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1 Assunto: Agregados Prof. Ederaldo Azevedo Aula 3 ederaldoazevedo@yahoo.com.br

2 Agregado é um material granular, inerte, com dimensões e propriedades adequadas para uso na construção civil. MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 1. Introdução: Tendo em vista cerca de ¾ do volume do concreto serem ocupados pelos agregados, a qualidade destes tem importância básica na obtenção de um bom concreto, exercendo nítida influência não apenas na resistência mecânica do produto acabado como, também, em sua durabilidade e no desempenho estrutural. 2. Conceito:

3 MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 3. Classificação dos agregados: Os agregados podem ser classificados quanto: à origem; às dimensões das partículas e; à massa unitária(peso específico). a) Quanto à origem, eles podem ser: naturais já são encontrados na natureza sob a forma definitiva de utilização: areia de rios, seixos rolados, cascalhos, pedregulhos etc.

4 MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 3. Classificação dos agregados: a) Quanto à origem, eles podem ser: artificiais são obtidos pelo britamento de rochas. Ex.: pedrisco, pedra britada(brita) etc. industrializados aqueles que são obtidos por processos industriais. Ex.: argila expandida, escória britada, escória de alto-forno. Nota: o termo artificial indica o modo de obtenção e não se relaciona com o material em si.

5 MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 3. Classificação dos agregados: b) Quanto as dimensões das partículas, eles podem ser: Agregado Miúdo areia de origem natural ou resultante do britamento de rochas estáveis, ou a mistura de ambas, cujos grãos passam pela peneira ABNT de 4,8 mm (peneira de malha quadrada com abertura nominal de x mm, neste caso 4,8 mm) e ficam retidos na peneira ABNT 0,075 mm. Ex.: As areias.

6 MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 3. Classificação dos agregados: b) Quanto as dimensões das partículas, eles podem ser: Agregado Graúdo o agregado graúdo é o pedregulho natural, ou a pedra britada proveniente do britamento de rochas estáveis, ou a mistura de ambos, cujos grãos passam pela peneira ABNT 152 mm e ficam retidos na peneira ABNT 4,8 mm. Ex.: Os cascalhos, seixo rolado, britas

7 MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 3. Classificação dos agregados: c) Quanto à massa unitária/peso específico: Pode-se classificar os agregados em leves, médios e pesados. Leves: P.E. < 2,0 t/m3; Médios: 2,0 P.E. 3,0 t/m3 Pesados: P.E. > 3,0 t/m3 PE : peso específico aparente.

8 MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 3. Classificação dos agregados: c) Quanto à massa unitária/peso específico: Leves P.E (t/m³) vermiculita 0,3 Argila expandida Escória granulada 0,8 1,0 Médios P.E (t/m³) calcário 1,4 arenito 1,45 cascalho 1,6 granito 1,5 areia 1,5 basalto 1,5 escória 1,7 Pesados P.E (t/m³) barita 2,9 hematita 3.2 magnetita 3.3 Tabelas 1- Peso específico médio

9 MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 3. Classificação dos agregados: c) Quanto à massa unitária/peso específico: Obs.: O peso específico dos materiais variam de acordo com a classificação granulométrica. Por exemplo: areias com 40% de finos, 10% de médios, 50% de grossos terá um peso específico em média de 14,5 KN/m³ ou 1450 Kg/m³ ou 1,45 t/m³

10 MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 3. Classificação dos agregados: Fig. 2 agregado miúdo(areia) Fig. 1 agregado graúdo(seixo rolado)

11 MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 3. Classificação dos agregados: Fig. 4 Seixo vermelho Fig. 3 Brita

12 MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 3. Classificação dos agregados: Fig. 6 Dolomita Branca Fig. 5 Brita e Pedra

13 MATERIAS DE CONTSRUÇÃO Características das rochas de origem: Atividade: o agregado pela própria definição, deve ser um elemento inerte, ou seja: não deve conter constituintes que reajam com o cimento fresco ou endurecido. não deve sofrer variações de volume com a umidade. não deve conter incompatibilidade térmica entre seus grãos e a pasta endurecida.

14 MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 3. Classificação dos agregados: 3.2. Resistência Mecânica dos agregados: a) À compressão: A resistência varia conforme o esforço de compressão se exerça paralela ou perpendicularmente ao veio da pedra; Na resistência à compressão, estes materiais(agregados) não apresentam qualquer restrição ao seu emprego no preparo de concreto normal, pois tem resistência muito superior às máximas dos concretos.

