Aula 6 Materiais de Construção - AGREGADOS

UNIVERSIDA ESTADUAL DA PARAÍBAUNIVERSIDA ESTADUAL DA PARAÍBACENTRO DE CIÊNCIAS, TECNOLOGIA E SAÚDE (CCTS)CENTRO DE CIÊNCIAS, TECNOLOGIA E SAÚDE (CCTS)

CURSO: ENGENHARIA CIVILCURSO: ENGENHARIA CIVIL

AGREGADOSAGREGADOS

DANIEL BARACUY DA CUNHA CAMPOSDANIEL BARACUY DA CUNHA CAMPOS

DefiniçãoDefinição• Agregado é o material particulado, incoesivo, de

atividade química praticamente nula, constituído de misturas de partículas cobrindo extensa gama de

tamanhos.

ClassificaçãoClassificação• Os agregados classificam-se segundo a origem, dimensões das partículas e o peso específico aparente;

1)Segundo a Origem:•Naturais: Encontram-se em forma particulada na natureza: areia e cascalho;

•Industrializados: Apresentam composição particulada obtida por processos industriais

ClassificaçãoClassificação2) Segundo as Dimensões da partículas:•Miudo: Areias ø máximo < 4,8mmGraúdo: Os cascalhos e as britas ø máximo > 4,8mm

ClassificaçãoClassificação3) Segundo o Peso Específico Aparente: Leves, Médios e Pesados

Leves Normais Pesados

Vermiculita Areia Minérios de ferro

Argila expandida Seixo rolado Minérios de bário

Poliestireno expandido

Pedra britada Sucata metálica

Função do AgregadoFunção do Agregado• Argamassa e Concreto: Resistir aos Esforços Mecânicos,

Intemperismos, desgaste, reduzir custos, etc;

• Funções Econômicas: Redução de Custos

• Minimiza a retração, aumenta a resistência química, aumenta à resistência a abrasão.

Agregados + - R$ 30,00/m3Cimento + - R$ 130,00/m3

Função do AgregadoFunção do Agregado

Produtos IndustrializadosProdutos Industrializados• Brita: Agregado obtido a partir de rochas compactas que

ocorrem em depósitos geológicos – Jazidas – Processo de Cominuição;

• Pedra Britada: Brita produzida em 5 graduações: Pedrisco, pedra1, pedra 2, pedra 3 e pedra 4;

• Pó de Pedra: Material mais fino que o pedrisco; graduação 0/4,8

• Areia de Brita: Agregado obtido dos finos resultantes da produção de brita; graduação 0,15/4,8

Produtos IndustrializadosProdutos Industrializados• Fíler: Agregado de graduação 0,005/0,075. Grãos da ordem de grandeza

dos grãos de cimento;

• Bica Corrida: Material Britado no estado em que se encontra a saída do britador – Britador Primário 0/300, Britador Secundário 0/76;

• Rachão: Agregado constituído do material que passa no britador primário e é retido na peneira de 76mm;

• Restolho: Material granular, de grãos em geral friáveis;

• Blocos: Fragmentos de rocha de dimensões acima de metro – Abastece o britador primário

Matéria-PrimaMatéria-Prima• Várias são as rochas aptas a serem exploradas para a produção

de agregados industrializados.

• Granito: Rocha plutônica ácida, granular macroscópica, cristais de 1 a 5 mm.

Densidade: 2,7Taxa de Ruptura sob compressão: 90MpaFlexão: 30MpaTração: 10 MpaMódulo de Elasticidade: 34000MPaCoeficiente de Poisson: 0,28

Matéria-PrimaMatéria-Prima• Basalto: Rocha Vulcânica básica de cor cinza escura

• Gnaisse: Rocha metamórfica, granular macroscópica

Densidade: 2,9Taxa de Ruptura sob compressão: 140-180MpaFlexão: 33-80MpaTração: 15 MpaMódulo de Elasticidade: 34000-80000MPaCoeficiente de Poisson: 0,28

Densidade: 2,8Taxa de Ruptura sob compressão: 90-110MpaMódulo de Elasticidade: 46000-66000MPaCoeficiente de Poisson: 0,23

Matéria-PrimaMatéria-Prima• Calcário: Rocha Sedimentar constituída de mais de 50% de

carbonato de sódio. Dolomita – Carbonato de sódio e magnésio

• Arenito: Rocha sedimentar proveniente da consolidação de sedimentos arenosos: partículas de diâmetro 0,06/2mm

Densidade: 2,8Taxa de Ruptura sob compressão: 160MpaFlexão: 20MpaTração: 8 MpaMódulo de Elasticidade: 74000MPaCoeficiente de Poisson: 0,23

Densidade: 2,3-2,7Taxa de Ruptura sob compressão: 50-180MpaFlexão: 19MpaMódulo de Elasticidade: 20000MPaCoeficiente de Poisson: 0,1

Matéria-PrimaMatéria-Prima• Escória de Alto Forno: Resíduo da produção de ferro gusa –

Composto de aglomeração de vários óxidos, cálcio e silício

• Hematita: É o óxido férrico, Fe2O3, se constitui no mais abundante minério de ferro – Usada em concretos

BritaBrita• Pedra Britada

1) Caracterização: É o produto de cominuição de rocha que se caracteriza por tamanhos nominais de grãos entre 2,4 e 64mm- ABNT;

• Conforme o emprego a que se destinam é subdividida em diferentes faixas granulométricas.

