UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE CONSTRUÇÃO CIVIL

ENGENHARIA CIVIL

LAISSA CANCELIER NEGOSEKI

RELATÓRIO DE ENSAIOS DAS CARACTERÍSTICA FÍSICAS DE PEDRAS

NATURAIS E ARTIFICIAIS

CURITIBA

2015

LAISSA CANCELIER NEGOSEKI

RELATÓRIO DE ENSAIOS DAS CARACTERÍSTICA FÍSICAS DE PEDRAS

NATURAIS E ARTIFICIAIS

Relatório apresentado como componente parcial de nota na disciplina de Materiais de Construção I do Departamento de Construção Civil da da Universidade Tecnológica Federal do Paraná.

Orientador: Prof. Dr.

CURITIBA

2015

1. INTRODUÇÃO

Na disciplina de Materiais de Construção I são avaliadas as características e

empregabilidade dos materiais obtidos naturalmente ou por métodos artificiais na

construção civil. Entre esses materiais estudados, estão as pedras naturais e artificiais.

Na construção civil, o uso de pedras é difundido desde ornamentação à

composição do concreto, aplicação na qual as pedras fazem papel de agregado e têm

função fundamental. Das pedras naturais, podemos citar as areias extraídas de rios

naturalmente. Das pedras artificiais, temos como exemplo rochas e areias provenientes

do britamento ou processamento qualquer, tendo em vista que o tamanho dos grãos é

dependente de ação humana.

Os agregados são materiais que compõe cerca de 80% da massa do concreto e

interferem diretamente na resistência e retração desse material. Para isso, entender a

composição e características dos agregado como tamanho, forma e densidade é

fundamental para relacionar esses conhecimentos às propriedades desejadas do

concreto.

Nos experimentos realizados, foi determinada a massa específica aparente,

absorção de água e porosidade aparente de pedra brita, um agregado graúdo muito

utilizado na composição do concreto. Também foi realizado um ensaio com pedra de

ardósia, geralmente utilizada em ornamentação ou pavimentação de calçadas, para

determinar sua massa específica aparente pelo procedimento geométrico.

2. OBJETIVO

Os objetivos são direcionados por cada experimento realizado.

No primeiro experimento, determinamos a massa específica aparente da pedra de

ardósia através do processo geométrico.

Nos segundo e terceiro experimentos, determinamos a massa específica aparente

de uma quantidade de agregado graúdo de brita através dos métodos do frasco graduado

e da balança hidrostática para efeitos de comparação de valores.

No quarto experimento, determinamos a absorção de água e porosidade aparente

do agregado graúdo de brita.

3. APARELHOS UTILIZADOS

• Amostra de ardósia

• Amostra de brita

• Balança de precisão

• Balança hidrostática

• Paquímetro

• Proveta graduada

• Recipiente de arame entrelaçado em malha de abertura inferior a 3 mm

• Recipiente estanque com água para submersão

• Estufa

4. PROCEDIMENTO

4.1 – Determinação da massa específica aparente da pedra de ardósia pelo

método geométrico

A pedra de ardósia teve a medida de suas arestas obtida através de um

paquímetro. As dimensões foram corrigidas através da média aritmética das leituras feitas

por cada um dos integrantes da equipe que realizou o experimento. Com essas

dimensões, foi possível obter o volume da pedra.

Em seguida, foi feita a pesagem da amostra no estado seco em uma balança de

precisão.

Esses dados foram utilizados para o cálculo da massa específica.

4.1.1 – Leituras obtidas das dimensões

LEITURA COMPRIMENTO LARGURA ESPESSURA

OPERADOR A 98 mm 97,45 mm 11,55 mm

OPERADOR B 98,8 mm 99,9 mm 11 mm

OPERADOR C 98,3 mm 98,4 mm 11,15 mm

MÉDIA 98,36 mm 98,58 mm 11,22 mm

4.1.2 – Leitura obtida da massa seca

4.1.3 – Cálculo do volume da amostra

O cálculo do volume da amostra se dá através do produto da média aritmética das

dimensões de comprimento, largura e espessura obtidas nas leituras com o paquímetro.

