84

Silte e pó de pedra

Estes materiais cujas dimensões estão entre 2 a 60 µm, são mais grossos e portanto

não são tão perniciosos como a argila, pois não interferem no crescimento e colagem

dos cristais do cimento hidratado, podendo mesmo, por vezes, desempenhar um papel

de certa importância corrigindo a granulometria do agregado ou até da pasta de cimento.

O maior inconveniente das partículas muito finas é diminuir a resistência ao

desgaste, sobretudo por abrasão.

Para determinação do teor em agregados muito finos e matérias solúveis contidas

nos agregados, segue-se a técnica descrita na norma portuguesa NP 86, "INERTES

PARA ARGAMASSAS E BETÕES. Teor em inertes muito finos e matérias solúveis".

O ensaio consiste em secar a amostra a 105oC e pesá-la. Em seguida coloca-se esta

dentro de água e agita-se vigorosamente de modo a conseguir obter uma suspensão do

agregado mais fino; depois, por decantação e peneiração através do peneiro com malha

de 75 µm de abertura todo o material com dimensões inferiores a esta, pode-se separar.

Para proteger o peneiro da acção das partículas maiores coloca-se em cima deste um

peneiro mais grosso, como o de 2,38 mm. Repetem-se estas lavagens até a água de

lavagem sair limpa e depois a amostra é novamente seca a 105oC e pesada. A diferença

de massa relativamente à inicial da amostra, dá a percentagem de teor em agregados

muito finos e solúveis.

Segundo a especificação do LNEC E 373, "INERTES PARA ARGAMASSAS E

BETÕES. Características e verificação da conformidade" os valores a satisfazer são:

Areia natural Areia britada Godo Brita

≤ 3.0 % ≤ 10.0 % ≤ 2.0 % ≤ 3.0 %

3.9.5 – Partículas individualizadas de resistência baixa (moles), leves e friáveis

Estas são as partículas que, pelas suas propriedades físicas alteram a integridade ou

a resistência do betão, não só devido ao facto de a sua resistência ser inferior à da

85

argamassa, mas também à possibilidade de alterações volumétricas excessivas por

embebição, secagem ou congelação da água no seu interior.

Partículas xistosas, de baixa densidade, inclusões macias, como grumos de argila,

madeira, linhite, carvão, etc., podem conduzir à formação de crateras ou de

desagregações locais, sob a forma de fissuração ou escamação do betão. A madeira,

linhite e carvão podem expandir-se por absorção e contrair-se bastante por secagem

agravando os defeitos apontados.

Partículas moles

Em relação às partículas moles o procedimento a seguir para a determinação da sua

percentagem é referido na especificação do LNEC E 222, "AGREGADOS.

Determinação do teor em partículas moles", que se baseia na dureza à riscagem de cada

partícula com uma vareta de latão.

Segundo a especificação do LNEC E 373, "INERTES PARA ARGAMASSAS E

BETÕES. Características e critérios de conformidade" o valor da percentagem de

partículas moles, quer para um godo quer para uma brita não pode ultrapassar 5%.

Partículas leves

A quantidade de materiais leves pode ser determinada por flutuação num líquido

com densidade conveniente. O procedimento do ensaio vem descrito na NP 953,

"INERTES PARA ARGAMASSAS E BETÕES. Determinação do teor em partículas

leves". O ensaio consiste em considerar a areia e agregado grosso, em separado e com

as suas partículas saturadas com superfície seca. O agregado é então colocado num

líquido separador de densidade definida e retiradas as partículas que flutuam. Estas são

então secas e a sua massa comparada com a massa inicial do agregado.

Segundo a especificação do LNEC E 373, "INERTES PARA ARGAMASSAS E

BETÕES. Características e verificação da conformidade", a quantidade de partículas

leves deve ser:

Inferior a 1% no caso da areia e

Inferior a 0,25% no caso de godo ou brita.

86

Estes valores não se aplicam aos agregados leves.

Este ensaio também é exigido quando o betão está sujeito a ambientes em que a

temperatura pode atingir, com frequência, valores inferiores a –5oC ou se pretendem

obter betões com elevada resistência à penetração de cloretos.

Partículas friáveis

As partículas friáveis são aquelas que não resistem a ciclos gelo/degelo e segundo a

norma portuguesa NP 1380, "INERTES PARA ARGAMASSAS E BETÕES.

Determinação do teor de partículas friáveis" o procedimento consiste em, depois de

eliminar por lavagem as partículas muito finas e solúveis do agregado, desagregar as

partículas friáveis por acção manual e determinar por peneiração a variação da

granulometria do agregado.

Segundo a especificação do LNEC E 373 "INERTES PARA ARGAMASSAS E

BETÕES. Características e verificação da conformidade" os valores a satisfazer de

partículas friáveis no agregado, devem ser os seguintes:

Areia Godo ou brita

≤ 1,0% ≤ 0,25%

3.10 – Ensaios sobre agregados

Antes de se proceder aos ensaios dos agregados há que realizar a sua amostragem.

Os resultados obtidos referem-se, evidentemente, apenas à amostra observada, mas

como é necessário generalizá-los e aplicá-los a todo o agregado que a amostra

representa, esta tem de ser representativa do conjunto.

No capítulo 5 são referidos processos de obtenção de uma amostra representativa a

partir de um lote ou pilha de agregado, assim como processos para reduzir o tamanho de

uma amostra.

Em relação aos ensaios referidos nos pontos anteriores, apresenta-se no quadro

seguinte (Quadro 14) transcrito da especificação do LNEC E 373, "INERTES PARA

ARGAMASSAS E BETÕES. Características e verificação da conformidade" os valores

a satisfazer:

87

Quadro 14 – Características e verificação da conformidade dos agregados (E 373, 1993).

Características Documento normativo

Valor a satisfazer

NP 1040 ≥ 50 MPa

NP 1039 ≤ 45%

- resistência à compressão ou - resistência ao esmagamento ou - desgaste Los Angeles(2)

E 237

≤ 50%

Resistência mecânica (1) dos inertes grossos medida através de

- desagregação pelo sulfato de sódio ou de magnésio(3)

NP 1378 SO4Na: perdas peso<10% SO4Mg: perdas peso<15% ao fim de 5 ciclos de ensaio

Absorção de água (1) e massa volúmica

- de inertes grossos - de areias

NP 581 NP 954

absorção ≤ 5,0 % absorção ≤ 5,0%

- de matéria orgânica NP 85 não prejudicial - de partículas muito finas e matéria solúvel

NP 86 areia natural ≤ 3,0% areia britada ≤ 10,0% godo ≤ 2,0% brita ≤ 3,0%

- de partículas de argila E 196 ≤ 2,0% de massa do ligante - de partículas friáveis NP 1380 areia ≤ 1,0%

godo ou brita ≤ 0,25% - de partículas moles E 222 godo ou brita ≤ 5,0%

Quantidade de partículas ou matérias prejudiciais

- de partículas leves (1) (3) NP 953 areias ≤ 0,5% godos ou britas ≤ 1,0%

Indice volumétrico E 223 godo ≥ 0,12 brita ≥ 0,15

Processo absorciométrico E 159 negativo Proc. da barra de argamassa NP 1381 extensão ≤1,0×10-3 ao fim de

6 meses

Reactividade potencial com os álcalis do cimento

Análise petrográfica (4) E 415 negativo Reactividade com os sulfatos (5) E 251 Provetes de argamassa:

-ausência de fendilhamento - extensão <0,5×10-3

Provetes de rocha: - extensão <1,0×10-3 ao fim de 6 meses

Teor de cloretos E 253 (6) Teor em sulfuretos NP 2107 Teor de sulfatos NP 2106 Teor de álcalis NP 1382

(7)

Análise granulométrica NP 1379 (8) Baridade NP 955 (9) Teor de água total NP 956

NP 957 (10)

(1) Os valores exigidos por estas características não se aplicam aos inertes leves. (2) O desgaste Los Angeles não é em princípio significativo para inertes calcários. (3) Os ensaios de desagregação pelo sulfato de sódio ou de magnésio e de quantificação das

partículas leves são exigidas quando o betão está sujeito a ambientes em que a temperatura

88

pode atingir, com frequência, valores inferiores a –5oC ou se pretendem obter betões de elevada resistência à penetração de cloretos.