2) Processamento: Para produzir agregado satisfazendo as granulometrias, seria necessária a seguinte série de peneiras: 64-38-25-19-9,5-2,4

• Na prática utiliza-se 76-45-27-16-9-2,4-2;

• Quantidade diferente dos tamanhos requeridos – 5% abaixo de 2,4mm para o predisco, mas nunca ocorre isso sempre mais;


• O pó fino que fica aderente aos grãos maiores só será identificado em ensaios de laboratório;

• A quantidade de pó aderente depende do teor de umidade, assim como o tempo de permanência sobre a tela da peneira;

3) Propriedades Físicas: As propriedade físicas das rochas das pedreiras pouco diferem de uma pedreira para outra, com três exceções na rocha gnáissica;

• Apresenta desvios em relação as demais pedreiras nas:

• Resistência à Compressão, Resistência a abrasão, Porosidade

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1527664503832251912,59,56,34,82,4

Abertura das peneiras (mm)

% a

cum

ulad

a


• A compacidade de um agregado – Distribuição granulométrica, forma dos grãos, natureza da Rocha, Tipo de britadores

4) Usos: A NBR 7211, padroniza a pedra britada na dimensões hoje consagradas pelo uso, trata de agregado para concreto;

• Concreto de Cimento: O preparo do concreto é o principal campo do consumo de pedra britada;

• Concreto Asfáltico: O agregado, é necessariamente pré-dosado, misturando-se diversos agregados comerciais;


• Argamassa: Certas Argamassas – areia de brita e pó de pedra;

• Pavimentos Rodoviários: A NBR 7174 fixa três graduações para o esqueleto e uma para o material de enchimento das bases de macadame hidráulico;


• Lastro de estrada de ferro: Este lastro está padronizado pela NBR 5564, e consta praticamente de pedras;

• Enrocamentos: São feitos, conforme sua natureza

• Aterros;

• Correção de Solos: Correção de solos de plasticidade alta.

BritaBrita• Pó de Pedra

• As pedreiras produzem além de pedra bitada, o pó de pedra, agregado de graduação 0/4,8;

• É formado de todo material que passa na peneira industrial de 2,4mm;

• 28% do material abaixo de 0,075mm

BritaBrita• Areia de Brita

• É produzida nas pedreiras que dispõem de instalação de lavagem de brita. A água de lavagem é levada para o separador, onde a areia é retirada – 0,15/4,8

BritaBrita• Fíler

• O material fino, que decanta nos tanques das instalações de lavagem de brita nas pedreiras, contem uma mistura de fíler e areia;

• O material é retirado operando-se em tanques alternados: decantação, extração.

BritaBrita• Bica-Corrida

• Não é produzida correntemente, mas apenas sob pedido;

• Exclusivamente produtos de britagem, não tem granulometria definida;

• Pavimentação de estradas e pisos de concreto

BritaBrita• Rachão

• É a fração acima de 76mm da bica-corrida. Vai de 76/200 a 76/300

• Restolho

• Subproduto em algumas pedreiras

• Blocos

• São resultados dos fogos de bancada;

• Dimensões depende da morfologia da rocha, e do tamanho do britador primário;

• De 1 a 3 metros;

• Uso esporádico – Quebra mares

LevesLeves• Argila Expandida

• Argila é um material muito fino, constituído de grãos lamelares de dimensões inferiores a dois micrometros, formada, em proporções variáveis – Silicato de Al e Óxido de Si, Fe, Mg, etc;

• Produção de argila expandida – Propriedade de Piroexpansão;


• Tratamento térmico em fornos rotativos que são alimentados por pelotas de argila;

• O agregado assim produzido tem grânulos de forma esfeirodal, recobertos por uma camada vítrea;

• Graduação – 4,8/25, 80%-19/25


• Principal uso – Concreto Leve, concreto de enchimento, concreto estrutural, pré-moldados – Resistência de 30Mpa;

• Usado também em paisagismo;

• Apresenta baixa densidade, baixa condutividade térmica;

• Isolantes térmicos ou acústicos

LevesLeves• Escórias de Alto Forno

• Resíduo resultante da produção de ferro gusa em altos-fornos – Compostos oxigenados de Fe, Si, Al, Ti, Mn;

• Escória resfriada ao ar – Escória Bruta – Uma vez britada – agregado graúdo – 12,5/150;

• Após receber jato de vapor – Resfriada com jatos de água fria – Escória Expandida – 12,5/32

LevesLeves• Vermiculita

• É um dos muitos minérios de argila;

• São cristalinos, quimicamente inertes, baixa densidade – òxidos de Al, Si, Fe, Mg;

• Se expandem cerca de 20 vezes quando aquecidos – 500°C- Vermiculita Expandida

PesadosPesados• Hematita

• Constitui agregados miúdo e graúdo – Concreto de Alta Densidade – Absorção de radiações em usinas nucleares – Escudos Biológicos;