I –

Substituindo os valores na equação, obtemos:

II –

Como resultado final, o volume da amostra:

4.1.4 – Determinação da massa específica

aparente

A massa específica aparente é diretamente proporcional à massa seca da

amostra e inversamente proporcional ao volume da amostra através da seguinte equação:

III –

Substituindo os valores na equação, obtemos:

IV –

A massa específica aparente foi determinada como:

ou

4.2 – Determinação da massa específica aparente do agregado graúdo de

brita pelo frasco graduado

Esse procedimento experimental é baseado no deslocamento de líquido para

determinação do volume da amostra do agregado graúdo. Através da obtenção do volume

e da massa seca da amostra, é possível determinar a massa específica aparente.

4.2.1 – Leitura obtida da massa seca

Ao mensurar a massa da amostra seca em balança de precisão, foi obtido o valor:

4.2.2 – Leituras obtidas da proveta graduada

Primeiramente, a proveta foi preenchida com água em proporção suficiente para

completa submersão da quantidade de amostra disponível. Foi anotada a leitura da

graduação da proveta referente ao volume de água ocupado.

Em seguida, a amostra de brita foi posta cuidadosamente na proveta e submersa,

provocando deslocamento da água proporcional ao volume da amostra e aumentando a

leitura na graduação da proveta.

A diferença entre o volume total com a amostra e o volume inicial sem a amostra

representa o volume da amostra e brita utilizado.

I –

Substituindo os valores obtidos, teremos:

II –

Sendo o volume da amostra:

4.2.3 – Determinação da massa específica aparente

A massa específica aparente é diretamente proporcional à massa seca da

amostra e inversamente proporcional ao volume da amostra através da seguinte equação:

III –

Substituindo os valores na equação, obtemos:

IV –

A massa específica aparente foi determinada como:

4.3 – Determinação da massa específica aparente do agregado graúdo de

brita pela balança hidrostática

Uma nova amostra de brita será utilizada para mensurar a massa específica

através de um novo procedimento, o da balança hidrostática. Nesse experimento, a

massa da amostra será estimada através do peso do volume de líquido deslocado em

função da submersão da amostra.

A amostra será posta em cesto em malha e terá sua massa medida e a tara do

cesto desconsiderada para medição exclusiva da amostra.

4.3.1 – Leitura obtida da massa seca

Ao mensurar a massa da amostra seca em balança de precisão, foi obtido o valor:

4.3.2 – Leitura obtida da massa imersa

A massa imersa será obtida através da imersão da amostra no recipiente

contendo água e foi lida como:

4.3.3 – Determinação da massa específica aparente

A massa específica aparente é diretamente proporcional à massa seca da

amostra e inversamente proporcional à diferença da massa seca em relação à massa

imersa, como se observa na equação:

I –

Substituindo os valores na equação, obtemos:

II –

A massa específica aparente foi determinada como:

4.4 – Determinação da absorção de água e porosidade aparente

Para determinar a absorção de água e porosidade aparente, foi utilizada como

objeto de estudo uma amostra de brita. Tendo como informação sua massa seca e depois

imersa em água e saturada e posterior secagem, é possível estimar a absorção e a

porosidade em porcentagem dessa amostra.

4.4.1 – Leitura obtida da massa da amostra

4.4.1 – Leitura obtida da massa saturada

Para medir a massa imersa, foi separado um recipiente no qual foi adicionada

água e a amostra de brita.

O sistema foi deixado em repouso pelo período de duas semanas para saturação

da amostra. Depois desse período, a amostra saturada teve sua superfície seca e sua

massa medida na balança de precisão.

A massa de brita saturada ficou igual a:

Após a medida da massa saturada, a amostra foi levada para secagem em estufa

pelo período de uma semana a uma temperatura média de 110º C até constância de

massa. Então, foi feita a medida da massa seca. É importante ressaltar a constância de

massa necessária no experimento.

Também foi estimada a massa imersa do agregado através da balança

hidrostática:

4.4.1 – Determinação da absorção de água

A absorção de água da amostra é dependente da massa saturada e da massa

seca e é dada através da equação:

I –

Substituindo os valores obtidos na equação:

II –

Obtendo-se uma absorção de água igual a:

4.4.2 – Determinação da porosidade do agregado

A porosidade da amostra do agregado é determinada através da equação:

III –

Substituindo os valores na equação:

IV –

Podendo-se obter uma porosidade igual a: