Universidade do Estado de Mato Grosso Engenharia Civil Estradas II

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1 Universidade do Estado de Mato Grosso Engenharia Civil Estradas II Agregados para pavimentação Ana Elza Dalla Roza e Lucas Ribeiro anaelza00@hotmail.com - luccasrsantos@gmail.com

2 Derfinição Classificação Produção Caracterização Ana Elza Dalla Roza 2

3 AGREGADOS Os materiais pétreos usados em pavimentação, conhecidos genericamente como agregados, podem ser naturais ou artificiais: encontrados diretamente na natureza ou passam por algum tipo de processo para sua adequação. Exemplo: Areia, Seixo Rolado, Pedra Britada, Escória, etc. 3

4 AGREGADOS - CLASSIFICAÇÃO APLICAÇÕES Revestimentos (CCP, CBUQ, Blocos de Concretos). Bases, sub-bases e reforço (Camadas Granulares). FUNÇÕES Estabilidade mecânica dos revestimentos Resiste à abrasão superficial Suporta as tensões solicitantes do tráfego e as transmite as camadas inferiores de forma atenuada. TIPOS Naturais Artificiais 4

5 AGREGADOS - CLASSIFICAÇÃO AGREGADOS NATURAIS: Aplicados da maneira como são extraídos da natureza. SAIBROS ALTERAÇÕES DE ROCHA AREIAS CASCALHOS LATERITAS 5

6 AGREGADOS - CLASSIFICAÇÃO Classe Tipo Família Calcário Calcário Dolomita Sedimentar Folhelo Arenito Silício Sílex Conglomerado Brecha Granito Sienito Diorito Intrusivo (textura grossa) Gabro Peridoto Piroxênio Ígneo Metamórfico Fonte: Manual do Asfalto - AI (2002) Extrusivo (textura fina) Foliáceo NãoFoliáceo Hornblendito Obsidiana Púmice Tufo Riolito Traquito Andesito Basalto Gnaisse Xisto Anfibolito Ardósia Quartzito Mármore Serpnetinita 6

7 AGREGADOS - ARTIFICIAIS PEDRA BRITADA ROCHAS ÍGNEAS Formadas pelo resfriamento e cristalização da rocha fundida (magma) Granulação grossa esfriamento lento (GRANITO) Granulação fina esfriamento mais rápido (BASALTO) Muita variação de granulação, textura e densidade. Rocha Ácida alto teor de sílica (má adesividade) 7

8 AGREGADOS - ARTIFICIAIS PEDRA BRITADA * ROCHAS ÍGNEAS GRANULAÇÃO ÁCIDAS INTERMEDIÁRIAS BÁSICAS Grossa (Plutônica) Média (Hipoabissal) GRANITO Diorito Gabro + Friável Granófilo Pórfiro DIABÁSIO Fina (Vulcânica) Riolito Andesito BASALTO - Friável Cor Clara Cor Escura Densidade Baixa Densidade Alta 8

9 CLASSIFICAÇÃO NATUREZA Natural (areia, seixo rolado etc) Artificial (areia de brita, pedra britada etc) Reciclado (agregado de resíduo sólido ) Graúdo (retido na peneira de 2,0 mm) Miúdo (passante na peneira de 2,0mm) TAMANHO De enchimento (65% a 100% passante na peneira 200 e 100% passante na peneira 40) DISTRIBUIÇÃO DOS GRÃOS Graduação Bem-graduada ou Densa Graduação Aberta Graduação Uniforme Graduação em Degrau (descontínua) 9

10 PRODUÇÃO DE AGREGADOS Qualidade maciço equipamentos estocagem 10

11 PRODUÇÃO DE AGREGADOS 11

12 PRODUÇÃO DE AGREGADOS 12

13 PRODUÇÃO DE AGREGADOS Esquema Simplificado do Processo de Britagem 13

14 AGREGADOS - ARTIFICIAIS PRODUÇÃO ESQUEMAS DE BRITAGEM Fase 1 Britagem Primária Britadores de Mandíbula Fase 2 Britagem Secundária Rebritadores de mandíbula / girosféricos (rebritadores de cone) Fase 3 - Britagem Terciária Girosféricos (rebritadores de cone) Fase 4 Britagem Quaternária Hidrocônicos, girosféricos rocha/rocha, ou moinhos de barra ou de bola 14