• Quanto maior a Densidade – Maior a Absorção;

• Diamante Negro quando Lapidado;

• Agregado Miúdo – Concretos Densos

PesadosPesados• Barita

• Alta Densidade – Concretos Densos;

• Sulfato de Bário;

• Bário – Metal Pesado – Não Tóxico - Insolubilidade

PedreirasPedreiras• A brita é produzida em estabelecimentos industriais

denominados pedreiras;

• Submeter a rocha de uma jazida a sucessivos processos de cominuição – Redução de fragmentos a tamanhos adequados;

• Condições : Natureza da Rocha, Produtos Preferenciais, Mercado;

• Rochas de Jazidas, Escórias de Alto Forno

PedreirasPedreiras

PedreirasPedreiras

• Lavra

• Lavra: A rocha é fragmentada por meio de explosivos carregados em furos de brocas de cerca de 80mm de diâmetro;

• Detonação – Fogo de Bancada – Blocos com mais de 1m;

• Fogacho – Redução dos blocos – Dimensões não superiores à boca do britador primário;

PedreirasPedreiras• Britagem

• O britador de mandíbulas é praticamente o único tipo empregado como britador primário;

PedreirasPedreiras• Britagem

• O produto que deixa o britador primário – Bica-Corrida;

• Os britadores tem boca de entrada – 600x400mm – Granito 40m3/h – 1500x1200mm – Granito – 500m3/h;

• Britadores Secundários – 600x130mm até 1200x400mm;

• A bica Corrida – Britador Primário – Grelha – Separar e Retirar o Rachão e/ou Restolho;

• Grelhas – Princípio das Peneiras;

• Peneiras Malhas de Aço quadrada;

• Grelhas – barras paralelas de aço manganês - Rachão

PedreirasPedreiras• Rebritagem

• A bica-corrida do primário – Segunda Cominuição – Rebritadores;

• Britadores Secundária – terciária – Britadores de Cone;

• Fragmentação por Compressão;

PedreirasPedreiras• Rebritagem

• Algumas Rochas com o basalto – Fragmentos em lamela ou bastonetes – Uso de britadores de martelos;

• A granulometria pode ser alterada modificando-se a velocidade de rotação do rotor

PedreirasPedreiras• Lavagem

• A fração muito fina que se forma na rebritagem – Retirada dos produtos mais finos, Pó, predisco e pedra 1 por via úmida – Areia de Brita;

• Jatos de Água – Telas de peneira de Classificação – Arrasta todo material abaixo de 4,8mm;

• A água é levada para o separador de areia, onde o material decanta, e é arrastado pelas pás;

• Sai do separador;

• A água volta para a peneira

Separador de Areia

PedreirasPedreiras• Classificação e Estocagem

• A bica corrida que deixa os britadores terciários é separada em frações granulométricas comerciais – Peneiras Vibratórias;

• Uma caixa, apoiada em molas, sofre movimento circular, e o material é separado pelas diversas telas de aberturas quadradas de dimensões adequadas;

• Pedrisco, Pedra1, Pedra 2, Pedra 3 e Pedra 4;

• O projeto dependerá de demanda no mercado;

• Havendo necessidade de Pedrisco e Pedra 1 – Britador Quaternário;

• Parte vai para estocagem e parte para o britador quaternário;

NaturaisNaturais• Areia

• Geologicamente, é um sedimento clástico inconsolidado, de grãos em geral quartzosos de diâmetros entre 0,06 e 2,0mm;

• Material de Construção – Agregado Miúdo;

• Um granulado de grãos friáveis, mesmo que satisfaça 0,15/4,8, não pode normalmente substituir a areia – Fração areia.

• Origens

• Rio: Depósitos Sedimentares que se formam nos leitos de alguns rios;

• Bombeamento da Água 5-10% - Lagoas de decantação

NaturaisNaturais• Origens

• Cava: Depósitos em fundos de vales cobertos por capa de solo;

• As vezes muito profundos;

• Extraída por escavação ou por desmonte hidráulico.

• Britagem

• Areia de Brita – Processo de classificação a seco nas pedreiras;

• Contém percentual de material abaixo de 0,075mm que pode ser retirado pelo processo úmido nos separadores de areia

NaturaisNaturais• Escórias

• Escória de Alto Forno – Resfriada por jato de água – Fragmentando em grãos inferiores a 12,7mm;

• Classificação – Areia de escória;

• Anidrido Silícico, Óxido de Al, Óxido de Ca, Óxido de Mg

• Praias e Dunas

• Não utilizadas no preparo do Concreto;

• Baixa granulometria

• Alto teor de NaCl

NaturaisNaturais• Caracterização

• Granulometria: As areias apresentam curvas granulométricas em S;

• Fina 0,15/0,6mm

• Média 0,6/2,4mm;

• Grossa 2,4/4,8mm;

• A NBR 7211 – Agregados para concreto – 0,15/4,8mm

• Muito Fina, fina, média, grossa;

• Todas as 4 faixas tem a mesma graduação 0,15/4,8mm

NaturaisNaturais• Dosagem

• Aumentar a densidade aparente – Rearranjo da distribuição dos grãos – Maior Compacidade;

