3º Encontro em Engenharia de Edificações e Ambiental Cuiabá / Mato Grosso / 16 e 17 de novembro de 2015

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1 3º Encontro em Engenharia de Edificações e Ambiental Cuiabá / Mato Grosso / 16 e 17 de novembro de 2015 AVALIAÇÃO DOS AGREGADOS GRAÚDOS DISPONÍVEIS PARA COMERCIALIZAÇÃO NO VALE DO RIO CUIABÁ Moriney Araujo Correa (morineycorrea@gmail.com) Discente do Curso Superior de Tecnologia em Controle de Obras - IFMT Karyn Ferreira Antunes Ribeiro (karyn.ribeiro@cba.ifmt.edu.br) Professora do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Mato Grosso Campus Cuiabá Marcos de Oliveira Valin Jr (marcos.valin@cba.ifmt.edu.br) Professor do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Mato Grosso Campus Cuiabá RESUMO: Mato Grosso é um dos estados do Brasil de maior extensão. Diante dessa realidade há grande variação nas características das jazidas onde os agregados graúdos são extraídos. Embora os agregados sejam teoricamente considerados materiais inertes, na produção do concreto convencional, é de extrema importância o estudo de suas características físicas e químicas. O objetivo deste estudo é realizar o comparativo das características e propriedades de três agregados graúdos (seixo rolado, granito e calcário) utilizados na confecção de concreto convencional, no estado fresco e endurecido. Foram coletados os agregados graúdos em três jazidas diferentes, sendo cada jazida em um município diferente da Região Metropolitana do Vale do Rio Cuiabá e realizados ensaios para caracterização. O agregado graúdo de origem granítica apresentou 1% de absorção e a calcária e seixo 2% cada. Em contrapartida a calcária apresentou 16% de abrasão Los Angeles, enquanto que a granilitica apresentou 26,9% e o seixo 32,3%. Quando analisada a resistência do concreto aos 28 dias em mesmo traço unitário, variando apenas os agregados graúdos, o concreto com agregado graúdo granítico obteve 37,0 MPa, a calcária 33,7 MPa e o com seixo 30,4 MPa. Palavras-chave: Agregado graúdo. Vale do Rio Avaliação de agregados. EVALUATION OF HOUSEHOLDS COARSE AVAILABLE FOR MARKETING IN RIVER VALLEY CUIABÁ ABSTRACT: Mato Grosso is one of the largest extent Brazil's states. Given this reality there is great variation in the characteristics of deposits where coarse aggregates are extracted. Although the aggregates are theoretically considered to be inert materials in the production of conventional concrete, it is extremely important to study its physical and chemical characteristics. The aim of this study is to perform the comparison of characteristics and properties of three coarse aggregates (boulder, granite and limestone) used for making conventional concrete in fresh and hardened state. The coarse aggregates were collected in three different fields, each field in a different municipality in the metropolitan area of Cuiabá River Valley and tests performed for characterization. The coarse aggregate of granitic origin returned 1% absorption and limestone and pebble 2% each. In contrast limestone showed 16% Los Angelis abrasion, while granolithic showed 26.9% and 32.3% pebble. When analyzed the strength of concrete at 28 days in the same unit trait, varying only the coarse aggregates, concrete with granite coarse aggregate obtained 37,0 MPa, limestone 33,7 MPa and with pebble 30.4 MPa. Keywords: Coarse aggregate. Vale do Rio Aggregate assessment.

