- Agregados Miúdo e Graúdo Prof. Jonatas Elim
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1
Materiais de Construo 2 AGREGADOS
UNIVERSIDADE DO VALE DO IPOJUCA CURSO DE GRADUAO EM ENGENHARIA CIVIL
Prof. Jnatas Elim
Agregados para concreto
Material granular sem forma e volume definidos;
Geralmente inerte; e
Propriedades adequadas para uso em obras de Engenharia
Conceito
Agregados para concreto Importncia
Econmica:
- custo agregado produo de ferro (VALVERDE, 1999)
Agregados para concreto Importncia
Tcnica:
- influenciam muitas propriedades do concreto no estado fresco e endurecido
Trabalhabilidade;
Retrao por secagem;
Propriedades mecnicas (CAD);
Desgaste por abraso.
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2
Agregados para concreto Importncia
Ecolgica :
- minerao e uso de agregados naturais, nas cidades brasileiras, no feita com o enfoque de sustentabilidade ambiental;
- pesquisas de resduos dos mais diversos tipos como agregados, em concretos e argamassas.
Agregados para concreto
Rochas britadas
Fragmentos rolados nos leitos dos cursos dgua;
Materiais encontrados em jazidas provenientes de alteraes de rocha
Tipos de agregados
Agregados para concreto
Lastro de vias frreas;
Bases para calamentos;
Camadas drenantes;
Aplicaes de agregados Agregados para concreto
Reforo das camadas de um pavimento;
Concretos asflticos;
Aplicaes de agregados
-
3
Agregados para concreto
Argamassas para assentamento e revestimento de pisos, paredes e tetos;
Aplicaes de agregados Agregados para concreto
Concretos:
Simples;
Armado;
Protendido; e
Especiais.
Aplicaes de agregados
Agregados para concreto
Funes dos agregados:
resistir aos esforos:
mecnicos
ao desgaste
ao intemperismo
reduzir as variaes volumtricas; e
reduzir o custo.
Argamassas e concretos Agregados para concreto
Naturais:
areia;
pedregulho, cascalho ou seixo rolado.
Classificao dos agregados
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Agregados para concreto
Artificiais:
pedra britada;
areia artificial;
escria siderrgica;
argila expandida;
cinza volante sinterizada; etc.
Classificao dos agregados
argila expandida
Escria de alto forno
Agregados para concreto
Massa especfica:
Classificao dos agregados
Leves Normais Pesados
Vermiculita Areia Minrios de ferro
Argila expandia Seixo rolado Minrios de brio
Poliestireno
expandido
Pedra britada Sucata metlica
Agregados para concreto
Tamanho dos gros
Agregado Mido: material que passa na # 4,75 mm e fica retido na # 0,150 mm
areia natural ou artificial
Classificao dos agregados Agregados para concreto
Tamanho dos gros
Agregado grado: material que fica retido na # 4,75 mm
seixo rolado:
pedra britada:
Classificao dos agregados
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Agregados para concreto
NBR 7211 Agregados para concreto: areia natural ou resultante do britamento de rochas estveis, ou a mistura de ambas, cujos gros passam na # 4,75 mm e ficam retidos na # 0,150 mm
Agregado mido Agregados para concreto
Massa Especfica: Relao entre a massa do agregado seco e o seu volume, descontados os volumes dos seus poros permeveis, impermeveis e entre gros.
Picnmetro
Frasco de Chapman
NBR NM 52
2,65 g/cm3
Agregado mido Massa especfica real
Agregados para concreto
Massa unitria: relao entre a massa do agregado e o volume do recipiente que o contm, definido de acordo com o estabelecido nesta norma. Tambm inclui os vazios.
Estados solto ou compactado
NBR NM 45:2006
1,3 a 1,75 g/cm3
Agregado mido Massa unitria Agregados para concreto
Teor de umidade Areia seca: 1,50 g/cm3
Areia pouco mida: 1,30 g/cm3
Areia muito mida: 1,20 g/cm3
Granulometria Areia mdia seca: 1,50 g/cm3
Areia fina seca: 1,40 g/cm3
Agregado mido Massa unitria
-
6
Agregados para concreto Absoro e umidade
Absoro - Aumento da massa do agregado em funo do preenchimento de seus vazios permeveis, expresso em percentagem.
Umidade O agregado pode ser utilizado no concreto em diversas condies de umidade.
Agregados para concreto Absoro e umidade
Seco em estufa toda gua evaporvel foi eliminada por aquecimento a 100 C .
Seco ao ar condio na qual se colocado ao ar, ocorre o equilbrio com a umidade ambiente .
Saturado com superfcie seca (SSS) Quando todos os poros esto preenchidos e no h uma pelcula de gua na superfcie.
