Materiais de Construção ( TC-031) AGREGADOS

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1 Agregados Ministério 15:55 da Educação Universidade Federal do Paraná Setor de Tecnologia Departamento de Construção Civil Materiais de Construção ( TC-031) AGREGADOS Prof. José de Almendra Freitas Jr. freitasjose@terra.com.br Versão 2013

2 AGREGADOS DEFINIÇÃO: Material granular, de dimensões adequadas para o uso em engenharia. DNIT USOS NA ENGENHARIA Argamassas e concretos Base p/ pavimentação Drenos Lastros de ferrovias Gabiões Maccaferri Concreto ABESC Lastro Concreto asfáltico Gabiões Maccaferri Drenos

3 FINALIDADE USO EM CONCRETOS E ARGAMASSAS Econômicas: redução de custos Cimento+ - R$ 130,00/m 3 Valores (2010) Agregados + - R$ 30,00/m 3 Técnicas: Minimiza a retração; Minimiza o calor de hidratação; Aumenta a resistência química; Aumenta a resistência à abrasão... (R$ / volume real)

4 FINALIDADE USO EM CONCRETOS E ARGAMASSAS (Joana (Joana S. S. Coutinho) Coutinho) % médias por volumes de um concreto comum

5 AGREGADOS - DEFINIÇÕES Massa Específica ME= massa / volume real Massa Unitária MU= massa / volume TOTAL (com vazios) Valores habituais: Areia natural: ME 2,6 g/cm 3 (ou kg/litro = t/m 3 ) MU 1,4 g/cm 3 Brita comum: ME 2,7 g/cm 3 (ou kg/litro = t/m 3 ) MU 1,5 g/cm 3

6 AGREGADOS - DEFINIÇÕES Determinação da Massa Unitária : Graúdos NBR 7251/1982 (Helene/Terzian,, 1993) (Helene/Terzian,, 1993) Determinação M. U. compactada de britas. Mistura compactada sofrendo arrasamento

7 AGREGADOS - DEFINIÇÕES Determinação da Massa Unitária: (Idércio - ITAMBÉ) Miúdos (Idércio - ITAMBÉ) (Idércio - ITAMBÉ) NBR 7251/1982 Determinação M. U. solta de agregados miúdos.

8 O procedimento a ser seguido : a) Pesa o agregado (SSS). b) Pesa o agregado imerso em água, pendurando a amostra em um fio ligado ao prato da balança. AGREGADOS - DEFINIÇÕES Determinação da Massa Específica: Balança hidrostática: agregados graúdos NM 53/2003 W = peso a seco (SSS) H = peso imerso na água ME= W W - H Amostra imersa em água

9 AGREGADOS - DEFINIÇÕES Determinação da Massa Específica: Balança hidrostática: agregados graúdos NM 53/2003 ME= W W - H

10 AGREGADOS - DEFINIÇÕES Determinação da Massa Específica: Picnômetro: agregados miúdos Picnômetro com material sendo pesado NBR NM 52/2009 O picnômetro permite rigoroso controle de volume Balança a pesando o material (SSS) (Idércio - ITAMBÉ) (Idércio - ITAMBÉ)

11 AGREGADOS - DEFINIÇÕES Determinação da Massa Específica : Picnômetro: agregados miúdos NBR NM 52/2009 a) b) c) d) e) f) ME = m amostra areia m água+areia - m água

12 AGREGADOS - DEFINIÇÕES Superfície Específica: SE SE = áreas dos grãos / MU Área dos grãos: soma áreas todos os grãos contidos na MU Valores aproximados: Agregados Efeito na superfície específica sobre o consumo de água Diâmetros (mm) Superfície Específica (m 2 /m 3 ) Superfície Específica (m 2 /kg) Água de molhagem (l/m 3 ) Cimento ,15 a 0, , ,4 a 4, , ,5 a , a ,072 10

13 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.) h% = P h - P s P s x 100 Absorção de água ( valor da porosidade)

14 AGREGADOS - DEFINIÇÕES UMIDADE E ABSORÇÃO Seco em estufa Seco ao ar Saturado com superfície seca (SSS) Saturado (ITAMBÉ - Idércio.)