2 1_INTRODUÇÃO O cenário econômico de competitividade provoca a constante busca por meios alternativos de minimizar o custo de produção em todos os setores, e na construção civil não é diferente, entre os insumos de destaque pode-se citar os agregados utilizados na produção do concreto. Segundo Navy (2005), o concreto é um material sintético de construção, feito pela mistura de cimento, agregado fino (geralmente areia), agregado grosso e água, em proporções corretas com ou sem aditivos. Mato Grosso é um dos estados do Brasil de maior extensão. Diante dessa realidade há grande variação nas características das jazidas onde esses materiais são extraídos, e ainda o custo devido ao transporte em longas distâncias. A Região Metropolitana do Vale do Rio Cuiabá, que segundo a LEI COMPLEMENTAR N MATO GROSSO (2009) é composta pela capital do estado Cuiabá e pelos municípios vizinhos de Várzea Grande, Nossa Senhora do Livramento e Santo Antônio de Leverger, possuem de acordo com o IBGE (2014) uma população total de mil habitantes, Embora os agregados sejam teoricamente considerados materiais inertes, na produção do concreto convencional, é de extrema importância o estudo de suas características físicas e químicas, pois por obter um custo menor comparado ao cimento, os agregados ocupam de % do volume do concreto. Falcão Bauer (2013) relata que o agregado é um material particulado, incoesivo, de atividade química praticamente nula, constituído de misturas de partículas cobrindo extensa gama de tamanhos, o termo agregado é de uso generalizado na tecnologia do concreto. Classifica se segundo a origem, as dimensões das partículas e o peso especifico aparente. Constituem um componente importante no concreto, contribuindo com cerca de 80% do peso e 20% do custo de concreto estrutural sem aditivos, de fck de ordem de 15 MPa. Os agregados naturais que se encontram em forma particulada na natureza são a areia e cascalho. E os industrializados têm sua composição particulada obtida por processos industriais britagem. O tipo de agregado tem influencias diretas na qualidade do concreto, segundo Neville e Brooks (2013) a trabalhabilidade é o trabalho interno útil para um adensamento, ou a facilidade de flui. A maior trabalhabilidade aumenta o adensamento total teoricamente diminuindo os vazios, melhorando significativamente a massa especifica e consequentemente a resistência. Em relação do agregado graúdo, partícula menor requer uma quantidade de molhagem a mais do que os de superfícies especificas grandes, os agregados angulosos como a brita demandam mais água que os arredondados como o seixo rolado (NEVILLE e BROOKS, 2013). Com a compreensão sobre as dimensões continentais do estado de Mato Grosso e a sua variedade de agregados disponíveis, que podem ser utilizados na confecção do concreto convencional, o objetivo deste estudo é realizar um estudo comparativo das características e propriedades de três agregados graúdos (seixo rolado, granito e calcário) utilizados na confecção de concreto convencional, no estado fresco e endurecido.

3 2_MATERIAS E MÉTODOS Em busca do objetivo do presente trabalho, foram coletados os agregados graúdos em três jazidas diferentes, sendo cada jazida em um município diferente da Região Metropolitana do Vale do Rio Cuiabá, conforme Figura 1. Figura 1 Localização Os materiais foram todos separados, identificados, Figura 2. Figura 2 Amostras dos materiais: (a) calcária, (b) granítica, (c) seixo.