• Divisão da areia por peneiramento – Fina, média e grossa;

• Porções medidas são tomadas e misturadas – Peso específico aparente

NaturaisNaturais• Propriedades Mecânicas

• Inchamento: A areia seca absorve água, que passa a formar uma película em torno dos grãos;

• Higroscopia: Areia seca duas fases – Sólidos (grãos) e vazios (ar);

Areia Úmida: Sólidos, água e ar

Areia Saturada: Sólido e Água

• Os vazios da areia seca são de dimensões muito pequenas, de modo que a areia pode apresentar higroscopia;

• Quanto mais fina mais alta a higroscopia


• Friabilidade: A areia perde qualidade se contiver grãos friáveis;

• É feito um ensaio de esmagamento;

• Areia colocada num molde e recoberta por um êmbolo – 40MPa;


• Impurezas: As impurezas das areias podem ser classificadas em coloidais e não coloidais;

• Impurezas não coloidais: Argila em torrões, materiais pulverulentos, friáveis, carbonosos, orgânicos;

• Qualidade maior ou menor de uma areia – Resistência a compressão;

• Areia Normal Brasileira

NaturaisNaturais• Usos

• Argamassa;

• Concreto Betuminoso

• Concreto de cimento;

• Pavimentos Rodoviários;

• Filtros

NaturaisNaturais• Cascalhos

• Também chamado de Pedregulho;

• Diâmetro entre 5mm a 100mm;

• Os grãos são de forma arredondada, causada pela movimentação da água dos rios ou do mar – Seixos Rolados;

• Grande resistência ao desgaste;

Índices de QualidadeÍndices de Qualidade

• Resistência a Compressão: a resistência varia conforme o esforço – Paralela ou Perpendicularmente;

• Granito (SP) – 154 MPa;

• Granito (RJ) – 120 Mpa;

• Basalto – 150 Mpa;

• Resistência à Tração: Depende da direção do esforço;

• 10 a 15 MPa


• Resistência à Abrasão: Desgaste superficial dos grãos de agregado;

• Mede a capacidade que tem o agregado de não se alterar quando manuseado


• Esmagamento: Quando o agregado é submetido a compressão, os grãos podem se fraturar, alterando a distribuição granulométrica;

• Agregado 9,5/12,5 – Compressão 21,5 Mpa;

• O material resultante do fraturamento é retirado – 2,4mm

• Resistência ao Choque: Choque ou impacto é um esforço de natureza dinâmica;

• A capacidade de um determinado material de absorver energia do impacto está ligada à sua tenacidade, que por sua vez está relacionada com a sua resistência e ductilidade;

• O ensaio de resistência ao choque dá informações da capacidade do material absorver e dissipar essa energia;

• Como resultado do ensaio de choque obtém-se a energia absorvida pelo material até sua fratura, caracterizando assim o comportamento dúctil-frágil


• Forma dos Grãos: Os grãos dos agregados não tem forma geometrica definida;

• Comprimento c, Largua l, Espessura e – Alongados, cúbicos, lamelares e Alongada-Lamelar – NBR 6954/1989

Medidas das relações Classificação da Forma

Alongado l/c <0,5 – e/l> 0,5

Cúbico l/c >0,5 – e/l >0,5

Lamelar l/c >0,5 – e/l< 0,5

Alongada - Lamelar l/c< 0,5 – e/l <0,5


• Forma dos Grãos: Quanto à conformação da superfície:

- Angulosos : Arestas vivas e pontas (britas);

- Arredondados: Não apresentam arestas vivas (seixos);

• Forma dos Grãos: Quanto à forma das faces:

- Conchoidal : Tem uma ou mais faces côncavas;

- Defeituoso: Apresentam trechos convexos.


• Forma dos Grãos: Importância para a compacidade, trabalhabilidade das argamassas e o ângulo de atrito interno;

• Pilhas de areia natural – Ângulo de Repouso 37°

• Pilhas de Brita e Areia de Britagem – Ângulo de Repouso 45°

• Agregados Naturais – Cubóides, superfície arredondada e lisa;

• Agregados Industrializados – Superfícies Angulosas e Irregulares;

• Agregados Naturais – Resistência a desgraduação


• Cascalho – 92,28% de grãos cúbicos

• Brita Basalto – 70 a 90%

• Nos agregados Industrializados, a forma dos grãos depende da: Natureza da rocha e do tipo de britador;

• Britador de Mandíbulas – Grãos Irregulares;

• Britador de Martelo – Grãos Regulares;

• Concretos com agregados de britagem eixgem 20% a mais de água de amassamento


• Índice de Forma (NBR 7809): Relação entre a maior dimensão c e a menor dimensão e ( I=c/e) – Índice de 200 grãos – Amostra Quarteada;

• Coeficiente Volumétrico (AFNOR): Relação do volume V do grão e o da esfera de diâmetro d, sendo d a maior dimensão do grão: I = 6V/πd3 = 1,9V/d3;

• Aplica-se apenas a grãos de diâmetro superior a 6,3mm;

• C = 1,9 (∑ V/d3);