(4) Na Especificação LNEC E 415 indicam-se os minerais e rochas com formas de sílica potencialmente reactivas ou fornecedoras de álcalis (Quadros 11 e 12).

(5) O ensaio de reactividade com os sulfatos é exigido quando os betões ficam em contacto com a água do mar ou com águas ou solos que contenham sulfatos com teores iguais ou superiores aos da água do mar e quando os inertes exibem feldspatos.

(6) O teor de cloretos dos inertes deve ser somado ao teor de cloretos dos outros constituintes do betão de forma que o teor por massa de cimento seja inferior a 1%, 0,4% e 0,2% no caso do betão simples, armado e pré-esforçado, respectivamente.

(7) O teor de sulfuretos, sulfatos e álcalis dos inertes deve ser somado aos correspondentes teores determinados nos outros componentes do betão (com excepção do cimento) e o valor final não deve exceder as seguintes percentagens referidas à massa do cimento ou à massa do cimento e das adições:

Cimento Sulfuretos

(expresso em S) Sulfatos

(expresso em SO3) Álcalis*

(expresso em Na2O)Tipo I 0,2 0,5 0,6 Tipo II 0,0 0,5 0,6 Tipo III 0,0 1,0 - Tipo IV 0,2 2,0 -

* Esta determinação será dispensável se os inertes satisfizerem as exigências no que respeita à

reactividade potencial com os álcalis do cimento.

(8) A classificação dos inertes em classes granulométricas é feita na Especificação LNEC E 355. (9) A baridade é usada para definir ou controlar a composição do betão. (10) O teor de água é usado para corrigir, quando necessário, a água de amassadura.

3.11 - Determinações necessárias para o cálculo da composição do betão

Para aplicação dos métodos de composição do betão, que se referem à

determinação das quantidades dos componentes em peso por unidade de volume de

betão, em geral, em quilogramas por metro cúbico, é necessário conhecer determinadas

propriedades dos agregados tais como:

- massa volúmica das partículas;

- baridade e

- teor de água.

89

3.11.1 – Massa volúmica e Absorção

A massa volúmica de um agregado refere-se às partículas individuais e de acordo

com o tipo de agregados, as partículas podem ser densas e impermeáveis, mais ou

menos porosas ou o agregado pode ser constituído por misturas dos dois tipos. Cada

partícula ainda pode conter vacúolos ou poros, uns inteiramente fechados e isolados do

exterior e/ou outros ligados entre si e ao exterior (rede porosa).

A pasta de cimento não pode penetrar até grande profundidade nem mesmo nos

poros de menor abertura da superfície, devido à sua viscosidade e à dimensão das

partículas de cimento, mas apenas nos poros maiores, enquanto que a água tem acesso

mais fácil ao interior, sendo a quantidade e a velocidade com que ela penetra na

partícula dependente da dimensão, continuidade e volume dos poros. Quando se calcula

o volume das partículas numa massa de betão deve ter-se este facto em consideração.

Portanto, o volume sólido duma partícula é definido por uma membrana que

corresponde à configuração principal da periferia.

Como se sabe, a massa volúmica absoluta do material que constitui a partícula do

agregado à temperatura t, é a relação entre a massa do material sólido no vácuo e a

massa de um volume igual de água completamente livre de gás, à temperatura t. Para

eliminar o efeito dos poros impermeáveis é necessário reduzir o agregado a pó. O

método de determinação é laborioso e muito sensível; não é usado na tecnologia do

betão, pois esta definição de massa volúmica não tem aqui interesse.

Ao estudar a composição do betão não se deve considerar o agregado seco, pois

nesta condição os poros em contacto com o exterior por meio dos capilares, absorverão

a água da pasta do cimento, não contribuindo para as suas reacções de hidratação,

alterando ao mesmo tempo a trabalhabilidade no decorrer dos primeiros instantes.

Portanto, o agregado deve estar saturado de água, para evitar este fenómeno, e é nesta

90

condição de saturado, mas sem água na sua superfície (com a sua superfície seca),

que deve entrar na composição do betão: neste estado nem aumenta a água da

amassadura nem a absorve.

Logo, se as partículas do agregado estão saturadas e têm a superfície seca, o

quociente da sua massa pela soma dos seus volumes exteriores é a massa volúmica do

agregado saturado com a superfície seca (Coutinho, 1987).

Agregados grossos (brita e godo)

A determinação da massa volúmica de um agregado grosso está normalizada na

NP 581 (1969) “ INERTES PARA ARGAMASSAS E BETÕES. Determinação das

massas volúmicas e da absorção de água de britas e godos”, num ensaio em que se

determinam a absorção e diferentes massas volúmicas.

O provete (cerca de 5kg), depois de ser lavado para retirar a sujidade superficial, é

mergulhado em água 24 horas à temperatura ambiente, anotando-se a temperatura da

água.

Retira-se o provete da água e limpam-se superficialmente as partículas com um

pano para evitar a perda de água absorvida.

Coloca-se o provete num cesto cilíndrico de rede metálico de malha quadrada,

abertura 4,76 mm e pesa-se (P1). Este cesto deve ser pesado inicialmente no ar (Car) e

mergulhado em água (Cágua). Em seguida mergulha-se o cesto na água - Figura 43, e

pesa-se novamente (P2).

91

Figura 43 - Determinação da massa volúmica de um agregado grosso (ACI E1-78, 1978).

Seca-se então o provete numa estufa entre 105ºC e 110ºC, até massa constante

(P3). Considerando que:

m1 é a massa do provete com as partículas saturadas, isto é, a massa do provete

saturado e do cesto, deduzida da massa do cesto no ar:

m1 = P1 - Car

m2 é a massa do provete imerso, isto é, a massa do provete e do cesto imerso em

água, deduzida da massa do cesto imerso em água:

m2 = P2 - Cágua

m3 é a massa do provete seco, isto é, a massa do provete seco e do cesto deduzida

da massa do cesto no ar:

m3 = P3 - Car

92

md = volume deslocado, medido em massa de água, correspondente ao do material considerando os poros acessíveis à água = m1-m2 md’= volume deslocado, medido em massa de água, correspondente ao do material sem os poros acessíveis à água = m3-m2

Sendo ρ a massa volúmica da água à temperatura do ensaio, que se considera

até 20ºC → 1000 kg/m3,

20ºC a 30ºC → 997 kg/m3,

então os valores que interessam calcular são:

1. MASSA VOLÚMICA DO MATERIAL IMPERMEÁVEL DAS

PARTÍCULAS, em kg/m3:

ρ×− 23

3

mmm

Este valor é a relação entre a massa do material seco e o volume do material

apenas incluindo o dos poros nos quais a água não penetrou ao fim do tempo de imersão

(m3-m2). Em geral este valor não tem interesse na tecnologia do betão.

m2

93

2. MASSA VOLÚMICA DAS PARTÍCULAS SECAS, em kg/m3:

ρ×− 21

3

mmm

Este valor é a relação entre a massa do material seco e o volume exterior das

partículas (volume do material considerando o dos seus poros, m1-m2) e também é

pouco utilizado na tecnologia do betão.