4 Foram realizados ensaios para caracterização dos agregados e posterior análises de comparação dos resultados, sendo: a) Determinação da composição granulométrica (NBR NM 248:2003); b) Determinação do índice de forma pelo método do paquímetro - Método de ensaio (ABNT NBR 7809:2006); c) Determinação da massa unitária e do volume de vazios (NBR NM 45: 2006); d) Determinação do material fino que passa através da peneira 75 um, por lavagem (NBR NM 46:2003); e) Ensaio de abrasão "Los Angeles" (NBR NM 51:2001); f) Determinação da massa específica, massa específica aparente e absorção de água (NBR NM 53:2009); g) Reatividade álcali-agregado. Parte 4: Determinação da expansão em barras de argamassa pelo método acelerado. (ABNT NBR :2009). Foram também dosados concretos, com mesmo traço unitário (1:1,4:2,1:0,5), variando apenas os agregados graúdos, moldados 12 corpos de provas para cada tipo e realizados os seguintes testes para comparação: a) Determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone (NBR NM 67:1998); b) Determinação da absorção de água, índice de vazios e massa específica (NBR 9778:2005) aos 28 dias; c) Determinação da absorção de água por capilaridade (NBR 9779:2012) aos 28 dias; d) Ensaios de compressão de corpos-de-prova cilíndricos (ABNT NBR 5739:2007) aos 7 e 28 dias. 3_RESULTADOS E DISCUSSÕES 3.1 Análise das propriedades dos agregados Na Figura 3, pode-se observar que os agregados industrializados (formações granítica e calcária), comercializados como brita 1, não se enquadram adequadamente nesta faixa, isso pode ter ocorrido pelo mau funcionamento do britador no processo de fabricação dos agregados. Os dois agregados apresentaram as curvas granulométricas parecidas, com dimensões entre as faixas da brita 1 e brita 2. Na curva granulométrica do seixo rolado, pode-se notar que ocorreu uma variação nas dimensões dos grãos, pois a curva iniciou próximo da faixa da brita 2 (máx), depois ficou paralela a faixa da brita 2 (mín), e após a diâmetro de 12,5 mm ficou entre a faixa da brita 1 (máx e mín), conforme a Figura 4. Este comportamento era esperado, pois devido ser uma material natural, possui variados tamanhos de grãos. Metha e Monteiro (2008) apud Trigo (2012) afirmam que a distribuição granulométrica do agregado deve ser adequada a ponto de proporcionar maior densidade no empacotamento das partículas, ocasionando menor consumo de cimento para uma determinada trabalhabilidade e um menor custo da obra. Com isso, a composição de agregados tem sido bastante utilizada, visando-se a obtenção de maior massa unitária ou menor índice de vazios.

5 Figura 3 Curva granulométrica das britas granítica e calcária Conforme a Tabela 1, o agregado que apresentou maior massa específica foi a granítica, porém a menor massa unitária solta e compactada, isso se deve a sua granulometria e ao formato dos grãos lamelar, que encastelam formando elevado índice de vazios. Já o seixo rolado apresentou o inverso, com a menor massa específica e a maior massa unitária solta e compactada. Devido seus grãos serem sub arredondados facilitou o maior encaixe de grãos de no mesmo volume, e consequentemente diminuindo o índice de vazios. O agregado com maior desgaste à abrasão foi o seixo se comparado com os agregados industrializados, isso era esperado ao tipo de formação do material, pois os agregados industrializados são rochas em profundidades, enquanto os seixos rolados são materiais que sofreram erosão, intemperismo, ou seja, são materiais susceptíveis ao desgaste. Tabela 1 Resultado dos ensaios de massa específica, massa unitária, absorção e material pulverulento Agregados Resultados Granítica Calcária Seixo 2,57 2,66 2,49 Massa específica (g/cm³) 1,44 1,44 1,73 Massa unitária solta (g/cm³) 1,47 1,50 1,79 Massa unitária compactada (g/cm³) 1,01 2,01 2,01 Absorção (%) 0,3 0,2 0,1 Material pulverulento (%) 2,08 2,19 1,95 Índice de forma 26, ,3 Abrasão (%) Os três agregados são inócuos ao potencial de reatividade conforme a Figura 4.

6 Figura 4 Gráfico do ensaio da RAA 3.2 Análise dos concretos produzidos com os diferentes tipos de agregados_ Os concretos foram produzidos com a mesma quantidade de materiais, variando apenas o tipo do agregado graúdo. O maior abatimento Slump Test foi do seixo com 19 cm, isso ocorreu em função do seu formato sub arredondado, fazendo com que diminuísse o atrito dos materiais, situação diferenciada nos agregados industrializados, representados pela rocha granítica e calcaria, que apresentaram respectivamente 16 e 17 cm (Figura 5). A brita granítica apresentou uma maior aderência com a pasta por obter maiores arestas. Quanto menor o atrito, melhor é o desempenho dos materiais finos no concreto, que passam a agir como um lubrificante, como o que aconteceu com seixo rolado. Figura 5 Gráfico da consistência com diferentes agregados

