FATEC-SP Departamento de Edifícios MATERIAIS DE CONSTRUÇ CONSTRUÇ ÃO CIVIL MCC I Agregados para Concreto Teoria Profa. Me Arqta. Cleusa Maria Rossetto ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 1 AGREGADOS PARA CONCRETO Sumário A. DEFINIÇÃO / IMPORTÂNCIA / CLASSIFICAÇÃO DOS AGREGADOS Exemplos - Tipos e formação das Rochas A.1 Definição de agregado A.2 Importância A.3 Classificaç ão B. EXPLORAÇÃO E PRODUÇÃO DOS AGREGADOS B.1 Exploração - Extração da areia natural B.2 Produção - Agregados naturais britados C. CARACTERIZAÇÃO DO AGREGADO C.1 Granulometria C.2 Índice de Forma C.3 Desgaste por abrasão Los Angeles C.4 Substâncias nocivas C.5 Durabilidade C.6 Ensaios especiais ou facultativos REFERÊNCIA BIBLIOGRÁ FICA ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 2 1 A. DEFINIÇÃO / IMPORTÂNCIA / CLASSIFICAÇÃO DOS AGREGADOS NBR 9935 – Agregados – Terminologia Rocha = material natural consolidado na crostra terrestre, formado essencialmente por minerais. Baseado em critérios genéticos, ou seja, como foi a sua formação na natureza, podemos classificá-las, em sua maioria, em 3 grandes grupos: ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 3 Exemplos - Tipos e formação das Rochas CLASSE FORMAÇÃO / OBSERVAÇÃO Rochas magmáticas, eruptivas ou ígneas Consolidada mediante esfriamento do magma Obs.: A cristalização e a granulação da rocha varia com a velocidade de esfriamento Rochas sedimentares Consolidação do material transportado e depositado pelo vento, água ou geleiras Resultam da deposição de outras rochas ou do acúmulo de detritos orgânicos /precipitações químicas Obs.: São as rochas estratificadas em camadas, sendo a maior parte sob a á gua Rochas metamórficas Formadas pela alteração gradual na estrutura das rochas anteriores, seja na textura, estrutura ou composição mineral, devida à variações de condições f ísicas (temperatura e pressão) e químicas Foto 1 - Granito Foto 2 - Arenito ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP EXEMPLO Granito (rocha plutônica - formação intrusiva) Basalto (lava vulcânica formação extrusiva) Arenito Calcário M ármore Gnaisse (da alteração dos granitos) Quartzito (da alteração de calcários) Foto 3 - Mármore 4 2 Formação das Rochas Nota- Em uma mesma família (ex. granito) é normal existirem diferenças de composição mineralógica entre as várias regiões do país. Os agregados resultantes destas rochas mantêm as mesmas características físico, mecânicas e químicas Famílias de materiais normalmente utilizados como agregados No Brasil - Rochas ígneas: granitos, dioritos, basaltos, diabásios - Rochas sedimentares carbonáticas: calcários USA - Rochas sedimentares carbonáticas: calcários e dolomitas. Espanha - metamórficas: quartizitos ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 5 Influências das rochas e dos agregados nas propriedades dos concretos Agregados ocupam de 65 a 75% do volume do concreto ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 6 3 AGREGADOS PARA CONCRETO A.1 DEFINIÇÃO • NBR 12655:2006 – Concreto de Cimento Portland – Preparo, controle e recebimento • Agregado = material sem forma ou volume definido, geralmente inerte, de dimensões e propriedades adequadas para o preparo de argamassa e concreto. • Tipo de obra e solicitação (esforços e ambientais) - Edificações - Infra-estrutura urbana - Barragem - Blindagem radioativa • Tipo de lançamento • Dimensões das peças/armaduras ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 7 AGREGADOS PARA CONCRETO A.2 IMPORTÂNCIA • Fatores que justificam o uso dos agregados na mistura: • Técnico - Influências no concreto no estado fresco e endurecido - trabalhabilidade - menor retração por secagem - melhora das propriedades mecânicas (ex. menor desgaste, maior resistência à compressão) - altera as propriedades físicas (ex. massa específica) • Econômico - reduz o custo do concreto (custo do agregado é menor que o custo do cimento) • Ecológico - quando se aplicam agregados reciclados - reduz o consumo das jazidas naturais ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 8 4 A.3 CLASSIFICAÇÃO A.3.1 Termos relativos à natureza Agregado natural: Material pétreo que pode ser utilizado tal e qual encontrado na natureza, podendo ser submetido a lavagem, classificação ou britagem. (Ex.: Areia de rio, sexo rolado, pedra britada de basalto, etc.) Agregado artificial: Material resultante de processo industrial, para uso como agregado em concreto e argamassa. (Ex.: argila expandida, polietileno expandido) Agregado reciclado: Material obtido de rejeitos ou subprodutos da produção industrial, mineração ou processo de construção ou demolição na construção civil, incluindo agregados recuperados de concreto fresco por lavagem Agregado especial: Agregado cujas propriedades podem conferir ao concreto ou argamassa um desempenho que permite ou auxilia no atendimento de solicitações específicas em estruturas não usuais. ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 9 Agregado natural: Areia: Agregado miúdo originado através de processos naturais ou artificiais de desintegração de rochas ou provenientes de outros processos industriais • areia natural se resultante de ação de agentes da natureza • artificial quando proveniente de processos industriais, de areia reciclada, quando proveniente de processos de reciclagem • britagem, quando proveniente de processos de cominuição (redução de tamanho) mecânica de rocha, conforme normas específicas Pedra britada ou brita: Agregado graúdo originado através da cominuição artificial mecânica de rocha Pedregulho: Agregado graúdo que pode ser utilizado tal qual é encontrado na natureza, sem sofrer qualquer tratamento que não seja lavagem e seleção Pedregulho britado: Agregado graúdo originado através da cominuição artificial mecânica de pedregulho ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 10 5 A.3.2 Termos relativos às dimensões NBR 7211:2005 – Agregados para concreto – Especificação NBR 9935:2005 – Agregados – Terminologia. Tamanho da Partícula: adequada distribuição granulométrica maior compacidade menor índice de vazios = maior economia de cimento e ganho de resistência ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 11 AGREGADOS PARA CONCRETO A.3. CLASSIFICAÇÃO A.3.3 Termos relativos à massa específica • agregado leve: (1800 kg/m³) – Ex.: argila expandida, poliestireno expandido, vermiculita expandida, escória siderúrgica, ardósia, resíduo de esgoto e lixo sinterizados, pedras pomes, folhelos, rochas ígneas extrusivas ou vulcânicas, cinza volante sinterizada, etc. • agregado normal: (1800 kg/m³ < < 3000 kg/m³) – Ex.: areias e seixos quartzozos, britas gnáissicas, granitos, calcários, basalto, etc. • agregado denso ou pesado: (3000 kg/m³) – Ex.: Waterita, Barita, Magnetita, Hematita, limonita, agregados de aço, etc. ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 12 6 AGREGADOS PARA CONCRETO A.3. CLASSIFICAÇÃO A.3.4 Termos relativos quanto à forma das partículas • • • Forma das Partículas = feição exterior dos agregados GRAÚDOS, processados ou não Podem ser: - esferoidais ou equidimensionais - em forma de disco (achatados) ou lamelares - em forma de bastão (alongado) ou prismáticos – Calcários e mármores são rochas com ausência de foliação o que lhes confere elevada resistência à quebra e com tendência de produção de fragmentos equidimensionais (característica desejável para agregados em concretos) Forma das Partículas – quando da sua aplicação - a forma que favorece o manuseio, obtém maior compacidade e maior resistência do concreto é a de dimensões (espessura, largura e comprimento) equidimensionais (ou seja, as mais próximas) NBR 7211:2004 - Índice de Forma = C/e IF 3 ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 13 FORMAS DOS FRAGMENTOS GRAÚDOS Dimensões de fragmentos de agregado Fragmento equidimensional – desejável Fragmento alongado - indesejável ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 14 7 A.3. CLASSIFICAÇÃO A.3.5 Termos relativos quanto ao arredondamento das partículas • Grau de arredondamento = relação entre o raio médio de curvatura dos cantos e bordas da partícula e o raio do círculo máximo nela inscrito. Os termos usados são: angulosos, arredondados, subangulosos; subarredondados NOTA- Quando comparados dois concretos de mesmo fator água / cimento, um com agregados ângulosos e o outro com arredondados, este último apresenta maior plasticidade ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 15 A.3. CLASSIFICAÇÃO A.3.6 Termos relativos quanto à textura da superfície • textura superficial - sua avaliação é feita pelo grau de polimento ou rugosidade da superfície da partícula Podemos ter texturas: - vítrea - lisa - granulada - rugosa - cristalina - esponjosa, e - porosa NOTA: A rugosidade afeta a aderência com a pasta de cimento. ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 16 8 AGREGADOS PARA CONCRETO Características físicas importantes – Composição granulométrica (faixa de distribuição) Feret, Fuller, Bolomey, Abrams, etc. Granulometria contínua (> trabalhabilidade, < consumo) Granulometria descontínua (> resistência) Granulometria uniforme (> consumo de água) ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 17 Características físicas importantes – Composição granulométrica e forma Diâmetro X Superfície X Consumo de Água ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 18 9 Características físicas importantes – Composição granulométrica e forma Diâmetro X Superfície X Consumo de Água ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 