Assunto: Agregados Prof. Ederaldo Azevedo Aula 3 e-mail: ederaldoazevedo@yahoo.com.br

Agregado é um material granular, inerte, com dimensões e propriedades adequadas para uso na construção civil. MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 1. Introdução: Tendo em vista cerca de ¾ do volume do concreto serem ocupados pelos agregados, a qualidade destes tem importância básica na obtenção de um bom concreto, exercendo nítida influência não apenas na resistência mecânica do produto acabado como, também, em sua durabilidade e no desempenho estrutural. 2. Conceito:

MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 3. Classificação dos agregados: Os agregados podem ser classificados quanto: à origem; às dimensões das partículas e; à massa unitária(peso específico). a) Quanto à origem, eles podem ser: naturais já são encontrados na natureza sob a forma definitiva de utilização: areia de rios, seixos rolados, cascalhos, pedregulhos etc.

MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 3. Classificação dos agregados: a) Quanto à origem, eles podem ser: artificiais são obtidos pelo britamento de rochas. Ex.: pedrisco, pedra britada(brita) etc. industrializados aqueles que são obtidos por processos industriais. Ex.: argila expandida, escória britada, escória de alto-forno. Nota: o termo artificial indica o modo de obtenção e não se relaciona com o material em si.

MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 3. Classificação dos agregados: b) Quanto as dimensões das partículas, eles podem ser: Agregado Miúdo areia de origem natural ou resultante do britamento de rochas estáveis, ou a mistura de ambas, cujos grãos passam pela peneira ABNT de 4,8 mm (peneira de malha quadrada com abertura nominal de x mm, neste caso 4,8 mm) e ficam retidos na peneira ABNT 0,075 mm. Ex.: As areias.

MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 3. Classificação dos agregados: b) Quanto as dimensões das partículas, eles podem ser: Agregado Graúdo o agregado graúdo é o pedregulho natural, ou a pedra britada proveniente do britamento de rochas estáveis, ou a mistura de ambos, cujos grãos passam pela peneira ABNT 152 mm e ficam retidos na peneira ABNT 4,8 mm. Ex.: Os cascalhos, seixo rolado, britas

MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 3. Classificação dos agregados: c) Quanto à massa unitária/peso específico: Pode-se classificar os agregados em leves, médios e pesados. Leves: P.E. < 2,0 t/m3; Médios: 2,0 P.E. 3,0 t/m3 Pesados: P.E. > 3,0 t/m3 PE : peso específico aparente.

MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 3. Classificação dos agregados: c) Quanto à massa unitária/peso específico: Leves P.E (t/m³) vermiculita 0,3 Argila expandida Escória granulada 0,8 1,0 Médios P.E (t/m³) calcário 1,4 arenito 1,45 cascalho 1,6 granito 1,5 areia 1,5 basalto 1,5 escória 1,7 Pesados P.E (t/m³) barita 2,9 hematita 3.2 magnetita 3.3 Tabelas 1- Peso específico médio

MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 3. Classificação dos agregados: c) Quanto à massa unitária/peso específico: Obs.: O peso específico dos materiais variam de acordo com a classificação granulométrica. Por exemplo: areias com 40% de finos, 10% de médios, 50% de grossos terá um peso específico em média de 14,5 KN/m³ ou 1450 Kg/m³ ou 1,45 t/m³

MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 3. Classificação dos agregados: Fig. 2 agregado miúdo(areia) Fig. 1 agregado graúdo(seixo rolado)

MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 3. Classificação dos agregados: Fig. 4 Seixo vermelho Fig. 3 Brita

MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 3. Classificação dos agregados: Fig. 6 Dolomita Branca Fig. 5 Brita e Pedra

MATERIAS DE CONTSRUÇÃO 3. 1. Características das rochas de origem: Atividade: o agregado pela própria definição, deve ser um elemento inerte, ou seja: não deve conter constituintes que reajam com o cimento fresco ou endurecido. não deve sofrer variações de volume com a umidade. não deve conter incompatibilidade térmica entre seus grãos e a pasta endurecida.

MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 3. Classificação dos agregados: 3.2. Resistência Mecânica dos agregados: a) À compressão: A resistência varia conforme o esforço de compressão se exerça paralela ou perpendicularmente ao veio da pedra; Na resistência à compressão, estes materiais(agregados) não apresentam qualquer restrição ao seu emprego no preparo de concreto normal, pois tem resistência muito superior às máximas dos concretos.

MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 3. Classificação dos agregados: 3.2. Resistência Mecânica dos agregados: b) Ao desgaste: Só a pasta (cimento e água) não resiste ao desgaste; Quem confere esta propriedade(resistência ao desgaste) aos concretos é o agregado; Ao desgaste superficial( na superfície) dos grãos de agregado quando sofrem atrição (atrito), dá-se o nome de abrasão(desgaste por abrasão);

Em algumas aplicações do concreto, a resistência à abrasão é característica muito importante, como por exemplo: Em pistas de aeroportos e pistas rodoviárias, pois o concreto sofre grande atrição. MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 3. Classificação dos agregados: 3.2. Resistência Mecânica dos agregados: b) Ao desgaste: A resistência à abrasão mede, a capacidade que tem o agregado de não se alterar quando manuseado através de atrição(atrito), (carregamento, basculamento, estocagem);

O cilindro é girado durante um tempo determinado, sofrendo o agregado atrição e também um certo choque causado pelas esferas de ferro. Retirada do cilindro, a amostra é peneirada na peneira de 1,7mm; o peso do material que passa, expresso em porcentagem do peso inicial, é a Abrasão Los Angeles. MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 3. Classificação dos agregados: 3.2. Resistência Mecânica dos agregados: b) Ao desgaste: A resistência à abrasão é medida na máquina Los Angeles, que consta, em essência, de um cilindro oco, de eixo horizontal, dentro do qual a amostra de agregado é colocada juntamente com esferas de ferro fundido;

MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 3. Classificação dos agregados: Fig. 7 Máquinas para Ensaio Los Angeles

É de 15% a perda máxima admissível para agregados miúdos e de 18% para agregados graúdos, quando for usada uma solução de sulfato de magnésio. MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 3. Classificação dos agregados: 3.3. Durabilidade: O agregado deve apresentar uma boa resistência ao ataque de elementos agressivos. O ensaio que mede o grau de durabilidade consiste em submeter o agregado à ação de uma solução de sulfato de sódio ou magnésio, determinando-se a perda de peso após 5 ciclos de imersão por 20 horas, seguidas de 4 horas de secagem em estufa a 105 C.

MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 4. Agregados Naturais: a) Areia natural: È considerada como material de construção; Areia é o agregado miúdo; Pode originar-se das seguintes formas: de rios; de cavas; de praias e dunas; de britagem e; de escória;

MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 4. Agregados Naturais: a) Areia natural: 1) Areia de Rio: são depósitos sedimentares que se formam nos leitos de alguns rios. A extração se faz através de dragas de sucção que bombeia água, contendo 5 10 % de areia, para lagoa de decantação, de onde o material é retirado e classificado(areia até 4,8mm). 2) Areia de Cava: são depósitos aluvionares em fundos de vales cobertos por capa de solo. São as vezes muito profundos.

MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 4. Agregados Naturais: 1) Areia de Rio: fig. 8 extração de areia de rio

MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 4. Agregados Naturais: 2) Areia de Cava: A areia é extraída ou por escavação mecânica ou por desmonte hidráulico, que é o caso mais comum. Ex.: A areia consumida na construção civil do Amapá são oriundas de jazidas de Cava, extraído através de escavação mecânica. 3) Areia de britagem: é a areia obtida da brita, através do processo de classificação a seco nas pedreiras.

MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 4. Agregados Naturais: 2) Areia de Cava: Fig. 9 extração de areia de cava

5) Areia de praias e dunas: são as areias das praias marítimas. As areias das praias não são usadas, para o preparo de concreto por causa de sua grande finura e teor de cloreto de sódio. O mesmo ocorre com as areias de dunas próximas do litoral. MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 4. Agregados Naturais: 4) Areia de Escória: é a areia extraída da escória de alto forno na produção do ferro gusa, gerado através do resfriamento brusco por jato de água, fragmentando em grãos inferiores a 12,7mm. Após a classificação obtêm-se a areia de escória.