7 O concreto com agregado granítico apresentou os maiores valores nos ensaios de resistêncis à compressão axial, seguido pelo concreto com agregado calcário e por fim o com seixo, com 7 e 28 dias, conforme Figura 6. A menor resistência do concreto com o seixo rolado é devido a ser um agregado sub arredondado, fazendo com que ocorra a perca de aderência entre o agregado e a argamassa (matriz), além das suas prórpias características já expostas. Figura 6 Resultado da resistência à compressão Com relação ao ensaio de absorção de água, conforme Tabela 2, observa-se que o concreto com rocha calcária apresentou menor absorção por imersão com 6,43%, seguido pelo seixo com 7,1% e o granítico com 8,43%. Já em relação a absorção por capilaridade detaca-se o valor do concreto com agregado de origem granítica com o valor de 1,42% que é maior do que a soma dos outros dois tipos de agregado. Tabela 2 - Resultado dos ensaios de absorção, índice de vazios e massa específica Agregados Resultados Granítica Calcária Seixo 8,43 6,43 7,1 Absorção de água (%) 1,42 0,6 0,57 Absorção por capilaridade (%)

8 4 CONSIDERAÇÕES FINAIS Este trabalho comparou as características básicas dos agregados graúdos, disponíveis no Vale do Rio Cuiabá, utilizados na produção de concreto. O agregado graúdo de origem calcaria nos ensaios de massa específica, massa unitária e abrasão apresentou melhores resultados do que à granítica, que por sua vez foram superiores ao seixo. No entanto quando analisada a resistência do concreto com esses agregados, a granítica é que apresentou o melhor desempenho. O seixo rolado, mostrou-se uma boa opção a ser utilizado, dependendo da finalidade, pois devido sua característica angular apresentou um maior abatimento, o que pode possibilitar a diminuição do consumo de cimento. Outro ponto importante que merece destaque é o fato das três amostras analisadas serem inócuas a reatividade. Para trabalhos futuros, recomenda-se estudar o custo desses agregados, incluindo o frete do local de produção até um ponto central da região metropolitana. 5_ REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM Agregados - Determinação da composição granulométrica. Rio de Janeiro, NBR Agregado graúdo - Determinação do índice de forma pelo método do paquímetro - Método de ensaio. Rio de Janeiro, NM 45 - Agregados - Determinação da massa unitária e do volume de vazios. Rio de Janeiro NM 46 - Agregados - Determinação do material fino que passa através da peneira 75 um, por lavagem. Rio de Janeiro, NM 51 - Agregado graúdo - Ensaio de abrasão "Los Ángeles". Rio de Janeiro, NM 53 - Agregado graúdo - Determinação da massa específica, massa específica aparente e absorção de água. Rio de Janeiro, NBR Agregados - Reatividade álcali-agregado. Parte 4: Determinação da expansão em barras de argamassa pelo método acelerado. Rio de Janeiro, NM 67 - Concreto - Determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone. Rio de Janeiro, NBR Argamassa e concreto endurecidos - Determinação da absorção de água, índice de vazios e massa específica. Rio de Janeiro, 2005.

9 . NBR Argamassa e concreto endurecidos Determinação da absorção de água por capilaridade. Rio de Janeiro, NBR Concreto - Ensaios de compressão de corpos-de-prova cilíndricos. Rio de Janeiro, BAUER, L. A. F. Materiais de construção. V. 2. LCT, IBGE 2014 Disponível em: LEI COMPLEMENTAR N 359, DE 27 DE MAIO DE Disponível em: NAVY, U.S. Construção civil: teoria e prática. Tradução de Affonso Blacheyre. v.1: administração e organização/mecânica dos solos. Curitiba: Hemus, NEVILLE, A. M., BROOKS, J. J. Tecnologia do Concreto - 2ª Ed. Bookman, 2013.