1. MASSA VOLÚMICA DAS PARTÍCULAS SATURADAS com a

superfície seca, em kg/m3:

ρ×− 21

1

mmm

Este valor é a relação entre a massa do material saturado com a superfície seca e o

volume exterior das partículas (volume do material considerando o dos seus poros, m1-

m2). É este valor que é geralmente utilizado na tecnologia do betão, pois, nos

estaleiros, o agregado encontra-se num estado intermédio entre o seco e o saturado,

mas quase sempre mais próximo do saturado.

O ensaio anterior permite ainda definir a :

2. ABSORÇÃO DE ÁGUA, expressa em percentagem, referida à massa do

agregado, dada por

(%)1003

31 ×−m

mm

Segundo a especificação do LNEC "E 373. INERTES PARA ARGAMASSAS E

BETÕES. Características e verificação de conformidade", o valor da absorção de água

de um agregado grosso terá de ser menor ou igual a 5,0%.

Areias

No caso das areias não se adopta o método acima descrito, pois não é possível

secar a superfície das partículas, uma a uma. Além disso o cesto de rede também não é

utilizável, e tem de se usar o método do frasco.

94

O procedimento encontra-se descrito na norma NP-954, 1973 "INERTES PARA

ARGAMASSAS E BETÕES. Determinação das massas volúmicas e da absorção de

água das areias".

A amostra de areia é saturada por imersão em água, durante 24 ± 4 horas, em

camada delgada, e agitação frequente para desprender as bolhas de ar. Em seguida seca-

se a superfície das partículas de areia, dispondo-as em camada pouco espessa e

sujeitando-as a um aquecimento lento, de preferência por meio de uma corrente suave

de ar quente. Quando se observa mudança de cor das partículas coloca-se a areia num

molde troncocónico sem fundo (de 89 mm de base maior, 38 mm de base menor e 74

mm de altura), compactando de determinado modo e se ao desmoldar o provete ainda

mantém a forma prossegue-se com o processo de secagem. (Se se der o caso de não se

obter uma moldagem firme devido a secagem excessiva, asperge-se com água e remexe-

se, moldando-se novamente até obter uma moldagem firme, prosseguindo-se então

com a secagem).

Considere-se que a areia se encontra saturada com a superfície seca quando,

após moldagens sucessivas, se obtiver a primeira moldagem que se deforme.

Toma-se então para provete cerca de 500 g da amostra que se pesa (m1) e

introduz-se num balão graduado e enche-se com água, pesando o conjunto (m2).

Figura 44 - Colocação de areia com partículas saturadas sem água superficial dentro do balão para determinação da massa volúmica (ACI E1-78, 1978).

Seca-se a amostra na estufa a 105-110oC até massa constante (m3) e pesa-se o

balão cheio com água (m4). Partindo portanto dos valores determinados, isto é, de:

m1 massa do provete com as partículas saturadas sem água superficial m2 massa do balão com o provete e água m3 massa do provete seco m4 massa do balão com água :

95

m1 - provete com as particulas saturadas sem água superficial.

m2 - recipiente com o provete e água até ao traço de referência.

m4 - recipiente com água até ao traço de referência.

m3 - provete seco.

Então é possível calcular os valores seguintes:

1. MASSA VOLÚMICA DO MATERIAL IMPERMEÁVEL DAS

PARTÍCULAS em g/cm3:

243

3mmm

m−+

md’+ m2 = m3+ m4

⇓

md’= m3 + m4 − m2

96

2. MASSA VOLÚMICA DAS PARTÍCULAS SECAS, em g/cm3:

241

3mmm

m−+

3. MASSA VOLÚMICA DAS PARTÍCULAS SATURADAS com superfície

seca, em g/cm3:

241

1mmm

m−+

Este valor corresponde ao que é geralmente usado na tecnologia do betão.

md + m2 = m1 + m4 ⇒ md = m1 + m4 − m2

4. ABSORÇÃO DE ÁGUA, expressa em percentagem e referida à massa do

agregado:

(%)100m

mm

3

31 ×−

97

Segundo a especificação do LNEC "E 373. INERTES PARA ARGAMASSAS E

BETÕES. Características e verificação da conformidade" o valor da absorção assim

calculado para uma areia terá de ser menor ou igual a 5,0%.

3.11.2 - Baridade

Como visto anteriormente a baridade é a massa por unidade de volume aparente

em que este volume aparente engloba os espaços entre as partículas e entre estas e o

recipiente onde está contido.

A massa volúmica que se definiu anteriormente, refere-se ao volume de uma

partícula individual e, no conjunto do agregado, à soma dos volumes das partículas.

Como, fisicamente, não é possível arranjar estas partículas de modo que não haja vazios

entre elas, este número não serve para determinar o volume do agregado para uma

amassadura, por exemplo. Efectivamente, quando se mede um volume de uma classe de

agregado é necessário conhecer a massa do volume do agregado que enche uma

medida ou recipiente com um volume unitário – a baridade, que se usa para

converter massas de agregado em volume de agregado e vice versa.

Volumereal das

partículasVr

Volume dorecipienteVolumeaparente

Va

M

Massa Volúmica γ=M/Vr

Baridade δ=M/Va

98

A baridade de um dado agregado depende do modo como as suas partículas estão

arranjadas no recipiente, isto é, do seu grau de compactação, da percentagem com que

ocorrem as diversas dimensões das partículas (granulometria) e ainda da forma destas,

como já referido. Efectivamente, se as partículas tiverem dimensões uniformes podem

ser arranjadas de determinada maneira, mas adicionando partículas de menores

dimensões aos vazios existentes entre elas, a baridade aumentará bastante.

Assim no ensaio para determinação experimental da baridade, necessária para

definir ou controlar a composição do betão que vem descrito no NP-955 – "Inertes para

argamassas e betões. Determinação da baridade", tem de se especificar o grau de

compacidade que se vai considerar: a baridade é determinada com o material colocado

no recipiente, com o mínimo de energia (baridade do agregado sem apiloamento) ou

com uma energia determinada (apiloamento com um varão apropriado e com número de

pancadas função do volume, dadas com determinada energia).

As medidas que se usam são:

3 lt. para agregado com D < 12,5 mm

10 lt. para agregado com D = 19,0 ou 25,0 mm

15 lt. para agregado com D = 37,5 mm

30 lt. para agregado com D = 50,0 mm; 75,0 mm ou 100 mm.

Sendo D a máxima dimensão do agregado.

As medidas devem ser cilíndricas e as suas dimensões devem estar de acordo com

os valores referidos na norma NP-955.

O valor da baridade pode ser obtido a partir do agregados seco na estufa a 105oC-

110oC (até massa constante) sendo as determinações necessárias:

m1 - a massa do recipiente em kg

m2 - a massa do recipiente cheio com o agregado, em kg

V - a capacidade do recipiente, em dm3.

99

Portanto o valor da baridade do agregado seco será igual a :

312 m/kg1000V

mm×

−

Também pode ser conveniente determinar a baridade com determinado teor de

água sendo o procedimento equivalente ao descrito anteriormente com excepção da

operação de secagem e evitando-se, durante a manipulação, a variação do seu teor de

água, cujo valor terá de ser determinado e referido com o resultado obtido para a

baridade. De facto a baridade é muito afectada pela humidade que o agregado contém-

Figura 45 .

Figura 45 – Variação da baridade com a humidade, grau de compactação e D

(Coutinho, 1988).

Baridade

Curva granulométrica

D-Máxima dimensão do agregado

Forma das partículas

Grau de compactação

Humidade

100

3.11.3 - Humidade e Teor de água

Qualquer agregado, mas sobretudo a areia, quando exposto em ambiente natural

conserva ou adquire uma grande quantidade de humidade, mantendo-a por longos

períodos, excepto à superfície do depósito ou pilha de armazenamento. Esta humidade

aderente à superfície das partículas deve ser tomada em conta quando se estuda a

composição do betão, pois há que a deduzir à quantidade de água total necessária ao

fabrico de betão.

