Aula Agregados 1

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS CURSO DE ARQUITETURA E URBANISMO TECNOLOGIA DA CONSTRUÇÃO I AGREGADOS PARA A CONSTRUÇÃO CIVIL Prof. Fábio Henrique de Melo Ribeiro, MSc. Eng. Civil e Eng. Seg. Trab.

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINSCURSO DE ARQUITETURA E URBANISMO

TECNOLOGIA DA CONSTRUÇÃO IAGREGADOS PARA A CONSTRUÇÃO CIVIL

Prof. Fábio Henrique de Melo Ribeiro, MSc.

Eng. Civil e Eng. Seg. Trab.

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Na antiguidade

Na modernidade

A Rocha e a Humanidade

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Monumentos

Obras

Artes

Rochas na Antiguidade

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Aqueduto de Segovia (Espanha)

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Pavimento com meta-siltito (Tiradentes, MG)

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Ponte de pedra (Tiradentes, MG)

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Portal em moledos (E. da Gracios, PR)

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Monumento ao Cristo Redentor (RJ)

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Teatro Municipal de São Paulo na inauguração

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Concretos hidráulicos

Concretos betuminosos

Lastros ferroviários

Enrocamentos

Revestimentos

Usos na modernidade

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Diversidade na modernidade

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Edificação em enxaimel (Blumenal, SC)

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Túnel viário na Rodovia dos Imigrantes (SP)

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Rodovia dos Imigrantes (Baixada Santista)

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Agregado = denominação dada para fragmentos

de rocha originados de ação mecânica promovida

pelo homem (ex. pedra britada e areia de

britagem) ou por ação da natureza (pedregulhos ou

cascalhos e areias)

Rochas como agregados

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Seixos rolados

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NATURAIS

AGREGADOS

ARTIFICIAIS

Areia natural CascalhoAreia de britagem

Pedra britada

Classificação conforme a obtenção

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AGREGADOS

LEVES PESADOS

Argila expandidaVermiculita

NORMAIS

Areia natural Areia de britagem

Pedra britadaCascalho

MagnetitaBarita

Escória

Classificação conforme a densidade

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AGREGADOS

NATURAIS ARTIFICIAIS

Areia naturalCascalho

Areia de britagemPedra britada

Escória britadaArgila expandida

Outros

Classificação conforme a natureza

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AGREGADOS

GRAÚDOS MIÚDOS

Cascalho Pedra britada

Areia natural Areia de britagem

Classificação conforme a dimensão

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Agregado graúdo: 4,75mm (n.4) / 75mm(3”)

Agregado miúdo: 0,150 mm (#100) / 4,75mm

Pedrisco: 4,75mm / 12,5mm (1/2”)

Pó de pedra: < 6,3mm (1/4”)

Filler: < 0,150mm

Classificação dimensional dos agregados

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Desmonte ou dragagem

Britagem

Classificação

Processos de produção de agregados

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Desmonte por explosão

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Pedreira em bancadas

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Estoque finos de britagem (1)

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Estoque de finos de britagem (2)

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Central de concreto em uma obra

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Classificador em espiral

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Determinação de suas propriedades • Fundamentos• Conceitos• Técnicas

Procedimentos• Análise• Determinação• Ensaios

Caracterização das rochas

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Petrográficas

Químicas

Físicas

Mecânicas

Propriedades das rochas

PROGRAMA DE CAPACITAÇÃO DE GESTORES DE EMPRESAS MINERADORAS

DE AGREGADOS PARA A CONSTRUÇÃO CIVIL

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Composição mineralógica

Estrutura & textura

Grau de alteração

Grau de fissuração

Minerais secundários e impurezas

Propriedades petrográficas (NBR 12768)

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Torrões de argila e materiais friáveis (NBR 7218)

Materiais carbonosos � (ASTM C 123)

Matéria orgânica � (NBR 7221)

Impurezas

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Matéria orgânica: retarda a pega e endurecimento

Sais minerais: altera a pega e endurecimento

Material < # 200: aumenta consumo de água, diminui trabalhabilidade e resistência

Macios e friáveis: diminui resistência

Minerais reativos: produtos expansivos; degradação

Influência das impurezas

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Estruturas e texturas

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Formas de fragmento

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Reatividade química (NBR 9773 e ASTM C 1260)

Cloretos (NBR 9917 e NBR 14832)

Sulfatos (NBR 9917)

Propriedades químicas

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Opala

Obsidiana

Cristobalita

Tridimita

Calcedônia

Silex

Andesitos, riolitos

Quartzo deformado

Materiais rochosos reativos

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Presença de álcalis em teor > 0,6 %Na2O equiv.