MATERIAS DE CONSTRUÇÃO 4. Agregados Naturais: 4) Areia de Escória: Fig. 10 Escória de alto forno

Fina Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP 4. Agregados Naturais: a) Areia natural: Classificação granulométrica Média Grossa AREIA Tabela 1 Classificação das areias geral GRANULOMETRIA 0,15/0,6 mm 0,6/2,4 mm 2,4/4,8 mm

4. Agregados Naturais: a) Areia natural: Utilizações da areia natural: Preparo de argamassas; Concreto betuminoso: juntamente com o fíler(pó de pedra), a areia entra na dosagem dos inertes do concreto betuminoso e tem a importante propriedade de impedir o amolecimento do concreto betuminoso dos pavimentos de ruas nos dias de intenso calor); Concreto de cimento(comum): constitui o agregado miúdo dos concretos;

4. Agregados Naturais: a) Areia natural: Utilizações da areia natural: Pavimentos rodoviários: constitui o material de correção do solo; Filtros : devido a sua grande permeabilidade, a areia é utilizada para a construção de filtros, destinados a interceptar o fluxo de água de infiltração em barragens de terra e em muros de arrimo.

4. Agregados Naturais: b) Seixo Rolado ou Cascalho: Também denominado de pedregulho; é um sedimento fluvial (rios de água doce) de rocha ígnea, inconsolidado, formado de grãos de diâmetro superior a 5 mm, podendo os grãos maiores alcançar diâmetros até superiores a cerca de 100 mm. O seixo também pode ser de origem litorânea marítima.

4. Agregados Naturais: b) Seixo Rolado ou Cascalho: Os grãos são de forma arredondada devido a atrição causada pela movimentação da água dos rios ou do mar, por isso serem chamados de seixo rolado; Em função das arestas vivas serem eliminadas em sua formação o seixo apresenta grande resistência ao desgaste ao ser manuseado(carga e descarga). Concretos que tem seixo como agregado graúdo apresenta, em igualdade de condições de traço, maior trabalhabilidade do que os preparados com brita.

5. Agregados Artificiais: c) Pedra Britada ou Brita: É o agregado graúdo obtido a partir de rochas compactas que ocorrem em jazidas, pelo processo industrial da cominuição (fragmentação) controlada da rocha maciça. Concreto fabricado com seixo é menos resistente do que aquele fabricado com brita; A brita deve ser limpo, ou seja, lavado antes de ser fornecido(retirar areia extraída junto) e deve ser de granulação diversa, já que o ideal é que os miúdos ocupem os vãos entre os graúdos.

5. Agregados Artificiais: a) Pedra Britada ou Brita:

5. Agregados Artificiais: a) Pedra Britada ou Brita: Uso da Brita ou Pedra Britada 1) Concreto de Cimento: O preparo de concreto é o principal campo de consumo da pedra britada; São empregados principalmente a brita 0 (pedrisco), a brita 1 e a brita 2; É utilizado também o pó de pedra(fíler). A tecnologia do concreto evoluiu, de modo que o pó de pedra é usado em grande escala, apesar de ter ele distribuição granulométrica não coincidente com a do agregado miúdo padronizado para

3) Argamassas: Em certas argamassas de enchimento, de traço mais apurado, podem ser usados a areia de brita e o pó de pedra. Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP 5. Agregados Artificiais: a) Pedra Britada ou Brita: Uso da Brita ou Pedra Britada 2) Concreto Asfáltico: O agregado para concreto asfáltico é necessariamente pré-dosado, misturando-se diversos agregados comerciais. São usados: fíler (pó de pedra), areias, Britas 1, 2 e 3.

5. Agregados Artificiais: a) Pedra Britada ou Brita: Uso da Brita ou Pedra Britada 4) Lastro de estradas de ferro: este lastro está padronizado pela NBR 5564, e consta praticamente da brita 3. 5) Aterros: podem ser feitos com restolho*, obtendo-se mais facilmente, alto índice de suporte do que quando se usam solos argilosos.

5. Agregados Artificiais: a) Pedra Britada ou Brita: Uso da Brita ou Pedra Britada 6) Correção de solos: usa-se o pó de pedra para correção de solos de plasticidade alta. * Restolho: material granular, de grãos em geral que se partem com facilidade. Pode conter uma parcela de solo.

5. Agregados Artificiais: b) Areia de brita ou areia artificial: È o agregado obtido dos finos resultantes da produção da brita, dos quais se retira a fração inferior a 0,15 mm. Sua graduação é 0,15 /4,8mm. c) Fíler: É o agregado de graduação 0,005/0,075mm. Seus grãos são da mesma ordem de grandeza dos grãos de cimento e passam na peneira 200 (0,075 mm). É chamado de pó de pedra.

5. Agregados Artificiais: c) Fíler: O fíler é utilizado nos seguintes serviços: na preparação de concretos, para preencher vazios; na adição a cimentos; na preparação da argamassa betuminosa; como espessante de asfaltos fluidos.