Assim define-se:

Humidade ou Teor de humidade ou Teor em água superficial como a razão,

expressa em percentagem, entre a água aderente à superfície das partículas e a massa do

agregado seco.

Teor total de água do agregado é a soma da absorção com o teor de humidade.

TEOR DE ÁGUA TOTAL = ABSORÇÃO + HUMIDADE

O teor de humidade varia com o tempo e de ponto para ponto do depósito, pelo

que deve ser determinado frequentemente no estaleiro, durante o fabrico do betão, para

o que têm sido propostos grande número de métodos. Tais métodos deverão ser

precisos, rápidos e simples, já existindo, por exemplo, métodos que utilizam

equipamentos eléctricos que fornecem leituras instantâneas ou contínuas, mas com uma

precisão ainda relativamente reduzida exigindo uma calibração frequente. Outros tipos

de equipamento que utilizam certo tipo de ondas, já são precisos e estáveis mas muito

dispendiosos.

Por exemplo no caso de agregados grossos o procedimento a seguir para

determinação dos teores em água está descrito na norma portuguesa "NP 956 –

INERTES PARA ARGAMASSAS E BETÕES. Determinação dos teores em água total

e superficial" e consiste em começar por pesar o provete (m1) cuja massa mínima

depende da máxima dimensão do agregado. Em seguida o provete é seco a 105oC –

110oC até massa constante e pesado (m2). Determina-se então:

101

Teor em água total, em %, referido à massa do agregado seco:

1002

21 ×−m

mm

Teor em água superficial, ou Humidade, em %, referido à massa do agregado

seco:

am

mm−×

− 1002

21

em que a é a absorção do agregado, determinada como visto anteriormente, pela

norma NP 581, no caso de britas e godos.

No caso de areia o procedimento com as respectivas expressões a calcular para

determinação do Teor em água superficial, ou Humidade, em %, da areia, vem

descrito na norma portuguesa "NP-957 – INERTES PARA ARGAMASSAS E

BETÕES. Determinação do teor em água superficial de areias".

Como exemplo, no caso de agregados lavados e expostos ao ar, indicam-se no

Quadro 15 ordens de grandeza da variação da humidade com a sua dimensão, quando

mantidos nas mesmas condições.

Quadro 15 - Exemplo da humidade média que os agregados usados na região de

Lisboa podem conter (adaptado de Coutinho, 1988)

Classe do agregados

Módulo de finura Humidade %

Areia natural

Areia britada

Brita 10/2,5

Brita 25/12,5

Brita 40/20

Brita 50/25

2,8

2,8

6,0

7,1

7,9

8,2

4 a 5

6 a 8

1,5 a 4

0,8 a 2,5

0,1 a 1,5

0,1 a 1,0

102

3.11.4 – Correcção da água de amassadura devido à humidade do agregados.

A presença de humidade no agregados leva à necessidade de corrigir a

composição do betão. A quantidade de água de amassadura prevista terá de ser

diminuída da massa de água livre no agregado, isto é, a humidade.

Refere-se, aliás, que segundo a norma portuguesa NP ENV 206, 1993,

“BETÃO.Comportamento, produção, colocação e critérios de conformidade” no ponto

3.21, página 13, a DOSAGEM EFECTIVA DE ÁGUA é definida como “a soma da

água de amassadura com a água presente na superfície dos agregados e nos adjuvantes e

adições (e eventualmente com a água resultante do gelo adicionado ou do aquecimento

a vapor)”.

No caso de areia, o problema torna-se mais complexo pois verifica-se o fenómeno

do empolamento (bulking). O empolamento corresponde ao aumento de volume de

uma dada massa de areia, causado pela película de água que se interpõe entre as

partículas, afastando-as.

0 5 10 15 20

0

10

20

30

40

areia média

areia fina

Aum

ento

de

volu

me

(%)

Humidade (% em peso)

areia grossa

Figura 46 - Empolamento de areia em função da humidade (Bertolini e Pedeferri, 1995).

No caso de as medições para a amassadura serem feitas EM TERMOS DE

VOLUME o fenómeno do empolamento tem como consequência a obtenção de uma

massa menor de areia, do que a prevista para o agregado sem humidade, dentro de um

103

recipiente de medida. Neste caso, se o empolamento não for considerado, a amassadura

com deficiência de areia, aparece áspera e sem plasticidade, podendo o betão começar a

segregar e ficar com ninhos de pedras. O melhor meio para ter este facto em conta

consiste em medir a baridade (δ) da areia no instante em que se determina a humidade

(H). Sendo m a massa do agregado que entra na amassadura, o volume de areia que se

deve introduzir é:

δ

)100

1( HmV

+=

Sendo a baridade, δ, o quociente da massa de areia húmida pelo volume do

recipiente de medida (Bertolini e Pedeferri, 1995; Coutinho, 1978; Neville, 1995).

4. OBTENÇÃO DE AGREGADOS A PARTIR DA PEDREIRA

4.1 - Introdução

Na fase inicial de prospecção de agregados é importante considerar todas as suas

propriedades de modo a prever o seu comportamento no betão.

Quando se conhece bem uma região, por exemplo, os arredores de cidades, em

geral os conhecimentos e experiência já adquiridos e sobre o solo permitem encontrar as

pedreiras com os melhores materiais dessa área.

As grandes obras, tais como barragens, estradas etc., são normalmente construídas

em locais ainda relativamente desconhecidos. Dessa forma, um plano eficiente de

prospecção é da máxima importância, e, ainda na fase de anteprojecto de uma grande

obra, o engenheiro deve ser ouvido a respeito da possibilidade de utilização dos

materiais da região, para o fim a que se destinam. Existe um grande número de obras

onde, após ter sido iniciada a sua construção e já com grandes investimentos realizados,

se verificou uma total impossibilidade de execução de betão com os materiais locais,

assim como o fabrico do betão com materiais transportados de outras regiões, tornando

o empreendimento inviável – foram, assim, abandonadas, muitas obras com grandes

prejuízos.

104

A fase inicial de prospecção deve sempre contar com um geólogo experiente, que

deverá orientar os seus estudos tendo em vista a finalidade básica da exploração dos

materiais isto é a produção dum betão com as qualidades mínimas desejadas.

A prospecção pode ter diferente orientações e profundidades, dependendo da

quantidade de material de que se necessite, da localização da obra, do conhecimento da

região, da maior ou menor facilidade de acesso às possíveis pedreiras, enfim, da

situação particular de cada caso. Mesmo após terem sido encontradas pedreiras

convenientes, é necessário o estudo das possibilidades de exploração, não só do ponto

de vista físico, como legal. Muitas vezes, a expropriação de determinadas zonas, a

compra de terrenos, restrições de desflorestação, etc, enfim uma série de problemas de

ordem legal, podem tornar antieconómica a exploração de uma pedreira.

Entre os elementos com que se deve contar numa primeira aproximação do

problema estão:

- os levantamentos aerofotogramétricos,

- mapas geológicos da região,

- dados de ensaios geofísicos,

- sondagens,

ou seja, todos os documentos que possam estar disponíveis. Tais elementos muitas

vezes já existem nos diversos órgãos oficiais.

Após uma primeira aproximação do problema baseada em tais informações, é

importante a caracterização das pedreiras através da recolha de amostras dos respectivos

materiais, os quais, enviados ao laboratório, são submetidos a vários ensaios.

No caso de existirem diversas opções dever-se-á escolher a pedreira que mais

interesse do ponto de vista económico, isto é, que acarreta um maior índice

benefício/custo, considerando as questões relacionadas com o impacte ambiental.

