Agregados para Construção Civil

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1 Agregados para Construção Civil Agregados são fragmentos de rochas, popularmente denominados pedras e areias. É um material granular, sem forma nem volume definidos, geralmente inerte, com dimensões e propriedades adequadas para uso em obras de engenharia. Fragmentos de rochas com tamanho e propriedades adequadas são utilizados em quase todas as obras de infra-estrutura civil, como em edificações, pavimentação, barragens e saneamento. Estes materiais incluem, por exemplo, blocos, pedras, pedregulhos, cascalhos, seixos, britas, pedriscos, areias etc. A faixa de tamanho destes fragmentos é bastante ampla, desde blocos com dezenas de centímetros, como os enrocamentos usados em barragens, até partículas milimétricas, como os agregados usados na confecção de concreto para a maioria das edificações. De acordo com Tartuce e Giovanetti (1990), o agregado é obtido, na prática, através da união de materiais miúdos e graúdos. Essa mistura deve ser feita de modo que o agregado resultante possua graduação, isto é, grãos de diferentes tamanhos, do mais miúdo ao mais graúdo, formando uma verdadeira escala de tamanhos. A maioria dos agregados encontra-se disponível na natureza, como é o caso das areias, seixos e pedras britadas. Alguns passam por processos de beneficiamento como é o caso das britas, cuja rocha é extraída de uma jazida e precisa passar por diversos processos de beneficiamento para chegar aos tamanhos adequados aos diversos usos (Hagemann, 2011). Existem ainda, segundo Hagemann (2011), alguns subprodutos de atividades industriais que são utilizados como agregados, como é o caso da escória de alto-forno, que é um resíduo resultante da fabricação de ferro gusa e alguns materiais reciclados, porém, seu uso se restringe a aplicações onde o critério resistência é menos significativo. Os agregados desempenham um importante papel nas argamassas e concretos, quer do ponto de vista econômico, quer do ponto de vista técnico, exercendo influência sobre algumas características importantes com retração e aumento da resistência aos esforços mecânicos, já que os agregados de boa qualidade possuem resistência mecânica maior do que a da pasta de aglomerante (Tartuce e Giovanetti, 1990). PEDRA BRITA Definições A pedra brita é um agregado originado da britagem ou diminuição de tamanho de uma rocha maior, que pode ser do tipo basalto, granito, gnaisse, entre outras. O processo de britagem dá origem a diferentes tamanhos de pedra que são utilizadas nas mais diversas aplicações. De acordo com a dimensão que a pedra adquire após a britagem, recebe nomes diferentes. Para fins de terminologia, é comum dividirem-se os materiais granulares, do ponto de vista exclusivamente textural, em diversas frações. Entretanto, os limites superiores e inferiores de cada classe são arbitrários e variam conforme a origem do agregado (natural ou artificial) e de acordo com 1 P á g i n a

2 critérios e as necessidades das organizações tecnológicas e normativas de cada país. Bauer (2008) apresenta a definição dos principais produtos do processo de britagem: Brita: agregado obtido a partir de rochas compactas que ocorreram em jazidas, pelo processo industrial de fragmentação da rocha maciça. Rachão: agregado constituído do material que passa no britador primário e é retido na peneira de 76mm. É a fração acima de 76mm da bica-corrida primária. O rachão também é conhecido como pedra de mão e geralmente tem dimensões entre 76 e 250mm. Bica-corrida: material britado no estado em que se encontra à saída do britador. Chama-se primária quando deixa o britador primário (graduação na faixa de 0 a 300 mm) e secundária, quando deixa o britador secundário (graduação na faixa de 0 a 76 mm). Pedra Britada: produto da diminuição artificial de uma rocha, geralmente com o uso de britadores, resultando em uma série de tamanhos de grãos que variam de 2,4 a 64mm. Esta faixa de tamanhos é subdividida em cinco graduações, denominadas, em ordem crescente, conforme os diâmetros médios: pedrisco, brita 1, brita 2, brita 3 e brita 4. Pó de pedra: Material mais fino que o pedrisco, sendo que sua graduação varia de 0/4,8mm. Tem maior porcentagem de finos que as areias padronizadas, chegando a 28% de material abaixo de 0,075, contra os 15% da areia para concreto. Areia de brita: obtida dos finos resultantes da produção da brita dos quais se retira a fração inferior a 0,15mm. Sua graduação é 0,15/4,8mm. Fíler: Agregado de graduação 0,005/0,075; com grãos da mesma grandeza de grãos de cimento. Material obtido por decantação nos tanques das instalações de lavagem de britas das pedreiras. É utilizado em mastiques betuminosos, concretos asfálticos e espessamentos de betumes fluídos. Restolho: material granular de grãos frágeis que pode conter uma parcela de solos. É retirado do fluxo na saída do britador primário. Areia A areia é um agregado miúdo que pode ser originário de fontes naturais como leitos de rios, depósitos eólios, bancos e cavas ou de processos artificiais como a britagem. Quando proveniente de fontes naturais, a extração do material, na maioria dos casos, é feita por meio de dragas e processos de escavação e bombeamento. Independente da forma de extração, o material passa por processos de lavagem e classificação antes de ser comercializado. Bauer (2008) apresenta outra distribuição de tamanho de grãos para as três faixas granulométricas da areia: Areia Fina: de 0,15 a 0,6 mm Areia Média: de 0,6 a 2,4 mm Areia Grossa: de 2,4 a 4,8 mm Como material de construção, a areia pode ser destinada ao preparo de argamassas, concreto betuminoso, concreto de cimento Portland, pavimentos rodoviários, base de paralelepípedos, confecção de filtros para tratamento de água e efluentes, entre outras aplicações. 2 P á g i n a