19 Outras propriedades físicas dos agregados: • • Resistência: Possuir adequada resistência mecânica para suportar as solicitações físicomecânicas durante a preparação do concreto, e aos esforços estruturais - Resistência à compressão das rochas: – granitos e basaltos = 200 a 300 MPa - rochas sedimentares = 50 a 250 MPa) (>> que a pasta); Módulo de elasticidade: - granitos, basaltos e calc ários densos = 70 a 90 GPa (>>concreto (30 GPa), argamassa e pasta) • Densidade: A densidade é um bom indicador da alterabilidade do agregado. Baixos valores indicam má qualidade do agregado, devido ao aumento da porosidade, alteração e muitas vezes a presença de argilominerais. NOTA- nem sempre esta conjectura é verdadeira ex. Argila expandida • Porosidade – % do volume total do agregado ocupada pelos poros. - Geralmente, a porosidade é inversamente proporcional a qualidade do agregado. - Afeta as características de resistência e elasticidade, que por sua vez, contribuem no comportamento da permeabilidade, absorção d’água e durabilidade do agregado NOTA- Materiais rochosos com absorção d’água iguais ou menores que 2%, em geral, produzem bons agregados. Acima deste valor deve-se tomar algumas precauções quando do seu uso. (Ex. granitos e basaltos 1-2%, arenitos e certos calcários - muito porosos 10 – 40%) • Estrutura dos poros – Refere-se ao tamanho, forma e volume dos poros. Podendo ser permeáveis (interconectados e conectados a superfície da partícula) ou impermeáveis (isolados). NOTA- Para muitas aplicações uma porosidade "permeável" não é desejada nos agregados, quanto maior a porosidade, maior a absorção de água e de soluções salinas ou outros elementos agressivos pelo agregado podendo reduzir a sua durabilidade e inclusive do concreto ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 20 10 Outras propriedades físicas dos agregados: Grau de fraturamento: >> fraturamento = agregados de qualidade duvidosa. Fraturas = caminhos naturais para a água (que age no intemperismo) ocorrendo alteração das rochas e, de seus constituintes Com a permeabilidade a água pode atingir os argilominerais expansivos localizados tanto nos poros quanto nas fissuras da rocha NOTA- A expansão dos argilominerais pode provocar tensões de tração manifestadas pelo aumento de volume destes e que pode levar a rocha à desagregação. Também resulta em agregados menos duráveis frente ao gelodegelo • Variação volumétrica: Deve-se, muitas vezes, a variações cíclicas de umidade. – Os agregados devem possuir pequena ou nenhuma varia ção volumétrica devido a ciclos de umedecimento e secagem. NOTA - Expansão e contração do agregado produzem forças de tração que podem fissurar o concreto • Dilatação Térmica: Mudanças de volume do agregado produzidas por variação na temperatura. – Agregados devem ter coeficientes de dilatação térmica que sejam iguais em todas as direções, e em todos os minerais constituintes • Condutividade térmica: Habilidade do agregado em conduzir calor. – Agregados com baixa condutividade termal são desejáveis para prevenção do congelamento através do pavimento e questionáveis quando da difusibilidade térmica do calor de hidratação gerado, principalmente nos grandes volumes de concreto ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 21 Propriedades Químicas dos Agregados: • Reação Álcali-sílica - Os álcalis do cimento (Sódio e o Potássio), em presen ça de água, podem reagir com agregados que contenham certos minerais de sílica, formando um gel em volta da partícula do agregado. Este gel umedecido causa expansão do agregado e consequentemente a do concreto • Reação Álcali-carbonato - Esta reação é similar à Álcali-sílica, entretanto, nenhum gel visível é formado. Rochas susceptíveis a reação Álcali-carbonato são os calcários dolomíticos • Propriedades eletroquímicas – Influenciam na adesividade agregado/ligante • Presença de minerais metálicos - Alguns componentes metálicos, tal como o óxido de zinco, podem afetar seriamente o concreto. Algumas piritas ao se oxidarem podem causar problemas relacionados a expansão mineral e interferências na coloração do concreto quando oxidadas • Presença de sulfetos - Pirita, Marcassita e Pirofilita são minerais acess órios freqüentes em rochas que são utilizadas como agregados. Se há oxigênio livre no ambiente, provavelmente haverá a oxidação destes minerais provocando a perda de resistência do concreto. A oxidação produz sulfatos solúveis que reagem com a matriz do cimento causando aumento de volume associados a fissuras • Presença de sulfatos - Quando presente em quantidades suficientes, ou quando em ambientes saturados e úmidos ossulfatos podem reagir com os componentes do cimento resultando em uma expansão excessiva culminando com a fadiga do concreto ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 22 11 B. EXPLORAÇÃO E PRODUÇÃO DOS AGREGADOS • Aspecto da sustentabilidade ambiental – muitas vezes é negligenciado pelos mineradores. Com o aumento da pressão, por parte dos ecologistas, há uma constante desavença entre mineradores, políticos e a sociedade como um todo, dificultando a aprovação de novas jazidas, perto dos centros urbanos. Quando isto ocorre o agregado acaba saindo mais caro e, muitas vezes, fica economicamente inviável seu emprego • Nova realidade mundial - buscar agregados alternativos como: resíduos, provenientes de demolições ou de novas construções, rejeitos de indústrias siderúrgicas ou outras, etc., porém, antes de serem aceitos para uso em concreto, estes devem ser exaustivamente estudados para se evitar o emprego de materiais com propriedades, sejam físico, químico ou mecânica, inapropriadas não só para o concreto como também para o meio ambiente e a saúde do usuário ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 23 B. EXPLORAÇÃO E PRODUÇÃO DOS AGREGADOS B.1 Exploração - Extração da areia natural • Os agregados miúdos naturais (areias) normalmente são constituídos de rochas sedimentares silicosas, depositadas mecanicamente, consolidadas ou não, podendo ser extraídos de lavras tipos leito de rio, mar, bancos, barrancos e minas NOTA- As lavras utilizando solo de alteração apresentam maior contaminação A extração da areia pode ser feita por dois métodos: • B.1.1 Extração fluvial ou marítima • Método do Bombeamento – se em rio / curso de água, utilizando para isto barcaças (chatas) ou, - se em mar, por navios especiais (no Brasil não utilizamos extração de mar). Também são utilizadas dragas especiais para o bombeamento e o transporte de areias extraídas de aluviões • Método da escavadeira e caçamba clamshell em curso d’água navegável por pequeno navio ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 24 12 AGREGADOS PARA CONCRETO Extração Fluvial ou Marítima – Método do Bombeamento ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 25 Extração Fluvial ou Marítima – Método da escavadeira e caçamba clamshell Lavra de areia/cascalho em curso d’água navegável (pequeno navio) ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 26 13 B.1.2 Extração de cava • Areia de cava = areia que se depositou através de milhares de anos - Extração por aspersão de água com certa pressão, contra os barrancos de areia desagregando os mesmos. A areia transportada pela ação da água escoa para um local de deposição e daí então é bombeada para silos, passando anteriormente através de peneiras que retém os grânulos maiores - Também se pode extrair por retroescavadeiras NOTA- As areias naturais apresentam-se normalmente associadas a outros materiais conforme o ambiente de formação do depósito; é freqüente a mistura com materiais finos, restos orgânicos ou não. A areia do mar por sua vez contém sais - Matérias orgânicas e sais, entre outros materiais, influenciam, na maioria das vezes, negativamente nas propriedades das argamassas e concretos. ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 27 AGREGADOS PARA CONCRETO B.2 Produção - Agregados naturais britados Fatores na seleção de jazidas: - volume disponível para extração - qualidade da rocha para aplicação em concreto - proximidade de centros urbanos - disponibilidade de estradas - energia elétrica e água Processo de extração e beneficiamento – as usinas de processamento de pedras/rochas britadas podem assumir diversas soluções e plantas contendo: - Desmonte da jazida (detonadores ou outros) - Britador de um ou mais tipos (adequados ao tipo de rocha) - Operação de classificação granulométrica (peneiramento) - Operação de limpeza (lavagem) ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 28 14 Esquema geral do processamento de agregado natural britado ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 29 Processamento de agregado natural britado B.2.1 Seleção da jazida de rocha A seleção é feita por geólogos onde se considera fatores economicamente e tecnicamente viáveis, e se determina o tipo de processo de extração e beneficiamento para que as pedras possam ser utilizadas em concreto. B.2.2 Remoção da camada estéril Operação de limpeza – retirada de toda a vegetação e a camada de solo sobre a rocha, deixando-a “nua”, isto facilita na obtenção dos agregados sem que haja a presença de impurezas. B.2.3 Perfuração da rocha Feita com máquinas perfuratrizes constituídas de hastes acopladas entre si, cada qual com três metros de comprimento, podendo assim perfurar a profundidade planejada. A extremidade da 1ª haste leva uma coroa diamantada, ou de aço vídia, sendo a responsável pela perfuração da rocha. O número de furos e a altura das bancadas é em função