O processamento necessário para transformar o material de uma determinada

pedreira em agregado de qualidade satisfatória para o uso em betão, pode ser simples ou

complexo, dependente de uma série de factores. É praticamente impossível, numa só

105

operação obter todos os agregados necessários ao fabrico de betão e assim o material

deverá passar sucessivamente por diversos equipamentos em geral britadores, seguido

de granuladores. A escolha do equipamento e do layout das instalações de britagem e

crivagem é um elemento da máxima importância para a obtenção do agregado

conveniente, a custos mais reduzidos.

Actualmente, encontram-se no mercado instalações completas para o

processamento de agregados onde as diferentes unidades ficam acondicionadas em

conjunto, formando um bloco único, que podem até ser móveis como se mostra um

exemplo na Figura 47. Entretanto, é necessário que se verifique a conveniência da

utilização de cada dessas unidades, para o caso em estudo.

Figura 47 – Central de agregados móvel.

As fábricas de processamento de agregados designadas por centrais de

agregados são geralmente projectadas para as condições específicas do estaleiro e

organizadas em inúmeras variedades de possíveis soluções. Entre as considerações

importantes a serem levadas em conta no estudo do layout de uma central de agregados

para betão, podemos mencionar:

106

- abastecimento de água –deve estar disponível uma boa fonte de abastecimento

de água. É necessário um estudo preciso da quantidade de água a ser usada,

especialmente se os agregados a serem explorados contem grande quantidade de finos

ou de impurezas; existem casos em que a água pode ser dispensável numa instalação

deste tipo, mas são muito raros.

- energia – deve-se analisar a possibilidade de comprar ou instalar a necessária

central de energia eléctrica.

- transporte – entre os diversos pontos da central de britagem, ou entre esta e o

ponto de consumo (em geral, a central de betão), deve ser estudado o tipo de transporte

mais económico;

- áreas de armazenamento – a necessidade de maiores ou menores quantidades de

material está ligada às operações da obra. Numa obra em que as betonagens são de

carácter contínuo, o equipamento de processamento pode ser dimensionado para

trabalhar ininterruptamente, produzindo-se assim grandes stocks suficientes para

garantir as betonagens. Entretanto, em determinados casos, essa solução poderá não ser

aplicável pela falta de espaço para os devidos "stocks".

As áreas de armazenamento devem ser muito bem estudadas, já que as operações

de transporte do material conduzem, geralmente, à deterioração do mesmo

(contaminação e modificação na granulometria). Além disso, a depender das condições

impostas pela obra, devem ser estudadas as necessidades de drenagem e cobertura.

Muita atenção deve ser dada ao modo de lançamento do material em função da situação

da área de armazenamento (Figuras 58 e 59).

- localização da instalação em relação aos restantes pontos da obra – é

importante a análise do problema que envolve os diversos transportes a serem

utilizados, pois, muitas vezes, a boa localização da central de britagem poderá reduzir

consideravelmente o custo dessas operações.

- impacte ambiental – é importante a análise deste problema por especialistas na

matéria, na medida em que a instalação de uma pedreira implica transformações com

repercussões mais ou menos importantes a nível ecológico e em termos de impacte

visual.

107

4.2 - Da pedreira ao agregado

As operações por que passará o material desde a pedreira até estar em condições

de utilização em betão são apresentadas a seguir:

Extracção da rocha

Taqueio

Transporte

Fragmentação

Crivagem

Lavagem

Armazenamento.

4.2.1 - Extracção da rocha

Esta operação é efectuada por detonações (pegas), martelos mecânicos, etc. a

depender da situação da pedreira. É sempre conveniente obter-se um plano de

exploração da pedreira com um engenheiro de minas ou geólogo especialista de modo a

evitar o risco de contaminação do material ou, por exemplo, deslizamentos, pondo em

risco a segurança e tornando muitas vezes a extracção anti-económica. Na fase de

escolha da pedreira é preciso tomar em consideração as operações de extracção e

verificar as possíveis interferências das detonações com povoações vizinhas e mesmo

com a própria obra. Cita-se o exemplo de uma pedreira localizada a 200 m da obra

(parecendo à priori uma pedreira muito económica) que entretanto não podia ser

explorada simultaneamente com a execução da betonagem de determinadas peças

delgadas da estrutura pelo facto das ondas de choque porem em risco a integridade da

própria estrutura.

4.2.2 - Taqueio

Após a extracção dos blocos da pedreira poderá ser necessário reduzir o tamanho

dos blocos de dimensões superiores ás da abertura de admissão do britador primário.

Esta operação poderá ser realizada por detonações (fogachos), com martelos

demolidores hidráulicos, com martelos pneumáticos ou por meios mecânicos como o

"drop ball" que consiste em deixar cair sobre o material a fragmentar uma bola grande

108

de aço( por ex. de 5 toneladas de peso) com o auxílio de um guindaste ou através da

utilização de uma carregadora frontal (front shovel) de mandíbula accionada

hidraulicamente. Estes dois últimos processos referidos são, em geral mais económicos

do que os processos que exigem mais mão de obra.

4.2.3 - Transporte

Após as operações de extracção e fragmentação, o material é transportado ao

alimentador do britador primário. A escolha do tipo de transporte deve ser bem estudado

tendo em vista as condições particulares do local e a grande variedade de meios

disponíveis. No caso do britador primário ser fixo o transporte é geralmente feito com

“dumper” mas se se tratar de um britador primário móvel a alimentação é feita

directamente com pá escavadora. Este tipo de primário móvel é apenas utilizado para

caudais relativamente reduzidos (por ex. 250 t / hora)

4.2.4 - Fragmentação

Ao instalar uma central de exploração de agregados é muito importante a escolha

criteriosa do equipamento de fragmentação. Deve ser tomado em consideração os tipos

de britadores e granuladores em função do "produto acabado" que se pretende, no caso

presente "agregados para o fabrico de betões". Como a forma das partículas do agregado

é um elemento essencial para a obtenção de um betão económico, este parâmetro

constituirá um dos importantes a ser considerado. Ora um material de determinada

pedreira produzirá agregado com partículas de formas diferentes de acordo com o tipo

de britadores e granuladores usados.

Em geral é instalada uma britador primário e uma britador secundário e

nalguns casos ainda um granulador que funcionará para a produção de agregados mais

finos (areia).

É grande a variedade de tipos e tamanhos de equipamento para fragmentação que

existe no mercado. Assim a selecção deve ser efectuada por um técnico experiente que

possa analisar, à priori, o comportamento do material de acordo com o tipo de

equipamento e também devem ser realizados ensaios prévios com o material em causa

109

fazendo-o passar por britadores e granuladores diferentes e verificando qual o

equipamento que conduz ao melhor agregado, no final do processamento.

Um factor de grande importância nessa fase é a granulometria obtida. Certos

materiais tem a tendência a produzir partículas com sensivelmente a mesma dimensão

quando são utilizados equipamentos inadequados e, nesse caso, não é obtido material

correspondente a uma dada fracção granulométrica podendo este facto prejudicar

enormemente o betão produzido com esse agregado.

Em linhas gerais, podemos classificar os equipamentos de fragmentação da seguinte

forma:

tipo Blake Britador-triturador Britadores

de Maxilas

Cónicos

Equipamento

de

Fragmentação

Granuladores

Cónicos

Impactores

Eixo horizontal-ex: de Martelos Eixo vertical-ex:(aperfeiçoado) Barmac

Moínhos Impactores

de Barras

de Bolas

Com a evolução da tecnologia os Moínhos, hoje em dia, não são praticamente

usados para produção de agregados para argamassas e betões, embora se usem, por

exemplo em lavarias para extracção de minério, na fase de moagem. Os moínhos de

Barras ou Rolos usam-se para moagem de materiais tenros como o carvão, gesso e talco.