15 AGREGADOS - DEFINIÇÕES MEDIÇÃO DO GRAU DE UMIDADE h%: Seco em estufa : O material fica sem umidade alguma, após a permanência em estufa a 110 ºC por 6 horas; NBR 9939/2011 Estufa h% = P h - P s x 100 P s Balança para pesagem úmido e seco

16 AGREGADOS - DEFINIÇÕES MEDIÇÃO DO GRAU DE UMIDADE h%: (resultados rápidos com menor precisão) Sensor por microondas para determinação de umidade em agregados. Determinação de umidade em agregados por método expedito rápido (20 minutos) Balança para pesagem úmido e seco Frigideira e fogão para secagem rápidar h% = P h - P s P s x 100

17 AGREGADOS - DEFINIÇÕES TERMOS Fíler: material passante # nº 200 (0,075 mm) Agregado miúdo: material passante na # nº 4 (4,8 mm) Agregado graúdo: material retido # nº 4 Areia Natural Seixos rolados Pedra britada

18 CLASSIFICAÇÕES Quanto à origem: Naturais : areias e seixos Seixos Areia Artificiais : britas, pó de pedra, argila expandida, granalha de aço Britas Argila expandida Granalha de aço

19 CLASSIFICAÇÕES Leves: M. U. < 1 g/cm 3 Quanto à densidade: Vermiculita (Concretex) Argila expandida Pérolas de isopor Fragmentos de EVA Pedra pome CONCRETO LEVE Pedra pome, Vermiculita, Argila expandida,

20 CLASSIFICAÇÕES Quanto à densidade: Normais: M. U. entre 1 e 2 g/cm 3 Britas comuns Areia Natural Seixos

21 CLASSIFICAÇÕES Quanto à densidade: Pesados: M. U. > 2 g/cm 3 (Concretex) Granalha de aço Brita de magnetita Argamassa de barita (barreira radiológica) CONCRETO PESADO Barita, Magnetita, Limonita,

22 CLASSIFICAÇÕES Quanto ao tamanho: Agregado miúdo: Material passante # n.º 4 (4,8 mm) Agregado graúdo: Material retido # n.º 4 Mescla graúdo/miúdo: 15 % e 85 % retido # n.º 4 Material pulverulento: Material passante # n.º 200 (0,075 mm)

23 CONCEITOS RELATIVOS AO PENEIRAMENTO: Material passante: Até 15% da massa pode ficar retida na peneira especificada. No mínimo 85% deve passar. Material retido: Até 15% da massa pode passar na peneira especificada. No mínimo 85% deve ficar retido. NM 248/2003

24 CLASSIFICAÇÃO Produtos de britagem: Classificação Comercial quanto ao tamanho - Fotografia Produto Imagem do uso Rachão Primário Base de pavimentações e gabiões Pedra Britada nº 3 Concreto para fundações, lastros e pavimentações Pedra Britada nº 2 Concreto Estrutural e não Estrutural Pedra Britada nº 1 Concreto Estrutural e não Estrutural Faixa granulométrica Diâmetro: 100 à 150 mm Diâmetro: 25 à 50 mm Diâmetro: 19 à 25 mm Diâmetro: 12,5 à 19 mm Pedrisco Limpo Blocos de concreto e pré-moldados, massa asfáltica Pó de Pedra Blocos de concreto e pré-moldados, massa asfáltica Diâmetro: 4,8 à 9,5 mm Diâmetro: 0,5 à 4,8 mm

25 COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA: (Faixa de distribuição das dimensões das partículas) Afeta as propriedades do concreto e argamassas (Feret, Fuller, Bolomey, Abrams e outros) Curvas granulométricas A) Contínua, bem graduada B) Descontínua Favorece a resistência (Farias, M. M. e Palmeira, E. M. ; IBRACON 2007) C) Uniforme Aumenta consumo de cimento

26 EFEITO DA COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA: Maior quantidade de vazios exige um maior consumo de pasta de cimento Aumenta custo Aumenta retração Aumenta calor... (Mehta e Monteiro, 2006)

27 EFEITO DA COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA: (Idércio, ITAMBÉ) Mais vazios 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

