Análise das propriedades do agregado graúdo: brita de origem calcária, proveniente do rejeito da fabricação de cimentos, para compósitos cimentícios.

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1 Análise das propriedades do agregado graúdo: brita de origem calcária, proveniente do rejeito da fabricação de cimentos, para compósitos cimentícios. Silva Júnior, F. A. da (1); Martinelli, A. E. (2). Universidade Federal Rural do Semi-árido (UFERSA), Departamento Ciências Ambientais e Tecnológicas (DCAT), Sala 06, Campus Leste, Av. Francisco Mota, 572, Costa e Silva. CEP: ; juniorparau@ufersa.edu.br (1) Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA); (2) Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), PPGCEM, CCET. RESUMO Os estados brasileiros do RN e CE possuem uma alta disponibilidade de rocha calcária, atraindo investimentos de indústrias cimentícias. No entanto, parte desta oferta não possui características desejáveis a fabricação de cimentos. O não conhecimento desta rocha dificulta sua ampla utilização como agregado. Um compósito de brita do tipo calcária, que pudesse ser utilizado como concreto, seria uma alternativa para agregar valor ao resíduo da indústria cimentícia. O objetivo desse trabalho é estudar as características da brita calcária, correlacionando-a com a granítica, para a utilização em concretos, de acordo com ABNT NBR 7211/2009 (1). Neste trabalho, foram realizados ensaios de análise granulométrica, massa específica, massa unitária, material pulverulento, absorção de água e desgaste abrasão Los Angeles. Os resultados indicaram que a brita calcária se enquadra nos limites propostos pela norma vigente, no entanto, suas características são menos favoráveis comparadas à granítica, sendo necessária a utilização de maior fator a/c e/ou aditivos plastificantes. Palavras-chave: Agregado graúdo; Brita calcária; Concreto. 2516

2 INTRODUÇÃO A indústria da construção civil é considerada uma das esferas da economia mundial que mais consome energia e que extrai grande quantidade de recursos naturais para a produção de materiais de construção (2), (3), (4), (5). Um dos componentes do concreto é o agregado graúdo, sendo a brita atualmente o composto mais utilizado para esta finalidade. Em sendo um produto proveniente da quebra de pedras naturais. Comercialmente, a brita de origem granítica é mais procurada que a de origem calcária, devido ao não conhecimento desta, assim como, algumas características menos favoráveis da pedra calcária comparada à pedra granítica, como sua dureza inferior (6). Segundo o Instituto Brasileiro de Mineração (7), nas últimas duas décadas, pelo menos oito grandes grupos que trabalham com extração de calcário e beneficiamento de calcário demonstraram interesse em instalar unidades industriais no Brasil, locadas no Oeste do RN e parte do Vale do Jaguaribe, no estado do CE, pois estas regiões têm aflorando mais de 20 mil quilômetros quadrados de rocha calcária, com espessura que varia de 50 a 400 metros. Esta estimativa, que já foi comprovada e está pronta para ser explorada, é do Departamento Nacional de Produção Mineral do Brasil. O departamento afirma que o Rio Grande do Norte tem a maior reserva de calcário, de boa qualidade, do Brasil. No entanto, nem todo o calcário disponível serve para a fabricação de cimentos, sendo classificado como material de segundo plano. Este material não possui ainda uma destinação amplamente conhecida, e sua utilização como pedra a ser britada ainda necessita de investigações. Desta forma, este trabalho tem como objetivo avaliar as características da brita originária do processo de beneficiamento da rocha calcária, proveniente do rejeito de matéria prima na fabricação de cimentos, em comparação com a brita granítica, conforme ABNT (1), para a produção de concretos. MATERIAIS E MÉTODOS Foram avaliados os agregados graúdos (brita 01 com dimensão máxima de 19,00 mm), que segundo a denominação de mercado são: Calcária e Granítica, realizando-se os ensaios listados na Tab. 1, a fim de se obter um melhor entendimento de suas peculiares, para se verificar a possibilidade de utilização da 2517