da capacidade de produção e comercialização da jazida. http://www.embusa.com.br ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 30 15 Processamento de agregado natural britado B.2.4 Desmonte da rocha Definida a perfuração e a linha de fogo - a carga detonante (dinamites ou uma mistura de nitrato de amônio com óleo diesel) é introduzida nos furos. As ligações são feitas por cordéis detonantes a um pavio mestre que deve ser aceso para a detonação NOTA: O desmonte também pode ser efetuado com o auxílio da cal virgem, uma vez que, esta ao ser introduzida nos furos e com posterior adição de água expande seu volume em 100%, ocorrendo assim o desmonte pela pressão interna gerada nos furos. Existem ainda outros meios, entre elas a das cunhas hidráulicas, porém estas são mais utilizadas no desmonte para pedras ornamentais http://www.embusa.com.br http://www.cetec.br ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 31 Processamento de agregado natural britado B.2.5 Fragmenta ção secundária Após o desmonte parcial da jazida, os grandes blocos de rocha resultantes podem ainda necessitar de novo desmonte a fim de alimentar o britador primário. Essa operação poderá ser realizada por: - detonações (fogachos) devido a pouca carga detonante, ou - meios mecânicos, como o dropp ball (grande bola de aço suspensa por um guindaste), ou - ferramentas pneumáticas como marteletes B.2.6 Transporte Após extração e fragmentação, o material é transportado até ao britador prim ário. Dependendo das condições locais particulares de cada usina o meio de transporte poderá ser diferente, tais quais: esteiras, cabos aé reos, etc. O transporte rodoviário costuma ser mais caro http://www.cetec.br ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 32 16 Processamento de agregado natural britado B.2.7 Britadores (primário ou secundário) – rebritadores O tipo de britador é função do produto esperado. Na fabricação de agregados para concreto devem ser avaliados, pelo geólogo, fatores importantes como: a forma do fragmento, a presença de micro -fissuras ou o excesso de pó, que são prejudiciais à qualidade do mesmo NOTA- O material de uma jazida produzirá agregados de formas distintas conforme o tipo de britador utilizado no fraturamento da rocha - Além dos britadores primá rios e um secundário, em alguns casos ainda são necessários a adoção de um terceiro britador que poderá funcionar como rebritador para a produção do material fino. - Os britadores podem ser: - de movimento alternativo ou de mandíbula (lisa, dentes grossos, finos, etc.) - de movimento contínuo - giratório ou de rolos - de martelos, bolas ou de barras http://www.embusa.com.br http://www.cetec.br ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 33 Processamento de agregado natural britado B.2.8 Transporte entre britadores • Caso os britadores estejam separados exigirá o transporte do material britado. Valem as mesmas considerações já citadas anteriormente B.2.9 Peneiramento • Granulometria - um dos elementos mais importantes para as propriedades do concreto Depois de britado o material passa por uma série de peneiras, a fim de separá-lo por grupos de granulometria determinada. A escolha das peneiras é efetuada após o conhecimento do material obtido na saída do britador, ou seja, dependendo da granulometria total deste agregado produzido (percentagens em cada dimensão) é que poderá ser definida uma série de peneiras para sua sele ção NOTA- A escolha indevida de uma peneira poderá acarretar num proporcionamento inadequado do material final http://www.embusa.com.br ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 34 17 Processamento de agregado natural britado B.2.10 Lavagem • O agregado obtido pela fragmentação de rocha possui uma excessiva quantidade de finos, muitas vezes de argila, o que vem a prejudicar sua qualidade. É comum utilizar lavadores ou aspersores acoplados às peneiras, de forma que a água com as impurezas são colhidas após a última peneira. Em alguns casos os aspersores são colocados nas pontas das esteiras quando do empilhamento dos agregados NOTA- Mesmo após boa lavagem, o agregado apresenta certa quantidade de pó, devido a este ficar preso na corrente transportadora e ser lançado em algum lugar da pilha. Formam-se desta maneira concentrações de finos prejudicando a homogeneidade do material http://www.cetec.br ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 35 Processamento de agregado natural britado • A água, em ambos os casos, contendo os finos é coletada em tanques de decantação onde um fluxo de água provoca a separação entre o material utilizável (areia artificial) e as impurezas. Como a areia é mais densa que as impurezas, ela se deposita no fundo e então é arrastada por meio de um parafuso sem fim, que