15 MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 3. Classificação dos agregados: 3.2. Resistência Mecânica dos agregados: b) Ao desgaste: Só a pasta (cimento e água) não resiste ao desgaste; Quem confere esta propriedade(resistência ao desgaste) aos concretos é o agregado; Ao desgaste superficial( na superfície) dos grãos de agregado quando sofrem atrição (atrito), dá-se o nome de abrasão(desgaste por abrasão);

16 Em algumas aplicações do concreto, a resistência à abrasão é característica muito importante, como por exemplo: Em pistas de aeroportos e pistas rodoviárias, pois o concreto sofre grande atrição. MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 3. Classificação dos agregados: 3.2. Resistência Mecânica dos agregados: b) Ao desgaste: A resistência à abrasão mede, a capacidade que tem o agregado de não se alterar quando manuseado através de atrição(atrito), (carregamento, basculamento, estocagem);

17 O cilindro é girado durante um tempo determinado, sofrendo o agregado atrição e também um certo choque causado pelas esferas de ferro. Retirada do cilindro, a amostra é peneirada na peneira de 1,7mm; o peso do material que passa, expresso em porcentagem do peso inicial, é a Abrasão Los Angeles. MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 3. Classificação dos agregados: 3.2. Resistência Mecânica dos agregados: b) Ao desgaste: A resistência à abrasão é medida na máquina Los Angeles, que consta, em essência, de um cilindro oco, de eixo horizontal, dentro do qual a amostra de agregado é colocada juntamente com esferas de ferro fundido;

18 MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 3. Classificação dos agregados: Fig. 7 Máquinas para Ensaio Los Angeles

19 É de 15% a perda máxima admissível para agregados miúdos e de 18% para agregados graúdos, quando for usada uma solução de sulfato de magnésio. MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 3. Classificação dos agregados: 3.3. Durabilidade: O agregado deve apresentar uma boa resistência ao ataque de elementos agressivos. O ensaio que mede o grau de durabilidade consiste em submeter o agregado à ação de uma solução de sulfato de sódio ou magnésio, determinando-se a perda de peso após 5 ciclos de imersão por 20 horas, seguidas de 4 horas de secagem em estufa a 105 C.

20 MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 4. Agregados Naturais: a) Areia natural: È considerada como material de construção; Areia é o agregado miúdo; Pode originar-se das seguintes formas: de rios; de cavas; de praias e dunas; de britagem e; de escória;

21 MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 4. Agregados Naturais: a) Areia natural: 1) Areia de Rio: são depósitos sedimentares que se formam nos leitos de alguns rios. A extração se faz através de dragas de sucção que bombeia água, contendo 5 10 % de areia, para lagoa de decantação, de onde o material é retirado e classificado(areia até 4,8mm). 2) Areia de Cava: são depósitos aluvionares em fundos de vales cobertos por capa de solo. São as vezes muito profundos.

22 MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 4. Agregados Naturais: 1) Areia de Rio: fig. 8 extração de areia de rio

23 MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 4. Agregados Naturais: 2) Areia de Cava: A areia é extraída ou por escavação mecânica ou por desmonte hidráulico, que é o caso mais comum. Ex.: A areia consumida na construção civil do Amapá são oriundas de jazidas de Cava, extraído através de escavação mecânica. 3) Areia de britagem: é a areia obtida da brita, através do processo de classificação a seco nas pedreiras.

24 MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 4. Agregados Naturais: 2) Areia de Cava: Fig. 9 extração de areia de cava

25 5) Areia de praias e dunas: são as areias das praias marítimas. As areias das praias não são usadas, para o preparo de concreto por causa de sua grande finura e teor de cloreto de sódio. O mesmo ocorre com as areias de dunas próximas do litoral. MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 4. Agregados Naturais: 4) Areia de Escória: é a areia extraída da escória de alto forno na produção do ferro gusa, gerado através do resfriamento brusco por jato de água, fragmentando em grãos inferiores a 12,7mm. Após a classificação obtêm-se a areia de escória.

