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Areia Arti ficial – definições, inf ormações gerais
Centro de Caracterização e Desenvolvimento de Materiais – CCDM – UFSCar/UNESPVia Washington Luiz, km 235, CP – 147
São Carlos – SP CEP 13565-905Tel: (016) 261–1707 Fax: (016) 261–1160
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O que são os Agregados?
Segundo Frazão e Paraguassu (1998), os materiais rochosos são utilizados na
construção civil de diversas formas e finalidades, como por exemplo:
- Pedra britada, pedrisco, areia artificial, pó de pedra, seixos e areia natural para
uso em concreto hidráulico e betuminoso, como filtros e transições em barragens
de terra, como lastro em ferrovias, estradas, aeroportos, etc.
- Placas de pedra para revestimento de paredes e pisos.
- Blocos de rocha utilizados como elementos estruturais tais como, muros de arrimo,
proteção de encosta, etc.
Os materiais rochosos na forma granular são denominados de agregados. Estes
materiais devem possuir dimensões e propriedades adequadas para o seu uso em construção
civil e são classificados da seguinte maneira:
• Quanto à origem - são denominados naturais aqueles que são extraídos da natureza
na forma de fragmentos como areia e pedregulho. Os artificiais são os materiais que
passam por processos de fragmentação, como pedra e areia britada.
• Quanto à densidade - tem-se, agregados leves (pedra pomes, vermiculita, argila
expandida, etc.), agregados pesados (barita, magnetita, limonita, etc.) e agregados
normais (areia, pedregulhos e pedra britada).
• Quanto ao tamanho dos fragmentos - Agregados graúdo (diâmetro mínimo
superior a 4,8mm) e Agregados miúdo (diâmetro máximo igual ou inferior a
4,8mm).
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Material Rochoso x Qualidade do Agregado
As características físicas e químicas dos agregados possuem estreita relação com a
origem geológica e consequentemente mineralógica da rocha que os originou. Estas
características (textura, mineralogia, parâmetros físicos e produtos de alteração) podem ser
observadas e descritas por métodos e termos geológico-geotécnicos tradicionais, que
objetivam a avaliação do potencial destes materiais rochosos para o uso como materiais de
construção.
Algumas características, quando do uso de agregados principalmente em misturas de
concreto de cimento portland e ligantes betuminosos, devem ser levadas em consideração, tais
como apresentadas a seguir:
• Tamanho da Partícula: A distribuição granulométrica pode ser determinada por métodos
convencionais de peneiramento. Agregados para concreto devem possuir uma adequada
distribuição granulométrica, para obter maior compacidade, resultando em menor índice de
vazios, permitindo maior economia de cimento e ganho de resistência. Para o concreto
asfáltico, as frações granulométricas utilizadas dependerão do tipo de pavimento a ser
realizado.
• Forma das Partículas: Arredondada, irregular, angular, alongada, etc. Para o concreto
hidráulico a forma das partículas deve ser a mais equidimensional possível, para garantir a
facilidade no manuseio e operação, aumentar a compacidade e promover maior resistência do
concreto. Para o concreto asfáltico a forma das partículas deve ser, também, a mais
equidimensional possível, neste caso, para diminuir o consumo de betume e também,melhorar a resistência mecânica.
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• Resistência: Para uso em concreto hidráulico o agregado deve possuir adequada
resistência mecânica para suportar as solicitações físico-mecânicas durante a preparação do
concreto, com aquelas advindas dos esforços estruturais. Com relação ao uso em misturas
betuminosas o agregado deve ter boa resistência a compressão para resistir ao peso dos
veículos.
• Densidade: A densidade é um bom indicador da alterabilidade do agregado. Baixos
valores indicam má qualidade do agregado devido ao aumento da porosidade, alteração e
muitas vezes a presença de argilominerais.
• Variação volumétrica: Deve-se, muitas vezes, a variações cíclicas de umidade. Os
agregados devem possuir pequena ou nenhuma variação volumétrica devido a ciclos de
umedecimento e secagem. Expansão e contração do agregado produzem forças de tração que
podem fissurar o concreto.
• Dilatação Térmica: Mudanças de volume do agregado produzidas por variação na
temperatura. Agregados devem ter coeficientes de dilatação térmica que sejam iguais em
todas as direções, e todos os minerais constituintes devem possuir os mesmos coeficientes.
• Condutividade térmica: Habilidade do agregado em conduzir calor. Agregados com
baixa condutividade termal são desejáveis para prevenção do congelamento através do
pavimento.
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OFERTA NACIONAL DE AGREGADOS
Os recursos em agregados para a indústria da construção civil são abundantes no
Brasil. Em geral, os grandes centros consumidores encontram-se em regiões geologicamente
favoráveis à existência de reservas de boa qualidade. A participação dos tipos de rochas
utilizadas na produção de pedra britada é a seguinte: granito e gnaisse - 85,0%; calcário e
dolomito - 10,0%; basalto e diabásio - 5,0%. Algumas regiões, entretanto, têm recursos
insuficientes em rochas adequadas para britagem. Entre elas, podemos citar as cidades
situadas na Bacia do Paraná, onde não raramente a pedra britada tem que ser transportada por
distâncias superiores a 100 km. O número de empresas que produzem pedra britada é da
ordem de 250, na maioria de controle familiar, e são responsáveis por cerca de 15.000
empregos diretos. Do total das pedreiras, 60,0% produzem menos que 200.000 t métricas/ano;
30,0% produzem entre 200.000 t/ano e 500.000 t/ano e 10,0% produzem mais que 500.000
t/ano.
Os principais locais de produção de areia são várzeas e leitos de rios, depósitos
lacustres, mantos de decomposição de rochas, arenitos e pegmatitos decompostos. No Brasil,
90,0% da areia é produzida em leitos de rios. No Estado de São Paulo, a relação é diferente.
45,0% é proveniente de várzeas, 35,0% de leitos de rios e o restante de outras fontes. Cerca de
2.000 empresas se dedicam à extração de areia, na grande maioria, pequenas empresas
familiares, gerando cerca de 45.000 empregos diretos. 60,0% produzem menos de 6.000
m³/mês; 35,0% entre 6.000 e 15.000 m³/mês e 5,0% mais que 15.000 m³/mês.
Areia e pedra britada caracterizam-se pelo baixo valor e grandes volumes produzidos.
O transporte responde por cerca de 2/3 do preço final do produto, o que impõe a necessidade
de produzi-las o mais próximo possível do mercado, que são os aglomerados urbanos. Omaior problema para o aproveitamento das reservas existentes é a urbanização crescente que
esteriliza importantes depósitos ou restringe a extração. A ocupação do entorno de pedreiras
por habitações e restrições ambientais à utilização de várzeas e leitos de rios para extração de
areia criam sérios problemas para as lavras em operação. Em consequência, novas áreas de
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extração estão cada vez mais distantes dos pontos de consumo, encarecendo o preço final dos
produtos. A Região Metropolitana de São Paulo, por exemplo, “importa“ quase toda areia que
consome, sendo boa parte de locais que ficam a mais de 100 km.
Consumo: A distribuição do consumo de pedra britada é a seguinte: 50,0% para a
produção de concreto; 30,0% para pavimentação asfáltica; 13,0% para a produção de artefatos
de cimento e pré-moldados; outros usos como lastro de ferrovia, contenção de taludes, etc.,
respondem pelos restantes 7,0%. Com um consumo, em 2000, da ordem de 1,6 milhão de
metros cúbicos/mês, a Região Metropolitana de São Paulo é o maior mercado consumidor de
pedra britada do país. Outros grandes mercados são as Regiões Metropolitanas de Belo
Horizonte, Rio de Janeiro, Curitiba e Porto Alegre e as Regiões de Campinas, Sorocaba e
Baixada Santista no Estado de São Paulo. No País, 50,0% da areia produzida é destinada à
fabricação de concreto e os 50,0% restantes em agregados diversos. A Região Metropolitana
de São Paulo é o maior mercado consumidor de areia.
NORMAS TÉCNICAS PARA AGREGADOS
A norma técnica que fixa as características exigidas na recepção e produção dos
agregados graúdos e miúdos, de origem natural, já encontrados fragmentados ou resultantes
de britamento de rochas e destinados à produção de concretos, é a ABNT NBR-7211.
A realização de ensaio para determinação da reação álcali-carbonato em agregados
está igualmente previsto na referida norma. Segundo a norma, os agregados devem ser
compostos de minerais duros, compactos, duráveis e isentos de substâncias nocivas emquantidades que possam afetar a hidratação e o endurecimento do cimento, a proteção da
ferragem contra a corrosão, a durabilidade ou quando for requerido, o aspecto visual do
cimento.