3 CLASSIFICAÇÃO Os agregados classificam-se em naturais e artificiais. A. Os naturais são os encontrados na natureza na forma em que são utilizados: as areias, quer em jazidas (barranco) quer em cursos d água, e os pedregulhos ou seixos rolados. B. Os artificiais são aqueles que necessitam de beneficiamento, pela ação do homem, a fim de chegar a situação de uso como agregado: as areias e pedras obtidas por britamento de fragmentos maiores. Podemos classificar os agregados, segundo a sua massa específica aparente, em leves (pedrapomes, vermiculita, argila expandida, etc.), normais (areias, seixos e pedras britadas) e pesados (barita, magnetita e limonita). Os agregados são divididos, conforme seu tamanho, em miúdos e graúdos. Entre os diversos critérios de classificação para os agregados, o principal deles é aquele que classifica os agregados de acordo com o tamanho dos grãos. Agregado miúdo: Materiais que cujos grãos, em sua maioria passem pela peneira ABNT 4,75 mm e ficam retidos na peneira de malha 150 μm. As areias são os principais exemplos de agregado miúdo. Agregado graúdo: Materiais cujos grãos passam pela peneira de malha nominal 75 mm e ficam retidos na peneira ABNT 4,75 mm. Cascalho e britas são exemplos de agregados graúdos. COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA Para a determinação da composição granulométrica é necessária a série normal de peneiras, disposta em ordem crescente de aberturas de malhas numa progressão geométrica de razão (2) dois. Formação das amostras: Agregados miúdos: 1 kg; Agregados graúdos: 10 kg. Agregados Peneiras para Ensaio (Aberturas da malha em mm) Miúdos 4,8-2,4 1,2 0,6 0,3 0,15 Graúdos ,5 4,8-2,4 1,2 0,6 0,3 0,15 MASSA ESPECÍFICA APARENTE (OU UNITÁRIA) A massa específica aparente é a massa da unidade de volume, incluindo neste os vazios, permeáveis e impermeáveis, contidos nos grãos. A determinação da massa unitária é feita com o uso de um recipiente com forma de paralelepipedo, cujas dimensões mínimas de volume nunca inferior a 15 3 P á g i n a

4 litros. Quanto ao enchimento do recipiente, o material dever ser lançado de uma altura que não exceda a 10cm da boca. Após cheio, a superfície do agregado é arrasada e nivelada com uma régua. No caso do agregado graúdo, a superfície é regularizada de modo a compensar as saliências e reentrâncias das pedras. A massa unitária, expressa em kg/dm³, é obtida pelo quociente: M. U. = Massa do recipiente cheio Tara Volume do recipiente (capacidade) A importância de se conhecer a massa unitária aparente vem da necessidade, na dosagem de concretos, de transformar um traço em massa para volume e vice-versa, ou também, para cálculos de consumo de materiais a serem empregados no concreto. Exemplo Determine a massa unitária de uma dada amostra com o uso de um recipiente paralepipedico preenchido com areia levemente compactada, sabendo-se que a massa do recipiente com areia seja 27,7kg e sem areia de 2,5kg. O volume do recipiente em dm³ é calculado por 3,16 x 3,16 x 1,5 = 15 dm³ aproximadamente. Então: M. U. = 25,2 15 = 1,68 Kg/dm³ Lembrando que o volume do agregado é aparente, pois dentro da caixa existem grãos e vazios. MASSA ESPECÍFICA REAL A massa específica real dos grãos é a massa da unidade de volume, excluindo os vazios permeáveis e os vazios entre os grãos. Sua determinação é feita pelo picnômetro ou pelo frasco de Chapman. É importante o conhecimento deste valor, nos cálculos de dosagem racional de concreto, quando se calculam os consumos de materiais por metro cúbico (m³) de concreto. A massa específica real, também chamada massa específica absoluta, é determinada com o auxílio do frasco de Chapman. Seu valor normalmente se situa em torno de 2,65 kg/l e pode ser utilizado sempre que não for possível sua determinação. Da amostra representativa, pesam-se 500g de areia seca, coloca-se água no interior do frasco até sua marca padrão de 200 ml; introduz-se cuidadosamente o material. A água subirá no gargalo do frasco 4 P á g i n a

5 até uma certa marca (L); faz-se essa leitura e do valor obtido diminuem-se os 200 ml, obtendo-se, assim, o valor absoluto da areia; dividindo-se a massa dos 500g de areia pelo volume achado, teremos a massa específica real. M. E. = 500 L 200 A massa específica é uma medida indireta da compacidade do grão do material, pois quanto menor a massa específica mais leve é o material ou mais vazios ele possui. No caso de agregados, esses vazios não devem ser confundidos com os vazios entre os grãos (volume aparente), mas sim os vazios do próprio grão do agregado, que também interferem na porosidade do mesmo. Quando o agregado entra em misturas de concreto e argamassas, a massa específica também é utilizada no cálculo da quantidade de materiais para cada metro cúbico de mistura. Quanto maior for a massa específica dos agregados maior será o peso do concreto. A massa específica pode ser expressa em g/cm³, kg/dm³ ou t/m³. Exemplo: Frasco de Chapman Após adicionar os 200 ml de água e em seguida 500 g de areia seca em estufa, obteve-se o nível final do frasco igual a 403 ml. Qual a massa específica da areia? M. E. = 500 L 200 = = 500 = 2,46 g/cm³ P á g i n a