Slide - Agregados - 2024-1

Materiais de Construção II Agregados Materiais de Construção ( TC-031) Ministério da Educação Universidade Federal do Paraná Setor de Tecnologia Departamento de Construção Civil Professores José de Almendra Freitas Jr. - freitasjose@terra.com.br Marienne do Rocio de Melo Maron da Costa – mariennemaron@gmail.com Laila Valduga Artigas – artigas@ufpr.br José Marques Filho – jmarques@ufpr.br AGREGADOS Versão 2023 Materiais de Construção II Agregados 1. Definições Materiais de Construção II Agregados Porque conhecer os Agregados? Massa unitária Massa específica Superfície específica Empacotamento Materiais de Construção II Agregados AGREGADOS – DEFINIÇÃO: Material granular, sem forma nem volume definidos, de dimensões adequadas para o uso em engenharia. Concreto DNIT ABESC Lastro Gabiões Drenos Maccaferri Maccaferri Concreto asfáltico USOS NA ENGENHARIA § Argamassas e concretos § Base p/ pavimentação § Drenos § Lastros de ferrovias § Gabiões Materiais de Construção II Agregados FINALIDADE USO EM CONCRETOS E ARGAMASSAS § Econômicas: redução de custos Cimento+ - R$ 150,00/m3 Agregados + - R$ 60,00/m3 Valores (2018) § Técnicas: Minimiza a retração; Minimiza o calor de hidratação; Aumenta a resistência química; Aumenta a resistência à abrasão..... (R$ / volume real) Materiais de Construção II Agregados FINALIDADE USO EM CONCRETOS E ARGAMASSAS (Joana S. Coutinho) % médias por volumes de um concreto comum (Joana S. Coutinho) Materiais de Construção II Agregados Influenciam concretos e argamassas No estado fresco No estado endurecido NBR 7211:2022 NORMA REFERÊNCIA Materiais de Construção II Agregados 2. Classificações Materiais de Construção II Agregados Pedra britada Areia Natural AGREGADOS - DEFINIÇÕES Seixos rolados QUANTO AO TAMANHO • Fíler: material passante # nº 200 (0,075 mm) • Agregado miúdo: material passante na # nº 4 (4,8 mm) • Agregado graúdo: material retido # nº 4 Materiais de Construção II Agregados CLASSIFICAÇÕES Quanto à origem: § Naturais : areias e seixos § Artificiais : britas, pó de pedra, argila expandida, granalha de aço Areia Seixos Britas Argila expandida Granalha de aço Materiais de Construção II Agregados CLASSIFICAÇÕES Quanto à densidade: § Leves: M. U. < 1 g/cm3 Vermiculita Argila expandida Pérolas de isopor (Concretex) CONCRETO LEVE Pedra pome, Vermiculita, Argila expandida, Fragmentos de EVA Pedra pome Materiais de Construção II Agregados CLASSIFICAÇÕES Quanto à densidade: § Normais: M. U. entre 1 e 2 g/cm3 Britas comuns Seixos Areia Natural Materiais de Construção II Agregados CLASSIFICAÇÕES Quanto à densidade: § Pesados: M. U. > 2 g/cm3 Granalha de aço Argamassa de barita (barreira radiológica) CONCRETO PESADO Barita, Magnetita, Limonita, Brita de magnetita (Concretex) Materiais de Construção II Agregados CLASSIFICAÇÃO Produtos de britagem: Classificação Comercial quanto ao tamanho - Fotografia Produto Imagem do uso Faixa granulométrica Rachão Primário Base de pavimentações e gabiões Diâmetro: 100 à 150 mm Pedra Britada nº 3 Concreto para fundações, lastros e pavimentações Diâmetro: 25 à 50 mm Pedra Britada nº 2 Concreto Estrutural e não Estrutural Diâmetro: 19 à 25 mm Pedra Britada nº 1 Concreto Estrutural e não Estrutural Diâmetro: 12,5 à 19 mm Pedrisco Limpo Blocos de concreto e pré-moldados, massa asfáltica Diâmetro: 4,8 à 9,5 mm Pó de Pedra Blocos de concreto e pré-moldados, massa asfáltica Diâmetro: 0,5 à 4,8 mm Materiais de Construção II Agregados 3. Obtenção Materiais de Construção II Agregados Argila expandida Produzida em grandes fornos rotativos, utilizando argilas especiais que se expandem a altas temperaturas (1.100 °C), transformando-as em um produto leve, de elevada resistência mecânica. OBTENÇÃO DE AGREGADOS Agregados artificiais Produção e classificação granulométrica www.cinasita.com.br Materiais de Construção II Agregados Vermiculita Formada p/ hidratação de certos minerais basálticos. Quando aquecida a 1.000 oC, a água contida entre as suas milhares de lâminas se transforma em vapor fazendo com que as partículas se transformem em flocos sanfonados que aprisionam células de ar. M.E. de 80 a 120 kg/m3 OBTENÇÃO DE AGREGADOS Minério de vermiculita Vermiculita ensacada Agregados