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Os principais ensaios para definição da viabilidade de uso de agregados em concretos,
com as respectivas normas técnicas são os seguintes:
• ASTM-128 Absorção
• NBR-9776 Massa específica absoluta
• NBR-6465 Abrasão Los Angeles Forma do grão
• NBR-7809 Índice de forma
• MB-1065 Durabilidade
• MB-892 Resistência à compressão simples
• ASTM-88 Durabilidade
• DNER ME 42 Esmagamento
• NBR-7219 Material pulverulento
• NBR-7218 Torrões de argila
• NBR-7217 Análise granulométrica
• Reatividade álcalis carbonato método acelerado NBR
• Análise química
•
Análise petrográfica• Estudo de desempenho do agregado em dosagens de concreto e argamassa.
Tipos de Brita
Tipo UsoPó de brita e brita 0 Usina de asfalto: como agregado. Diminuir os espaços vazios,
juntamente com areia. Premoldados: como agregado.Brita 00 Pisos: especial para pisos de marmorite e outros.Brita 1 Construção Civil: como agregado no concreto.
Brita 2 e 3 Construção Pesada: como drena em barragens.
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As pedras muito pequenas para se tornarem brita, também usada em construções,
acabam descartadas. Elas costumavam ser utilizadas na composição de asfalto, mas a queda
de investimentos em pavimentação está deixando as pilhas de cascalho acumuladas nos pátios
das pedreiras. O descarte chega a representar entre 25 e 30% do total do material desmontado
nas rochas. Os pesquisadores do Cetem estudam a melhor forma de utilizar esse resíduo,
moendo a fração fina de brita até chegar à granulometria da areia. A técnica traz uma solução
para dois problemas ambientais: o destino final do rejeito das pedreiras e o fim da extração de
areia dos rios.
Além de provocar o assoreamento dos rios, as atividades dos areais são responsáveis
pela suspensão de argila, deixando a água turva e dificultando o tratamento nas estações.
Além disso, as escavações produzem lagos propícios ao surgimento do mosquito da dengue.
- O ideal seria produzir areia artificial para que não houvesse a necessidade de
exploração de areia nas margens dos rios - diz Sampaio.
Qualidade e custo equivalentes aos da areia natural
Matéria-prima para tanto não vai faltar. Só na região metropolitana do Rio há mais de
cinqüenta pedreiras. A pesquisa, que começou este mês, deve durar dois anos e vai custar R$
360 mil, vindos da Financiadora de Projetos e Pesquisas (Finep). Um britador deverá chegar
nos próximos dias para o início dos testes na unidade piloto do Cetem, no Fundão. Os
pesquisadores vão visitar as pedreiras e analisar a qualidade da brita para então começar a
fabricar a areia no laboratório.
- Nem toda pedra de brita serve para a produção de areia artificial. A maioria serve e
não compromete a qualidade da construção - assegura o pesquisador.
A moagem no britador acontece com o atrito entre os próprios grãos, o que garante aforma arredondada que se aproxima do aspecto da areia lavada. Além do benefício ambiental,
areia obtida deve ter um custo menor do que o da natural.
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- O fino da brita tem custo zero para as pedreiras. Já tem meio caminho andado para a
produção da areia. Além disso o transporte das áreas de extração é eliminado. Acredito que
será uma areia de preço competitivo - diz Sampaio.
A areia artificial de brita já é utilizada em larga escala em diversos países europeus,
nos Estados Unidos e na África do Sul. No Brasil, já é produzida em São Paulo. Os
pesquisadores do Cetem devem começar os primeiros testes da areia do Rio. Em dois anos, a
areia clonada deve dar forma a corpos de prova que serão submetidos a testes de resistência
nos laboratórios de Engenharia Civil da UFRJ.
- Acredito que em dez anos, 40% da areia utilizada no estado seja artificial,
diminuindo os danos nas margens dos rios. As leis ambientais são importantes, mas devem ser
acompanhadas de uma proposta alternativa - diz o pesquisador.
(Fonte Original: O Globo On Line, Quinta-feira, 10 de janeiro de 2002)
Elaborado por: Eng. Luciene Cristina Chiari
Observação: este trabalho foi realizado a partir de compilações de dados coletados na internet
de diversos sites.