6. Agregados Industrializados: 6.1) Agregados Leves: a) Argila expandida: A argila é um material muito fino, constituído de grãos lamelares de dimensões inferiores a dois micrômetros, formada, em proporções muito variáveis, de silicato de alumínio e óxidos de silício, ferro, magnésio e outros elementos. ARGILA= Silicato de Alumínio+Óxidos de Silício+Ferro+Magnésio Para se prestar para a produção de argila expandida, precisa apresentar formação de gases quando aquecida a altas temperaturas (acima de 1000 ºC), por isso nem todas as argilas possuem essa propriedade.

6. Agregados Industrializados: 6.1) Agregados Leves: a) Argila expandida: fig. 8 argila expandida

6. Agregados Industrializados: 6.1) Agregados Leves: a) Argila expandida: O uso da Argila expandida: É utilizado como agregado leve para concreto, seja concreto de enchimento, seja concreto estrutural ou pré-moldados com resistência de até fck =30MPa; O concreto de argila expandida, além da baixa densidade de 1,0 a 1,8 t/m³ apresenta muito baixa condutividade térmica, cerca de 1/15 do concreto com brita.

6. Agregados Industrializados: 6.1) Agregados Leves: a) Argila expandida: O uso da Argila expandida: Elementos pré-moldados usando argila expandida são utilizados como isolantes térmicos ou acústicos, são auxiliados pela baixa densidade do material, que pode variar de 1,0 a 1,8 t/m³, contra 2,5 t/m³ do concreto de brita.

6. Agregados Industrializados: 6.1) Agregados Leves: a) Argila expandida: O uso da Argila expandida:

6. Agregados Industrializados: 6.1) Agregados Leves: b) Escória de Alto Forno: É um resíduo resultante da produção de ferro gusa em altos-fornos, constituído basicamente de compostos oxigenados de ferro, silício e alumínio.

6. Agregados Industrializados: 6.1) Agregados Leves: b) Escória de Alto Forno: Quando recebe um jato de vapor, a escória é resfriada com jatos de água fria, produzindo-se, a escória expandida, de que resulta em agregado graúdo de 12,5/32mm. Quando é imediatamente resfriada em água fria, resulta a escória granulada, que obtem um agregado miúdo de graduação 0,15/4,8mm.

6. Agregados Industrializados: 6.1) Agregados Leves: b) Escória de Alto Forno: Uso da Escória: A escória granulada é usada na fabricação do Cimento Portland de alto-forno. A escória expandida usa-se como agregado graúdo no preparo de concreto leve em peças isolantes térmicas e acústicas, e também em concreto estrutural, com resistência a 28 dias da ordem de fck= 8 á 20 MPa e densidade de 1,4 t/m³(concreto leve).

6. Agregados Industrializados: 6.2) Agregados Pesados: a) Hematita: A hematita britada constitui os agregados miúdo e graúdo que são usados no preparo do concreto de alta densidade (dito concreto pesado ). Destinado à absorção de radiações em usinas nucleares (escudos biológicos ou blindagens) pois o grau de absorção cresce com o aumento da densidade do concreto. Possui peso específico de 3,2 t/m³.

6. Agregados Industrializados: 6.2) Agregados Pesados: a) Hematita: fig. 9 Agregado de hematita

6. Agregados Industrializados: 6.2) Agregados Pesados: b) Barita: Pela sua alta densidade, a barita também é usada no preparo de concretos densos. Possui peso específico de 2,9 t/m³

6. Agregados Industrializados: 6.2) Agregados Pesados: a) Barita: fig. 10 Agregado de Barita

7. Propriedades Físicas dos Agregados a) Massa Específica aparente(massa unitária)(ϒa): É a relação entre a massa de um certo volume total de agregados e este volume. ϒa= m/v; Onde: ϒa=massa específica aparente; m=massa da amostra; v=volume do recipiente.

7. Propriedades Físicas dos Agregados a) Massa Específica aparente(massa unitária)(ϒa): Por exemplo: um metro cúbico(1m³) de granito britado tem a massa de 2.698 quilogramas em média; logo sua massa específica aparente é 2.698 kg/m³. Questões: 1) Qual a massa unitária de 0,50 m³ de pedra britada que tem como massa de 2300 Kg. 2) Um agregado de massa unitária 2.350Kg/m³ pesa quanto?

7. Propriedades Físicas dos Agregados a) Massa Específica aparente(massa unitária) (ϒa): Em termos médios, os agregados apresentam massa específica aparente da seguinte ordem: areia fina =1520 kg/m3; areia média =1500 kg/m3; areia grossa =1480 kg/m3; brita 1 =1450 kg/m3; brita 2 =1420= kg/m3; brita 3 =1400= kg/m3; seixo rolado =1500 kg/m3. Obs.: a massa unitária aproximada dos agregados comumente usados em concreto normal varia de 1.300 a 1.750 kg/m3

Procedendo desta maneira, o agregado adquire a compacidade denominada de estado solto. 7. Propriedades Físicas dos Agregados a) Massa Específica aparente(massa unitária) (ϒa): Processo de Aferição em laboratório: O valor da massa aparente de um agregado pode variar, dependendo do grau de adensamento e da compacidade; Assim, segundo a NBR 7251 a massa especifica aparente é determinada preenchendo-se com agregado, até as bordas, um recipiente de dimensões conhecidas, deixando cair de altura de não mais de 10 cm.

ϒa= (23,784 2,200)/0,008= 2.698 kg/m³. (britas de granito da Serra da Cantareira 7. Propriedades Físicas dos Agregados a) Massa Específica aparente(massa unitária) (ϒa): Processo de Aferição em laboratório: Em seguida determina-se por pesagem as massas do recipiente vazio e cheio de agregado. O valor da diferença de massas(kg), dividido pelo volume do recipiente(m³), é a massa específica aparente do agregado. Por exemplo: recipiente vazio: 2,200kg; cheio 23,784kg e volume 0,008 m³ (8 litros), logo: ϒa= m/v

7. Propriedades Físicas dos Agregados a) Massa Específica aparente(massa unitária) (ϒa): Processo de Aferição em laboratório: No caso dos agregados miúdos(areia), a massa específica aparente varia com o teor de umidade. A massa específica aparente também é determinado para agregados adensados, conforme NBR 7810. O ensaio é o mesmo já descrito, com a diferença do modo de enchimento do recipiente. Para enchê-los, espalham-se camadas de espessura de cerca de 1/3 da altura do recipiente, apiloando cada uma com um soquete manual.

7. Propriedades Físicas dos Agregados b) Massa Específica real: É a relação entre a massa e o volume de cheios, isto é, o volume de grãos do agregado, excluindo-se os poros permeáveis e os vazios entre os grãos. Para muitas rochas comumente utilizadas, a massa específica real varia entre 2600 e 2700 kg/m3. ϒr= m/vc; Onde: ϒr=massa específica real; m=massa da amostra; v=volume cheios.

7. Propriedades Físicas dos Agregados c) Compacidade (c): É a relação entre o volume total ocupado pelos grãos e o volume total do agregado. c = Vg/Va; Onde: c= compacidade; Vg=volume ocupado pelos grãos; Va=volume total dos agregados

7. Propriedades Físicas dos Agregados d) Porosidade (p): É a relação entre o volume dos vazios existentes e o volume do agregado. p= Vv/Va Onde: p= porosidade; Vv=volume de vazios; Va=volume total dos grãos.

7. Propriedades Físicas dos Agregados d) Porosidade (indice de vazios) (p): Tomando um granito como exemplo, 1 m³ de pedra britada contém grãos cujos volumes somados podem ser, por exemplo: Vg= 0,575m³, sobrando Vv= 0,425m³ para os vazios.

7. Propriedades Físicas dos Agregados d) Porosidade (indice de vazios) Agregado miúdo Agregado graúdo

7. Propriedades Físicas dos Agregados d) Porosidade ou índice de Vazios: No caso dos agregados miúdos o espaço intergranular é menor que nos agregados graúdos, porém a quantidade destes espaços vazios é bastante superior; Por isso podemos dizer que os totais de espaços vazios nos agregados miúdos e graúdos independem do tamanho máximo dos grãos; A mistura de agregados miúdos e graúdos, apresentará sempre, um menor volume de vazios.

7. Propriedades Físicas dos Agregados e) Finura : Quando um agregado tem seus grãos de menor diâmetro que um outro, diz-se que ele tem maior finura. f) Área específica: É a soma das áreas das superfícies de todos os grãos contidos na unidade de massa do agregado. Admite-se para área da superfície de um grão, a área da superfície de uma esfera de igual diâmetro; O grão real tem, contudo, superfície de área maior que a esfera.

7. Propriedades Físicas dos Agregados f) Área específica: A forma dos grãos de brita é irregular e sua superfície extremamente rugosa; Para a mesma granulometria, os agregados com grãos mais regulares têm menor superfície específica.