Seco em
estufa
Seco ao
ar
Saturado
sup. secaSaturado
sup. molhada
gua livre
absoro
efetiva
absoro umidade
superficial
umidade total
Agregados para concreto Absoro e umidade
Capacidade de absoro quantidade de gua necessria para levar o agregado da condio seca em estufa condio SSS.
Absoro efetiva quantidade de gua necessria para levar o agregado da condio seca ao ar condio SSS.
Umidade superficial quantidade de gua presente no agregado alm daquela requerida para alcana a condio SSS.
Seco em
estufa
Seco ao
ar
Saturado
sup. secaSaturado
sup. molhada
gua livre
absoro
efetiva
absoro umidade
superficial
umidade total
Agregados para concreto Absoro e umidade
Importncia os dados de absoro, absoro efetiva e umidade superficial so necessrios para a correo da proporo de gua no concreto.
Umidade interna
Absoro
mnima: 2%
Umidade superficial
Aderida superfcie dos gros
Inchamento
Umidade %
100*
sM
MMh
sh
-
7
Agregados para concreto Umidade em agregados
Massa do agregado mido
Massa do agregado seco
sh Mh
M *100
100 hs M
hM *
100
100
100*)1( s
h
M
Mh sh M
hM *)1
100(
Agregados para concreto Mtodos para determinar a umidade
Secagem em estufa
Frasco de Chapman
NBR NM 52
Picnmetro
Speedy moisture tester base na reao qumica da gua existente em uma amostra
com o carbureto de clcio, realizada em ambiente confinado. O gs acetileno ao expandir-se gera presso proporcional
quantidade de gua existente no ambiente. A leitura dessa presso em um manmetro permite a avaliao do teor de umidade de amostras.
CaC2 + 2 H2O Ca(OH)2 + C2H2
Agregados para concreto Inchamento da areia
Importncia para traos de concreto dosados em volume de grande importncia, pois corrige a alterao do volume da areia com a umidade.
Agregados para concreto Inchamento da areia
Na areia mida a gua forma em torno dos gros uma tnue pelcula provocando um afastamento entre eles ocasionando o aumento de volume do conjunto.
-
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Agregados para concreto Inchamento da areia
Coeficiente de inchamento
Inchamento em % s
sh
V
VVI
100*)(s
sh
V
VVI
Relao entre volumes mido e seco
)100
100(
h
V
V
h
s
s
h
Agregados para concreto Curva de inchamento da areia
Umidade crtica: o valor da umidade acima da qual o inchamento pode ser considerado constante.
Inchamento mdio: a mdia dos valores do inchamento no ponto de umidade crtica e no ponto mximo da curva (inchamento mximo).
1,00
1,04
1,08
1,12
1,16
1,20
1,24
1,28
1,32
1,36
0 2 4 6 8 10 12 14
Umidade, %
Re
la
o
Vh/V
s
Umidade crtica
hcrit = 4,8%
Inchamento mdio
30,1s
h
V
V
Agregados para concreto Inchamento da areia
Agregados para concreto Inchamento da areia
-
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Agregados para concreto Composio granulomtrica
a proporo relativa dos diferentes tamanhos de gros que se encontram constituindo o todo.
expressa em termos de porcentagem em massa: do material que passa; ou
do material retido por peneira.
NBR NM 248 - Anlise granulomtrica de agregados.
NBR NM 26 - Amostragem de agregados
Agregados para concreto Composio granulomtrica - Sries de peneiras
Tyler Srie Srie
Mesh Normal Intermediria
75 mm
63 mm
50 mm
37,5 mm
31,5 mm
25 mm
19 mm
12,5 mm
9,5 mm
6,3 mm
n. 4 4,75 mm
n. 8 2,36 mm
n. 14 1,18 mm
n. 28 0,6 mm
n. 48 0,3 mm
n. 100 0,15 mm
Agregados para concreto Anlise granulomtrica
Dimenso mxima caracterstica (Dimetro mximo): Abertura da peneira em que ficar retida, acumulada, uma porcentagem igual ou imediatamente inferior a 5%
Mdulo de finura (Mdulo de Abrams): Soma das porcentagens retidas, acumuladas, na srie normal de peneiras, dividida por 100.
Peneiras (mm) Massa retida (g) % retida % acumulada
9,5 0 0 0
6,3 0 0 0
4,75 30 3 3
2,36 260 26 29
1,18 200 20 49
0,6 190 19 68
0,3 150 15 83
0,15 100 10 93
Fundo 70 7 100
Massa final (g) 1000
Dimenso mxima caracterstica 4,75 mm
Mdulo de finura 3,25
Agregados para concreto Anlise granulomtrica
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
9,56,34,82,41,20,60,30,15Fundo
% a
cum
ula
da
Abertura das peneiras, mm
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Agregados para concreto Anlise granulomtrica
Limites granulomtricos de agregado mido - NBR 7211
Peneira %, em peso, retida acumulada na peneira ABNT, para a
ABNT Limites Inferiores Limites Superiores
Zn Utiliz. Zona tima Zn Utiliz.
