FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE RONDÔNIA - UNIR CAMPUS JI-PARANÁ DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AMBIENTAL. Disciplina MATERIAIS, PROCESSOS E CONSTRUÇÃO

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1 Disciplina MATERIAIS, PROCESSOS E CONSTRUÇÃO Professora Esp. EDILENE DA SILVA PEREIRA Ji-Paraná/RO, 02 de junho de

2 Disciplina MATERIAIS, PROCESSOS E CONSTRUÇÃO Professora Esp. EDILENE DA SILVA PEREIRA Partes desse material foram elaborados com base nas apresentações de aula da professora Ana Lúcia Dernardin da Rosa 2

3 - Definição; - Classificação; - Produtos; 1. CONTEÚDO PROGRAMÁTICO - Propriedades; - Propriedades físicas dos agregados utilizados na Construção Civil; - Relação dos agregados com o concreto e argamassas. 3

4 2. CLASSIFICAÇÃO É o material particulado, incoesivo de atividade química praticamente nula, constituído de misturas de partículas cobrindo extensa gama de tamanhos. Na construção civil, a definição é dada como: Material granuloso e inerte que entra na composição das argamassas e concretos, contribuindo para o aumento da resistência mecânica e redução de custo na obra em que for utilizado. 4

5 2. CLASSIFICAÇÃO De maneira geral os agregados compõe cerca de 70 a 80% do volume do concreto utilizado na construção civil. O uso de pasta de cimento (cimento e agua) endurecida como material de construção, seria possível devido a sua resistência, mas com duas grandes desvantagens: -Instabilidade dimensional (retração elevada): -Custo elevado. 5

6 2. CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO A ORIGEM NATURAIS: os que já se encontram em forma particulada na natureza: areia e cascalho; INDUSTRIALIZADOS: os que têm sua composição particulada obtida por processos industriais. Nestes casos, a matéria-prima pode ser: rocha, escória de alto forno e argila. 6

7 MIÚDO: Areias. Materiais que cujos grãos, em sua maioria passem pela peneira ABNT 4,8 mm e ficam retidos na peneira ABNT 0,075 mm.; 2. CLASSIFICAÇÃO QUANTO AS DIMENSÕES DAS PARTICULAS GRAÚDO: Cascalho e britas. Materiais cujos grãos passam pela peneira de malha nominal 152mm e ficam retidos na peneira ABNT 4,8mm.. 7

8 3. PRODUTOS INDUSTRIALIZADOS BRITA: Agregado obtido a partir de rochas compactas que ocorrem em depósitos em geológicos jazidas, pelo processo industrial da cominuição ou fragmentação controlada da rocha maciça. Os produtos finais enquadram-se em diversas categorias. PEDRA BRITADA: Brita produzida em cinco graduações, denominadas, em ordem crescente de diâmetros médios: pedrisco, pedra 1, pedra 2, pedra 3 e pedra 4. 8

9 PÓ DE PEDRA: Material mais fino que o pedrisco. Sua graduação genérica, mas não rigorosa é de 0/4,8. Apresenta maior porcentagem de finos que as areias padronizadas, chegando a 28% de material abaixo de 0,075 mm, contra 15% da areia para concreto. 3. PRODUTOS INDUSTRIALIZADOS 9

10 3. PRODUTOS INDUSTRIALIZADOS AREIA DE BRITA: Obtida dos finos resultantes da produção da brita, dos quais se retira a fração inferior a 0,15 mm. Sua graduação é 0,15/4,8 mm; FÍLER: Agregado de graduação 0,005/0,075 mm. Seus grãos são da mesma ordem de grandeza dos grãos de cimento. Material obtido por decantação nos tanques das instalações de lavagem de britas das pedreiras. E utilizado em concretos asfálticos. 10

11 3. PRODUTOS INDUSTRIALIZADOS BICA-CORRIDA: Material britado no estado em que se encontra à saída do britador: primária quando deixa o britador primário, com graduação aproximada de 0/300 mm, dependendo da regulagem e tipo do britador, secundária, quando deixa o britador secundário, com graduação aproximada de 0/76 mm. Contém praticamente todos os tamanhos de agregados. 11

