BE2008 Encontro Nacional Beto Estrutural 2008 Guimares 5, 6, 7 de Novembro de 2008

Qualidade de agregados naturais e sua influncia na durabilidade do beto estrutural

C. Gonilho Pereira1

J. P. Castro-Gomes2

L. Pereira de Oliveira3

RESUMO O trabalho experimental, aqui apresentado, compreendeu a caracterizao de diferentes agregados naturais e de diferentes tipos de beto, com eles produzidos, tendo por objectivo identificar de que forma a origem geolgica, dimenso mxima e teor de gua dos agregados, influenciam as propriedades do beto. Neste trabalho, os agregados estudados foram de quatro tipos granito, basalto, calcrio e mrmore. Foram efectuados ensaios de caracterizao em corpos de prova de rocha, assim como dos respectivos agregados, nomeadamente de granulometrias 4.76/9.52mm e 9.52/12.70mm, para avaliar quer as propriedades mecnicas, quer as propriedades relativas durabilidade, tais como absoro de gua por capilaridade, absoro por imerso com vcuo, permeabilidade ao ar e gua. Trs tipos de beto foram produzidos com cada um dos agregados estudados: beto com agregado 4.76/9.52mm e 9.52/12.70mm; beto com agregado 4.76/9.52mm; e beto com agregado 4.76/9.52mm, nas condies de saturado com a superfcie seca. As misturas foram produzidas com agregados de igual granulometria, igual dosagem de cimento e razo A/C, bem como igual trabalhabilidade. Aps 28 dias de cura, os betes foram ensaiados dando especial nfase avaliao dos parmetros indicativos da durabilidade. O estudo permitiu concluir que a absoro de gua por capilaridade e a permeabilidade ao ar, avaliados aos 28 dias, so afectados pela dimenso e teor de gua do agregado e que a origem geolgica do agregado parece no afectar significativamente estes mesmos parmetros. PALAVRAS-CHAVE Agregado grosso, permeabilidade, absoro de gua, permeabilidade, durabilidade 1 Universidade do Minho, Departamento de Engenharia Civil, 4800-058 Guimares, Portugal.

cristiana.pereira@civil.uminho.pt 2 C-MADE, Centre of Materials and Building Technologies, Universidade da Beira Interior, 6201-001 Covilh, Portugal.

castro.gomes@ubi.pt 3 C-MADE, Centre of Materials and Building Technologies, Universidade da Beira Interior, 6201-001 Covilh, Portugal.

luiz.oliveira@ubi.pt

Qualidade de agregados naturais e sua influncia na durabilidade do beto estrutural

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1. INTRODUO Os agregados mais comuns utilizados na produo de beto so agregados naturais britados extrados de pedreiras de diferentes origens geolgicas. Os agregados naturais britados podem ser obtidos de diferentes tipos de rochas, tais como granito, calcrio, basalto e mrmore. No beto, os agregados ocupam cerca de 70 a 80% do seu volume, sendo que os agregados grossos ocupam 2/3 desse mesmo volume. A indstria europeia de agregados (produo de beto e vias de comunicao) produz 3.000 milhes de toneladas todos os anos [1]. Compreendendo mais de 28.000 pedreiras, de pequena e mdia dimenso [1], a produo de agregados na Europa foi mais ou menos constante ao longo dos anos 1999 a 2004 [2]. Os novos edifcios residenciais so os responsveis por consumir do valor gerado no sector. Por exemplo, a construo de um edifcio de habitao consome at 400 toneladas de agregados [3]. A mdia anual da produo de agregados representa 7 toneladas por ano, por cidado europeu, sendo que os pases que apresentam maior consumo per capita so a Irlanda (21,5 t/cap) e a Finlndia (18,7 t/cap) [2, 4]. A relevncia econmica do sector dos agregados naturais difere em cada Estado-Membro; alguns pases esto mais interessados no uso de agregados reciclados enquanto outros tm um mercado interno de agregados naturais bem definido. Portugal um dos pases onde a indstria dos agregados naturais apresenta elevada relevncia econmica, assim como a Eslovquia, Polnia, Irlanda, Finlndia, Repblica Checa e a Espanha [4]. Durante o ano de 2004, mais de 82 milhes de toneladas de agregados foram produzidas em Portugal, representando cerca de 8,4 toneladas por cidado [1, 4]. Relativamente produo de agregados reciclados em Portugal, no existem dados estatsticos. De acordo com Instituto Geolgico e Mineiro, as rochas gneas, sedimentares e metamrficas representam cerca de 30, 20 e 40% do territrio nacional, respectivamente. As rochas gneas consistem maioritariamente em granitos e basaltos, enquanto as rochas sedimentares so predominantemente de natureza calcria. As metamrficas so xistos, quartzitos e mrmores [5]. A extraco de granito predominante no norte de Portugal, reprentando mais de 90% da extraco efectuada, enquanto no centro e sul do pas, a extraco de agregados calcrios mais relevante, cerca de 60% e 90% to total extrado, respectivamente. Tambm na regio centro so extrados agregados de basalto e mrmore, mas em menores percentagens [6]. Os grandes centros urbanos, como Lisboa, Setbal, Coimbra, Braga e Porto, so os responsveis pela maior produo e maior consumo de agregados em Portugal. Desta forma, agregados granticos e calcrios representam mais de 70% do total de agregados produzidos e consumidos no pas, devido existncia deste tipo de formaes geolgicas na proximidade destes mesmos centros urbanos. Durante o ano de 2004, cerca de 31,4 milhes de toneladas de granito e 39,4 milhes de toneladas de agregados calcrios foram produzidos em Portugal [7, 8]. Desta forma, a seleco do tipo de agregado grosso para a produo de beto determinada pela procura e produo de agregados grossos na regio. Contudo, a escolha do agregado grosso dever apoiar-se nas caractersticas exigidas ao agregado, de acordo com o estipulado em normas. As caractersticas do beto a produzir, tais como, densidade, tenso de rotura ou mesmo resistncia abraso, so determinadas em grande parte pelas caractersticas mecnicas e fsicas do agregado [10, 11, 12, 13, 14]. 2. OBJECTIVOS Pretende-se, com este trabalho, contribuir para o desenvolvimento dos estudos no mbito da durabilidade dos materiais, nomeadamente dos agregados e do beto com eles produzido. O objectivo deste trabalho experimental foi o de compreender de que forma que a natureza e dimenses do agregado pode influenciar as propriedades do beto. Pretende tambm identificar de que forma que as condies iniciais dos agregados podem influenciar o desempenho do beto face aco dos agentes agressivos.