4.2.4.1 - Britadores

Este tipo de equipamento funciona por esmagamento da rocha. Constituem os

equipamentos mais económicos e resistentes. Como vimos, existem dois tipos de

britadores, os de Maxilas e os Cónicos. Os de Maxilas ainda se podem subdividir em

110

tipo Blake, e Britadores–trituradores. Apresentam-se esquemáticamente o modo de

funcionamento de cada tipo de britador nos parágrafos seguintes.

Britador de Maxilas tipo Blake

Compõe-se essencialmente duma maxila fixa e doutra móvel que se movimentam

em torno dum eixo horizontal. A maxila (ou mandíbula) móvel aproxima-se e afasta-se

alternadamente da maxila fixa, sob acção dum excêntrico e de hastes oscilantes. O

retorno da maxila móvel é provocada por uma mola muito forte.

Dá-se o esmagamento e a pedra solta em estilhaços

descendo para uma posição mais baixa até ser de

novo apertada pelas máxilas e assim sucessivamente

até passar pela abertura inferior - Figura 48.

Figura 48 - Britador de Maxilas tipo Blake.

Britador- triturador (de Maxilas)

O excêntrico transmite directamente o seu

movimento à máxila móvel e verifica-se não apenas

movimento transversal, mas também vertical,

resultando cruzamento com estilhaçamento e ainda

escorregamento por atrito do material. Este tipo de

equipamento produz mais finos do que a britador

tipo Blake – Figura 49.

Figura 49 - Britador- triturador (de Maxilas)

111

Britador Cónico

cone

cuba

guia excêntrico

No interior duma cuba fixa revestida de placas de

desgaste existe um cone montado sobre um eixo

accionado por um excêntrico. O eixo transmite assim

ao cone movimentos de oscilação que o aproximam e

afastam da cuba. A rocha lançada na parte superior

sofre esmagamentos sucessivos até sair pela abertura

inferior. A abertura inferior é regulada por um

parafuso. A relação entre as dimensões à entrada e à

saída dos materiais é cerca de 5, semelhante à

britador de maxilas. O peso deste tipo de

equipamento é maior do que o britador de maxilas -

Figura 50.

Figura 50 - Britador Cónico.

Na Figura 51 apresenta-se um esquema de um britador cónico (Babbitless), onde o

alimentador recebe blocos da pedreira até cerca de 1,20 metros de dimensão e o britador

reduz a partículas com dimensão máxima entre 200 e 300 milímetros.

Figura 51 - Esquema de um britador cónico (Babbitless).

112

4.2.4.2 - Granuladores

Como visto anteriormente existem vários tipos de granuladores que são utilizados

para fragmentar materiais de dimensões menores do que os britadores que se podem

classificar genericamente em:

- Cónicos e

- Impactores

Estes últimos ainda podem ser, como vimos, de eixo horizontal ou vertical.

Granuladores Cónicos

Estes granuladores podem ser absolutamente equivalentes aos britadores cónicos

mas mais pequenos e o material introduzido é triturado pelo movimento pendular do

cone contra a cuba - Figura 52. Também existem granuladores em que o cone tem um

movimento giratório.

Figura 52 - Granuladores cónicos (movimento de oscilação).

Impactores

Os impactores operam segundo o princípio da fragmentação do material por

impacto. O material ao entrar num impactor recebe um impacto brusco, isto é, uma

elevada quantidade de energia que é convertida em movimento e calor, sobretudo na sua

fragmentação.

113

Os impactores, em geral, são favoráveis à produção de agregados com forma

adequada para fabrico de betão, isto é, de agregados com valores de índice volumétrico

elevados (forma arredondada) e com arestas.

Existem dois tipos de impactores conforme a posição do eixo de rotação, os

impactores de eixo horizontal, por exemplo, os impactores de Martelos e os de eixo

vertical.

Granuladores ou impactores de martelos (impactores de eixo horizontal)

Utilizável para materiais tenros e menos duros. São de velocidade elevada (1000 a

1500 r.p.m.) e funcionam por impacto. Têm um caudal elevado, permitindo facilmente

uma redução de dez para um em termos de dimensões das partículas do agregado,

possibilitando a obtenção de areia com uma só operação. Os materiais são separados à

saída conforme os tamanhos. Os produtos de alimentação poderão ter dimensão máxima

de 100 a 120 milímetros (Figura 53).

Figura 53 - Granulador de Martelos (Bauer, 1987).

Impactor de eixo vertical

Na Figura 54 apresenta-se um granulador impactor de eixo vertical, aperfeiçoado

(BARMAC) no qual existem umas câmaras onde o agregado, acelerado pelo rotor, se

114

vai fragmentando sobretudo devido aos impactos de partículas contra partículas,

resultando no final em agregado e com propriedades excelentes em termos de forma:

Este tipo de equipamento tem um custo de operação reduzido pois o desgaste do

revestimento das câmaras é baixo devido à fragmentação ser promovida principalmente

pela acção partícula contra partícula. A abertura do alimentador pode ir até cerca de 55

milímetros.

Figura 54 - Impactor de eixo vertical, aperfeiçoado (BARMAC).

115

4.2.4.3 - Transporte entre os britadores e granuladores

Em alguns casos, os equipamentos de fragmentação podem estar separados e o

factor transporte poderá ser importante. Valem, aqui, as mesmas considerações já feitas

no ponto 4.2.3, referente ao transporte.

4.2.5 – Crivagem ou Peneiração

A granulometria é o factor mais importante nas propriedades do agregado. Assim,

é necessário que, para cada composição de betão, se determine a mistura de agregados

mais adequada possível. A fase de crivagem consiste em fazer passar o material britado

por uma série de crivos ou peneiros com o objectivo de o dividir em fracções de

granulometria determinada – Figuras 55 e 56.

Figura 55 - Crivagem por vibração em declive no processamento de agregado grosso

(Lea, 1998).

116

Figura 56 - Diagrama ilustrativo da acção de crivagem horizontal (Lea, 1998).

A escolha dos crivos ou peneiros deve ser efectuada após um conhecimento

prévio da granulometria do material obtido na saída do equipamento de fragmentação.

A escolha indevida de um crivo ou peneiro poderá acarretar uma granulometria

inadequada dos agregados obtidos, dificultando, posteriormente, a obtenção de

composições económicas para o betão. Assim, é conveniente verificar, através da

granulometria do agregado saído do equipamento de fragmentação, quais serão as

percentagens de cada fracção que são obtidas para uma determinada série de crivos ou

peneiros. Somente após esse estudo deverá, então, ser escolhida a série apropriada de

crivos ou peneiros.

4.2.6. - Lavagem

É muito comum o agregado obtido pela fragmentação de rochas possuir uma

excessiva quantidade de finos, muitas vezes argila, o que prejudica consideravelmente a

sua qualidade. É usual utilizarem-se, então, lavadores de agregados, que em geral são

acoplados aos peneiros, de forma a que a água com as impurezas seja retida após o

último peneiro. Nalgumas instalações, essa água, contendo grande quantidade de finos,

é conduzida a um tanque de decantação, onde um fluxo de água provoca a separação

entre o material utilizável (areia artificial) e as impurezas. A areia artificial, mais densa

117

do que as impurezas, deposita-se no fundo, de onde é arrastada por meio de um parafuso

"sem fim", que a conduz até à área de armazenamento (Figura 57).

Figura 57– Separador de areia (Bauer, 1987).

A água penetra no lavador pelas válvulas de entrada de água (I, na Figura 57)

saindo pela parte superior (II na Figura 57) por onde arrasta o material mais leve. A

calibração do equipamento é feita através da variação do fluxo de água e da velocidade

de rotação do parafuso "sem fim". Essa regulação é fundamental para a obtenção da

areia de melhor qualidade pois permite alterar a granulometria do material, fazendo-se

variar a ajustagem do equipamento e recolhendo as correspondentes amostras do

material produzido, para ensaio.