12 3. PRODUTOS INDUSTRIALIZADOS RACHÃO: Agregado constituído do material que passa no britador primário e retido na peneira de 76 mm. È a fração acima de 76 mm da bica-corrida primária. Dimensões 76 a 250 mm. RESTOLHOS: Material granular, de grãos em geral friáveis. Pode conter uma parcela de solo. BLOCOS: Fragmentos de rocha de dimensões acima do metro, para abastecer o britador primário. 12

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14 3. PRODUTOS INDUSTRIALIZADOS Processos

15 3. PRODUTOS 3.1 BRITAS INDUSTRIALIZADOS A pedra britada é o produto de cominuição de rocha que que se caracteriza por tamanhos nominais de grãos enquadrados entre 2,4 e 64 mm (ABNT NBR 5.564, e 7.211). De acordo com seu emprego, a brita é subdividida em diferentes faixas granulométricas. Para tanto, a subdivisão é realizada através do uso de uma série de peneiras com diferentes aberturas, que separa conforme o tamanho do grão. 15

16 3. PRODUTOS 3.1 BRITAS Abertura das peneiras Normatizadas pela ABNT em duas séries: n 4 n 8 n 16 n 30 n 50 n

17 3. PRODUTOS 3.1 BRITAS Abertura das peneiras Normatizadas pela ABNT em duas séries: Problema de aderência do pó de pedra às pedras de maior granulometria. Isso depende do teor umidade do material, assim como do tempo de permanência do material sobre a tela da peneira. Uma medida para atenuar é utilizar peneiras mais comprimento, e injetar água sobre as telas. 17

18 3. PRODUTOS 3.1 BRITAS LIMITE GRANULOMÉTRICOS DE GRAÚDOS NBR

19 3. PRODUTOS 3.1 BRITAS USOS: A pedra britada nas granulometrias atualmente padronizadas são com foco para o concreto, conforme segue: Concreto de cimento: principal campo de consumo desse agregado, sendo empregados preponderantemente o pedrisco, as pedras 1 e 2. 19

20 3. PRODUTOS 3.1 BRITAS USOS: Concreto asfáltico: para esse, o agregado é pré-dosado, eis que há a mistura de diversos agregados, como fíler, areias, pedras 1, 2 e 3. UNIR 20

21 3. PRODUTOS 3.1 BRITAS USOS: Argamassas: areia de brita e pó de pedra; UNIR Enrocamentos: são feitos conforme sua natureza, com restolho ou bicacorrida, quando se trata de carapaças, usam-se os blocos, porém quando se trata de molhes marítimos, aplica-se bica-corrida sem finos; 21

22 3. PRODUTOS 3.1 BRITAS USOS: Aterros: podem ser feitos com restolhos, obtendo-se mais facilmente alto índice de suporte que com o uso de solos argilosos; Correção de solos: pó de pedra, de elevada plasticidade. 22

23 3. PRODUTOS 3.2 LEVES Argilas Expandidas: material muito fino, formadas por silicatos de alumínio, óxido de silício, ferro, magnésio, etc. Para ser utilizada como argila expansiva tem que apresentar a propriedade de piroexpansão a temperaturas acima de 1000ºC. Os grãos porosos, de forma esferoidal, apresentam camada vítrea (que reduz a absorção de água) e apresentam resistência de 30 Mpa. Esses agregados são empregados principalmente em concreto de enchimento, e tem propriedades isolantes termo-acústicas. 23

24 3. PRODUTOS 3.2 LEVES Escória de alto-forno: resíduo resultante da produção de ferro gusa em altos-fornos, constituído basicamente de compostos oxigenados de ferro, silício e alumínio. Dependendo do tipo de resfriamento resultam diferentes produtos de diferentes tamanhos de agregados. Pode ser utilizada em bases de estradas, asfaltos e agregado para concreto. A principal utilização da escória granulada é a fabricação de cimento portland. 24

25 3. PRODUTOS 3.3 NATURAIS AREIAS As areias são classificadas com um agregado miúdo. Quanto ao tamanho de seus grãos, a areia pode ser subdivididas em faixas granulométricas, como as seguintes: 25