• Cubóides I = 0,25 e 30

• Lamelares I=0,05

• Alongados I=0.01

• Esfera I=1,0


• Fragmentos Macios e Friáveis: Acão deletéria de fragmentos macios e friáveis – Bases de macadame hidráulico e lastros ferroviários;

• Secagem em estufa – Cinco frações granulométricas – 9,5 a 50mm – mede-se a massa e contagem dos grãos – esclerômetro – grãos separados


• Friabilidade: Tendência do material a se desagregar quando submetido a tensão, mesmo moderada;

• Resistência aos Sulfatos: Em climas frios, o concentro pode sofrer deteriorações ao ser submetido a ciclos de congelamento e degelo

Propriedades FísicasPropriedades Físicas

• Massa Específica: Massa da unidade de volume do material de que se constituem os grãos do agregado;

• Determinação – NBR 9976 – Frasco de Chapman – Mede o volume total ocupado pelos grãos – Estado seco – Agregado Miúdo


• Porosidade: Agregado material granular;

• Espaço entre os grãos – Vazios;

• Relação entre o volume dos vazios existentes e o volume de agregado;

• Compacidade: Volume total ocupado pelos grãos e o volume do agregado;

• A compacidade depende do grau de adensamento;


• Índice de Vazios: Relação entre o volume total de vazios e o volume total de grãos;

• I = Vv/Vg.

• Granulometria: Graduação- Agregado formado por mistura de grãos de extensa gama de tamanhos.

• Denominação a/b;

• Exemplo 4,8/19,5;

• Para caracterizar um agregado é, então, necessário conhecer as parcelas constituídas de grãos de cada diâmetro, expressas em função da massa total do agregado


• Peneiras Padronizadas: As peneiras que se usam para ensaiar agregados tem aberturas padronizadas pela NBR 5734;

• 1° 0,037 – 0,075 – 0,150 – 0,3

• 2° 0,044 – 0,088 – 0,175

• 3° 0,053 – 0,105 – 0,21

• 4° 0,063 – 0,125 – 0,25 – 0,5


• Superfície Específica: A soma das áreas das superfícies de todos os grãos contidos na massa unitária de agregado;

• Área da superfície de um grão – Área da superfície de uma esfera de igual diâmetro;

• Grão superfície sempre maior que a esfera;

• Grãos irregulares sempre maior superfície que os grãos regulares;

• Quanto menores os grãos para determinada massa de agregado – Maior a quantidade e a superfície específica ;


• Finura Blaine: Mede-se o tempo que uma certa quantidade de ar leva para atravessar o material, moldado em forma cilíndrica de dimensões padronizadas. NBR 7224;


• Dependência: Porosidade do material – Adensamento – Viscosidade e Pressão do Ar – Massa específica do material – Constante do aparelho


• Granulometria: Distribuição em percentagem dos diversos tamanhos dos grãos;

• Peneiras: Denominadas pelas dimensões nominais das aberturas formadas pela malha quadrada, cujos valores são expressas em milímetros.

• Série normal de peneiras agregado miúdo:• 9,5; 4,8; 2,4; 1,2; 0,6; 0,30; 0,15


• Análise Granulométrica:

• Porcentagem retida: é a porcentagem de material retido em uma determinada peneira;

• Porcentagem acumulada: é a soma das porcentagens retidas em uma determinada peneira e nas outras que lhe ficam acima da numeração;

• Módulo de finura: é a soma das porcentagens acumuladas em todas as peneiras da série normal, dividida por 100. Quanto maior o módulo de finura mais grosso será o agregado;

• Diâmetro máximo: é o número de peneira da série normal na qual a porcentagem acumulada é inferior ou igual a 5%.


• Composição Granulométrica:

• É a proporção relativa dos diferentes tamanhos de grãos que se encontram constituindo o todo;

• É expressa em termos de porcentagem em massa:

– do material que passa; ou

– do material retido por peneira.


• Série de Peneiras:Tyler Série SérieMesh Normal Intermediária

76 mm64 mm50 mm

38 mm32 mm25 mm

19 mm12,5 mm

9,5 mm6,3 mm

n.º 4 4,8 mmn.º 8 2,4 mmn.º 14 1,2 mmn.º 28 0,6 mmn.º 48 0,3 mm

n.º 100 0,15 mm

Propriedades FísicasPropriedades Físicas• Composição Granulométrica:

Peneiras (mm) Massa retida (g) % retida % acumulada9,5 0 0 06,3 0 0 04,8 30 3 32,4 260 26 291,2 200 20 490,6 190 19 680,3 150 15 830,15 100 10 93

Fundo 70 7 100Massa final (g) 1000

Dimensão máxima característica 4,8 mmMódulo de finura 3,25

Dimensão máxima característica (Diâmetro máximo)Abertura da peneira em que ficar retida, acumulada, uma porcentagem igual ou imediatamente inferior a 5% Módulo de finura (Módulo de Abrams)Soma das porcentagens acumuladas, na série normal de peneiras, dividida por 100.