15 Tipos de britagem Impacto Impacto + Desgaste por atrito 15

16 Tipos de britagem Impacto + Cisalhamento + Compressão Impacto + Compressão 16

17 FRACIONAMENTO 17

18 ESTOCAGEM 18

19 BRITAGEM MÉDIO PORTE 19

20 BRITAGEM GRANDE PORTE 20

21 Amostragem de Agregados DNER PRO 120/97 e NBR NM 26 (NBR 7616) Coleta de Amostra de Agregados DNER PRO 199/94 e NBR NM 27 (NBR 9941) Redução de Amostra de Campo de Agregados para Ensaios de laboratório 21

22 AGREGADO GRAÚDO Amostragem deve ser feita diretamente na correia transportadora ou em diversos pontos do monte, e então misturada e quarteada. 22

23 REDUÇÃO DA AMOSTRA 23

24 QUARTEAMENTO MANUAL 24

25 QUARTEAMENTO MANUAL

26 CARACTERIZAÇÃO TECNOLÓGICA As características tecnológicas dos agregados servem para assegurar uma fácil distinção de materiais, de modo a poder comprovar sua homogeneidade, bem como selecionar um material que resista, de maneira adequada, às cargas e à ação ambiental às quais o pavimento irá sofrer. Graduação Limpeza Resistência a abrasão, ao choque e ao desgaste Textura superficial Sanidade Adesividade Massa específica real, aparente e efetiva Forma das partículas Absorção de água 26

27 AGREGADO GRAÚDO Amostragem amostra deve ser representativa; Segregação é maior; Granulometria (Peneiramento); Densidade e Massa específica real e aparente; Perda por abrasão; Forma; Sanidade. 27

28 AGREGADO MIÚDO Amostragem amostra deve ser representativa; Segregação é menor; Granulometria (igual ao graúdo); Densidade e Massa específica real e aparente; Angularidade (FAA); Matéria Orgânica; Equivalente de Areia. 28

29 MATERIAL DE ENCHIMENTO - FÍLER Material a granel ou ensacado Sem problemas de segregação Evitar grumos; Densidade Real Frasco Le Chatelier; Superfície específica; Exemplo: Cal, Cimento, Pó calcáreo, Pó de pedra. 29

30 Universidade do Estado de Mato Grosso Engenharia Civil Estradas II Agregados para pavimentação Ana Elza Dalla Roza e Lucas Ribeiro anaelza00@hotmail.com - luccasrsantos@gmail.com

31 TAMANHO DO GRÃO Análise Granulométrica Pode ser com ou sem lavagem. Manual ou em peneirador automático. 31

32 * Exemplo de Frações Típicas de Agregados utilizados em Misturas ( BGS ou CBUQ) 32

33 GRADUAÇÕES 33

34 EQUIVALENTE DE AREIA Tem por finalidade a identificação de finos plásticos no agregado miúdo. Colocar o material na proveta com solução padronizada; deixar em repouso; agitar; ler a altura da suspensão (h 1 ) e da sedimentação (h 2 ). Para misturas asfálticas, EA>55%. Solução Floculad Argila em suspensão Proveta graduada Leitura da suspensão h1 Agregado Sedimentad Leitura da sedimentação h2 34

35 EQUIVALENTE DE AREIA 35

36 MATÉRIA ORGÂNICA Comparação de coloração de uma amostra com branco após 24 horas de imersão em ácido tânico. Em misturas a quente, a matéria orgânica é queimada no secador da usina. 36

37 PERDA POR ABRASÃO A perda por abrasão Los Angeles consiste em submeter cerca de 5.000g de agregado a 500 até revoluções no interior do cilindro de uma máquina Los Angeles (v = 33 rpm). 10 esferas padronizadas de aço são adicionadas ao agregado, causando um efeito danoso. LA = Perda por abrasão Los Angeles (%) m i = massa inicial (mat.retido na # n 8) m f = massa final (mat. Retido na # n 12) Parâmetro fundamental em Tratamentos Superficiais e Britas Graduadas. Bases LA 50% Revestimentos - LA 40% 37

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40 RESISTÊNCIA AO CHOQUE E ESMAGAMENTO - Choque * Ensaio de Tenacidade Treton * Simula a resistência ao impacto (choque) quando submetido a golpes de soquete em um cilindro * Importante para aeroportos - Esmagamento * Simula a resistência a ação de cargas estáticas quando submetido a pressão de um êmbolo em um cilindro * Importante para áreas de estacionamento 40

41 RESISTÊNCIA AO CHOQUE DNER ME 399/99 O ensaio de impacto ou choque consiste em dar uma série de golpes com um soquete padrão no agregado colocado dentro do cilindro do aparelho Treton. Calcula-se a perda de massa após o impacto. 41