a conduz até a um silo de estocagem http://www.cetec.br ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 36 18 Processamento de agregado natural britado B.2.11 Estocagem • O agregado que sai do peneirador é transportado até seu correspondente silo por meio de uma esteira transportadora. • Cuidados extras devem ser tomados quando da entrada do material no silo de estocagem, para que este não venha a ter sua granulometria comprometida. Ao ser lançado de certa altura o agregado tende a segregar-se conduzindo o material graúdo para baixo. Neste caso recomenda se a adoção de esteiras m óveis, adaptação de xicanas na ponta da esteira, etc. para manter o agregado com granulometria uniforme. • Muitas vezes, a arrumação dos agregados é feita através de pás mecânicas, no entanto, é importante cuidar para que o veículo não venha a subir no agregado, pois, ademais de ser um fator contaminante de sujeiras, argilas trazidas pelas rodas ou mesmo lubrificante, ainda poderia alterar a granulometria por ruptura dos agregados com a pressão das rodas. • Em alguns casos se faz necessário a cobertura e a drenagem dos silos. http://www.metsominerals.com ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 37 Recebimento e armazenamento de agregados Os agregados devem ser fornecidos ao consumidor em lotes, cujas unidades parciais de transporte devem ser individualizadas e identificadas, mediante uma guia de remessa e que conste os dados: – nome do produtor / fornecedor – procedência do material – graduação (identificação da classificação granulométrica) – massa do material ou seu volume aparente – data do fornecimento No canteiro de obras do cliente devem: - Permanecer preferencialmente na central de dosagem Estarem separados fisicamente desde o instante do recebimento até a mistura O depósito construído de maneira que evite o contato direto do agregado com o solo e impeça a contaminação com outros sólidos ou líquidos prejudiciais ao concreto. A base deve ser de fácil escoamento da água livre de modo a eliminá-la. Todos os agregados devem estar completamente identificados inclusive quanto a sua liberação ou não para uso NOTA- Os agregados somente devem ser liberados para uso após recebimento dos resultados de caracteriza ção favoráveis vindos do laboratório que realizou os ensaios. Os documentos comprobatórios da origem e as características destes agregados devem ficar arquivados no escritório do canteiro para eventual consulta. ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 38 19 Caracterização do Agregado • A extração ou a produção de agregados miúdos e graúdos, ou mesmo o reaproveitamento de outros materiais por si só NÃO garantem que o material extraído ou produzido esteja adequado para uso em concreto, para tal ele deverá atender a alguns requisitos mínimos para a obtenção e manutenção da qualidade e a durabilidade do concreto Neste caso a NBR 7211 estabelece: • Para a validação dos resultados é necessário que a amostra seja representativa de um lote de agregados, miúdo ou graúdo: - coletada de acordo com a NBR NM 26, e - reduzida para ensaio de acordo com a NBR NM 27 ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 39 Agregados para Concreto Condições Gerais (NBR 7211) Os agregados devem ser compostos por: • grãos minerais duros, compactos, estáveis, duráveis, limpos e, • não devem conter substâncias de natureza e em quantidade que possam afetar: - a hidratação e o endurecimento do cimento - a proteção da armadura contra a corrosão - a durabilidade ou - o aspecto visual externo do concreto (quando for requerido) Informações Adicionais: • Características físicas e mecânicas compatíveis com o tipo de concreto • Características homogêneas (variações naturais) • Características químicas e mineralógicas estáveis com os produtos da hidratação do cimento, com a água e o ar ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 40 20 NBR 7211 • Aborda ensaios de caracterização com ou sem requisitos especificados • Os com requisitos especificados dizem respeito aos ensaios cujos resultados influem diretamente na qualidade do concreto produzido • Os ensaios especiais (ou facultativos) são ensaios cujos limites e métodos ficam a critério do consumidor a fim de atendimento às condições de projeto e condições de aplicação / ajustes do concreto no canteiro ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 41 Tabela Geral dos Ensaios de Caracterização - NBR 7211 ITEM ENSAIO / DETERMINAÇÃO MÉ TODO DE ENSAIO NBR 7211 Ensaios com limites de norma AGREGADO (X = aplicável) (- = nãoaplicável) Mi údo Graúdo 1. Granulometria NBR NM 248 Requisito X X 2. Indice de forma dos grãos NBR 7809 Requisito - X 3. Desgaste abrasão “Los Angeles” NBR NM 51 Requisito - X 4. Substâncias Nocivas 4.1 Argila em