28 EFEITO DA COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA: PARÂMETROS DE DOSAGEM DO CONCRETO Granulometria do agregado miúdo Granulometrias e seus efeitos sobre os concretos: CONCRETO FRESCO PARA UMA BOA TRABALHABILIDADE Preferencialmente fina CONCRETO ENDURECIDO PARA UMA BOA RESISTÊNCIA Preferencialmente grossa PARA REDUÇÃO DO CUSTO Grossa Relação graúdo/miúdo A diminuir A aumentar A maior possível Consumo de água A aumentar até certo ponto A diminuir Granulometria total Preferível contínua Preferencialmente descontínua Dimensão máxima característica do agregado Geometria do grão do agregado graúdo Preferencialmente média Preferencialmente esférico (pedregulho) (Assunção, J.W.; 2002 ) Preferencialmente pequena Preferencialmente irregular (pedra britada) A aumentar A disponível A maior possível Esférica (pedregulho)

29 OBTENÇÃO DE AGREGADOS Agregados artificiais 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. Produção e classificação granulométrica

30 OBTENÇÃO DE AGREGADOS Agregados artificiais Vermiculita Formada p/ hidratação de certos minerais basálticos. Quando aquecida a o C, 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/m 3 Minério de vermiculita Vermiculita ensacada Argamassa de vermiculita para proteção térmica

31 OBTENÇÃO DE AGREGADOS - NATURAIS Extração a céu aberto em cavas, rios ou minas Lavra de leito de rios (Aulas USP)

32 Extração de areia de cavas, rios ou lagos

33 OBTENÇÃO DE AGREGADOS - NATURAIS Extração de areia de mina. (ITAMBÉ - Idércio)

34 Extração de areia de cavas ou minas

35 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.

36 OBTENÇÃO DE AGREGADOS - NATURAIS Extração de areia em cavas. Aspecto geral (José Freitas Jr.)

37 OBTENÇÃO DE AGREGADOS - NATURAIS Extração de areia em cavas (José Freitas Jr.) Remoção de camada de terra orgânica

38 OBTENÇÃO DE AGREGADOS - NATURAIS Extração de areia em cavas (José Freitas Jr.) Peneiramento classifica o material Lavagem retira matéria orgânica e material pulverulento

39 OBTENÇÃO DE AGREGADOS - NATURAIS Extração de areia em cavas Problemas ambientais (José Freitas Jr.)

40 OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Extração em pedreiras Perfuração para colocação de explosivos Desmonte através de explosivos (ITAMBÉ - Idércio)

41 OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Extração em pedreiras Retirada do material desmontado Transporte em caminhões com caçamba basculante

42 Pedreira

43 OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Produção e classificação em centrais de britagem

44 OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Central de britagem

45 OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Britador primário de mandíbulas

46 Britador de mandíbulas

47 OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS METSO Britador primário de mandíbulas

48 OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Britadores (José Freitas Jr.) Britadores secundários e terciários - Girosférico cônico

49 OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Britadores secundários e terciários - Girosférico cônico

50 OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Britadores secundários e terciários - Girosférico cônico

51 OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Britadores secundário e terciário Girosférico ou cônico

52 OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS METSO Britador quaternário - Impactores VSI Barmac série VI

53 Britadores

54 OBTENÇÃO DE AGREGADOS - BRITAS Peneiramento por Peneiras vibratórias

55 Peneira vibratória ria

56 MATERIAL PULVERULENTO Partículas inferiores a 0,075 mm Estudo granulométrico impossível por meio de peneiras Altíssima superfície específica Métodos indiretos p/ avaliar o tamanho das partículas Turbidímetro Wagner Tempo de sedimentação

57 MATERIAL PULVERULENTO SUPERFÍCIE ESPECÍFICA : Sedimentômetro de Prot Tempo de sedimentação (José Freitas Jr.)

58 MATERIAL PULVERULENTO NBR NM 76 Caracteriza a finura. Quanto maior o valor do Blaine, mais fino é o pó. K é a constante do aparelho; ε é a porosidade da camada; t é o tempo medido (s) ρ é a massa específica do pó (g/cm³) η é a viscosidade do ar à temperatura do ensaio tabela da norma (Pa/s) S é a superfície específica Permeâmetro Blaine 3 K ε t S = ρ (1 ε ) 0, 1η ITAMBÉ

59 MATERIAL PULVERULENTO Permeâmetro Blaine Amostra (F.Bauer) Entrada de ar Fluido NBR NM 76 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

60 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 µm, possibilita análise rápida e de alta qualidade.