Grande quantidade de cimento no concreto

Ingresso de íons alcalinos de outras fontes

Quantidade, tamanho e grau de reatividade das partículas

Grau de umidade do ambiente da obra

Temperatura ambiente

Condicionantes

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Não usar cimentos com alta alcalinidade

Conteúdo total de álcalis no concreto < 3 kg/m3

Dosar adequadamente o cimento do concreto

Interromper a migração da umidade ambiente

Lavar areias litorâneas com água doce

Utilizar pozolanas:• Escória granulada de AF

• Pedra pomes moída

• Cinza volante

• Argila calcinada

• Microssílica

Prevenção / remediação

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Granulometria (NBR NM 248)

Materiais < # 200 (NBR NM 46)

Densidade, Porosidade e Absorção (NBR NM 52 e 53)

Massa Unitária (NBR 7251 E 7810)

Propriedades físicas

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Série normal (mm)

Série auxiliar (mm)

75 - -

37,5 - -

19 -

9,5 -

4,75 2,36 1,18 0,60 0,30 0,15

- 63 50 -

31,5 25 -

12,5 -

6,3 - - - - - -

Séries de peneiras ABNT

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0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110100

Abertura das peneiras (mm)

Po

rcen

tag

em

reti

da a

cu

mu

lad

a

4,75/12,5 Inferior

4,75/12,5 Superior

9,5/25 Inferior

9,5/25 Superior

19/31,5 Inferior

19/31,5 Superior

Limites granulométricos (agregado graúdo) (NBR 7211)

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0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,010,1110

Abertura das peneiras (mm)

Po

rce

nta

ge

m r

eti

da

ac

um

ula

da

Inferior Utilizável

Inferior ótima

Superior Ótimal

Superior Utilizável

Limites granulométricos - agregado miúdo (NBR 7211)

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Módulo de finura: soma das % acumuladas na série

normal divida por 100

Zona ótima: 2,20 < MF < 2,90

Zona utilizável inferior: 1,55 < MF < 2,20

Zona utilizável superior: 2,90 < MF < 3,50

Módulos de finura - agregados miúdos (NBR 7211)

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� Densidade absoluta e aparente e absorção (NBR NM 53)

� Partículas leves (NBR 9936)

� Umidade total (NBR 9939)

� Módulo de elasticidade e poisson (NBR 10341)

� Esmagamento (NBR 9938)

� Desgaste por atrito (NBR 12042)

� Compressão uniaxial (NBR 6953)

Ensaios especiais para agregados graúdos (NBR 7211)

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Densidade (NBR NM 52)

Massa unitária (NBR 7251)

Absorção (NBR NM 30)

Inchamento (NBR 6467)

Partículas Leves (NBR 9936)

Umidade Superficial (NBR 9775)

Ensaios especiais para agregado miúdo (NBR 7211)

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* Como os agregados não entram nas reações químicas complexas com a água, eles tem sido usualmente tratados como materiais de enchimento inerte no concreto.* Os agregados apresentam características muito importantes para a tecnologia do concreto.

� Características dos agregados:

� Porosidade

� Composição granulométrica

� Absorção de água

� Forma e textura superficial das partículas

� Resistência à compressão

� Módulo de elasticidade

� Tipos de substâncias deletérias presente.

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� Características dos agregados:

Os agregados têm influência sobre as propriedades dos concretos tanto no estado fresco como no estado endurecido.

� No estado fresco: Porosidade ou a massa específica, composição granulométrica, permeabilidade, forma e textura superficial dos agregados

� No estado endurecido: Resistência àcompressão, dureza, módulo de elasticidade e sanidade.

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� Resistência à compressão e módulo de elasticidade:

* Propriedades inter-relacionadas, muito influenciadas pela porosidade. * Valores típicos de 210 a 310 MPa e de 70 a 90 GPa, respectivamente.