26 MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 4. Agregados Naturais: 4) Areia de Escória: Fig. 10 Escória de alto forno

27 Fina Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP 4. Agregados Naturais: a) Areia natural: Classificação granulométrica Média Grossa AREIA Tabela 1 Classificação das areias geral GRANULOMETRIA 0,15/0,6 mm 0,6/2,4 mm 2,4/4,8 mm

28 4. Agregados Naturais: a) Areia natural: Utilizações da areia natural: Preparo de argamassas; Concreto betuminoso: juntamente com o fíler(pó de pedra), a areia entra na dosagem dos inertes do concreto betuminoso e tem a importante propriedade de impedir o amolecimento do concreto betuminoso dos pavimentos de ruas nos dias de intenso calor); Concreto de cimento(comum): constitui o agregado miúdo dos concretos;

29 4. Agregados Naturais: a) Areia natural: Utilizações da areia natural: Pavimentos rodoviários: constitui o material de correção do solo; Filtros : devido a sua grande permeabilidade, a areia é utilizada para a construção de filtros, destinados a interceptar o fluxo de água de infiltração em barragens de terra e em muros de arrimo.

30 4. Agregados Naturais: b) Seixo Rolado ou Cascalho: Também denominado de pedregulho; é um sedimento fluvial (rios de água doce) de rocha ígnea, inconsolidado, formado de grãos de diâmetro superior a 5 mm, podendo os grãos maiores alcançar diâmetros até superiores a cerca de 100 mm. O seixo também pode ser de origem litorânea marítima.

31 4. Agregados Naturais: b) Seixo Rolado ou Cascalho: Os grãos são de forma arredondada devido a atrição causada pela movimentação da água dos rios ou do mar, por isso serem chamados de seixo rolado; Em função das arestas vivas serem eliminadas em sua formação o seixo apresenta grande resistência ao desgaste ao ser manuseado(carga e descarga). Concretos que tem seixo como agregado graúdo apresenta, em igualdade de condições de traço, maior trabalhabilidade do que os preparados com brita.

32 5. Agregados Artificiais: c) Pedra Britada ou Brita: É o agregado graúdo obtido a partir de rochas compactas que ocorrem em jazidas, pelo processo industrial da cominuição (fragmentação) controlada da rocha maciça. Concreto fabricado com seixo é menos resistente do que aquele fabricado com brita; A brita deve ser limpo, ou seja, lavado antes de ser fornecido(retirar areia extraída junto) e deve ser de granulação diversa, já que o ideal é que os miúdos ocupem os vãos entre os graúdos.

33 5. Agregados Artificiais: a) Pedra Britada ou Brita:

34 5. Agregados Artificiais: a) Pedra Britada ou Brita: Uso da Brita ou Pedra Britada 1) Concreto de Cimento: O preparo de concreto é o principal campo de consumo da pedra britada; São empregados principalmente a brita 0 (pedrisco), a brita 1 e a brita 2; É utilizado também o pó de pedra(fíler). A tecnologia do concreto evoluiu, de modo que o pó de pedra é usado em grande escala, apesar de ter ele distribuição granulométrica não coincidente com a do agregado miúdo padronizado para

35 3) Argamassas: Em certas argamassas de enchimento, de traço mais apurado, podem ser usados a areia de brita e o pó de pedra. Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP 5. Agregados Artificiais: a) Pedra Britada ou Brita: Uso da Brita ou Pedra Britada 2) Concreto Asfáltico: O agregado para concreto asfáltico é necessariamente pré-dosado, misturando-se diversos agregados comerciais. São usados: fíler (pó de pedra), areias, Britas 1, 2 e 3.

36 5. Agregados Artificiais: a) Pedra Britada ou Brita: Uso da Brita ou Pedra Britada 4) Lastro de estradas de ferro: este lastro está padronizado pela NBR 5564, e consta praticamente da brita 3. 5) Aterros: podem ser feitos com restolho*, obtendo-se mais facilmente, alto índice de suporte do que quando se usam solos argilosos.

37 5. Agregados Artificiais: a) Pedra Britada ou Brita: Uso da Brita ou Pedra Britada 6) Correção de solos: usa-se o pó de pedra para correção de solos de plasticidade alta. * Restolho: material granular, de grãos em geral que se partem com facilidade. Pode conter uma parcela de solo.

38 5. Agregados Artificiais: b) Areia de brita ou areia artificial: È o agregado obtido dos finos resultantes da produção da brita, dos quais se retira a fração inferior a 0,15 mm. Sua graduação é 0,15 /4,8mm. c) Fíler: É o agregado de graduação 0,005/0,075mm. Seus grãos são da mesma ordem de grandeza dos grãos de cimento e passam na peneira 200 (0,075 mm). É chamado de pó de pedra.

39 5. Agregados Artificiais: c) Fíler: O fíler é utilizado nos seguintes serviços: na preparação de concretos, para preencher vazios; na adição a cimentos; na preparação da argamassa betuminosa; como espessante de asfaltos fluidos.