61 AGREGADOS MIÚDOS Material passante # n.º 4 (4,8 mm) UMIDADE E ABSORÇÃO 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. h% = P h - P s x 100 P s Maior a/c menor resistência (fc)

62 AGREGADOS MIÚDOS Material passante # n.º 4 (4,8 mm) INCHAMENTO 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. Inchamento de até 35% h% = x 100 P h - P s P s O inchamento altera o volume de areia a ser usada quando a produção de concreto é feita por volumes de agregados.

63 AGREGADOS MIÚDOS UMIDADE Central produtora de concreto por massas: Silos de cimento Silos de agregados Balança de agregados Silo Balança de cimento Sensor de umidade (por microondas) para compensação automática da água Balança

64 AGREGADOS MIÚDOS INCHAMENTO Medição em volume no carrinho Concreto produzido na obra por volumes: Agregados dosados por volumes e o cimento por massa (quantidade de sacos). - Maior desperdício de materiais; - Maior desvio padrão (Sd); - Menor economia; - Menor produtividade; - Menor qualidade. (Idércio, ITAMBÉ ) Medição em volume: -Caixa ou padiola; -Carrinho etc.

65 AGREGADOS MIÚDOS INCHAMENTO Central móvel produtora de concreto por volumes: BALANÇA DE CIMENTO O cimento é dosado por massa, os agregados são dosados por volumes. 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.

66 CONCRETO PRODUZIDO NA OBRA QUALIDADE! Controle de impurezas! Controle dos volumes dos agregados! Controle dos volumes dos agregados? Umidade dos agregados? Controle do volume de água? f ck obtido???? Controle do Volume de água!

67 AGREGADOS MIÚDOS GRANULOMETRIA Material passante # n.º 4 (4,8 mm) Peneiramento em peneiras da Série Normal ABNT NM 248:2003

68 AGREGADOS MIÚDOS Material passante # n.º 4 (4,8 mm) GRANULOMETRIA Série Normal de peneiras: (Joana S. Coutinho) Peneira # nº Abertura Nominal (mm) 4 4,8 8 2,4 16 1,2 30 0, , ,15 NM 248:2003 (Joana S. Coutinho)

69 AGREGADOS NBR 7211 Informações extraídas da granulometria: Módulo de Finura - MF M.F. = ( % acumuladas) 100 O MF serve para classificar os agregados e como informação em alguns métodos de dosagem Dimensão Máxima Característica- DMC A DMC de um agregado é a abertura da malha da peneira superior a qual a porcentagem acumulada for igual ou imediatamente inferior a 5 %. A DMC serve para verificar se um agregado tem tamanho adequado para ser utilizado em concreto de elementos estruturais de determinadas dimensões.

70 AGREGADOS Informações extraídas da granulometria: Dimensão máxima do agregado a ser usado: Determinada pelo projeto estrutural, detalhe levantado em obra, observa-se as distâncias entre as armaduras, as formas e outras, seguindo as regras: (Adotar o menor destes valores). DMC 1/3 da espessura da laje DMC ¼ da distância entre faces das formas DMC 0,8 do espaçamento entre armaduras horizontais DMC 1,2 do espaçamento entre armaduras verticais DMC ¼ do Ø da tubulação de bombeamento (no caso) DMC 1,2 do cobrimento nominal

71 AGREGADOS MIÚDOS Material passante # nº4 (4,8 mm) NBR 7211 GRANULOMETRIA Peneira # n o 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, ,3 28,4 30 0, ,5 65,9 50 0, ,9 86, , ,5 95,3 --- fundo 47 4,7 --- Σ ,0 %>5% 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 # n o 8)

72 NBR 7211 Porcentagem, em peso, retida acumulada nas peneiras Peneira ABNT AGREGADOS MIÚDOS Material passante # nº4 (4,8 mm) Zona utilizável Zona ótima mínimo máximo mínimo máximo 9,5 mm ,3 mm ,8mm ,4 mm ,2 mm ,6 mm ,3 mm ,15 mm

73 AGREGADOS MIÚDOS GRANULOMETRIA AMOSTRA # (mm) 4,8 2,4 1,2 0,6 0,3 0,15 fundo % retida acumula da 2,3 9,1 28,4 65,9 86,8 95,3 --- MF = 2,88 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

74 Características Físicas: Extrínsecas: Incrustações Superfície intemperizada Superfície lisa Formas indesejáveis Excesso de finos Intrínsecas: Estrutura porosa indesejável Características deletérias dos Agregados: (Swenson & Chaly) Variação volumétrica no umedecimento e secagem Laminação e clivagem Partículas moles, fracas, leves Dilatação térmica desfavorável

75 Características deletérias dos Agregados: Características Químicas: Reação com o cimento: Álcali-agregado (NaOH, KOH) Quantidade de álcalis Relação NaOH/KOH Impurezas orgânicas Impurezas salinas Trocas iônicas Independentes do cimento: Oxidação Sulfetos de Ferro Concretos ferruginosos Carbonatação Impurezas incorporadoras de ar Solubilização (Swenson & Chaly)

76 IMPUREZAS Reações deletérias (Aulas USP) Finos: Prejudicam a trabalhabilidade e a aderência pasta/agregado. Sem matéria orgânica: Com matéria orgânica, maior acidez, menor ph: Matéria orgânica: Decomposição da pasta, eflorescências e manchamento no concreto. (Aulas USP)

77 MATERIAL COMPONENTE IMPUREZAS Reações deletérias Matéria orgânica: Causam decomposição da pasta, eflorescências e manchamento no concreto. Podem interferir na hidratação do cimento (podendo até inibir a hidratação). Ocorre freqüentemente em areias de naturais 100 ppm 200 ppm 300 ppm 400 ppm 500 ppm (Idércio - ITAMBÉ) (Idércio - ITAMBÉ)

78 IMPUREZAS Reações deletérias Limites máximos de substâncias nocivas: Substância Método de ensaio Porcentagem máxima Torrões de argila e materiais friáveis Materiais carbonosos 1) Material fino que passa na peneira 75µm Agregado miúdo Agregado graúdo NBR 7218 Concreto aparente 3,0 1,0 ASTM C 123 Concreto sujeito a desgaste superficial 3,0 2,0 Outros concretos 3,0 3,0 Concreto aparente 0,5 0,5 Concreto não aparente 1,0 1,0 NBR NM 46 Concreto sujeito a desgaste superficial 3,0 1,0 Concreto protegido de desgaste superficial 5,0 1,0 Impurezas orgânicas NBR NM 49 Solução obtida deve ser mais clara que a padrão 1)Quando não for detectada a presença de materiais carbonosos durante a apreciação petrográfica, pode-se prescindir do ensaio de quantificação dos materiais carbonosos. 2)Para o agregado total, o limite pode ser composto de até 6,5% desde que se comprove por apreciação petrográfica que os grãos não interferem nas propriedades do concreto. 3)Para agregados produzidos a partir de rochas com absorção de água inferior a 1% o limite pode ser 2%. 4)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%. - 2) 3) 2) 3)

79 IMPUREZAS Reações deletérias Limites máximos para: expansão devida a RAA, teor de cloretos e sulfatos presentes nos agregados Determinação Método de ensaio Limites Reatividade álcali-agregado ASTM C 1260 NBR ) Teor de Cloretos 2) NBR 9917 NBR ) Teor de sulfatos 4) NBR ,1% Expansão máxima de 0,10% aos 14 dias de cura agressiva Expansão máxima de 0,05% aos 3 meses Expansão máxima de 0,05% aos 6 meses 0,2% concreto simples 0,1% concreto armado 0,01% concreto protendido 1)Ensaio Facultativo. 2)Agregados que excedam os limites podem ser utilizados em concreto, desde que o teor total trazido por todos os componentes, verificado pela NBR ou ASTM C 1218, não exceda os limites: 0,06% para concreto protendido, 0,15% para concreto armado exposto a cloretos, 0,40% para concreto armado em condições não severas e 0,30% para outros tipos de construção em concreto armado. 3)Método para determinação de cloretos em clínquer e cimento Portland, pode ser utilizado para agregados. 4)Agregados que excedam o limite podem ser utilizados em concreto, desde que o teor total trazido pelos demais componentes não exceda 0,2% ou que fique comprovado que o uso de cimento Portland resistente à sulfatos, conforme NBR 5737.

80 REAÇÕES DELETÉRIAS Reações álcali-agregado (reação expansiva desagrega o concreto)

81 REAÇÕES DELETÉRIAS Reações álcali-agregado NBR 9773/1987 Bloco de fundações seriamente afetado - Recife -PE (Marcelo Pechhio, Yushiro Kihara e Tibério de Andrade)

82 REAÇÕES DELETÉRIAS Ataque por Sulfatos (expansiva desagrega o concreto) (J.S. Coutinho) Contaminação por argila ( pipoca ) (Idércio - Itambé

83 AREIA ARTIFICIAL ou INDUSTRIAL ou DE PEDRA 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 Rachão Britadores secundário e terciário (cônico) Peneiras Brita Areia de pedra Lavagem Peneiras Britador quaternário impactador centrífugo

84 AREIA ARTIFICIAL ou INDUSTRIAL ou DE PEDRA 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.

85 AREIA ARTIFICIAL ou INDUSTRIAL ou DE PEDRA 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

86 AREIA ARTIFICIAL ou INDUSTRIAL ou DE PEDRA Equipamentos de lavagem de areia para retirada de material pulverulento (resíduos) TELA

87 Lavagem de areia para retirada de material pulverulento

88 Lavagem de areia para retirada de material pulverulento

89 AREIA NORMAL NBR 7214/82 IPT - é o único responsável pela produção Serve como padrão de referência laboratorial destinado a caracterização de cimentos Portland (NBR 7215/1996) Composição granulométrica NBR 7214/82 Peneira # n Abertura (mm) Limites NBR 7214/82 8 2, ,0 5 ± ,2 25 ± ,6 50 ± ,3 75 ± ,15 97 ± 3 Frações granulométricas da areia normal: 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

90 AREIA NORMAL NBR 7214/82 IPT - é o único responsável pela produção Serve como padrão de referência laboratorial destinado a caracterização de cimentos Portland (NBR 7215/1996) Outras determinações: Determinação Limites NBR 7214/82 Material fino passante na peneira 0,075 NBR NM 43/03 1% Umidade NBR 7214/82 0,2% Conglomerados argilosos NBR 7214/82 1% Teor de feldspato entre peneiras 2,4 e 1,2 mm NBR 7214/82 15% Teor de mica entre peneiras 0,3 e 0,15 mm NBR 7214/82 2,0% Impurezas orgânicas NBR NM 49/ ppm

91 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 Forma das partículas NBR 7389 (J.S. Coutinho) Grau de esfericidade e de arredondamento

92 AGREGADOS GRAÚDOS FORMATO DOS GRÃOS Material retido # nº4 (4,8 mm) Alongado Lamelar (Idércio - ITAMBÉ) (Idércio - ITAMBÉ) C = comprimento L = largura e = espessura C < 2 L C 2 L C 2 e e e e L < 2 e L 2 e L 2 e = Normal = Alongado = Lamelar NBR 7809:2005 IF = C/e 3,0 IF = índice de forma

93 AGREGADOS GRAÚDOS FORMATO DOS GRÃOS Material retido # nº4 (4,8 mm) Normal Semi-arredondado Normal Arredondado (Idércio - ITAMBÉ) (Idércio - ITAMBÉ) Grãos arredondados: Favorecem a trabalhabilidade Geram menos vazios entre os grãos e possibilitam a produção de concreto com menos cimento

94 AGREGADOS GRAÚDOS MATÉRIA-PRIMA Material retido # nº4 (4,8 mm) FORMATO DOS GRÃOS AGREGADO LAMELAR C 2 e L 2 e C = comprimento L = largura e = espessura

95 AGREGADOS GRAÚDOS MATÉRIA-PRIMA Material retido # nº4 (4,8 mm) FORMATO DOS GRÃOS AGREGADO NORMAL C < 2 L L < 2 e C = comprimento L = largura e = espessura

96 AGREGADOS GRAÚDOS MATÉRIA-PRIMA Material retido # nº4 (4,8 mm) FORMATO DOS GRÃOS AGREGADO ALONGADO C 2 L L 2 e C = comprimento L = largura e = espessura

97 AGREGADOS GRAÚDOS Granulometria NBR 7211 Material retido # nº4 (4,8 mm) Peneiras p/ agregado graúdo SÉRIE NORMAL SÉRIE INTERMEDIÁRIA N Abertura (mm) N Abertura (mm) ½ 38 ¾ 19 3/8 9,5 n o 4 4, ½ ¼ ½ 12,5 ¼ 6,3

98 AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm) Limites granulométricos de agregado graúdo NBR 7211 d/d = 4,75/12,5 d/d = 9,5/25 Abertura das peneiras (mm) mínimo % máximo % Abertura das peneiras (mm) mínimo % máximo % , , , , , , , , , , , (Brita 0) (Brita 1)

99 AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm) Limites granulométricos de agregado graúdo NBR 7211 Abertura das peneiras (mm) d/d = 19/31,5 máximo % mínimo % 31, , , , Abertura das peneiras (mm) d/d = 25/50 mínimo % , , máximo % (Brita 2) (Brita 3)

100 AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm) Limites granulométricos de agregado graúdo NBR 7211 Abertura das peneiras (mm) d/d = 37,5/75 mínimo % , , (Brita 4) máximo %

101 AGREGADOS GRAÚDOS Material retido # nº4 (4,8 mm) Limites granulométricos de agregado graúdo NBR 7211

102 AGREGADOS GRAÚDOS Material retido na # nº4 (4,8 mm) SÉRIE NORMAL SÉRIE INTERMEDIÁRIA N Abertura (mm) N Abertura (mm) ½ 38 ¾ 19 3/8 9,5 n o 4 4, ½ ¼ ½ 12,5 ¼ 6,3 MF usa as % acumuladas das peneiras da série normal. M.F. = ( % acumuladas) 100 DMC usa as % acumuladas das peneiras da série normal e da série auxiliar.

103 AGREGADOS GRAÚDOS Material retido na # nº4 (4,8 mm) Amostra de uma brita 2 (19/31,5 mm) Amostra de uma brita 1 (9,5/25 mm) >5% >5% MF = ( x 6) / 100 = 7,11 MF = ( x 3) / 100 = 6,05

104 AGREGADOS GRAÚDOS Material retido na # nº4 (4,8 mm) Resistência à compressão: AGREGADO Rocha basáltica Granito Calcário Cascalho * Resistência à compressão da rocha 105 a 235 MPa 85 a 275 MPa 90 a 270 MPa 165 a 265 MPa (Andrade, W. P.; 1997) Os agregados não são utilizados para regular a resistência de um concreto, mas podem limitar a sua resistência à compressão.

105 AGREGADOS GRAÚDOS Material retido na # nº4 (4,8 mm) Módulo de elasticidade: Dados Laboratório de FURNAS AGREGADO Anfibolito (Itumbiara) Quartzito (Serra da Mesa) Basalto (Maribondo) Arenito (Capanda) Módulo de elasticidade da rocha 105 a 235 MPa 85 a 275 MPa 90 a 270 MPa 165 a 265 MPa (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.

106 AGREGADOS GRAÚDOS Material retido na # nº4 (4,8 mm) Friabilidade: tendência do agregado desagregar ENSAIO DE ABRASÃO LOS ANGELES NBR 51 Excesso de friabilidade aumenta em demasia a quantidade de finos do concreto dentro da betoneira

107 AGREGADOS GRAÚDOS Material retido na # nº4 (4,8 mm) Friabilidade: tendência do agregado desagregar ENSAIO DE ABRASÃO LOS ANGELES NBR 51 (M.M. de Farias e E. M.Palmeira) (Vieira Jr & Salles, 2011)

108 ENSAIO DE ABRASÃO LOS ANGELES

109 Enquanto isso, na obra, na demolição...

110 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