Encontro Nacional Beto Estrutural 2008 C. Gonilho Pereira et al

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3. PROGRAMA EXPERIMENTAL 3.1 Seleco de agregados O estudo compreendeu a seleco de quatro tipos de agregado granito (G), basalto (B), calcrio (C) e mrmore (M) , representativos da utilizao de agregados na produo de beto, em Portugal. O tipo de agregado em estudo e a sua provenincia teve por base a anlise da indstria extractiva em Portugal. O agregado grantico escolhido provm de Cabea Santa, concelho de Penafiel, distrito do Porto, na regio Norte. O agregado do tipo basalto, bem como as amostras de rocha, foram obtidas na explorao em Casal Gaiola, no concelho de Rio Maior, distrito de Santarm. Atendendo que a fraco mais importante de produo de calcrio para fins industriais, nomeadamente para a indstria da construo civil e obras pblicas, a explorada no distrito de Leiria, o calcrio escolhido provm da explorao da regio da Mendiga, concelho de Porto de Ms. Uma vez que a maior jazida portuguesa de calcrios cristalinos se situa na faixa Estremoz-Borba-Vila Viosa, as amostras de mrmore foram adquiridas na zona de Bencatel, concelho de Vila Viosa, distrito de vora. Como agregado fino foi seleccionada uma areia rolada, proveniente da regio de Lisboa e Vale do Tejo, uma vez que se verifica que 80% da areia produzida no pas desta Regio. 3.2 Caracterizao dos agregados A avaliao das propriedades fsicas e mecnicas dos agregados naturais foi efectuada de acordo com a normalizao europeia e nacional, em laboratrio, em corpos de prova extrados da rocha e em partculas de agregado obtidas da produo industrial das pedreiras. Tenso de rotura compresso e propriedades relacionadas com a durabilidade dos materiais, tais como absoro de gua por capilaridade e permeabilidade ao ar, foram determinadas em corpos de prova de rocha. A determinao da tenso de rotura compresso foi efectuada em carotes extradas da rocha com 12,5cm de altura e 5cm de dimetro de acordo com as recomendaes da International Society for rock mechanics (ISRM) [15]. A determinao da absoro de gua por capilaridade foi efectuada de acordo com a especificao do LNEC E393 [16]. O coeficiente de absoro e o coeficiente de capilaridade foram obtidos de acordo com a norma francesa NF B 10-502 e norma alem DIN 52617 respectivamente [17, 18]. Tambm estes parmetros foram obtidos com corpos de prova de rocha com 12,5cm de altura e 5cm de dimetro. Aps secagem dos corpos de prova, em estufa, a superfcie lateral de cada provete foi impermeabilizada atravs do uso de fita adesiva e colocado em contacto com uma lmina de gua. A determinao do coeficiente de absoro, Aw, e de capilaridade, C, resultou das medies da variao de peso de cada um dos provetes aps 15, 30 e 60 minutos, 1.5, 2, 6, 24 e 48 horas em contacto com a gua [17, 18]. Os coeficientes de absoro e de capilaridade so parmetros de avaliao do mesmo fenmeno suco capilar; ambos parmetros foram obtidos atravs da equao presente na respectiva norma. A permeabilidade ao oxignio e gua foram determinadas em diferentes corpos de prova cilndricos, com 5cm de dimetro e 4cm de altura. Detalhes do equipamento utilizado e dos procedimentos de ensaio so apresentados noutros trabalhos [13, 21]. A anlise granulomtrica, mxima dimenso e mdulo de finura foram determinados em cada um dos agregados. O ndice volumtrico, para partculas com dimenso entre 4,76mm e 50,8mm, foi obtido de acordo com o procedimento apresentado na especificao LNEC E223 [22]. A determinao da massa volmica e baridade, absoro de gua e desgaste Los Angeles foram igualmente determinados de acordo com a especificao portuguesa LNEC E227 [23]. O en