26 3. PRODUTOS 3.3 NATURAIS AREIAS A NBR 7211, que trata de agregados para concreto, classifica as areias em quatro faixas: muito fina, fina, média e grossa. Esta nomenclatura não deve ser confundida com a anteriormente citada, pois o critério de classificação da NBR 7211 é diferente. Segundo essa norma, as quatro faixas tem a mesa graduação 0,15/4,8 mm, porém a diferença consiste na porcentagem de tamanhos de grãos. 26

27 3. PRODUTOS 3.3 NATURAIS AREIAS Classificação da NBR

28 3. PRODUTOS 3.3 NATURAIS AREIAS Temorigemderios,cavasedebritagem Cavas são fundos de vales que são cobertos por uma capa de solo 28

29 3. PRODUTOS 3.3 NATURAIS CASCALHO O cascalho é um sedimento fluvial de rocha ígnea formado de grãos de diâmetro, em geral, superior a 5 mm, podendo chegar a 100 mm. Os grãos são de forma arredondada devido ao atrito causado pelo movimento das águas, onde se encontram. É conhecido também como pedregulho ou seixo rolado e apresenta grande resistência ao desgaste por já ter sido exposto a condições adversas em seu local de origem. 29

30 4. PROPRIEDADES FÍSICAS DOS CONDIÇÕES QUE O AGREGADO MIÚDO DEVE SATISFAZER Substâncias nocivas As impurezas contidas nos agregados, como a matéria orgânica, podem interferir química e fisicamente no uso que se faz deles. As principais consequências das impurezas presentes nos agregados são: - Interferência no processo de hidratação do cimento; - Interferência na aderência entre o agregado e a pasta de cimento. 30

31 4. PROPRIEDADES FÍSICAS DOS CONDIÇÕES QUE O AGREGADO MIÚDO DEVE SATISFAZER Substâncias nocivas Pois... Partículas de origem orgânica ou mineral podem dar origem a reações químicas expansivas com o cimento; Partículas com dimensões iguais ou inferiores às do cimento, interferem na estrutura do material hidratado, enfraquecendo-o. A presença de húmus interfere na pega e endurecimento do cimento, diminuindo a resistência inicial. 31

32 4. PROPRIEDADES FÍSICAS DOS CONDIÇÕES QUE O AGREGADO MIÚDO DEVE SATISFAZER Substâncias nocivas Impurezas constituída por sais sais minerais interferem principalmente na pega e na resistência do concreto e também dão origem a reações prejudiciais com o cimento ou com armaduras do concreto armado. Ex. chumbo, zinco, sulfatos, cloretos. 32

33 4. PROPRIEDADES FÍSICAS DOS CONDIÇÕES QUE O AGREGADO MIÚDO DEVE SATISFAZER Substâncias nocivas Matéria orgânica: retarda a pega e endurecimento; Sais minerais: altera a pega e o endurecimento; Material pulverento (os que passam na peneira 0,075 mm): aumenta consumo de água, diminui trabalhabilidade e resistência; Mácios e friáveis: diminui a resistência; Minerais reativos: produtos expansivos, degradação. 33

34 4. PROPRIEDADES FÍSICAS DOS CONDIÇÕES QUE O AGREGADO MIÚDO DEVE SATISFAZER Substâncias nocivas Desse modo, as quantidades de substâncias nocivas não devem ultrapassar os limites máximos em porcentagem de peso de material: Materiais Carbonosos (ASTM) 0,5% em concreto cuja aparência é importante; 1,0% Nos demais concretos 34

35 4. PROPRIEDADES FÍSICAS DOS CONDIÇÕES QUE O AGREGADO MIÚDO DEVE SATISFAZER Substâncias nocivas Torrões de Argila (NBR 7218) 3,0%, visto que interferem na resistência mecânica do concreto. Material Pulverulento (NBR 7218) 3.0% em concreto submetido a desgaste superficial; 5,0% nos demais concretos. 35

36 4. PROPRIEDADES FÍSICAS DOS CONDIÇÕES QUE O AGREGADO MIÚDO DEVE SATISFAZER GRANULOMETRIA É a distribuição dos diferentes tamanhos, do menor ao maior grão. É o principal fator que influencia a trabalhabilidade de uma mistura que por sua vez controla a segregação, o consumo de cimento, lançamento, acabamento, a resistência e a durabilidade do concreto. 36