40 6. Agregados Industrializados: 6.1) Agregados Leves: a) Argila expandida: A argila é um material muito fino, constituído de grãos lamelares de dimensões inferiores a dois micrômetros, formada, em proporções muito variáveis, de silicato de alumínio e óxidos de silício, ferro, magnésio e outros elementos. ARGILA= Silicato de Alumínio+Óxidos de Silício+Ferro+Magnésio Para se prestar para a produção de argila expandida, precisa apresentar formação de gases quando aquecida a altas temperaturas (acima de 1000 ºC), por isso nem todas as argilas possuem essa propriedade.

41 6. Agregados Industrializados: 6.1) Agregados Leves: a) Argila expandida: fig. 8 argila expandida

42 6. Agregados Industrializados: 6.1) Agregados Leves: a) Argila expandida: O uso da Argila expandida: É utilizado como agregado leve para concreto, seja concreto de enchimento, seja concreto estrutural ou pré-moldados com resistência de até fck =30MPa; O concreto de argila expandida, além da baixa densidade de 1,0 a 1,8 t/m³ apresenta muito baixa condutividade térmica, cerca de 1/15 do concreto com brita.

43 6. Agregados Industrializados: 6.1) Agregados Leves: a) Argila expandida: O uso da Argila expandida: Elementos pré-moldados usando argila expandida são utilizados como isolantes térmicos ou acústicos, são auxiliados pela baixa densidade do material, que pode variar de 1,0 a 1,8 t/m³, contra 2,5 t/m³ do concreto de brita.

44 6. Agregados Industrializados: 6.1) Agregados Leves: a) Argila expandida: O uso da Argila expandida:

45 6. Agregados Industrializados: 6.1) Agregados Leves: b) Escória de Alto Forno: É um resíduo resultante da produção de ferro gusa em altos-fornos, constituído basicamente de compostos oxigenados de ferro, silício e alumínio.

46 6. Agregados Industrializados: 6.1) Agregados Leves: b) Escória de Alto Forno: Quando recebe um jato de vapor, a escória é resfriada com jatos de água fria, produzindo-se, a escória expandida, de que resulta em agregado graúdo de 12,5/32mm. Quando é imediatamente resfriada em água fria, resulta a escória granulada, que obtem um agregado miúdo de graduação 0,15/4,8mm.

47 6. Agregados Industrializados: 6.1) Agregados Leves: b) Escória de Alto Forno: Uso da Escória: A escória granulada é usada na fabricação do Cimento Portland de alto-forno. A escória expandida usa-se como agregado graúdo no preparo de concreto leve em peças isolantes térmicas e acústicas, e também em concreto estrutural, com resistência a 28 dias da ordem de fck= 8 á 20 MPa e densidade de 1,4 t/m³(concreto leve).

48 6. Agregados Industrializados: 6.2) Agregados Pesados: a) Hematita: A hematita britada constitui os agregados miúdo e graúdo que são usados no preparo do concreto de alta densidade (dito concreto pesado ). Destinado à absorção de radiações em usinas nucleares (escudos biológicos ou blindagens) pois o grau de absorção cresce com o aumento da densidade do concreto. Possui peso específico de 3,2 t/m³.

49 6. Agregados Industrializados: 6.2) Agregados Pesados: a) Hematita: fig. 9 Agregado de hematita

50 6. Agregados Industrializados: 6.2) Agregados Pesados: b) Barita: Pela sua alta densidade, a barita também é usada no preparo de concretos densos. Possui peso específico de 2,9 t/m³

51 6. Agregados Industrializados: 6.2) Agregados Pesados: a) Barita: fig. 10 Agregado de Barita

52 7. Propriedades Físicas dos Agregados a) Massa Específica aparente(massa unitária)(ϒa): É a relação entre a massa de um certo volume total de agregados e este volume. ϒa= m/v; Onde: ϒa=massa específica aparente; m=massa da amostra; v=volume do recipiente.

53 7. Propriedades Físicas dos Agregados a) Massa Específica aparente(massa unitária)(ϒa): Por exemplo: um metro cúbico(1m³) de granito britado tem a massa de quilogramas em média; logo sua massa específica aparente é kg/m³. Questões: 1) Qual a massa unitária de 0,50 m³ de pedra britada que tem como massa de 2300 Kg. 2) Um agregado de massa unitária 2.350Kg/m³ pesa quanto?

