dos agregados Menor índice de vazios Movimentação facilitada Maior índice de vazios Movimentação dificultada Forma dos agregados e sua influência no empacotamento granular Menor índice de vazios Movimentação facilitada Maior índice de vazios Movimentação dificultada Forma dos agregados e sua influência no empacotamento granular Abatimento 65 mm Abatimento 40 mm Abatimento 100 mm httpswwwyoutubecomwatchveUJDoqdW2A Influência da forma dos agregados no abatimento do concreto Tristão 2005 Esfericidade versus índice de vazios O Vvazios pode ser determinado indiretamente a partir da densidade das partículas A densidade por sua vez pode ser calculada de diferentes formas Há várias definições para a mesma medida de densidade Definições podem ser conflitantes Como determinar o índice de vazios Bulk density ou Massa unitária Densidade aparente estado solto Packing density ou empacotamento Tap density Adaptado de notas de aula Prof Antônio Figueiredo Massa específica aparente recipiente agregados estadosolto Volume Massa Densidade Massa agregados Volume recipiente Inclui vazios intergranulares Útil para dosagem em volume Afetada pela energia de compactação e volume e forma do recipiente Nos agregados miúdos depende da umidade Adaptado de notas de aula Prof Antônio Figueiredo Massa específica aparente BalançaHidrostática massa submersa RMsub x g PMseca x g EVsólidosx ρágua x g água Vol deslocado Vol agregados agregados agregados Volume Massa Densidade água sub a agregados M M Vol sec Não inclui vazios intergranulares Adaptado de notas de aula Prof Antônio Figueiredo Massa específica 100 1 recipiente agregados Vol Vol Vazios Notas de aula Prof Antônio Figueiredo Vazios intergranulares específica Massa unitária Massa Dens Massa Dens Massa cm cm Vazios o estadosolt agregados dogrão agregados 1 1 ³ ³ Adaptado de notas de aula Prof Antônio Figueiredo São determinados indiretamente a partir da densidade das partículas 100 1 específica x Massa unitária Massa agregados Vazios Vazios intergranulares Propriedades Areia de rio quartzo Granalha esferas Fe Massa esp aparente kgdm3 143 443 Massa específica kgdm3 267 767 Volume de Vazios ou dm3dm3 Determinar o índice de vazios do agregado a partir da densidade estado solto e a densidade do grão Notas de aula Prof Antônio Figueiredo Exercício Propriedades Areia de rio quartzo Granalha esferas Fe Massa esp aparente kgdm3 143 443 Massa específica kgdm3 267 767 Volume de Vazios ou dm3dm3 46 42 Determinar o índice de vazios do agregado a partir da densidade estado solto e a densidade do grão Notas de aula Prof Antônio Figueiredo Exercício comprimento da partícula Abertura da peneira largura da partícula Notas de aula Prof Antônio Figueiredo 19 mm 9 mm 48 mm 24 mm 12 mm 06 mm 03 mm Distribuição granulométrica ABNT NBR 170542022 CURVA ACUMULADA agregado miúdo Concretos produzidos com resíduos do beneficiamento de ágata avaliação da resistência à compressão e do consumo de cimento Betat EFI Pereira FMII Verney JCK deII Distribuição granulométrica ABNT NBR 170542022 Ele 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 Módulo de finura Agregado áspero Pasta plena Agregado liso Pasta plena As propriedades do agregado em especial a forma e textura afetam em maior grau a carga de fissuração do que a carga de ruptura traçãocompressão Zona de transição Influência das prop do agregado na resistência à compressão do concreto Para concretos de elevada resistência à compressão a influência é maior principalmente porque grãos maiores têm menor área de contato agregadopasta e conseqüentemente as tensões de contato são mais elevadas a descontinuidade granulométrica é outra explicação para esta redução de resistência por aumentar a heterogeneidade do concreto Mais significativa para concretos com menor fator ac Influência da dimensão máxima do agregado na resistência à compressão do concreto Resistência das pastas de cimento relações águacimento 025 a 07 20 MPa 260 MPa Resistência dos agregados naturais diferentes origens 50 MPa 400 MPa Resistência dos agregados reciclados Resistência do concreto depende da resistência das fases WU KR et al Effect of coarse aggregate type on mechanical properties of highperformance concrete Cement and Concrete Research v 31 n 10 p 14211425 out 2001 Ruptura transgranular Influência do agregado na resistência do concreto WU KR et al Effect of coarse aggregate type on mechanical properties of highperformance concrete Cement and Concrete Research v 31 n 10 p 14211425 out 2001 Ruptura transgranular Influência do agregado na resistência do concreto As resistências não crescem em função de que a pasta se torna o elo fraco material de menor resistência Mehta Monteiro Concreto microestrutura propriedades e materiais2006 Módulo de elasticidade AUMENTO DO VOL DE AGREGADOS NEVILLE A BROOKS J J Tecnologia do concreto 2 ed São Paulo Bookman 2013 452p Retração do concreto Resistência e Módulo de elasticidade Medidos indiretamente a partir de corpos de prova testemunhos das rochas que dão origem aos agregados Selecionar o agregado de acordo com sua origem e fornecedor Cuidado com materiais friáveis e com alto teor de pulverulentos Água de amassamento Cimento Custo Tipo de rocha Resistência à compressão do testemunho MPa Módulo elástico GPa Absorção de água 24 h Massa específica kgdm³ Média Máxima Mínima Granito 150 240 100 4070 0108 2627 Basalto 220 280 180 60100 0106 275295 Gnaisse 150 240 100 4070 0208 255270 Calcário 120 200 90 3050 0245 260280 Quartzito 260 400 130 50100 0108 255270 Arenito 70 150 50 2040 1285 220240 SBRIGUI C Agregados naturais britados e artificiais para concreto In Concreto ciência e tecnologia Arte Interativa ed v 1 São Paulo Instituto Brasileiro do Concreto 2011 Como selecionar httpwwwimagenswikicomUploadsimagenswikicomImagensGrandesespumaareiajpg Areias extraídas da orla marinha ou dragadas do mar ou do estuário de um rio bem como a areia do deserto contém sal e devem ser beneficiadas Solução Lavagem com água doce pode resolver Prestar atenção no teor de sal NBR 72112009 estabelece os teores máximos de cloretos e sulfatos para os agregados miúdos e graúdos NBR 99172009 estabelece o método para a determinação da porcentagem de cloretos e sulfatos solúveis E os agregados que vem do mar Por quê a absorção de água é importante Medida indireta da porosidade dos agregados Maior porosidade menor resistência menor módulo Pode retirar água da pasta de cimento caso o agregado não seja présaturado Notas de aula Prof Antônio Figueiredo Absorção Absorção Umidade superficial Umidade Total Seco em estufa Seco ao ar Saturado com superfície seca Saturado com água livre Absorção NBR 169172021 Se o agregado poroso não for présaturado ele irá absorver a água da pasta de cimento afetando a trabalhabilidade da argamassa Miranda 2005 Absorção de água do agregado versus Consistência da argamassa Alteração de volume devido a presença de umidade teores reduzidos Ocorre apenas na areia material fino Durante a molhagem dos agregados a tensão superficial da água causa afastamento das partículas Notas de aula Prof Antônio Figueiredo Inchamento da areia httpnetulioweeblycomuploads90669066781caracterizaoagregadospdf Inchamento da areia