9,5 mm 0 0 0 0
6,3 mm 0 0 0 7
4,75 mm 0 0 5 10
2,36 mm 0 10 20 25
1,18 mm 5 20 30 50
0,6 mm 15 35 55 70
0,3 mm 50 65 85 95
015 mm 85 90 95 100
NOTAS
1 O mdulo de finura da zona utilizvel inferior varia de 1,55 a 2,20.
2 O mdulo de finura da zona tima varia de 2,20 a 2,90.
3 O mdulo de finura da zona utilizvel superior varia de 2,90 a 3,50
Agregados para concreto Anlise granulomtrica
Limites granulomtricos de agregado mido - NBR 7211
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
6,34,82,41,20,60,30,15
Abertura das peneiras (mm)
% a
cu
mu
lad
a
Zona Utilizvel Zona tima
Agregados para concreto Anlise granulomtrica
Classificao das areias segundo o mdulo de finura:
Antiga
Atual
Muito grossas MF > 3,90
Grossas 3,30 < MF < 3,90
Mdias 2,40 < MF < 3,30
Finas MF < 2,40
Muito grossas MF > 3,50
Grossas 2,90 < MF < 3,50
Mdias 2,20 < MF < 2,90
Finas 1,55 < MF < 2,20
Agregados para concreto
So constitudas por hmus geralmente de origem vegetal.
Ao nas argamassas e concretos neutralizam a gua alcalina das argamassas e
concretos inibindo as reaes de hidratao do cimento; retardamento da pega;
endurecimento lento
Impurezas orgnicas
Baixas resistncias nas primeiras idades
Cura cuidadosa
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Agregados para concreto
Em filmes
impedem a aderncia pasta - agregado acarretando
em diminuio da resistncia mecnica
Avaliao do teor de impurezas orgnicas nas
areias
NBR NM 49:2001 - Ensaio colorimtrico
NBR 7221:1987 - Ensaio de qualidade da areia
Impurezas orgnicas Impurezas orgnicas
Agregados para concreto Material pulverulento
Silte ( 0,002 < f< 0,06 mm)
Argila ( < 0,002 mm)
Em p
preenche os vazios, aumentando a trabalhabilidade
Em filmes
impede a aderncia do gro pasta de cimento
Determinao do teor de materiais pulverulentos NBR NM 46:2003
Peneiramento mido na # 0,07 5mm
Agregados para concreto Outras substncias nocivas
Argila em torres
incluses de baixa resistncia
determinao pela NBR 7218
Materiais carbonticos
expandem e desagregam o concreto
afetam o endurecimento do cimento
determinao pela ASTM C123
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Agregados para concreto Outras substncias nocivas
Mica
afeta a resistncia e a consistncia
Sais
Cloretos
revestimentos higroscpicos
manchas de umidade
eflorescncias
favorecem a corroso das armaduras do concreto armado
Sulfatos
Agregados para concreto Areias artificiais
Originadas da britagem de rochas Granito: so as melhores Basalto: gros lamelares e aciculares
Agregados para concreto Areias artificiais
Influncia nas argamassas e concretos
Trabalhabilidade
forma do gro
elevado teor de material pulverulento
requer lavagem
Resistncia trao e ao desgaste
forma e textura superficial do gro
Substncias nocivas
Torres em argila (NBR 7218) 3,0
Materiais carbonosos (ASTM C123) em concreto aparente
0,5
nos demais concretos 1,0
Material pulverulento (NBR NM 46) em concreto submetido a desgaste superficial
3,0
nos demais concretos 5,0
Limites mximos em % da massa do material
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Substncias nocivas
Impurezas orgnicas (NBR NM 49)
deve ser mais clara que a soluo padro
(300 ppm)
caso contrrio (NBR 7221)
ensaio de qualidade da areia
Limites mximos em % da massa do material
Substncias nocivas Limites mximos em % da massa do material
Agregados Grados - NBR 7211
Pedregulho ou a brita proveniente de rochas estveis, ou a mistura de ambas, cujos gros passam pela peneira 75 mm e ficam retidos na peneira 4,75 mm.