Propriedades FísicasPropriedades Físicas• Composição Granulométrica:

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

9,56,34,82,41,20,60,30,15Fundo

Abertura das peneiras, mm

% a

cu

mu

lad

a

Distribuição log normal

Propriedades FísicasPropriedades Físicas• Classificação das Areias Segundo o módulo de finura

Muito grossas MF > 3,90Grossas 3,30 < MF < 3,90Médias 2,40 < MF < 3,30Finas MF < 2,40

Propriedades FísicasPropriedades Físicas• Teor de Umidade: Relação entre a massa de água absorvida pelo

agregado e a massa desse mesmo agregado quando seco;

• Inchamento: Grãos nos agregados miúdos são afastados pela película de água;

• Absorção: Umidade interna;

• Umidade Superficial: Aderida a superfície dos grãos - Inchamento

100*sM

MMh

sh

Propriedades FísicasPropriedades Físicas• Teor de Umidade: Relação entre a massa de água absorvida pelo

agregado e a massa desse mesmo agregado quando seco;

• Inchamento: Grãos nos agregados miúdos são afastados pela película de água;

• Absorção: Umidade interna;

• Umidade Superficial: Aderida a superfície dos grãos - Inchamento

Propriedades FísicasPropriedades Físicas• Umidade Superficial: É a água absorvida pelos grãos dos

agregados miúdos – NBR 9775 – Frasco de Chapman;

• Mede-se o volume – Conhecimento do peso da água absorvida

Propriedades FísicasPropriedades Físicas• Inchamento: Aumento de volume que sofre a areia seca ao

absorver água;

• Amostra seca em estufa – Pesos Específicos Aparentes determinados para diversos teores de umidade – Para cada teor de umidade é calculado o coeficiente de inchamento.

• Coeficiente: Relação entre Vh e Vo – NBR 6467


a

h

V

VI

sec


• Inchamento da Areia

1,00

1,04

1,08

1,12

1,16

1,20

1,24

1,28

1,32

1,36

0 2 4 6 8 10 12 14

Umidade, %

Rel

ação

Vh/V

s

A

Considerando o crescimento do teor de umidade a partir do valor nulo, é inicialmente muito rápido o aumento desse coeficiente, aumento que se anula ao ser atingido um determinado teor de umidade, que depende da natureza e da granulometria da areia (Ponto A)

Aumentando ainda o teor de umidade a partir desse ponto, o coeficiente de inchamento diminui, até alcançar um valor-limite, quando a areia não mais absorver água (saturada)



1,00

1,04

1,08

1,12

1,16

1,20

1,24

1,28

1,32

1,36

0 2 4 6 8 10 12 14

Umidade, %

Re

laç

ão

Vh/V

s

B

AC

D

Este é o ponto de inchamento máximo

Conforme NBR 6467, ligando o ponto A à origem das coordenadas e traçando a reta DB paralelamente à AO e tangente à curva do inchamento, obtem-se o ponto B e, a partir dele, o ponto C.

O ponto B define a umidade crítica que vem a ser o teor de umidade a partir do qual o crescimento do coeficiente de inchamento é muito pequeno.

Umidade crítica

hcrit = 4,8%

O ponto C chamamos de inchamento crítico



1,00

1,04

1,08

1,12

1,16

1,20

1,24

1,28

1,32

1,36

0 2 4 6 8 10 12 14

Umidade, %

Re

laç

ão

Vh/V

s

B

AC

D

Chama-se de inchamento médio o valor do inchamento igual à média aritmética dos valores do inchamento máximo (1,315 %) e o correspondente ao do ponto C (1,29 %): portanto = 1,30 %


• Coesão: Resistência ao cisalhamento quando o material não está sujeito a compressão;

• A coesão é desprezível nos agregados graúdos;• Coesão Aparente: No caso de areias úmidas – Resistência ao cisalhamento causa pela tensão capilar da água;

•Fragilidade: Propriedade dos materiais se fraturarem sob pequena tensão, sem deformação perceptível;

•Maleabilidade: Propriedades dos materiais de se deformarem fácil e extensamente sob baixa tensão. Ex: argilas


• Tenacidade: Propriedade dos materiais, de se fraturarem sob alta tensão, com pequena ou média deformação;

•Adesividade ao Betume: A adesividade é a capacidade que o betume tem de se manter aderente ao agregado em presença de água.;

• Preciso contato molecular entre o agregado e o betume;• Adesividade cai se: Pó na superfície do agregado, se o agregado estiver molhado;• A água pode repelir o betume, desfazendo a adesão e destruindo o pavimento


• A diferença dos dois ensaios dá uma indicação do grau de adesividade.

• Ensaio de adesividade: Agregado/Betume

1)Corpo-de-prova ensaiado à compressão logo após preparado;

2)Corpo-de-prova mergulhado em água por alguns dias antes de ser ensaiado.