artificiais Argamassa de vermiculita para proteção térmica Materiais de Construção II Agregados OBTENÇÃO DE AGREGADOS - NATURAIS Extração a céu aberto em cavas, rios ou minas Lavra de leito de rios (Aulas USP) Materiais de Construção II Agregados Extração de areia de cavas, rios ou lagos Materiais de Construção II Agregados OBTENÇÃO DE AGREGADOS - NATURAIS Extração de areia de mina. (ITAMBÉ - Idércio) Materiais de Construção II Agregados OBTENÇÃO DE AGREGADOS - NATURAIS Areia de origem marinha Aplica-se processo de lavagem para remover o sal (NaCl) Não se utiliza em concreto armado devido ao ataque às armaduras. Materiais de Construção II Agregados OBTENÇÃO DE AGREGADOS - NATURAIS Extração de areia em cavas. Aspecto geral (José Freitas Jr.) Materiais de Construção II Agregados Remoção de camada de terra orgânica (José Freitas Jr.) OBTENÇÃO DE AGREGADOS - NATURAIS Extração de areia em cavas Materiais de Construção II Agregados Peneiramento – classifica o material Lavagem – retira matéria orgânica e material pulverulento (José Freitas Jr.) OBTENÇÃO DE AGREGADOS - NATURAIS Extração de areia em cavas Materiais de Construção II Agregados Problemas ambientais (José Freitas Jr.) OBTENÇÃO DE AGREGADOS - NATURAIS Extração de areia em cavas Materiais de Construção II Agregados OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Extração em pedreiras Desmonte através de explosivos Perfuração para colocação de explosivos (ITAMBÉ - Idércio) Materiais de Construção II Agregados Transporte em caminhões com caçamba basculante Retirada do material desmontado OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Extração em pedreiras Materiais de Construção II Agregados Pedreira Materiais de Construção II Agregados OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Produção e classificação em centrais de britagem Materiais de Construção II Agregados OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Central de britagem Materiais de Construção II Agregados OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Britador primário – de mandíbulas Materiais de Construção II Agregados Britador de mandíbulas Materiais de Construção II Agregados OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Britador primário – de mandíbulas METSO Materiais de Construção II Agregados Britadores Britadores secundários e terciários - Girosférico cônico (José Freitas Jr.) OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Materiais de Construção II Agregados Britadores secundários e terciários - Girosférico cônico OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Materiais de Construção II Agregados Britadores secundários e terciários - Girosférico cônico OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Materiais de Construção II Agregados Britadores secundário e terciário – Girosférico ou cônico OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Materiais de Construção II Agregados OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Britador quaternário - Impactores VSI Barmac série VI METSO Materiais de Construção II Agregados OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Peneiramento por Peneiras vibratórias Materiais de Construção II Agregados Peneira vibratória Materiais de Construção II Agregados 4. Fíler Materiais de Construção II Agregados • Fíler • Material pulverulento • Pó de pedra • “material fino que passa através da peneira 75 µm” 16:54 Materiais de Construção II Agregados Métodos indiretos p/ avaliar o tamanho das partículas Turbidímetro Wagner Tempo de sedimentação MATERIAL PULVERULENTO Partículas inferiores a 0,075 mm Estudo granulométrico impossível por meio de peneiras Altíssima superfície específica Materiais de Construção II Agregados MATERIAL PULVERULENTO Sedimentômetro de Prot Tempo de sedimentação (José Freitas Jr.) SUPERFÍCIE ESPECÍFICA : Materiais de Construção II Agregados h e e r 1,0 ) 1( 3 t K S ´ - ´ = Caracteriza a finura. Quanto maior o valor do Blaine, mais fino é o pó. • K é a constante do aparelho; • e é a porosidade da camada; • t é o tempo medido (s) • r é a massa específica do pó (g/cm³) • h é a viscosidade do ar à temperatura do ensaio – tabela da norma (Pa/s) • S é a superfície específica ITAMBÉ MATERIAL