Rochas utilizadas na produo de agregado grado Granito
Basalto
Gnaisse
Diorito Gabro Diabase
Calcrio Quartizito Arenito
So as melhores pois
so mais estveis
Forma dos gros
Arredondados - cascalhos
Angulares com arestas vivas - britas
Melhor forma
Esfrica para cascalhos;
Cbica para britas
-
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Coeficiente volumtrico AFNor P-18.301
Coeficiente volumtrico de um gro
3d
V6C
=
Coeficiente volumtrico mdio de uma amostra
n
1
3m
d
V6C
=
S
Valores mnimos fixados pela AFNor para o coeficiente volumtrico mdio do
agregado
Tipo de concreto Dimetro mximo
9,5 a 25 mm > 25 mmConcreto armado e concreto com
fraca permeabilidade destinado a
barragens, reservatrios, tubulaes,
obras martimas, etc.
0,20 0,15
Concreto simples ou pouco armado
(fundaes, blocos, etc.)0,15 0,12
Influncia da forma do agregado grado nas propriedades do concreto
Propriedades do concreto
Trabalhabilidade do concreto fresco
Resistncia do concreto endurecido
Caractersticas do agregado
Dimenso mxima caracterstica
Granulometria
Forma
Arredondada
Angulosa
Influncia da forma do agregado grado nas propriedades do concreto
Forma arredondada
Menor ndice de vazios;
Menor quantidade de areia no concreto;
Menor superfcie especfica da mistura fresca;
Menor quantidade de gua de amassamento;
Maior resistncia.
-
15
Influncia da forma do agregado grado nas propriedades do concreto
Forma arredondada
Facilita o movimento dos gros;
Boa trabalhabilidade com menos gua;
Para a mesma quantidade de gua: o concreto de seixo
rolado mais plstico que o de pedra britada;
Para a mesma trabalhabilidade: consome se menos gua
no concreto de seixo rolado.
Influncia da forma do agregado grado nas propriedades do concreto
Pedra britada
Forma angulosa e superfcie spera;
Maior aderncia argamassa que envolve o gro;
Para a mesma relao gua / cimento:
Menor trabalhabilidade;
Maior resistncia.
O material pulverulento afeta mais o concreto de
seixo rolado que o concreto de pedra britada
pela diminuio da aderncia
Massa especfica
Absoluta
Real
Aparente
Depende da rocha
Rocha densa e impermevel
Porosa
Volume aparente do gro
Espao ocupado pelo gro no concreto
Massa especfica e absoro de gua de agregado grado: NBR NM 53
Colocar a amostra em imerso em gua durante 24 horas;
Secar a superfcie dos gros e determinar a sua massa no estado saturado superfcie seca (B);
Colocar a amostra na balana hidrosttica e determinar a sua massa imersa na gua (C);
CB
Bsss = 100=
A
ABa
Colocar a amostra para secar em estufa
por 24 horas e determinar a sua massa
no estado seco em estufa (A).
-
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Massa unitria de agregado grado
Massa da unidade de volume aparente do
agregado (inclui no volume os vazios entre os
gros)
Importncia
Converso de traos;
Clculo do consumo de material por m de
concreto;
Massa unitria de agregado grado
Fatores que afetam
Teor de umidade
aumento da massa (no ocorre o fenmeno do
inchamento)
Grau de adensamento
menos dependente do que o agregado mido
Forma e volume do recipiente
Cilndrico ou paralelepipdico
Resistncia e durabilidade
Rochas inertes
Sem alterao qumica sobre o cimento
Inalterveis
ao ar
gua
variaes de temperatura
Reao lcali-agregado Hidrxidos alcalinos liberados na hidratao do
cimento
KOH, NaOH
Minerais reativos presentes em certos
agregados (slica ativa)
Opala;
Calcednia;
Tridimita;
Teor mximo de lcalis permitido quando se utiliza agregados reativos
Na2O + 0,658K2O < 0,6%
Cristobalita; e
Zelitas.
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Granulometria
Amostragem: NBR NM 26
Anlise granulomtrica: NBR NM 248
Composio granulomtrica
Dimenso mxima caracterstica
Mdulo de finura
Zonas granulomtricas d/D para o agregado grado - NBR 7211
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1527664503832251912,59,56,34,82,4
Abertura das peneiras (mm)
% a
cu
mu
lad
a
Graduao 0(4,75/12,5) Graduao 1(9,5/25) Graduao 2(19/31.5)
Graduao 3(25/50) Graduao 4(37,5/75)
Substncias nocivas
Torres de argila e partculas friveis (NBR 7218)
Em concreto aparente 1,0
Em concreto submetido abraso 2,0
Nos demais concretos 3,0
Materiais pulverulentos (NBR NM 46)
1,0
Materiais carbonosos (ASTM C123)
Em concreto aparente 0,5
Nos demais concretos 1,0
Limites mximos em % da massa do material
ndices de qualidade para os agregados grados
Forma dos gros (NBR 7809)
O ndice de forma no deve ser maior que 3.
Abraso Los ngeles (NBR NM 51)
Inferior a 50%