Existem outros equipamentos para processamento de areia artificial, porém de uso

menos frequente.

118

4.2.7 - Armazenamento

Como já foi mencionado, as instalações para o armazenamento de agregados

devem ser muito bem estudadas para que se evite que as características do material

venham a ser alteradas. Assim, é comum que os agregados sejam transportados desde a

saída do equipamento de crivagem até a entrada do silo ou pilha de armazenamento por

meio de correias transportadoras. Em geral, o agregado grosso mesmo após uma boa

lavagem, apresenta ainda uma certa quantidade de pó. Este prende-se à correia

transportadora e é lançado, no retorno da mesma sobre a pilha de agregado. Assim,

forma-se nesta um ponto, onde se concentra grande quantidade de material fino,

prejudicando enormemente a homogeneidade do material. Devem ser providenciados

cuidados especiais para se evitar este problema.

Outro grande cuidado que se deve ter com o armazenamento do material diz

respeito ainda ao lançamento do mesmo no silo ou pilha. Ainda que o material seja

separado em diversos tamanhos, dentro de cada faixa há uma variação de granulometria.

Ao ser lançado de certa altura dentro do silo ou para a pilha, o agregado tende a

segregar, separando-se o material mais graúdo, que fica mais abaixo. Ora este factor

introduzirá sérios problemas na mistura do betão, que terá uma granulometria

totalmente diferente da prevista.

Muitas vezes, a colocação do agregado e nas pilhas de armazenamento é

efectuado por meio de pás mecânicas. É importante impedir que a pá mecânica entre em

contacto com o agregado já armazenado, pois poderá verificar-se contaminação

(sujidade e argila conduzidas pelas rodas) e alteração de granulometria (pressão das

rodas).

Para um eficiente armazenamento de agregado, deve ser ainda analisada a

necessidade de cobertura e drenagem dos silos ou pilhas, o que variará de caso para

caso.

As soluções, nestes casos, poderão ser a adopção de sistemas como o indicado nas

Figuras 58 e 59.

119

TREMONHA

VENTO

QUEDA LIVREQUEDA LIVREIMPEDIDA

CHICANAAGREGADO GROSSO

SEGREGAÇÃO

ARMAZENAMENTOUNIFORME

AGREGADO GROSSO

CORRECTO INCORRECTO

Figura 58 – Métodos correctos e incorrectos de armazenamento de agregado

(Concrete Technology,1977)

120

LAJE DRENANTE

PAREDE

TREMONHA

CORRECTO

RAMPA

SEGREGAÇÃO

AGREGADOMISTURADO

CONTAMINAÇÃO

INCORRECTO

Figura 59– Métodos correctos e incorrectos de armazenamento de agregado

(Concrete Technology, 1977)

(Bauer, 1987; Sampaio, 1975/76; Concrete Technology,1977; apoio de Engº João

Filipe Fernandes, Solusel, Lda.).

Refere-se finalmente que, de um modo geral, é razoável considerar que os

agregados obtidos por britagem tem uma resistência adequada de modo a cumprir o seu

papel como (principal) constituinte do betão. No entanto é possível que isto não se

aplique para betões de elevada resistência ou betões sujeitos a tensões de corte elevadas

pois, por exemplo, partículas de agregados obtidas por britagem podem apresentar

zonas superficiais microfissuradas e portanto zonas potencialmente vulneráveis

(Concrete Petrography, 1998).

121

5. AMOSTRAGEM

5.1 - Amostra representativa e plano de amostragem

Entende-se por amostra representativa uma amostra em bruto constituída por

porções de agregado obtidas do lote (de acordo com um plano de amostragem) em que é

provável que a qualidade dessa amostra corresponda à do lote.

Como se pretende que uma amostra seja representativa e como os lotes são, em

geral, heterogéneos, é necessário recolher um certo número de porções que constituirão

a amostra de forma a que esta represente as propriedades do lote. É claro que se o

processo de produção do agregado leva à sua homogeneização será apenas necessário

recolher uma porção de quantidade maior que constituirá a amostra.

Uma amostra representativa de uma remessa de agregado ou de um lote a ser

produzido ou armazenado numa central de processamento de agregados, deverá ser

constituído segundo determinadas regras referidas no plano de amostragem, onde é

referido o número de porções de agregado a serem recolhidas aleatoriamente de todo o

lote, de uma forma manual, mecânica ou automática.

O plano de amostragem deve referir o tipo de agregado a que se refere, o fim a

que se destina a amostragem e as propriedades dos agregados que virão a ser analisadas,

a identificação dos pontos de amostragem, a massa aproximada e o número de porções

de agregado a retirar do lote, o equipamento a utilizar na amostragem, os métodos de

amostragem, os métodos de redução do tamanho da amostra a utilizar e, finalmente, o

modo de identificação, de embalagem e transporte das amostras.

É importante salientar que as condições de estaleiro são muito variadas e a

composição de uma amostra que seja efectivamente representativa dependerá

essencialmente do experimentador, da sua experiência e cuidado.

A norma europeia "Tests for general properties of aggregates - Part 1: Methods

for sampling", 1996, especifica o método de se obter uma amostra representativa, assim

como métodos de redução do tamanho de uma amostra.

122

5.2 - Constituição de uma amostra em bruto

A quantidade mínima de agregado que deverá constituir a amostra em bruto deve

depender do tipo de ensaios a realizar, da dimensão do agregado e da sua baridade,

podendo-se usar a expressão de cálculo seguinte:

δ××= D6M

em que:

M - massa da amostra, em kg

D - dimensão máxima do agregado, em mm

δ - baridade (sem compactação) em 103 kg/m3.

O número de porções que constituirão a amostra em bruto deverá ser determinado

de acordo com a experiência passada em amostragem de agregados obtidos por

processos semelhantes de produção, havendo procedimentos para verificação se o

número de porções formado, foi correcto ou não (ver Anexo B, EN 932-1, 1996).

A recolha das porções de agregado para constituição de uma amostra em bruto

deve ser realizado em intervalos de tempo regulares e, de preferência, a partir de

correias transportadoras paradas ou directamente do caudal de produção do material,

não sendo recomendável proceder à amostragem em lotes já armazenados em pilhas ou

silos onde é difícil obter uma amostra representativa devido a segregação do material (o

material mais graúdo tende a localizar-se abaixo do restante).

O equipamento manual que deverá ser usado para recolha de porções será

constituído por colheres (Figura 60), pás (Figura 61), armações (Figura 62), caixas de

amostragem (Figura 63), tubos de amostragem (Figura 64) lanças de amostragem

(Figura 65), baldes e garras de amostragem.

123

w

h

l

φ w

l

Figura 60 - Exemplos de colheres utilizada na recolha de porções de agregado para

amostragem (EN 932-1, 1996).

l

w

Figura 61 - Exemplo de uma pá utilizada na recolha de porções de agregados para

amostragem (EN 932-1, 1996).

Note-se que o valor da abertura w dos equipamentos representados nas Figuras 60, e 61 não deve

ser inferior a três vezes a dimensão máxima do agregado do lote e nunca inferior a 10 milímetros (EN

932-1, 1996).

124

As colheres ou pás nunca deverão ser usadas para a recolha manual de porções de

agregado a partir de correias transportadoras em movimento.

w

Figura 62 - Exemplo de uma armação (EN 932-1, 1996).

w

l

Direcção de movimentoquando usado

Figura 63 - Exemplo de uma caixa de amostragem (EN 932-1, 1996).