PULVERULENTO Permeâmetro Blaine NBR 16372:2015 Materiais de Construção II Agregados Permeâmetro Blaine Abrir o registro e aspirar o líquido, levantando para a marca A, fechando o registro. Com a sub-pressão formada no tubo, o ar é forçado a fluir através da amostra e o fluido vai lentamente voltando a posição de equilíbrio. O cronômetro deve ser acionado quando o nível do fluido passar pela marca B e desligado quando atingir a marca C, anotando-se o tempo MATERIAL PULVERULENTO Amostra Fluido Entrada de ar (F.Bauer) NBR 16372:2015 Materiais de Construção II Agregados SUPERFÍCIE ESPECÍFICA : Granulômetro a laser A difração do laser mede a intensidade da luz dispersa por um grupo de partículas numa gama de ângulos (Catita, 2006) (Coutinho, J. S.) Medição de partículas de 0,1 à 1.000 μm, possibilita análise rápida e de alta qualidade. Materiais de Construção II Agregados 5. Agregados miúdos Materiais de Construção II Agregados • Densidade • Massa unitária • Umidade e absorção • Inchamento • Granulometria • Substâncias nocivas • Durabilidade • Areia industrial Materiais de Construção II Agregados AGREGADOS - DEFINIÇÕES Densidade à ⍴ = massa / volume real Massa Unitária à 𝝆𝒂𝒑= massa / volume TOTAL (com vazios) Valores habituais: Areia natural: ⍴ ≈ 2,6 g/cm3 (ou kg/litro = t/m3) 𝝆𝒂𝒑 ≈ 1,4 g/cm3 Brita comum: ⍴ ≈ 2,7 g/cm3 (ou kg/litro = t/m3) 𝝆𝒂𝒑 ≈ 1,5 g/cm3 Materiais de Construção II Agregados 16:54 Determinação da Massa Unitária: Determinação 𝝆𝒂𝒑 solta de agregados miúdos. (Idércio - ITAMBÉ) (Idércio - ITAMBÉ) (Idércio - ITAMBÉ) AGREGADOS - DEFINIÇÕES Miúdos NBR NM 16972: 2021 Materiais de Construção II Agregados (Idércio - ITAMBÉ) (Idércio - ITAMBÉ) Balança pesando o material (SSS) AGREGADOS - DEFINIÇÕES Determinação da Massa Específica: Picnômetro: agregados miúdos Picnômetro com material sendo pesado O picnômetro permite rigoroso controle de volume NBR NM 16916:2021 Materiais de Construção II Agregados AGREGADOS - DEFINIÇÕES Picnômetro: agregados miúdos Determinação da Massa Específica : a) b) c) d) ⍴ = f) e) - m água m água+areia m amostra areia Materiais de Construção II Agregados Valores aproximados: Efeito na superfície específica sobre o consumo de água Diâmetros (mm) Superfície Específica (m2/m3) Superfície Específica (m2/kg) Água de molhagem (l/m3) Cimento 915.000 300 - 0,15 a 0,30 26.670 18,4 300 2,4 a 4,8 1.680 1,16 56 9,5 a 19 420 0,290 40 38 a 76 105 0,072 10 Agregados AGREGADOS - DEFINIÇÕES Superfície Específica: SE SE = áreas dos grãos / MU Área dos grãos: soma áreas todos os grãos contidos na MU Materiais de Construção II Agregados Absorção de água (≤ valor da porosidade) h% = Ph - Ps Ps x 100 AGREGADOS - DEFINIÇÕES UMIDADE E ABSORÇÃO Estado dos grãos: Seco em estufa : sem umidade alguma, 110ºC por 6 horas; Seco ao ar : sem umidade superficial, só umidade interna dos grãos; Saturado c/ superfície seca: sem umidade superficial, interior saturado; Saturado: com água livre na superfície. Grau de Umidade h% (José Freitas Jr.) Materiais de Construção II Agregados (ITAMBÉ - Idércio.) UMIDADE E ABSORÇÃO Seco em estufa Seco ao ar Saturado com superfície seca (SSS) Saturado AGREGADOS - DEFINIÇÕES Materiais de Construção II Agregados AGREGADOS - DEFINIÇÕES Seco em estufa : O material fica sem umidade alguma, após a permanência em estufa a 110 ºC por 6 horas; Balança para pesagem úmido e seco Estufa h% = Ps Ph - Ps x 100 MEDIÇÃO DO GRAU DE UMIDADE h%: NBR 9939:2011 Materiais de Construção II Agregados MEDIÇÃO DO GRAU DE UMIDADE h%: Sensor por microondas para determinação de umidade em agregados. Determinação de umidade em agregados por método expedito (20 minutos) AGREGADOS - DEFINIÇÕES Frigideira e fogão para secagem rápida Balança para pesagem úmido e seco h% = Ph - Ps Ps x 100 (resultados rápidos com menor precisão) Materiais de Construção II Agregados Maior a/c menor resistência (fc) A água transportada pelos agregados através do seu teor de umidade (h%) deve ser considerada na relação água/cimento (a/c) para não afetar a resistência do concreto. AGREGADOS MIÚDOS Material passante # n.º 4 (4,8 mm) UMIDADE E ABSORÇÃO h% = Ps Ph - Ps x 100 Materiais de Construção II Agregados Inchamento de até 35% O inchamento altera o volume de areia a ser usada quando a produção de concreto é feita por volumes de agregados. A umidade aderente nas superfícies dos grãos dos agregados miúdos transforma estes em partículas com cargas elétricas negativas. Por repulsão elétrica os grãos se afastam causando o inchamento. AGREGADOS MIÚDOS Material passante # n.º 4 (4,8 mm) INCHAMENTO h% = x 100 Ph - Ps Ps NBR 6467:2009 Materiais de Construção II Agregados Sensor de umidade (por microondas) para compensação automática da água Central produtora de concreto por massas: Silos de cimento Balança de cimento Silos de agregados Balança de agregados AGREGADOS MIÚDOS UMIDADE Balança Silo Materiais de Construção II Agregados Medição em volume no carrinho (Idércio, ITAMBÉ ) Medição em volume: -Caixa ou padiola; -Carrinho etc. - Maior desperdício de materiais; - Maior desvio padrão (Sd); - Menor economia; - Menor produtividade; - Menor qualidade. AGREGADOS MIÚDOS INCHAMENTO Concreto produzido na obra por volumes: Agregados dosados por volumes e o cimento por massa (quantidade de sacos). Materiais de Construção II Agregados Central móvel produtora de concreto por volumes: BALANÇA DE CIMENTO O cimento é dosado por massa, os agregados são dosados por volumes. AGREGADOS MIÚDOS INCHAMENTO Da quantidade de água líquida a ser adicionada deve ser subtraída a água da umidade dos agregados. O volume do agregado miúdo deve ser ajustado de acordo com a umidade e o correspondente grau de inchamento. O desvio padrão será maior que na produção por massas. Materiais de Construção II Agregados 16:54 CONCRETO PRODUZIDO NA OBRA QUALIDADE ! Controle dos volumes dos agregados ! Controle do Volume de água ! Controle de impurezas ! •Controle dos volumes dos agregados ? •Umidade dos agregados ? •Controle do volume de água ? fck obtido ???? Materiais de Construção II Agregados Peneiramento em peneiras da Série Normal ABNT Material passante # n.º 4 (4,8 mm) GRANULOMETRIA AGREGADOS MIÚDOS NBR 17054:2022 Materiais de Construção II Agregados (Joana S. Coutinho) (Joana S. Coutinho) Peneira # nº Abertura Nominal (mm) 4 4,8 8 2,4 16 1,2 30 0,60 50 0,30 100 0,15 Série Normal de peneiras: GRANULOMETRIA AGREGADOS MIÚDOS Material passante # n.º 4 (4,8 mm) Materiais de Construção II Agregados COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA: (Faixa de distribuição das dimensões das partículas) (Farias, M. M. e Palmeira, E. M. ; IBRACON 2007) A) Contínua, bem graduada B) Descontínua C) Uniforme Curvas granulométricas Aumenta consumo de cimento Favorece a resistência Afeta as propriedades do concreto e argamassas (Feret, Fuller, Bolomey, Abrams e outros) Materiais de Construção II Agregados EFEITO DA COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA: Maior quantidade de vazios exige um maior consumo de pasta de cimento (Mehta e Monteiro, 2006) Aumenta custo Aumenta retração Aumenta calor .... Materiais de Construção II Agregados EFEITO DA COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA: Conjunto de grãos menores em substituição a grãos maiores implica em uma maior quantidade de vazios, uma maior superfície específica e, portanto, um maior consumo de pasta de cimento (Idércio, ITAMBÉ) Mais vazios Materiais de Construção II Agregados Seleção dos tamanhos dos agregados, de forma que os vazios sejam preenchidos com partículas menores e assim sucessivamente. Preenche-se os espaços entre as partículas dos agregados com partículas menores. Forma de minimizar os consumos de água e cimento de um concreto. Assim, é necessária a quantidade mínima de pasta de cimento para preencher os espaços remanescentes e produzir um concreto viável de mistura e aplicação, com menor custo. EMPACOTAMENTO DE PARTÍCULAS: Materiais de Construção II Agregados Granulometrias e seus efeitos sobre os concretos: EFEITO DA COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA: PARÂMETROS DE DOSAGEM DO CONCRETO CONCRETO FRESCO CONCRETO ENDURECIDO PARA REDUÇÃO DO CUSTO PARA UMA BOA TRABALHABILIDADE PARA UMA BOA RESISTÊNCIA Granulometria do agregado miúdo Preferencialmente fina Preferencialmente grossa Grossa Relação graúdo/miúdo A diminuir A aumentar A maior possível Consumo de água A aumentar até certo ponto A diminuir A aumentar Granulometria total Preferível contínua Preferencialmente descontínua A disponível Dimensão máxima característica do agregado Preferencialmente média Preferencialmente pequena A maior possível Geometria do grão do agregado graúdo Preferencialmente esférico (pedregulho) Preferencialmente irregular (pedra britada) Esférica (pedregulho) (Assunção, J.W.; 2002 ) Materiais de Construção II Agregados AGREGADOS Módulo de Finura - MF Informações extraídas da granulometria: O MF serve para classificar os agregados e como informação em alguns métodos de dosagem A DMC serve para verificar se um agregado tem tamanho adequado para ser utilizado em concreto de elementos estruturais de determinadas dimensões. Dimensão Máxima Característica- DMC A DMC de um agregado é a abertura da malha da peneira na qual o agregado apresenta uma porcentagem retida acumulada igual ou imediatamente inferior a 5% em massa. M.F. = 100 ∑( % acumuladas) NBR 7211:2022 Materiais de Construção II Agregados AGREGADOS Informações extraídas da granulometria: Dimensão máxima do agregado a ser usado: Determinada pelo projeto estrutural, detalhe levantado em obra: NBR 6118:2014 O espaçamento mínimo livre entre as faces das barras longitudinais devem ser ≥: • 20 mm; • Diâmetro das barras do feixe; • 1,2 vez a dimensão máxima do agregado graúdo. Materiais de Construção II Agregados MF = 2,3 + 9,1 + 28,4 + 65,9 + 86,8 + 95,3 100 = 2,88 DMC = 4,8 mm (9,1% retido na peneira # no 8) AGREGADOS MIÚDOS Material passante # nº4 (4,8 mm) GRANULOMETRIA Peneira # no Abertura (mm) Massa retida (g) % retida % acumulada 4 4,8 23 2,3 2,3 8 2,4 68 6,8 9,1 16 1,2 193 19,3 28,4 30 0,6 375 37,5 65,9 50 0,3 209 20,9 86,8 100 0,15 85 8,5 95,3 --- fundo 47 4,7 --- Σ 1000 100,0 < 5% NBR 7211 Materiais de Construção II Agregados NBR 7211 Porcentagem, em peso, retida acumulada nas peneiras Peneira ABNT Zona utilizável Zona ótima mínimo máximo mínimo máxim o 9,5 mm 0 0 0 0 6,3 mm 0 7 0 0 4,8mm 0 10 0 5 2,4 mm 0 25 10 20 1,2 mm 5 50 20 30 0,6 mm 15 70 35 55 0,3 mm 50 95 65 85 0,15 mm 85 100 90 95 AGREGADOS MIÚDOS Material passante # nº4 (4,8 mm) Materiais de Construção II Agregados GRANULOMETRIA AGREGADOS MIÚDOS Módulo de Finura (MF) Classificação 1,55 < M.F. < 2,20 Zona utilizável inferior 2,20 < M.F. < 2,90 Zona ótima 2,90 < M.F. < 3,50 Zona utilizável superior # (mm) % retida acumula da 4,8 2,3 2,4 9,1 1,2 28,4 0,6 65,9 0,3 86,8 0,15 95,3 fundo --- MF = 2,88 AMOSTRA Materiais de Construção II Agregados Características Físicas: Ø Extrínsecas: • Incrustações • Superfície intemperizada • Superfície lisa • Formas indesejáveis • Excesso de finos Ø Intrínsecas: • Estrutura porosa indesejável • Variação volumétrica no umedecimento e secagem • Laminação e clivagem • Partículas moles, fracas, leves • Dilatação térmica desfavorável Características deletérias dos Agregados: (Swenson & Chaly) Materiais de Construção II Agregados Características Químicas: Ø Reação com o cimento: • Álcali-agregado (NaOH, KOH) • Quantidade de álcalis • Relação NaOH/KOH • Impurezas orgânicas • Impurezas salinas • Trocas iônicas Ø Independentes do cimento: • Oxidação • Sulfetos de Ferro • Concretos ferruginosos • Carbonatação • Impurezas incorporadoras de ar • Solubilização Características deletérias dos Agregados: (Swenson & Chaly) Materiais de Construção II Agregados SUBSTÂNCIAS NOCIVAS Limites máximos de substâncias nocivas: Substância Método de ensaio Porcentagem máxima Agregado miúdo Agregado graúdo Torrões de argila e materiais friáveis NBR 7218 Concreto aparente 3,0 1,0 Concreto sujeito a desgaste superficial 2,0 Outros concretos 3,0 Partículas leves 1) NBR 9936 Concreto aparente 0,5 0,5 Concreto não aparente 1,0 1,0 Material fino que passa na peneira 75μm NBR 16973 Concreto sujeito a desgaste superficial 3,0 2) 1,0 3) 4) Concreto protegido de desgaste superficial 5,0 2) Impurezas orgânicas 5) NBR 17053 Solução obtida deve ser mais clara que a padrão - 1) Quando for detectada visualmente a presença de partículas leves (carvão, caules, folhas e sementes), deve ser realizado o ensaio de determinação do teor de partículas leves. 2) Quando os agregados forem produzidos a partir de rocha britada, estes limites passam a ser 10% e 12%, respectivamente. 3) Para agregado total, definido em 3.6, o limite de material pulverulento pode ser aceito até 6,5 %. Vale ressaltar que a presença de materiais micáceos, ferruginosos e argilominerais expansivos no material fino que passa através da peneira 75 μm por lavagem podem interferir nas propriedades do concreto, necessitando de estudo de dosagem especifico 4) Para agregados produzidos a partir de rochas com absorção de água inferior a 1%, determinada conforme a ABNT NBR 16917, o limite de material fino pode ser alterado de 1 % para 2 %. 5) Quando a coloração da solução obtida no ensaio for mais escura que a solução padrão, a diferença máxima entre os resultados de resistência à compressão previstos na NBR 7221 deve ser de 10%. Materiais de Construção II Agregados SUBSTÂNCIAS NOCIVAS Finos: Prejudicam a trabalhabilidade e a aderência pasta/agregado. Matéria orgânica: Decomposição da pasta, eflorescências e manchamento no concreto. (Aulas USP) (Aulas USP) Sem matéria orgânica: Com matéria orgânica, maior acidez, menor pH: Materiais de Construção II Agregados 400 ppm 100 ppm 300 ppm 500 ppm 200 ppm SUBSTÂNCIAS NOCIVAS Matéria orgânica: (Idércio - ITAMBÉ) (Idércio - ITAMBÉ) Causam decomposição da pasta, eflorescências e manchamento no concreto. Podem interferir na hidratação do cimento (podendo até inibir a hidratação). Ocorre frequentemente em areias naturais. Materiais de Construção II Agregados DURABILIDADE Limites máximos para: expansão devida a RAA, teor de cloretos e sulfatos presentes nos agregados Determinação Método de ensaio Limites Reatividade álcali-agregado NBR 15.577:2018 Vide norma (Partes 1 a 5) Teor de Cloretos 1) NBR 9917 NBR 14832 2) 0,2% concreto simples 0,1% concreto armado 0,01% concreto protendido Teor de sulfatos 4) NBR 9917 0,1% 1) Agregados que excedam os limites estabelecidos para cloretos podem ser utilizados em concreto, desde que o teor total trazido ao concreto por todos os seus componentes (água, agregados, cimento, adições e aditivos químicos), verificado por ensaio realizado conforme a ABNT NBR 14832 (determinação no concreto), não exceda os seguintes limites, dados em porcentagem sobre a massa de cimento: — concreto protendido ≤ 0,06 %; — concreto armado exposto a cloretos nas condições de serviço da estrutura ≤ 0,15 %; — concreto armado em condições de exposição não severas (seco ou protegido da umidade nas condições de serviço da estrutura) ≤ 0,40 %; — outros tipos de construção com concreto armado ≤ 0,30 %.. 2) O método da ABNT NBR 14832 estabelece como determinar o teor de cloretos em clínquer e cimento Portland. Neste caso específico, o método pode ser utilizado para o ensaio de agregados. 3) Agregados que excedam o limite estabelecido para sulfatos podem ser utilizados em concreto, desde que o teor total trazido ao concreto por todos os seus componentes (água, agregados, cimento, adições e aditivos químicos) não exceda 0,2 % ou que fique comprovado o uso de cimento Portland resistente a sulfatos, conforme a ABNT NBR 16697, no concreto. Materiais de Construção II Agregados DURABILIDADE Reações álcali-agregado (reação expansiva – desagrega o concreto) Materiais de Construção II Agregados Reações álcali-agregado Bloco de fundações seriamente afetado - Recife -PE DURABILIDADE (Marcelo Pechhio, Yushiro Kihara e Tibério de Andrade) Materiais de Construção II Agregados Ataque por Sulfatos (expansiva – desagrega o concreto) Contaminação por argila (“pipoca”) DURABILIDADE (J.S. Coutinho) (Idércio - Itambé Materiais de Construção II Agregados Agregado miúdo proveniente da britagem de rochas. Devido a forma de obtenção, o agregado produzido contém muito material pulverulento e os grãos tendem a ser mais angulosos que a areia natural. Britador primário de mandíbulas Britadores secundário e terciário (cônico) Peneiras Brita Areia de pedra Lavagem Rachão Britador quaternário impactador centrífugo Peneiras AREIA ARTIFICIAL ou INDUSTRIAL ou DE PEDRA Materiais de Construção II Agregados Principalmente devido ao impacto ambiental da extração de areia natural, cada vez mais, os areais se afastam dos centros consumidores e o transporte, em muitos casos, tem um custo maior que o próprio material. Nas regiões metropolitanas do Rio de Janeiro e São Paulo