42 Treton 42

43 ESMAGAMENTO DNER ME 197/97 O ensaio de esmagamento mede a resistência do agregado submetido à compressão de uma carga variável de até 40tf, aplicada uniformemente sobre os agregados colocados dentro de um cilindro. A razão de carga é de 4tf/min. Determina-se a carga que conduz a uma quebra de 10% do material. 43

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45 TEXTURA OU MICROTEXTURA microtextura macrotextura A resistência ao cisalhamento depende da textura superficial. Superfície específica alta maior consumo de ligante asfáltico. 45

46 TEXTURA OU MICROTEXTURA - Resistência ao Polimento e Coeficiente de atrito procedimentos de avaliação indireta * Máquina Dorry (CPA) ou Pêndulo Britânico (VRD) * Simula a resistência do agregado ao polimento pela ação do tráfego (revestimentos) * Avaliam a textura superficial do agregado Microtextura * Importante para a resistência à derrapagem em pista seca e baixas velocidades 46

47 *Forma de Agregados * Importante para avaliar indiretamente o contato entre grãos e a resistência ao cisalhamento * Formas * Agregados Cúbicos preferíveis * Agregados Lamelares indesejáveis ( Relação a/b > 6) * Ensaio de Cubicidade determinação do Índice de Forma (f) * f = 1,0 Agregado cúbico (calcáreo) * f = 0,0 Agregado lamelar (basalto) * Recomendação f > 0,5 47

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49 ABSORÇÃO * Agregados porosos absorvem água e asfalto e necessita uma quantidade adicional de ligante para preencher os vazios e promover coesão. * Absorção = massa após imersão 24 h / massa inicial seca * Cuidados quando absorção for superior a 2 %. 49

50 ADESIVIDADE * Ensaio de Adesividade * Simula a resistência do agregado em manter a película betuminosa e a capacidade de adsorção pela imersão em água aquecida. * Materiais ácidos (granito) HIDROFÍLICOS não têm boa adesividade com água * Materiais básicos (basalto) HIDROFÓBICOS - têm boa adesividade com água 50

51 ADESIVIDADE Capacidade de uma mistura de se manter coesa durante toda sua vida de serviço. Ensaios visuais DNER ME 078/94 e ME 079/94. Ensaios mecânicos Lottman Modificado, AASHTO T-283, entre outros. 51

52 CORRETIVOS DE ADESIVIDADE * Sólidos * Cal hidratada * Pós calcáreos * Cimento Portland * Líquidos * Alcatrões (10%) * Dopes a base de amina (0,5 a 2,5%) 52

53 SANIDADE DNER ME 089/94 Visa determinar a resistência do agregado à desintegração química intemperismo; O basalto, por exemplo, se deteriora formando argila que não é desejável em uma mistura asfáltica; O ensaio consiste em atacar o agregado com uma solução saturada de MgSO 4 (Sulfato de Magnésio) ou Na 2 SO 4 (Sulfato de Sódio) por cinco ciclos de 16 a 18 horas a 21ºC. O resultado é expresso como a perda de peso que deve ser inferior a 12%. 53

54 SANIDADE 54

55 SANIDADE Antes Após 55

56 MASSA ESPECÍFICA REAL, APARENTE E EFETIVA DO GRÃO 56

57 Ensaios para Determinação da Densidade de Agregados AGREGADO GRAÚDO DNER-ME 081/98 e ASTM C

58 Ensaios para Determinação da Densidade de Agregados Cesto metálico e balança com dispositivo para pesagem hidrostática D r = massa específica real D a = massa específica aparente a = absorção (%) 58

59 Ensaios para Determinação da Densidade de Agregados Agregados Graúdos: ASTM C127 - AASHTO T85 DNER ME 081/94 - NBR 9937 Gsa = A Densidade Real A Peso do agregado seco em estufa B Peso do agregado na condição Saturada Superfície Seca C Peso do agregado imerso em água A - C Gsb = A Densidade Aparente B - C a = (B - A) x 100 Absorção A 59

60 Ensaios para Determinação da Densidade de Agregados 60

61 DENSIDADE REAL DOS GRÃOS Utilização do Picnômetro Onde: A: Picnômetro vazio B: Picnômetro + Material C: Picnômetro + Material + Água (ºC) D: Picnômetro + Água (ºC) 61

62 DENSIDADE REAL DOS GRÃOS AGREGADO MIÚDO DNER-ME 084/95 (Picnômetro de 500 ml) A B C 62

63 MASSA APARENTE DNER ME 195/97 É a relação entre a massa e o volume do material, sem levar em conta os vazios de ar; Utilizado para transformar unidades volumétricas em gravimétricas e vice-versa; Utilizar caixa de madeira com 12cm de lado. 63