3 brica calcária na mistura de concretos, tomando-se como referência a ABNT (1), assim como, comparar esta com a brita granítica, comumente utilizada para este fim. Tabela 1 - Relação de ensaios de caracterização dos materiais. Material Ensaio Agregado graúdo Brita Calcária e Brita Granítica Agregados Determinação da Distribuição granulométrica (8). Agregado Graúdo Ensaio de abrasão Los Angeles (9). Agregado Graúdo Determinação do índice de forma pelo método do paquímetro (10). Agregados Determinação da massa unitária (11). Agregado graúdo Determinação da massa específica, massa específica aparente e absorção de água (12). Agregados Determinação do material fino que passa através da peneira 75 um, por lavagem (13). RESULTADOS E DISCUSSÕES A Tab. 2 mostra os resultados de caracterização para as britas analisadas. Tabela 2 - Caracterização dos agregados graúdos. Agregado Ensaio Brita Brita calcária granítica Massa específica do agregado seco (g/cm 3 ) 2,71 2,68 Massa específica na condição saturada (g/cm 3 ) 2,54 2,65 Massa específica aparente (g/cm 3 ) 2,45 2,64 Absorção de água (%) 4,02 0,50 Massa unitária (g/cm 3 ) 1,39 1,51 Perda por abrasão Los Angeles (%) 41,90 27,73 Índice de forma pelo método do paquímetro 1,80 2,40 Teor de material pulverulento (%) 8,16 0,38 A absorção de água encontrada para a brita calcária é 8,05 vezes maior que a da brita granítica. Os limites máximos para o desgaste por abrasão e índice de forma são de respectivamente 50,0 % (1) e 3,0 (1). Ambas as britas estão abaixo destes limites, porém a brita calcária possui melhor proporcionalidade entre sua maior e 2518

4 menor dimensão. A brita granítica tem em média partículas mais delgadas ou lamelares. O limite máximo de material pulverulento é de 1,0 % (1), podendo ser considerado 6,3% (1) em casos de agregados graúdos onde seus finos não interfiram nas propriedades do concreto: O teor encontrado para a brita calcária supera em 1,86 % o limite máximo estabelecido. Este resultado é maior quando a amostra é coletada no fundo do recipiente ou baia de armazenamento. O valor encontrado para a brita granítica é muito inferior ao encontrado para a brita calcária (8,16 %), confirmando a grande presença de finos na brita calcária e sua ausência na brita granítica. Uma possível correção, deste problema seria a lavagem ou peneiramento do produto. No entanto, a lavagem da brita, oneraria os custos, pois existe uma grande quantidade de material aderido nos microporos da brita calcária, haja vista, a necessidade de se realizar em torno de 30 passagens deste material em água, para se obter uma amostra em água com turbidez aceitável. Já para a granítica, foram necessárias apenas duas passadas. A própria composição e/ou formação geológicas das rochas. As rochas calcárias são classificadas como sedimentares, formadas pelo processo de litificação de sedimentos, por meio de deposição e posterior compactação natural no decorrer do tempo. Já as rochas graníticas podem ser classificadas como magmáticas plutônicas, formadas pelo resfriamento lento do magma a grandes profundidades, possibilitando uma maior organização cristalina. Estes fatos, explicam: A maior facilidade de desgaste das rochas sedimentares, que são menos resistentes a desagregação de suas partículas (maior desgaste superficial); maior quantidade de partículas finas, comparada as rochas graníticas. A maior resistência das rochas graníticas possibilita a quebra em partículas mais delgadas e menos proporcionais tridimensionalmente, com clivagem maior que as partículas obtidas pela quebra das rochas calcárias, isto é evidenciado pelo índice de forma da brita calcária menor que o da granítica; Capacidade de absorção das rochas calcárias, que se formam com maior quantidade de microporos, e consequentemente mais absorventes. Traçando-se a curva de distribuição granulométrica para estes dados, entre os valores inferior e superior característicos de distribuição granulométrica de uma brita 01 (dimensões entre 9,5 mm e 19 mm) obtêm-se o mostrado na Fig

5 A partir dos resultados do ensaio de análise granulométrica, determina-se para a brita calcária um diâmetro máximo do agregado é 19,00 mm (agregado graúdo) e o módulo de finura corresponde a 3,17, ficando dentro da zona utilizável superior. Para a brita granítica, tem-se um diâmetro máximo do agregado é 19,00 mm (agregado graúdo) e o módulo de finura corresponde a 3,37, estando enquadrado na zona utilizável superior. Figura 1 - Curva granulométrica da brita granítica / brita calcária entre os valores limites para brita 01. Pode-se observar pela inclinação íngreme das curvas (Fig. 1), que existe uma predominância de dimensões de partículas entre os tamanhos 19,00 mm e 11,20 mm, configurando em uma distribuição fechada e uniforme. A inclinação das curvas granulométricas demostram a predominância dos diâmetros variando entre 11,20 mm até aproximadamente 19,00 mm, sendo para a brita granítica uma concentração inferior à concentração encontrada para a brita calcária. Comparando-se esta análise granulométrica ao teor de material pulverulento, pode-se inferir que a porcentagem de material que passa na peneira com dimensões inferiores a 4,75 mm, da brita granítica é predominantemente agregado miúdo, pois se tem 2,61 % (100,0 % - 97,39 %) de material passante nesta e apenas 0,38 % por 2520