a distância média chega hoje a mais de 100 km. Para otimização de custo e do traço da dosagem, as principais usinas de concreto da região de Curitiba já utilizam ½ de areia natural e ½ de areia artificial nos seus concretos. AREIA ARTIFICIAL ou INDUSTRIAL ou DE PEDRA Materiais de Construção II Agregados Comparando com a areia natural: • Grãos mais lamelares e pontiagudos; • Maior quantidade de finos (a lavagem minimiza); • Prejudica a trabalhabilidade; • Exige mais água e cimento, aumenta custo do concreto. Areia de pedra AREIA ARTIFICIAL ou INDUSTRIAL ou DE PEDRA Materiais de Construção II Agregados www.crusher.com.br AREIA ARTIFICIAL ou INDUSTRIAL ou DE PEDRA Equipamentos de lavagem de areia para retirada de material pulverulento (resíduos) TELA Materiais de Construção II Agregados Lavagem de areia para retirada de material pulverulento Materiais de Construção II Agregados Lavagem de areia para retirada de material pulverulento Materiais de Construção II Agregados AREIA NORMAL – NBR 7214:2015 IPT - é o único responsável pela produção Serve como padrão de referência laboratorial destinado a caracterização de cimentos Portland (NBR 7215:2019) Material retido entre as peneiras # (mm) Denominação 2,40 e 1,20 Grossa 1,20 e 0,60 Média grossa 0,60 e 0,30 Média Fina 0,30 e 0,15 Fina Frações granulométricas da areia normal: Peneira # n° Abertura (mm) Limites NBR 7215 8 2,4 0 10 2,0 5 ± 5 16 1,2 25 ± 5 30 0,6 50 ± 5 50 0,3 75 ± 5 100 0,15 97 ± 3 Composição granulométrica NBR 7214:2015 Materiais de Construção II Agregados AREIA NORMAL – NBR 7214:2015 IPT - é o único responsável pela produção Determinação Limites NBR 7214 Material fino passante na peneira 0,075 – NBR NM 43/03 ≤ 1% Umidade NBR 7214 ≤ 0,2% Conglomerados argilosos NBR 7214 ≤ 1% Teor de feldspato entre peneiras 2,4 e 1,2 mm – NBR 7214 ≤ 15% Teor de mica entre peneiras 0,3 e 0,15 mm – NBR 7214 ≤ 2,0% Impurezas orgânicas – NBR NM 49/01 ≤ 100 ppm Outras determinações: Materiais de Construção II Agregados 6. Agregados graúdos Materiais de Construção II Agregados Determinação M. U. compactada de britas. Mistura compactada sofrendo rasamento (Helene/Terzian, 1993) (Helene/Terzian, 1993) Determinação da Massa Unitária : AGREGADOS - DEFINIÇÕES Graúdos NBR 16972:2021 Materiais de Construção II Agregados O procedimento a ser seguido : a) Pesar o agregado (SSS). b) Pesar o agregado imerso em água, pendurando a amostra em um fio ligado ao prato da balança. Determinação da Massa Específica: AGREGADOS - DEFINIÇÕES Balança hidrostática: agregados graúdos W = peso a seco (SSS) H = peso imerso na água ME= W - H W NBR 16917:2021 Amostra imersa em água Materiais de Construção II Agregados Determinação da Massa Específica: AGREGADOS - DEFINIÇÕES Balança hidrostática: agregados graúdos W W - H ME= Materiais de Construção II Agregados AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm) FORMATO DOS GRÃOS Grãos alongados ou lamelares: • Prejudicam a trabalhabilidade • Geram mais vazios entre os grãos e exigem maior consumo de cimento no concreto (J.S. Coutinho) Materiais de Construção II Agregados Lamelar Alongado (Idércio - ITAMBÉ) (Idércio - ITAMBÉ) C = comprimento L = largura e = espessura e = Alongado = Normal e = Lamelar e FORMATO DOS GRÃOS AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm) L — ≥ 2 e C — ≥ 2 e L — ≥ 2 e C — ≥ 2 L C — < 2 L L — < 2 e NBR 7809:2019 IF = C/e ≤ 3,0 IF = índice de forma Materiais de Construção II Agregados FORMATO DOS GRÃOS AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm) (Idércio - ITAMBÉ) Normal Semi-arredondado Normal Arredondado (Idércio - ITAMBÉ) Grãos arredondados: • Favorecem a trabalhabilidade • Geram menos vazios entre os grãos e possibilitam a produção de concreto com menos cimento Materiais de Construção II Agregados 16:54 MATÉRIA-PRIMA AGREGADO LAMELAR AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm) FORMATO DOS GRÃOS C — > 3 e C = comprimento e = espessura Materiais de Construção II Agregados 16:54 MATÉRIA-PRIMA AGREGADO NORMAL AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm) FORMATO DOS GRÃOS C — < 3 e C = comprimento e = espessura Materiais de Construção II Agregados 16:54 MATÉRIA-PRIMA AGREGADO ALONGADO AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm) FORMATO DOS GRÃOS C — > 3 e C = comprimento e = espessura Materiais de Construção II Agregados AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm) SÉRIE NORMAL SÉRIE INTERMEDIÁRIA N° Abertura (mm) N° Abertura (mm) 6” 150 4” 100 3” 76 2 ½” 64 2” 50 1 ½” 38 1 ¼” 32 1” 25 ¾” 19 ½” 12,5 3/8” 9,5 ¼” 6,3 n o4 4,8 Granulometria NBR 7211 Peneiras p/ agregado graúdo Materiais de Construção II Agregados Limites granulométricos de agregado graúdo NBR 7211 AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm) Abertura das peneiras (mm) mínimo % máximo % 25 0 0 19 0 0 12,5 0 5 9,5 2 15 6,3 40 65 4,75 80 100 2,36 95 100 d/D = 4,75/12,5 Abertura das peneiras (mm) mínimo % máximo % 31,5 0 0 25 0 5 19 2 15 12,5 40 65 9,5 80 100 6,3 92 100 4,75 95 100 2,36 100 100 d/D = 9,5/25 (Brita 0) (Brita 1) Materiais de Construção II Agregados Limites granulométricos de agregado graúdo NBR 7211 AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm) (Brita 2) (Brita 3) Abertura das peneiras (mm) mínimo % máximo % 31,5 0 5 25 5 25 19 65 95 12,5 92 100 9,5 95 100 6,3 100 100 d/D = 19/31,5 Abertura das peneiras (mm) mínimo % máximo % 50 0 5 37,5 5 30 31,5 75 100 25 87 100 19 95 100 d/D = 25/50 Materiais de Construção II Agregados Limites granulométricos de agregado graúdo NBR 7211 AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm) (Brita 4) Abertura das peneiras (mm) mínimo % máximo % 75 0 5 63 5 30 50 75 100 37,5 90 100 31,5 95 100 d/D = 37,5/75 Materiais de Construção II Agregados Limites granulométricos de agregado graúdo NBR 7211 AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm) Materiais de Construção II Agregados AGREGADOS GRAÚDOS Material retido na # nº4 (4,8 mm) MF – usa as % acumuladas das peneiras da série normal. DMC – usa as % acumuladas das peneiras da série normal e da série intermediária. SÉRIE NORMAL SÉRIE INTERMEDIÁRIA N° Abertura (mm) N° Abertura (mm) 6” 150 4” 100 3” 76 2 ½” 64 2” 50 1 ½” 38 1 ¼” 32 1” 25 ¾” 19 ½” 12,5 3/8” 9,5 ¼” 6,3 n o4 4,8 ∑( % acumuladas) 100 M.F. = Materiais de Construção II Agregados Amostra de uma brita 2 (19/31,5 mm) Amostra de uma brita 1 (9,5/25 mm) MF = (16 + 95+ 100 x 6) / 100 = 7,11 DMC = 25 mm MF = (17 + 94 + 97 + 97 + 100 x 3) / 100 = 6,05 DMC = 12,5 mm < 5% = 5% AGREGADOS GRAÚDOS Material retido na # nº4 (4,8 mm) Materiais de Construção II Agregados Resistência à compressão: (Andrade, W. P.; 1997) Os agregados não são utilizados para regular a resistência de um concreto, mas podem limitar a sua resistência à compressão. AGREGADO Resistência à compressão da rocha Rocha basáltica 105 a 235 MPa Granito 85 a 275 MPa Calcário 90 a 270 MPa Cascalho * 165 a 265 MPa AGREGADOS GRAÚDOS Material retido na # nº4 (4,8 mm) Materiais de Construção II Agregados Módulo de elasticidade: (Andrade, W. P.; 1997) Como os agregados representam a maior parte do volume de um concreto, são os elementos fundamentais na determinação do seu Módulo de Elasticidade. AGREGADO Módulo de elasticidade da rocha Anfibolito (Itumbiara) 76 GPa Quartzito (Serra da Mesa) 12,5 GPa Basalto (Maribondo) 16,3 GPa Arenito (Capanda) 52,2 GPa Dados Laboratório de FURNAS AGREGADOS GRAÚDOS Material retido na # nº4 (4,8 mm) Materiais de Construção II Agregados Excesso de friabilidade aumenta em demasia a quantidade de finos do concreto dentro da betoneira AGREGADOS GRAÚDOS Material retido na # nº4 (4,8 mm) Friabilidade: tendência do agregado desagregar ENSAIO DE ABRASÃO “LOS ANGELES” NBR 16974:2022 Materiais de Construção II Agregados (M.M. de Farias e E. M.Palmeira) AGREGADOS GRAÚDOS Material retido na # nº4 (4,8 mm) Friabilidade: tendência do agregado desagregar ENSAIO DE ABRASÃO “LOS ANGELES” (Vieira Jr & Salles, 2011) Materiais de Construção II Agregados ENSAIO DE ABRASÃO “LOS ANGELES” Materiais de Construção II Agregados Materiais de Construção AGREGADOS Referências bibliográficas: ELADIO G. R. PETRUCCI - Concreto de cimento Portland Ed. Globo. L. A. FALCÃO BAUER - Materiais de construção 1 - Ed. LTC. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL e Princípios de Ciência e Engenharia de Materiais Capítulo 16 Agregados para a Construção Civil Márcio M. de Farias e Ennio de Marques Palmeira– IBRACON 2007