37 4. PROPRIEDADES FÍSICAS DOS CONDIÇÕES QUE O AGREGADO MIÚDO DEVE SATISFAZER GRANULOMETRIA a) Porcentagem retida e a quantidade de material retido em cada peneira como %dopesodaamostra; b) Peso total da amostra e o peso do material lançado na peneira superior convenientemente seca ao ar. Quantidade mínima de 1kg (agregado miúdo); c) Porcentagem acumulada em cada peneira e igual a diferença de % que passa por essa peneira; d) O peneiramento é declarado completo quando após 1 minuto de peneiramento através de qualquer peneira, passar menos de 1% do peso total da amostra; e) Para o agregado miúdo utiliza-se peneiras com as seguintes aberturas 0,15; 0,3; 0,6; 1,2; 2,4; 4,8. 37

38 4. PROPRIEDADES FÍSICAS DOS CONDIÇÕES QUE O AGREGADO MIÚDO DEVE SATISFAZER GRANULOMETRIA Ensaio para segregação dos produtos e teste de granulometria 38

39 4. PROPRIEDADES FÍSICAS DOS CONDIÇÕES QUE O AGREGADO MIÚDO DEVE SATISFAZER MÓDULO DE FINURA Soma das porcentagens retidas acumuladas em massa de um agregado, nas peneiras da série normal, dividida por 100. O módulo de finura decresce à medida que o agregado vai se tornando mais fino. 39

40 4. PROPRIEDADES FÍSICAS DOS CONDIÇÕES QUE O AGREGADO MIÚDO DEVE SATISFAZER MÓDULO DE FINURA Influencia na definição da quantidade de água e, portanto, na quantidade de cimento. Quanto menor o módulo de finura, mais água será necessária e portanto mais cimento para manter o fator água/cimento preestabelecido. 40

41 4. PROPRIEDADES FÍSICAS DOS CONDIÇÕES QUE O AGREGADO MIÚDO DEVE SATISFAZER DIMENSÃO MÁXIMA CARACTERÍSTICA Grandeza associada a distribuição granulométrica do agregado, correspondente a abertura nominal, em milímetros, da malha da peneira da série normal ou intermediária, na qual o agregado apresenta uma porcentagem retida acumulada igual ou imediatamente inferior a 5% em massa. 41

42 4. PROPRIEDADES FÍSICAS DOS CONDIÇÕES QUE O AGREGADO MIÚDO DEVE SATISFAZER DIMENSÃO MÁXIMA CARACTERÍSTICA 42

43 4. PROPRIEDADES FÍSICAS DOS CONDIÇÕES QUE O AGREGADO MIÚDO DEVE SATISFAZER Limites granulométricos de agregados miúdo NBR

44 4. PROPRIEDADES FÍSICAS DOS MIÚDO 44

45 4. PROPRIEDADES FÍSICAS DOS MIÚDO UMIDADE E ABSORÇÃO Teor de umidade (h): Importante para a dosagem do concreto pois altera a relação água/cimento especificada; Acarreta o inchamento devendo ser feita a correção na dosagem em volume. 45

46 4. PROPRIEDADES FÍSICAS DOS MIÚDO UMIDADE E ABSORÇÃO Teor de umidade (h): De acordo com o teor de umidade, podemos considerar o agregado nos seguintes estados: Seco em estufa: toda a umidade, externa e interna, foi eliminada por um aquecimento a 100ºC. Seco ao ar: não apresenta umidade superficial, tendo umidade interna sem saturação. Saturado, superfície seca: a superfície não apresenta água livre, mas os vazios permeáveis das partículas de agregados estão cheios dela. Saturado: apresenta agua livre na superfície. 46

47 4. PROPRIEDADES FÍSICAS DOS MIÚDO 47

48 4. PROPRIEDADES FÍSICAS DOS MIÚDO UMIDADE E ABSORÇÃO Absorção: A absorção de água e devida aos poros existentes no material dos grãos. E o teor de umidade no estado saturado (poros), superfície seca. E muito baixa podendo alcançar no máximo 2%. Maneiras para determinação da Umidade: a) Secagem em estufa 105 C a 110 C; b) Secagem por aquecimento ao fogo; c) Frasco de Chapman (NBR 9976); d) Medida Indireta pela Massa Unitária; e) Aparelhos especiais. 48

