LABORATRIO DE MATERIAIS DE CONSTRUO II PARTE AGREGADO de uso, so tambm descritos os agregados de...

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  • UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA UDESC

    CENTRO DE CINCIAS TECNOLGICAS CCT

    DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL DEC

    LLAABBOORRAATTRRIIOO DDEE MMAATTEERRIIAAIISS DDEE CCOONNSSTTRRUUOO -- IIII

    11AA PPAARRTTEE -- AAGGRREEGGAADDOOSS Professor: Lgia Vieira Maia Siqueira Disciplina: Materiais de Construo II MCC-II

    Joinville, 19 de fevereiro de 2008

    i. e x e

  • 2

    EENNSSAAIIOOSS TTEECCNNOOLLGGIICCOOSS

    DISCIPLINA: Materiais de Construo II CDIGO: MCC-II

    CAPTULOS: Agregado Mido

    Agregado Grado

  • 3

    RREEVVIISSOO BBIIBBLLIIOOGGRRFFIICCAA -- AAGGRREEGGAADDOOSS

    INTRODUO Agregados so relativamente baratos e no entram em reaes qumicas complexas com a

    gua; portanto tm sido usualmente tratados como um material de enchimento inerte no concreto.

    Entretanto, devido crescente compreenso do papel desempenhado pelos agregados na

    determinao de muitas propriedades importantes do concreto, este ponto de vista tradicional, dos

    agregados como materiais inertes est sendo seriamente questionado.

    As caractersticas dos agregados que so importantes para a tecnologia do concreto incluem

    porosidade, composio granulomtrica, absoro de gua, forma e textura superficial das partculas,

    resistncia compresso, mdulo de elasticidade e os tipos de substncias deletrias presentes. Estas

    caractersticas derivam da composio mineralgica da rocha matriz (que afetada pelos processos

    geolgicos de formao da rocha), das condies de exposio s quais a rocha foi submetida antes

    de gerar o agregado, e dos tipos de operao e equipamento usados para a produo do agregado.

    Portanto, so brevemente descritos, neste captulo, fundamentos sobre formao geolgica,

    classificao e descrio das rochas e minerais, e os fatores do processamento industrial, que

    influenciam as caractersticas dos agregados.

    Agregados de minerais naturais, que compreendem mais de 90 por cento do total dos

    agregados usados na produo do concreto, so aqui abordados com maior detalhe. Devido ao grande

    potencial de uso, so tambm descritos os agregados de rejeitos industriais, tais como escria de alto-

    forno, cinza volante, concreto reciclado e resduos selecionados de rejeitos urbanos. Finalmente, as

    principais caractersticas dos agregados, que so importantes para a tecnologia do concreto, so

    analisadas em detalhe.

    IMPORTNCIA Sabe-se que os cimentos consistem de compostos qumicos que entram em reaes qumicas

    com a gua e produzem produtos de hidratao complexos, com propriedades adesivas. Ao contrrio

    do cimento, e embora ocupem 60 a 80 por cento do volume do concreto, os agregados so

    freqentemente considerados como um material de enchimento inerte e, portanto, no se d muita

    ateno ao seu possvel efeito nas propriedades do concreto. Os agregados podem exercer uma

    considervel influncia na resistncia, estabilidade dimensional e durabilidade do concreto. Alm

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    destas propriedades importantes do concreto endurecido, os agregados tambm tm um papel

    fundamental na determinao do custo e da trabalhabilidade das misturas de concreto, portanto,

    imprprio serem tratados com menos respeito do que os cimentos.

    CLASSIFICAO E TERMINOLOGIA

    Classificao dos agregados conforme a dimenso das partculas, massa especfica, ou

    origem tm gerado uma terminologia especial que deve ser claramente entendida. Por exemplo, o

    termo agregado grado usado para descrever partculas maiores do que 4,8mm (retidas na peneira

    n 4), e o termo agregado mido usado para partculas menores do que 4,8mm; tipicamente os

    agregados midos contm partculas que variam, em dimenso, de 75 m (peneira n 200) a 4,8mm, e

    os agregados grados de 4,8mm at cerca de 50mm, exceto para concreto massa, que pode conter

    agregado grado de at 150mm.

    A maioria dos agregados naturais, tais como areia e pedregulho tm massa unitria entre 1520

    e 1680kg/m3 e produzem concretos normais com aproximadamente 2400kg/m3 de massa especfica.

    Para fins especiais, agregados mais leves ou mais pesados podem ser usados para produzirem,

    respectivamente, concretos leves e pesados. Geralmente, os agregados com massa unitria menor do

    que 1120kg/m3 so chamados leves, e aqueles com mais de 2080kg/m3 so designados pesados.