Agregados para ConcretoAgregados para Concreto

• Constituem um componente importante no concreto – 80% do peso e 20% do custo do concreto estrutural;

• Fck – 15MPa;

•Não devem reagir com o cimento e ser estáveis com os agentes que irão entrar em contato com o concreto;

• Exclusão de agregados provenientes de rochas macias, friáveis ou de baixa resistência à compressão;

• Exclusão da pirita, gesso e componentes ferrosos;

•Isentos de argila e matéria orgânica

Agregados para ConcretoAgregados para Concreto

• O calcário e o arenito pode sem ser usados se suas resistências à compressão for compatível;

• A areia de cava contém argila – Reduz a aderência;

•Não devem conter impurezas orgânicas – Prejudicam o Endurecimento;

• Areia de praia, se o teor de NaCl for inferior a 0,08%

Resistências MecânicasResistências Mecânicas

• Compressão: Agregados Naturais, Ganito, Gnaisse, Basalto, Hematita, Escórias de Alto-Forno, tem resistência a compressão superior a da argamassa de concretos de composição usual;

• Concretos com alta resistência – Cimentos de alta resistência e adição de micro sílica – Fck : 50-70 Mpa - A resistência dos grãos do agregado podem ser insuficientes, rompendo o concreto por fratura dos grãos.

• Tração e Choque: Durante a betonagem, alguns dos maiores grãos do agregado graúdo pode receber choques – Tensões abaixo das taxas de ruptura dos agregados


• Abrasão: Em algumas aplicações do concreto a resistência à abrasão é característica a levar em conta. Ex: Pistas de Aeroporto, Rodovias.


• Fragilidade: Estas características dos grãos de agregados não necessitam levar em conta para aplicação do concreto. Ex: Bassalto;

•Forma dos Grãos: A forma dos grãos do agregado graúdo influi na qualidade do concreto;

•Graõs – Cubóides, alongados e lamelares;

• Cascalho - ↑% de grãos cubóides, arredondadas e superfícies lisas;• Agregados Industrializados – Forma dos grãos que dependem da natureza da rocha, e do tipo de britador, grãos de arestas vivas e superfície rugosa

Resistências MecânicasResistências Mecânicas• Britas provenientes de Bassaltos e produzidas em britadores de mandíbulas possuem grande % de grãos irregulares, alongados e lamelares;

• Granito e Calcário tem menor porcentagem;

• As britas de Bassalto, precisam ser processadas em britadores de cones ou de martelo;

• Os grãos irregulares tem maior superfície específica – Podem ficar presos entre as barras de armação do concreto armado – Enchimento Irregular – Ninhos de Rato;

• Alta trabalhabilidade com Cascalho – Formas arredondadas, lisura das suas superfícies.

Resistências MecânicasResistências Mecânicas• Aumento na porcentagem de alongados e lamelares – Perca de trabalhabilidade;

• Concreto feito com brita de alto teor de grãos disformes e com brita de baixo teor de grãos disformes, para manter a mesma resistência = Modificação do Traço;

• Alto teor de grãos disformes, o concreto terá que ter um traço mais rico em finos e mais água de amassamento – Aumento do teor de cimento e um concreto mais dispendioso

Resistências MecânicasResistências Mecânicas• Impurezas: É quando ocorre no agregado miúdo a presença de impurezas, tem maior efeito no concreto;

• Fragmentos macios e friáveis – alteram a distribuição granulométrica e introduzem material de alta absorção de água – Alteração na trabalhabilidade e a resistência do concreto;

• Azeito e Oléo podem atacar quimicamente o concreto – Penetram nos poros do concreto seco, por ação lubrificante – Diminuem a resistência;

• Óleos de baixa viscosidade são mais prejudiciais

Resistências Mecânicas

Torrões de argila e partículas friáveis (NBR 7218)

Em concreto aparente 1,0

Em concreto submetido à abrasão 2,0

Nos demais concretos 3,0Materiais pulverulentos (NBR 7219)

1,0Materiais carbonosos (ASTM C123)

Em concreto aparente 0,5

Nos demais concretos 1,0

Resistências MecânicasResistências Mecânicas• Avaliação do teor de impurezas orgânicas:

• NBR 7220 – Ensaio Colorimétrico•NBR 7221 – Ensaio de Qualidade

Resistências MecânicasResistências Mecânicas• Resistência aos Sulfatos: Não Ocorrem no Brasil – Regiões de gelo e degelo;

• Reatividade Potencial: O agregado não dever apresentar condições de uma possível reação com os álcalis do cimento;

• Essa reação produzem aumento no volume – Deterioração das Estruturas

Resistências MecânicasResistências Mecânicas• Massa Específica Aparente: Obter concreto com agregado de distribuição granulométrica que apresente o menor índices de vazios – Máxima Massa Específica Aparente;

• Mistura de dois agregados graúdos, a mistura que apresentar maior densidade aparente será a de maior compacidade, ou mínimo de vazios;

• 10% de A e 90% de B; 20% de A e 80% de B, 30% de A e 70% de B, até chegar a 90% de A

Resistências MecânicasResistências Mecânicas• Compacidade, Porosidade e Índices de Vazios: A resistência à compressão e a durabilidade do concreto aumentam quando aumenta a compacidade do agregado;

• Diminuição do índice de vazios – Menor quantidade de argamassa – Concreto menos dispendioso;

• Distribuição Granulométrica: Influência na trabalhabilidade do concreto fresco;

• Alta porcentagem de material fino (0,15mm) – aumento na água de amassamento – Aumento no cimento – Mais Dispendioso;

• Agregado (0,076mm) = Granulometria do Cimento – Descontinuidade na argamassa – Redução na resistência

