Universidade Federal de Alagoas Campus do Sertão Eixo de Tecnologia Ciência e Tecnologia dos Materiais Aula 12 Agregados Prof. Alexandre Nascimento de Lima Delmiro Gouveia, novembro de 2017.
Introdução Agregados: fragmentos de rochas (popular pedras e areias ). De tamanhos e propriedades variadas, incluem blocos, pedras, pedregulhos, cascalhos, seixos, britas, pedriscos, areias, etc. A faixa de tamanho desses fragmentos é bastante ampla, desde blocos de dezenas de centímetros (ex.: enrocamentos), até partículas milimétricas (ex.: areia para concreto). Há muitas classificações para os agregados, dependendo de sua aplicação específica. Uma propriedade que é relevante para uma utilização pode não ser para uma outra utilização.
Rochas Propriedades físico-químicas vem da rocha mãe. Ígneas (magmáticas): formadas por consolidação do magma por resfriamento. Quanto menor é a profundidade de resfriamento, melhor é a rocha (exs.: basalto e granito); Sedimentares: formadas por deposição, precipitação ou decomposição e consolidação sob pressões adequadas (exs.: arenito e calcário); Metamórficas: formadas a partir de outras, submetidas a elevadas temperaturas e pressões no interior da terra. Propriedades dependem da rocha original e do grau de intemperismo (exs.: ardósia e mármore).
Rochas Fragmentos de rochas: são pedaços de rocha intacta, provenientes da degradação natural devida aos agentes de intemperismo, ou da degradação artificial por um processo mecânico qualquer. Esses fragmentos recebem denominações específicas de acordo com suas dimensões representativas (frações granulométricas). Os limites superiores/inferiores variam conforme a origem e outros critérios, que dependem da organização tecnológica e normativa de cada país (ABNT, DNIT, ASTM).
Rochas
Rochas
Classificação Os agregados classificam-se: 1. Segundo a origem: Naturais: os que já se encontram em forma particulada na natureza (exs: areia e cascalho); Industrializados: os que têm sua composição particulada obtida por processos industriais (ex.: brita). 2. Segundo as dimensões das partículas: Miúdo: as areias; Graúdo: os cascalhos, seixos e britas.
Classificação 3. Segundo o peso específico aparente: Conforme a densidade do material que constitui as partículas, os agregados são classificados em leves, médios e pesados. Leves Médios Pesados vermiculita 0,3 calcário 1,4 barita 2,9 argila expandida 0,8 arenito 1,45 hematita 3,2 escória granulada 1,0 cascalho 1,6 magnetita 3,3 granito 1,5 areia 1,5 basalto 1,5 escória 1,7
Definições A NBR 9935:05 define agregado como o material com propriedades adequadas, natural ou artificial, de dimensão nominal máxima inferior a 100 mm e de dimensão nominal mínima igual ou superior a 75 μm. Para a NBR 7211:09, agregados miúdos são fragmentos entre 150 μm e 4,75 mm, enquanto que agregados graúdos se referem a grãos com dimensões entre 4,75 mm e 75 mm. Em algumas publicações do meio rodoviário, a distinção entre agregado graúdo e miúdo é limitado pela dimensão da peneira 2,0 mm.
Agregado graúdo
Agregado graúdo
Agregado miúdo
Agregado miúdo
Propriedades O conhecimento das características dos agregados é fundamental para dosagem de concreto e imprescindível para os materiais e misturas granulares para camadas de bases de pavimentos e lastros de ferrovias. As características do agregado dependem da microestrutura da rocha matriz bem como de sua exposição prévia e das condicionantes do processo de fabricação (uso de explosivos, tipos de britadores, etc).
Propriedades 1. Umidade e absorção: umidade é definida como relação percentual entre a massa de água contida em uma amostra e a massa da amostra totalmente seca em estufa. w m m a s 100 Quanto à condição de umidade, uma amostra pode se encontrar em 4 situações diferentes: a) condição ambiente ou seca ao ar; b) condição saturada com superfície úmida; c) condição saturada com superfície seca e e) condição completamente seca.
Propriedades
Propriedades Absorção é uma medida de umidade para a amostra com a partículas na condição saturada com superfície seca. a m sss m m s s 100 Absorção de água está diretamente relacionada com a quantidade da porosidade aparente dos grãos sólidos. Os valores da absorção das rochas ígneas e metamórficas geralmente são inferiores a 0,5 % e raramente excedem 1 %. Rochas sedimentares têm maior capacidade de absorção, alguns chegando facilmente a até 10 %.
Propriedades 2. Massa específica: pode-se definir massa específica para o material em diversas condições, tomando a massa correspondente. A massa do agregado deve ser tomada em estado completamente seco. O volume ocupado pelo material pode ser o volume real (V r ), descontando todos os vazios permeáveis (nos grãos e entre grãos), ou o volume aparente (V a ), o qual inclui os vazios permeáveis. OBS.: há também a ms ms massa específica em r ; a Vr Va estado compactado seco.
Propriedades 3. Resistência a esforços mecânicos: os agregados são sujeitos a esforços de tração, compressão, flexão, impacto e abrasão, transmitidos pelos carregamentos externos atuantes na estrutura na qual foram utilizados. Os agregados devem resistir principalmente aos esforços de abrasão que estão sujeitos. O ensaio mais utilizado no Brasil para verificar esta resistência é o de Abrasão Los Angeles. Quanto menor o valor do desgaste, melhor é o material. M i M f LA 100 M i
Propriedades 4. Forma dos grãos e textura superficial: se refere à sua geometria tridimensional. Como é difícil representar corpos tridimensionais irregulares, é mais conveniente definir certas características geométricas desses corpos, tais como alongamento, achatamento, cubicidade, esfericidade, etc.
Propriedades 5. Impurezas: deve-se averiguar a presença de compostos nocivos em agregados. Impurezas orgânicas húmicas refere-se àquela advinda de material orgânico presente (areia). Torrões de argilas e partículas friáveis são materiais misturados aos agregados que podem prejudicar o desempenho do produto final. Material pulverulanto tem dimensões inferiores a 75 μm. Partículas reativas são as presentes nos agregados que reagem com a pasta de cimento, causando reações álcali-agregado, álcalicarbonato e despassivação (sais).
Aplicações 1. Concreto de cimento: utiliza-se normalmente areias média a grossa e brita 1 e 2. Em concretos especiais, recomenda-se utilizar outras graduações: brita 0 (auto-adensável) e brita 4 e rachão (massa ou ciclópico). 2. Concreto asfáltico: os agregados devem satisfazer uma peculiar forma granulométrica. 3. Argamassa: pode-se usar areias de várias granulometrias e pó de brita, para assentamento de tijolos e blocos e revestimento de paredes e tetos. 4. Pavimento rodoviário: são utilizados várias graduações para o preenchimento das bases.
Aplicações
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Aplicações 5. Lastro de ferrovias: praticamente brita 3. 6. Enrocamentos: bica corrida (produzida sob pedido) ou blocos. 7. Aterros: graduação que dê alto índice de suporte. 8. Correção de solos: pó de pedra para correção de solos de plasticidade alta. 9. Filtros: devido à grande permeabilidade, usados para interceptar o fluxo de águas limpas e sujas. 10. Regularização de bases de pisos e assentamento de paralelepípedos.
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FIM alexandre.lima@ctec.ufal.br http://sites.google.com/site/materiaiscampusdosertao