6 lavagem na peneira de abertura 0,075 mm. O que não ocorre com a brita calcária, que possui 8,85 % (100,0 % - 91,15 %) de partículas passando na abertura 4,75 mm e 8,16 % de material pulverulento. Quanto maior a concentração de finos em uma determinada massa de um material, maior será a sua superfície específica, logo, maior será a sua reatividade. No caso de agregados minerais, como calcário, maiores serão as superfícies a serem molhadas. Assim, quanto maior a quantidade de finos presentes em um determinado traço, maiores serão as concentrações de água necessárias para as reações de hidratação dos compostos anidros do cimento, e às condições de trabalhabilidade do compósito formado. Desta forma, a elevada concentração de finos presentes na brita calcária favorece ao não aparecimento de exsudação no concreto, com aumento da relação água/cimento para uma determinada trabalhabilidade, assim como, a um maior teor de argamassa. CONCLUSÕES A brita calcária é bastante semelhante à granítica quando se refere às massas específica e unitária, com distribuição granulométrica dentro dos limites estabelecidos para brita do tipo 01. Contudo, possui maior quantidade de finos. Uma vantagem desta brita em relação à granítica é a proporcionalidade nas suas dimensões. Entretanto, a brita calcária perde muito com desgaste superficial. Somado a isto, a brita calcária possui a capacidade de absorção de 4,02 % de água, contra apenas 0,50 % da granítica. Isto nos leva a inferir que concretos confeccionados com brita calcária deverão possuir relação água/cimento e/ou concentração de plastificantes superiores ao mesmo traço confeccionado com brita granítica a fim de corrigir a trabalhabilidade do compósito com maior lubrificação entre as partículas no estado fresco; Concretos com relação água/cimento superior a 0,50, possivelmente possuirão exsudação quando confeccionados com brita granítica, e não com brita calcária, devido à presença de finos, aliada a maior absorção de água pela brita calcária, o que propicia o não aparecimento de água sobrenadante nestes. REFERÊNCIAS 1 ABNT ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7211 Agregados para concreto - Especificação. Rio de Janeiro, p. 2521

7 2 ÂNGULO, S. C.; JONH, V. M.; ULSEN, C.; KAHN, H.. Caracterização de agregados de resíduos de construção e demolição reciclados separados por líquidos densos. X ENTAC, São Paulo, TOZZI, R. F.. Estudo da influência do gerenciamento na geração dos resíduos da construção civil (rcc) Estudo de caso de duas obras em Curitiba/PR. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental). Universidade Federal do Paraná, Curitiba, ULSEN, C.. Caracterização tecnológica de resíduos de construção e demolição. Dissertação (Mestrado em Engenharia) Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. São Paulo, BALLISTA, L. P. Z. Avaliação de algumas propriedades de concretos estruturais com agregados graúdos reciclados modificados com látex estireno-butadieno. Dissertação (Mestrado em Engenharia). Escola de Engenharia de São Carlos USP. São Carlos, HERMETO BUENO, C. F.. Tecnologia de materiais de construção. Universidade Federal de Viçosa. Departamento de Engenharia Agrícola. MG IBRAM- Instituto Brasileiro de Mineração. Disponível em < > Acesso em 13 de dezembro de ABNT ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM Agregados - Determinação da composição granulométrica. Rio de Janeiro, p. 9 ABNT ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 51 - Agregado graúdo - Ensaio de abrasão "Los Ángeles". Rio de Janeiro, p. 10 ABNT ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7809 Agregado graúdo - Determinação do índice de forma pelo método do paquímetro - Método de ensaio. Rio de Janeiro, p. 11 ABNT ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 45 - Agregados - Determinação da massa unitária e do volume de vazios. Rio de Janeiro, p. 12 ABNT ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 53 - Agregado graúdo - Determinação da massa específica, massa específica aparente e absorção de água. Rio de Janeiro, p. 13 ABNT ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 46 - Agregados - Determinação do material fino que passa através da peneira 75 um, por lavagem. Rio de Janeiro, p. 2522

8 ANALYSIS OF THE PROPERTIES OF COARSE AGGREGATE: CRUSHED LIMESTONE ORIGIN, EMANATING FROM THE WASTE FROM THE MANUFACTURE OF CEMENT, FOR CEMENT COMPOSITES. ABSTRACT The brazilian states of RN and CE have a high availability of limestone rock, attracting investment from cement industries. However, part of this offer does not have desirable characteristics to manufacture cement. The ignorance about this rock hinders its wide use as aggregate. A composite of the type gravel limestone which could be used as concrete, could be an alternative to add value to the residue of the cement industry. The aim of this work is to study the characteristics of limestone gravel, correlating it with the granite, for use in concrete, according to ABNT NBR 7211/2009 (1). In this paper, were performed testing of particle size analysis, specific density, bulk density, powdery material, water absorption, abrasion and wear "Los Angeles". The results indicated that the limestone gravel falls within the limits proposed by current regulations, however, its characteristics are less favorable compared to granite, the use of larger factor w/c and/or plasticizer additives are necessary. Key-words: Coarse aggregate; Limestone gravel; Concrete. 2523