torrões e materiais friáveis NBR 7218 Requisito X X 4.2 Materiais carbonosos (*) ASTM C 123 Requisito X X 4.3 Material fino NBR NM 46 Requisito X X 4.4 Impurezas orgânicas NBR NM 49 e 7221 Requisito X - 4.5 Qualidade da areia NBR 7221 Requisito X - 5 Durabilidade - Ensaios recomendados 5.1 Reatividade álcali -agregado / Apreciação petrográfica ASTM C 1260 ou NBR 9773 Facultativo X X 5.2 Teor de cloretos NBR 9917 e 14832 Facultativo X X 5.3 Teor de sulfatos NBR 9917 Facultativo X X 5.4 Durabilidade de agregados DNER ME 89 Facultativo - X ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 42 21 Tabela Geral dos Ensaios de Caracterização - NBR 7211 ITEM 6. ENSAIO / DETERMINAÇÃO MÉTODO DE ENSAIO NBR 7211 Ensaios especiais AGREGADO (X = aplicável) (- = nãoaplicável) Miúdo Graúdo Facultativo X X Facultativo X X NBR 7810 Facultativo X X Umidade total (por secagem) NBR 9939 (Graúdo) Facultativo - X Umidade superficial (Chapman) NBR 9775 (Miúdo) DNER ME 52 (Miúdo) Facultativo X - 6.6 Absorç ão de água NBR NM 30 (Miúdo) NBR NM 53 (Graúdo) Facultativo X X 6.7 Inchamento NBR 6467 Facultativo X - 6.8 Teor de partículas leves NBR 9936 Facultativo X X 6.9 6.1 Massa específica Agregado graúdo NBR NM 52 (Miúdo) NBR MN 53 (Graúdo) 6.2 Massa unitária em estado solto NBR 7251 6.3 Massa unitária – compactada seca 6.4 6.5 Ciclagem natural NBR 12695 Facultativo - X 6.10 Ciclagem artificial água – estufa NBR 12696 Facultativo - X 6.11 Ciclagem com etilenoglicol NBR 12697 Facultativo - X 6.12 Módulo de deformação estático e coeficiente de Poisson de rochas NBR 10341 Facultativo - Rocha 6.13 Resistência ao esmagamento NBR 9938 Facultativo - Rocha 6.14 Desgaste por abrasão NBR 12042 Facultativo - Rocha 6.15 Resistência à compressão da rocha NBR 6953 Facultativo - Rocha ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 43 C.1 Granulometria (NBR NM 248) Composição Granulométrica: Distribuição percentual, em massa, das várias frações dimensionais de um agregado em relação à amostra total. É expressa pela porcentagem individual ou acumulada de material que passa ou fica retido nas peneiras da série normal e intermediária NOTA- A busca pela composição granulométrica adequada se faz no sentido de se obter um concreto com maior compacidade, com conseq üente menor índice de vazios, maior economia de cimento, maior ganho de resistência e também maior durabilidade • • Através dos resultados da composição granulom étrica podemos: classificar as partículas de uma amostra pelos respectivos tamanhos e medir as frações correspondentes a cada tamanho extrair valores que auxiliarão nos estudos de dosagem do concreto, tais como: - a determinação do Módulo de Finura que indicará possíveis variações de superfície nos agregados, e - da Dimensão Máxima que permitirá selecionar o agregado gra údo adequado segundo as dimensões das peças a serem concretadas, espaçamento entre ferragens, diâmetro mínimo de tubulações no bombeamento, etc. • A classificação de um agregado é determinada comparando sua composição granulométrica com as faixas granulométricas especificadas na NBR 7211 ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 44 22 C.1 Granulometria (NBR NM 248) a) Agregado miúdo - Limites da distribuição granulométrica do agregado miúdo PENEIRA COM ABERTURA DE MALHA (NBR NM ISO 3310-1) PORCENTAGEM, EM MASSA, RETIDA ACUMULADA Limites inferiores Limites Superiores Zona utilizável Zona ótima Zona ótima Zona utilizável 9,5 mm 0 0 0 0 6,3 mm 0 0 0 7 4,75 mm 0 0 5 10 2,36 mm 0 10 20 25 1,18 mm 5 20 30 50 600 m 15 35 55 70 300 m 50 65 85 95 150 m 85 90 95 100 NOTAS: O módulo de finura da zona ótima varia de 2,20 a 2,90; O módulo de finura da zona utilizável inferior varia de 1,55 a 2,20; O módulo de finura da zona utilizável superior varia de 2,90 a 3,50 ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 45 C.1 Granulometria (NBR NM 248) Zonas granulométricas da areia ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 46 23 b) Agregado Graúdo – Tabela - Limites da composição granulométrica PENEIRA COM ABERTURA DE MALHA (NBR NM ISO 3310-1) PORCENTAGEM, EM MASSA, RETIDA ACUMULADA Zona granulométrica d/D ¹) 4,75 / 12,5 9,5 / 25 75 mm 63 mm 19 / 31,5 25 / 50 - 37,5 / 75 0– 5 5 – 30 50 mm 37,5 mm 31,5 mm 75 – 100 90 – 100 95 – 100 0– 5 0–5 5 – 30 75 – 100 25 mm 0 –5 5 – 25²) 87 – 100 - 19 mm 2 – 15²) 65²) - 95 95 – 100 - 12,5 mm 0– 5 40²)- 65²) 92 – 100 - - 9,5 mm 2 – 15²) 80²) – 100 95 – 100 - - 6,3 mm 40²) – 65²) 92 – 100 - - - 4,75 mm 80²) –100 95 – 100 - - 2,36 mm 95 - 100 - - - 1) 2) Zona granulométrica correspondente à menor (d) e a maior (D) dimensão do agregado graúdo Em cada zona granulométrica deve ser aceita uma variação de no máximo 5 unidades percentuais em apenas um dos limites marcados com 2). Essa variação pode