49 4. PROPRIEDADES FÍSICAS DOS MIÚDO Inchamento da Areia E o aumento do volume que sofre a areia seca ao absorver água. A água presente entre os grãos de agregado provoca o afastamento entre eles, o que resulta no inchamento do conjunto. O inchamento depende da granulometria e do teor de umidade, sendo maior para areias finas que apresentam maior superfície especifica (inchamento máxima geralmente acorre entre 4 e 6% de umidade). 49

50 4. PROPRIEDADES FÍSICAS DOS MIÚDO Umidade Critica Teor de umidade acima do qual o inchamento permanece praticamente constante. Coeficiente de vazio (Cv) É o número que, multiplicado pelo volume total do agregado dá o volume de vazios nesse agregado. Quanto maior o coeficiente de vazios maior o consumo de pasta para ligar os agregados. Para uma argamassa a redução no consumo de pasta será máxima se a granulometria do agregado for tal que os vazios entre os grãos maiores sejam preenchidos por grãos menores sucessivamente, cabendo a pasta apenas a envolvê-los e ligá-los. 50

51 4. PROPRIEDADES FÍSICAS DOS GRAÚDO SUBSTÂNCIAS NOCIVAS LIMITES MÁXIMOS Torrões de Argila e Partículas Friáveis (NBR 7218) Em concreto cuja aparência e importante 1,0% Em concreto submetido a desgaste superficial 2,0% Nos demais concretos 3,0% Material Pulverulento (NBR 7219) 1,0% Materiais Carbonosos ASTM Em concreto cuja aparencia e importante 0,5% Nos demais concretos 1,0% 51

52 4. PROPRIEDADES FÍSICAS DOS GRAÚDO RESISTÊNCIA A ABRASÃO - ABRASÃO LOS ANGELES Ao desgaste superficial dos grãos de agregados quando sofrem atrição. A resistência a abrasão mede a capacidade que tem um agregado de não se alterar quando manuseado. A resistência a abrasão é medida na maquina Los Angeles que e um cilindro oco, dentro do qual a amostra de agregado é colocada juntamente com bolas de ferro fundido. Gira-se o cilindro, a fim de promover a atrição, e a seguir a amostra é peneirada na peneira 1,7 mm, o peso do material que passa, expresso em % do peso inicial e a Abrasão Los Angeles. NBR 6465 : devera ser inferior a 50% em peso, do material. 52

53 4. PROPRIEDADES FÍSICAS DOS GRAÚDO 53

57 5. RELAÇÃO DOS COM O CONCRETO E ARGAMASSAS Concretos preparados com areias mais finas requerem maior quantidade de água devido a maior área específica. Exigem cerca de 20% a mais de água de amassamento do que os preparado com agregados naturais (esféricos e liso) sendo os grãos lamelares os mais prejudiciais. Entretanto concretos com agregados de britagem tem maior resistência ao desgaste e a tração, devido a aderência dos grãos a argamassa. 57

58 5. RELAÇÃO DOS COM O CONCRETO E ARGAMASSAS Propriedades do concreto ligadas aos agregados 1) Resistência a Compressão Depende da relação água cimento (A/C) e esse por sua vez depende da distribuição granulométrica; 2) Trabalhabilidade A forma dos grãos e a característica que mais afeta a trabalhabilidade de um concreto se mantida inalterada as variáveis do traço (relação A/C proporções de cimento areia e brita). Agregados muito finos depende de mais água para conseguir trabalhabilidade necessária ao tipo de concreto desejado. 58

59 5. RELAÇÃO DOS COM O CONCRETO E ARGAMASSAS 59

60 5. RELAÇÃO DOS COM O CONCRETO E ARGAMASSAS ESCOLHA DA DIMENSÃO DO AGREGADO GRAÚDO PARA CONCRETO Função da dimensão da peca a ser concretada e da armadura da seção transversal. Deve-se usar o maior tamanho possível do agregado, sendo que esse não deve ser maior que: 1/4 da menor dimensão da peça em planta; 1/3 da espessura, para lajes; 0,8 x espaçamento horizontal entre as armaduras; 1/3 do diâmetro da tubulação (para concreto bombeado). 60