    Em geral, os agregados para concreto so areia, pedregulho e pedra britada, procedentes de

    jazidas naturais, e so, portanto, designados como agregados naturais. Por outro lado, os materiais

    processados termicamente, tais como argila ou folhelho expandidos, que so usados para a produo

    de concreto leve, so chamados agregados artificiais. Agregados feitos de rejeitos industriais, por

    exemplo, escria de alto-forno e cinza volante, tambm pertencem a esta categoria. Resduos

    selecionados de rejeitos urbanos e concreto reciclado de demolies de edifcios e de pavimentos tm

    sido tambm investigados para uso como agregados, como descrito adiante.

    AGREGADOS NATURAIS

    Os agregados naturais constituem a classe mais importante de agregados para a produo de

    concreto de cimento Portland. Aproximadamente, a metade do total do agregado grado consumido

    pela indstria de concreto nos Estados Unidos consiste de pedregulhos; a maior parte do restante

    pedra britada. As rochas carbonticas compreendem cerca de 2/3 do agregado britado; arenito, granito,

    diorito, gabro e basalto perfazem o resto. A areia de slica natural predominantemente usada como

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    agregado mido, mesmo em muitos concretos leves. Agregados naturais so derivados de rochas de

    vrios tipos; sendo que a maioria das rochas composta por vrios minerais. Um mineral definido

    como toda a substncia inorgnica de ocorrncia natural com composio qumica mais ou menos

    definida e usualmente com uma estrutura cristalina especfica. Uma reviso elementar dos aspectos de

    formao geolgica e a classificao das rochas e minerais so essenciais para o entendimento no

    apenas do porque alguns materiais so freqentemente mais usados como agregados do que outros,

    mas tambm das relaes microestrutura-propriedades do agregado.

    AGREGADOS LEVES

    Agregados com massa unitria menor que 1120kg/m3 so geralmente considerados leves, e

    tem aplicao na produo de vrios tipos de concreto-leve. A menor massa devida microestrutura

    celular ou altamente porosa. Cabe observar que materiais orgnicos de estrutura celular, tais como

    cavacos de madeira, no devem ser usados como agregado por causa da sua falta de durabilidade, no

    meio alcalino e mido do concreto de cimento Portland.

    Agregados leves naturais so produzidos atravs do beneficiamento de rochas gneas

    vulcnicas como pumicita, escria ou tufo. Agregados leves sintticos podem ser fabricados por

    tratamento trmico de uma variedade de materiais, por exemplo, argilas, folhelhos, ardsia, datomita,

    perlita, vermiculita, escria de alto-forno e cinza volante.

    De fato, h um largo espectro de agregados leves, com massa unitria variando de 80 a

    900kg/m3. Agregados muito porosos, que esto na extremidade mais leve do espectro, so geralmente

    fracos e, portanto, mais adequados para a produo de concretos isolantes no estruturais. Do outro

    lado do espectro, esto aqueles agregados leves que so, relativamente, menos porosos; quando a

    estrutura porosa consiste de poros finos uniformemente distribudos, o agregado usualmente

    resistente e capaz de produzir concreto estrutural. A ASTM separa as especificaes relativas a

    agregados leves para uso em concreto estrutural (ASTM C 330), concreto isolante (ASTM C 332), e

    concreto para produo de blocos de alvenaria (ASTM C331). Essas especificaes contm critrios

    para granulometria, substancias deletrias e massa unitria dos agregados, assim como para a massa

    especifica, resistncia e retrao por secagem do concreto contendo o agregado.

    AGREGADOS PESADOS

    Comparado ao concreto normal, que tipicamente tem massa especifica de 2400kg/m3,

    concretos pesados variam de 2880 a 6100kg/m3 e tm aplicao para blindagens de radiao nuclear.

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    Agregados pesados (isto , aqueles que tm massa especfica maior do que os agregados normais)

    so usados para a produo de concreto pesado. Rochas naturais adequadas para a produo de

    agregados pesados consistem predominantemente de dois minerais de brio, vrios minrios de ferro e

    um de titnio.

    Um produto sinttico chamado fosfetos de ferro pode tambm ser usado como agregado

    pesado. As normas ASTM C 637 e C 638, respectivamente, de especificaes e terminologia de

    agregados para concreto de blindagem radioativa, advertem que o agregado de fosfetos de ferro,

    quando usado em concreto de cimento Portland, gera gases inflamveis e possivelmente txicos, que

    podem desenvolver presses altas, se confinados. Minrios de ferro hidratados, minerais de boro e

    resduos metalrgicos granulares so as vezes incorporados aos agregados para a produo de

    concreto pesado, pois o boro e o hidrognio so muito efetivos na atenuao de neutros (captura).

    Pregos de ao inoxidvel, barras de ferro cortadas e balas de ferro tambm tm sido testados como

    agregados pesados, mas geralmente a tendncia do agregado segregar no concreto aumenta com a

    sua massa especfica.

    AGREGADOS DE CONCRETO RECICLADO E DE RESDU