Resistências MecânicasResistências Mecânicas• Pode criar sobre os grãos de agregado graúdo uma camada de material pulverulento – Prejudica a aderência;

• Material sem finos são concretos pouco trabalháveis, sujeitos a exsudação;

• O diâmetro máximo do agregado deverá ser inferior ao espaçamento entre as barras e à distância delas à parede da forma;

•NBR 6118 – O diâmetro máximo não deverá ser maior do que:

- 1/3 da espessura das lajes;- ¼ da largura das vigas;- 1/1,2 do espaço entre as barras da armadura

Resistências MecânicasResistências Mecânicas• Granulometria ótima: Mesma trabalhabilidade e o mesmo fator água/cimento, corresponde a um mínimo de consumo de cimento;

• Granulometria ótima varia com a proporção cimento/agregado, devendo-se empregar a menor quantidade de finos – Menores quantidades de água;

•Módulo de Finura. Superfície Específica: O módulo de finura do agregado miúdo influi na definição da quantidade de água, portanto, na quantidade de cimento;

• Teor de Umidade: O teor de umidade do agregado miúdo- 15% do total da água de amassamento

Resistências MecânicasResistências Mecânicas• Absorção de Água: A água absorvida pelos grãos do agregado é função da maior ou menor porosidade do material;

• Depois de misturado ao concreto, esta água se incorpora a de amassamento, alterando o fator água/cimento, se não tiver considerado na dosagem;

•Inchamento: Dispondo da curva de inchamento e conhecido o teor de umidade da areia seca ao ar pode ser calculado o volume a ser considerado no traço;

• Aderância: Superfície rugosa apresentam maior resistência ao descolamento da argamassa do que os grãos com superfície lisa

Resistências MecânicasResistências Mecânicas• Teor de Cloretos: Efeito deletério, mas podem ser adicionados como acelerador de pega;

• O cloreto ataca o aço das armações – Expondo a armação;

• Resistência ao Fogo: Em caso de incêndio, o que ocorre com o concreto depende em grande parte do comportamento do agregado quando submetido a altas temperaturas;

• Os agregados de calcário são menos afetados pelo fogo – Baixo coeficiente de dilatação – Calcário tem reações endotérmicas;

• O granito e o gnaisse fissuram-se acima de 500°C – Mudança de estado

Resistências MecânicasResistências Mecânicas• Isolamento Termoacústico: Condutividade térmica do concreto cresce com o aumento da densidade – Função do Agregado – Composição mineralógica e da granulometria;

• O concreto é tanto mais isolante térmico quanto mais baixa for a sua densidade;

• Os concretos normais (sem aditivos) preparados com agregados leves terão mais baixa condutividade térmica

Propriedades do Concreto Ligados ao Propriedades do Concreto Ligados ao AgregadoAgregado

• Resistência a Compressão: Depende do fator água/cimento – Distribuição Granulométrica do agregado;

• A distribuição granulométrica – Permita mistura máxima – Compacidade;

• Durabilidade: O agregado deve ser inerte, não reagindo com os agentes a que o concreto estiver exposto;

• Não deve conter produtos que possam reagir com o aço das armaduras, nem componente mineralógicos que reajam.


• Trabalhabilidade: A forma dos grãos é a característica que mais afeta a trabalhabilidade de um concreto;

• Grãos cubóides permitem trabalhabilidade muito superior à dos grãos lamelares e alongados;

• A distribuição granulométrica do agregado é outro fator que também afeta, por depender da quantidade de água no fator água/cimento;

• Quanto mais fino o agregado, maior a área superficial maior a quantidade de água


• Permeabilidade: Distribuição granulométrica tem influência na permeabilidade do concreto;

• Deve-se dosar os agregados de maneira a se obter uma mistura final de máxima compacidade, para conseguir concretos menos permeáveis;

Agregados para Pavimentos Rodoviários

• Subleito: usado a bica-corrida secundária, utiliza também pó de pedra para ajustar a plasticidade


• Base: O agregado para o esqueleto da base é a pedra britada;• Características importante para que os grãos sejam capazes de suportar os esforços de rolagem sem perder as arestas.

• Graduação preferida é 25mm, na prática.


• O material de enchimento tem graduação 0,075/4,8 – Mistura de areias grossas e finas;

• A NBR 7582 especifica um outro tipo de material, um solo, como material para enchimento para base tipo macadame

Concreto Betuminoso

• Características importantes : Adesividade e Distribuição Granulométrica;

• Aglomerante: Asfalto ou Alcatrão;

•Se a adesividade é destruída ou reduzida por água, o concreto betuminoso se desagrega;

Concreto Betuminoso

• Só ocorre adesividade do betume ao agregado quando o betume molha o agregado;

• Não pode haver material pulverulento coloidal (Argilas) na superfície dos grãos;

• Rochas ácidas (granito) tem menor adesividade que as básicas (basalto);

• A distribuição granulométrica é fator importante para que se consiga um concreto asfáltico correto;

• Fíler – Trata-se de material quimicamente inerte – Evita o amolecimento do asfalto em dias de grande calor

Aula 6 Materiais de Construção - AGREGADOS

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