Se a amostragem é feita a partir de correias transportadoras é conveniente não

começar a recolher material logo de início, sendo recomendável manter inalterável o

local de amostragem. A recolha deverá também ser feita em toda a largura da correia,

sendo aconselhável o uso de uma armação de amostragem (Figura 62).

125

Figura 64 - Exemplo de um tubo de amostragem (EN 932.1, 1996).

φ w

l

Figura 65 - Exemplo de uma lança de amostragem (EN 932-1, 1996).

No caso da recolha ser feita em ponto de descarga de agregado, para além de ser

de evitar a recolha imediata do agregado é mais prático e seguro a utilização de

equipamento mecânico. A recolha de porções deverá ser feita a meio de cada intervalo

de tempo que se obtém, dividindo o período durante a qual se deverá proceder à

amostragem, pelo número de porções a recolher. A recolha deve ser tal que abranja de

126

uma forma uniforme, toda a secção de descarga de material. Se se trata de descarga a

partir de um silo de armazenagem, a válvula de abertura deverá ser aberta o suficiente

de modo a que a descarga se faça sem segregação. Na prática esta abertura deverá ser

pelo menos três vezes o diâmetro máximo do agregado e para agregados com dimensão

mínima superior s 32 mm, a abertura do silo deverá ser pelo menos de 200 mm.

No caso do agregado se encontrar armazenado em sacos, recipientes cilíndricos ou

pequenos contentores, dever-se-á constituir a amostra em bruto pela selecção aleatória

de um certo número de recipientes. Tomar-se-ão para cada porção, cada um desses

recipientes ou, então, com a lança de amostragem (Figura 65) recolher-se-á uma porção

de cada um desses recipientes ou ainda poder-se-á reduzir o agregado de cada um dos

recipientes seleccionados, a uma porção, através de um dos métodos indicados em 5.3.

Se o agregado é movimentado em baldes transportados em correia ou em

carregadores ou ainda por garras, cada porção deverá ser constituída pelo conteúdo

integral da garra ou balde.

No caso de se pretender recolher amostras de pilhas de agregado ou de camiões

com agregado de dimensão única, as porções a recolher deverão ser aproximadamente

do mesmo tamanho e tomadas de pontos a diferentes alturas ou profundidades,

distribuídas em toda a pilha de agregado, devendo ser tomado em consideração o modo

como a pilha foi constituída, a sua forma e a possibilidade de segregação. Deverá ser

tomada uma porção do ponto inferior de cada depressão, com uma colher (Figura 60) ou

pá (Figura 61) por exemplo. Se a pilha tem forma cónica é necessário um cuidado

especial, pois é provável que se encontre segregado, sobretudo se fôr agregado grosso,

sendo aconselhável tomar as porções a partir do interior e não à superfície. É utilizado

um carregador para expor uma face de amostragem do interior da pilha e retirado um

certo número de baldes para formar uma pequena pilha de amostragem, a partir do qual

se retiram, com uma pá, um certo número de porções em posições escolhidas

aleatoriamente nessa pequena pilha de amostragem.

Se a pilha é de agregado fino, de forma cónica de base aproximadamente circular

e não apresenta segregação, dever-se-ão tomar para o terço inferior da pilha, dezanove

vezes o número de porções que se tomam para o terço superior. Para o terço central, o

127

número será sete vezes maior. Estes números são proporcionais à distribuição do

volume numa pilha cónica de agregado fino unidimensional.

4%

26%

70%

Se a pilha de agregado fino, tem forma prismática, em que a base é muito mais

longa numa direcção do que na outra e se não apresenta segregação, as quantidades

serão tais que o número de porções a retirar do terço inferior deverá ser sete vezes o do

terço superior e o número de porções a recolher do terço intermédio será três vezes o

número do terço superior. Estes números são proporcionais à distribuição volumétrica

num prisma.

11%

33%

56%

No caso de uma pilha de agregado grosso, para se decidir os locais de

amostragem, é necessário ter em conta como a pilha foi constituída e a segregação

existente, por exemplo, resultante da queda de material a partir de uma correia

transportadora. Nessa situação é necessário recolher porções de acordo com a

segregação existente, para que a amostra seja representativa de toda a pilha (EN 932-1,

1996).

128

agregado fino

26%

70%

agregado médio

agregado grosso

Figura 66 - Esquema da composição de uma pilha cónica de agregado segregado

(EN 932-1, 1996).

Após recolha das porções para constituição da amostra em bruto é necessário

identificar e acondicionar a amostra convenientemente para que seja enviada ao

laboratório para estudo.

5.3 - Métodos de redução de uma amostra

Muitas vezes é necessário reduzir a amostra em bruto, formada a partir de porções

de agregado recolhidas segundo o plano de amostragem, de modo a obter uma amostra

de tamanho adequado ao ensaio a que se destina, isto é, obter a amostra de

Laboratório.

Existem vários métodos para redução do tamanho de uma amostra:

1 - Redutor de amostras rotativo

2 - Separador (riffle-box)

3 - Método de esquartelamento

4 - Método de fraccionamento com pá

129

5.3.1 - Redutor de amostras rotativo

Este método consiste na utilização de um equipamento rotativo preparado para

separar amostras de agregado grosso ou amostras de agregado fino - Figuras 67 e 68.

Figura 67 - Redutor de amostras rotativo para agregado grosso.

Figura 68 - Redutor de amostras rotativo para agregado fino.

130

5.3.2 - Separador

Figura 69 – Separador de areia (Neville, 1995)

O separador (riffle-box), Figura 69, que

reduz a dimensão da amostra a metade, é

composto por uma caixa com divisões

verticais paralelas que descarregam

alternadamente para um ou outro lado. A

amostra é colocada sobre toda a largura do

separador e as metades separadas são

recolhidas em duas caixas colocadas uma de

cada lado do separador. O separador é

usado novamente com uma das metades

obtidas se a amostra ainda é grande demais.

Este sistema dá resultados menos variáveis

que o de esquartelamento (Neville, 1995).

5.3.3 - Método de esquartelamento

Para reduzir uma amostra grande à dimensão necessária para o ensaio, pode-se

usar o método do esquartelamento, Figura-70, tendo o cuidado de aproveitar o pó e

partículas finas de cada quarto (Coutinho, 1988). Este método consiste em misturar

muito bem a amostra e, no caso de areia, é necessário humedecê-la para que não se

verifique segregação. O agregado é então amontoado em forma de cone e depois

voltado, para formar um novo monte em cone. Esta operação repete-se duas vezes,

tendo-se o cuidado de deixar cair as partículas sobre o cume do cone, para que as

partículas se distribuam uniformemente em círculo. No final o monte em cone é

achatado e dividido em quatro partes, sendo recolhidas duas partes diagonalmente

opostas que constituem a amostra reduzida. Se esta ainda fôr grande demais repete-se

todo o processo.

O método de esquartelamento é o método recomendado pela NP 1379, "Inertes

para Argamassas e Betões. Análise Granulométrica " para redução do tamanho da

amostra a utilizar na análise granulométrica.

131

Figura 70 – Esquartelamento (Concrete Manual, 1963 )

5.3.4 - Método de fraccionamento com pá

O método de fraccionamento com pá consiste em dividir a amostra em sub-

amostras de massa aproximadamente equivalente e tomar uma (ou mais) das sub-

amostras para analisar.

Começa-se por calcular, aproximadamente, a massa (m-kg) da amostra cujo

tratamento se pretende reduzir e o número (n) de sub-amostras que se pretende obter.

Usando uma pá cuja capacidade seja, no máximo, o valor (em kg) de m/(30n), tomam-

se quantidades da amostra inicial, que se vão distribuindo sucessivamente pelas n

sub-amostras, até esgotar o agregado. Depois escolhe-se, aleatoriamente, uma ou mais

sub-amostras para constituir a amostra de laboratório.

132

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