54 7. Propriedades Físicas dos Agregados a) Massa Específica aparente(massa unitária) (ϒa): Em termos médios, os agregados apresentam massa específica aparente da seguinte ordem: areia fina =1520 kg/m3; areia média =1500 kg/m3; areia grossa =1480 kg/m3; brita 1 =1450 kg/m3; brita 2 =1420= kg/m3; brita 3 =1400= kg/m3; seixo rolado =1500 kg/m3. Obs.: a massa unitária aproximada dos agregados comumente usados em concreto normal varia de a kg/m3

55 Procedendo desta maneira, o agregado adquire a compacidade denominada de estado solto. 7. Propriedades Físicas dos Agregados a) Massa Específica aparente(massa unitária) (ϒa): Processo de Aferição em laboratório: O valor da massa aparente de um agregado pode variar, dependendo do grau de adensamento e da compacidade; Assim, segundo a NBR 7251 a massa especifica aparente é determinada preenchendo-se com agregado, até as bordas, um recipiente de dimensões conhecidas, deixando cair de altura de não mais de 10 cm.

56 ϒa= (23,784 2,200)/0,008= kg/m³. (britas de granito da Serra da Cantareira 7. Propriedades Físicas dos Agregados a) Massa Específica aparente(massa unitária) (ϒa): Processo de Aferição em laboratório: Em seguida determina-se por pesagem as massas do recipiente vazio e cheio de agregado. O valor da diferença de massas(kg), dividido pelo volume do recipiente(m³), é a massa específica aparente do agregado. Por exemplo: recipiente vazio: 2,200kg; cheio 23,784kg e volume 0,008 m³ (8 litros), logo: ϒa= m/v

57 7. Propriedades Físicas dos Agregados a) Massa Específica aparente(massa unitária) (ϒa): Processo de Aferição em laboratório: No caso dos agregados miúdos(areia), a massa específica aparente varia com o teor de umidade. A massa específica aparente também é determinado para agregados adensados, conforme NBR O ensaio é o mesmo já descrito, com a diferença do modo de enchimento do recipiente. Para enchê-los, espalham-se camadas de espessura de cerca de 1/3 da altura do recipiente, apiloando cada uma com um soquete manual.

58 7. Propriedades Físicas dos Agregados b) Massa Específica real: É a relação entre a massa e o volume de cheios, isto é, o volume de grãos do agregado, excluindo-se os poros permeáveis e os vazios entre os grãos. Para muitas rochas comumente utilizadas, a massa específica real varia entre 2600 e 2700 kg/m3. ϒr= m/vc; Onde: ϒr=massa específica real; m=massa da amostra; v=volume cheios.

59 7. Propriedades Físicas dos Agregados c) Compacidade (c): É a relação entre o volume total ocupado pelos grãos e o volume total do agregado. c = Vg/Va; Onde: c= compacidade; Vg=volume ocupado pelos grãos; Va=volume total dos agregados

60 7. Propriedades Físicas dos Agregados d) Porosidade (p): É a relação entre o volume dos vazios existentes e o volume do agregado. p= Vv/Va Onde: p= porosidade; Vv=volume de vazios; Va=volume total dos grãos.

61 7. Propriedades Físicas dos Agregados d) Porosidade (indice de vazios) (p): Tomando um granito como exemplo, 1 m³ de pedra britada contém grãos cujos volumes somados podem ser, por exemplo: Vg= 0,575m³, sobrando Vv= 0,425m³ para os vazios.

62 7. Propriedades Físicas dos Agregados d) Porosidade (indice de vazios) Agregado miúdo Agregado graúdo

63 7. Propriedades Físicas dos Agregados d) Porosidade ou índice de Vazios: No caso dos agregados miúdos o espaço intergranular é menor que nos agregados graúdos, porém a quantidade destes espaços vazios é bastante superior; Por isso podemos dizer que os totais de espaços vazios nos agregados miúdos e graúdos independem do tamanho máximo dos grãos; A mistura de agregados miúdos e graúdos, apresentará sempre, um menor volume de vazios.

64 7. Propriedades Físicas dos Agregados e) Finura : Quando um agregado tem seus grãos de menor diâmetro que um outro, diz-se que ele tem maior finura. f) Área específica: É a soma das áreas das superfícies de todos os grãos contidos na unidade de massa do agregado. Admite-se para área da superfície de um grão, a área da superfície de uma esfera de igual diâmetro; O grão real tem, contudo, superfície de área maior que a esfera.

65 7. Propriedades Físicas dos Agregados f) Área específica: A forma dos grãos de brita é irregular e sua superfície extremamente rugosa; Para a mesma granulometria, os agregados com grãos mais regulares têm menor superfície específica.