* Resistência à compressão: Capacidade que o material possui de resistir à tensão de compressão sem ruptura (MEHTA & MONTEIRO, 1996).

* Fatores que podem influenciar a resistência àcompressão: relação a/c, número de vazios,

teor de finos, cura, adensamento, tipo de

agregado, etc.* Agregados graúdos menores : + resistência* Agregados graúdos muito maiores :

- resistência

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* Módulo de elasticidade: Relação entre a tensão e a deformação no regime elástico. A importância do limite elástico no projeto estrutural baseia-se no fato de que ele está associado a tensão máxima permissível que o material pode suportar, sem sofrer deformações permanentes.

* O módulo de elasticidade é determinado em testemunhos de rocha, preparados da mesma forma que os utilizados nos ensaios de resistência àcompressão porém, utilizando, de preferência, a relação altura/diâmetro dos corpos-de-prova de 2,5 a 3,0.

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�Permeabilidade: É a facilidade com que os fluidos, tanto líquidos como gases, podem ingressar no concreto e se deslocar no seu interior.

� Porosidade: Poros internos nas partículas, que estárelacionada com a massa específica, possuindo diferentes formas e tamanhos. Refere-se a totalidade dos vazios.

Obs.: * O agregado ocupa de 65% a 85 % da massa do concreto (ANDRIOLO & SGARBOZA, 1993).

* O agregado no concreto é assumido normalmente como sendo impermeável (MEHTA & MONTEIRO, 1994). Porém, devido ao seu grande volume no concreto, uma excessiva porosidade do agregado pode contribui para a porosidade global do concreto.

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� Forma e textura superficial: A forma e a textura das partículas dos agregados influenciam mais as propriedades do concreto no estado fresco do que no estado endurecido.

� Forma: Diz respeito às características geométricas, tais como:

* Arredondadas: Partículas formadas pelo atrito com consequente perda de vértices e arestas. Ex: areia e pedregulho de zonas marítimas ou leito de rio.

* Angulosos: Agregados de rochas intrusivas britadas que possuem vértices e arestas bem definidas.

* Lamelares ou achatadas: Partículas cuja espessura é relativamente pequena em relação as outras duas dimensões.

* Alongadas: Partículas cujo comprimento éconsideravelmente maior do que as outras duas dimensões.

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� Textura superficial: Grau de quanto a superfície do agregado é lisa ou áspera, baseado em uma avaliação visual. A textura superficial do agregado depende da:

*Dureza;*Granulação;*Porosidade da rocha matriz e da sua subseqüente exposição à ação de atrito.

� A resistência do concreto, particularmente a resistência à flexão, pode ser afetada pela textura do agregado; uma textura mais áspera parece favorecer a formação de uma aderência mecânica mais forte entre a pasta de cimento e o agregado. Em idades mais avançadas, com o desenvolvimento de uma forte aderência química entre a pasta e o agregado, esse efeito pode não ser tão importante.

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� A impermeabilidade torna-se a principal propriedade para os concretos que, expostos ao ar, sofrem os ataques de águas agressivas ou à ação destruidora dos agentes atmosféricos.

� Influência dos agregados na permeabilidade:

A permeabilidade, porosidade e absorção dos agregados influenciam propriedades tais como a aderência entre o agregado e a pasta de cimento hidratada, a resistência do concreto ao congelamento e ao degelo, bem como a sua estabilidade química e sua resistência à abrasão.

Obs.:* No concreto, devido à presença do agregado, os

fluidos têm que percorrer um caminho que se torna mais tortuoso (pasta e zona de transição), o que reduz a área efetiva de escoamento.

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* Os agregados podem conter poros, que geralmente são descontínuos. Além disso, as partículas de agregados são envolvidas pela pasta de cimento, de modo que seus poros não contribuem para a permeabilidade do concreto (NEVILLE, 1997).

� Exsudação: Forma de segregação em que parte da água da mistura tende a subir para a superfície de um concreto recém aplicado.

* Parte da água que sobe fica aprisionada sob as partículas de agregado graúdo e sob as barras da armadura, criando-se, assim, regiões de fraca aderência. Essa água deixa vazios do tipo bolsas e lentes e, como todos os vazios têm igual orientação, aumenta a permeabilidade do concreto no plano horizontal, podendo ser criada uma região horizontal de menor resistência.