também estar distribuída em vários desses limites d corresponde à menor dimensão do agregado, definida pela maior abertura da peneira da série normal ou intermediária em que fica retida a fração mais fina da distribuição granulométrica do agregado, de acordo com a NBR 7217 D = maior dimensão do agregado, definida pela menor abertura de peneira das séries normal ou intermediária que permite a passagem de todas as frações granulométricas, de acordo com a NBR 7217 d/D define a zona granulométrica do agregado ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 47 C.1 Granulometria (NBR NM 248) Zonas granulométricas dos agregados graúdos ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 48 24 NBR 7211:2004 / NBR NM 248:2001 / NBR NM ISO 3310-1 Agregado – Determinação da Composição Granulométrica 75mm 37,5mm 19mm 9,5mm 4,75mm 2,36mm 1,18mm 600μm 300μm 150μm Série Normal 63mm 50mm 31,5mm 25mm 12,5mm 6,3mm - Série Intermediária ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 49 C.1 Granulometria (NBR NM 248) • Controle de manutenção das características de um concreto – Um concreto é dosado em função da granulometria dos agregados existentes. A mudança do agregado para outra faixa granulométrica só poderá ser realizada após novo estudo de dosagem e, se durante a fabricação de um concreto anteriormente estudado este apresentar alterações em suas características, esta alteração poderá estar relacionada com a alteração da granulometria dos agregados que o constitui c) Módulo de finura = Soma das porcentagens retidas acumuladas em massa de um agregado nas peneiras da série normal, dividida por 100 NOTA- Quanto maior o módulo de finura, mais grosso o agregado. Comumente uma diminuição de 0,2 do módulo de finura do agregado miúdo, num determinado concreto, implica numa substituição de ao redor de 3% da massa desse material por massa equivalente de agregado graúdo, para manter aproximadamente constantes as características do concreto ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 50 25 C.1 Granulometria (NBR NM 248) d) Dimensão máxima característica (dmáx) = abertura nominal, em milímetros, da malha da peneira da série normal ou intermediária, na qual o agregado apresenta uma porcentagem retida acumulada igual ou imediatamente inferior a 5 %, em massa NOTA- A dmáx serve como base para a produção de concretos homogêneos e compactos destinados a preencher diversas formas estruturais dentro de cada projeto (limites operacionais relativos ao transporte e lançamento do concreto) ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 51 C.1 Granulometria (NBR NM 248) A NBR 6118 + boas práticas executivas recomendam os seguintes limites para a (dmáx) do agregado graúdo A DIMENSÃO MÁXIMA CARACTERÍSTICA (d max ) DO AGREGADO DEVE SER ≤QUE: 2,00 0,83 0,25 0,20 0,33 0,25 X X a distância entre barras de aço na direção vertical a distância entre as barras de aço na direção horizontal Nota- Para armaduras ativas (pré-tração) adotar sempre 0,83 X distância entre as barras (ambas as direções) X a menor distância entre duas faces opostas das formas X espessura nominal de recobrimento X a espessura das lajes X o diâmetro da tubulação (concreto bombeado) Notas: - Adotar sempre o menor dos valores. - Geralmente os concretos correntes levam agregados com dmáx = 25 mm (brita 2) - Peças delgadas e armadura densa dmáx = 19 mm (brita 1) - Em certos casos utiliza -se dmáx = 9,5 mm (brita 0) dmáx≤0.83 espaç. horiz espaç. horiz e 2,0 cm Espaç amento entre ferragens de uma viga dmáx ≤2 X espaç.vert espaç. vert 2,0 cm ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 52 26 C.2 Índice de Forma (NBR 7809) • A forma das partículas influi na trabalhabilidade • No Item A.3.4 vimos que a melhor forma para aplicação em concreto é aquela em que as dimensões das partículas (espessura, largura e comprimento) sejam equidimensionais (ou seja, as mais próximas), favorecendo no manuseio e operação, maior compacidade e maior resistência do concreto. Ou seja, a melhor forma é a que se aproxima de: – uma esfera para o seixo rolado – um cubo para as pedras britadas • Pela NBR 7211 o IF3, acima deste valor a mistura irá requerer maior fator argamassa para espaçar os fragmentos entre si e garantir a mobilidade do conjunto. Este fato como sabemos aumenta a superfície específica do concreto exigindo maior quantidade de água e simultaneamente será necessário mais cimento para compensar a perda de resistência ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 53 C.3 Desgaste por abrasão Los Angeles (NBR NM 51) • Quanto mais resistente é a rocha de origem do agregado, melhor será a sua atuação no aumento da resistência do concreto • Através deste ensaio podemos estimar a durabilidade do agregado frente à abrasão, seja dentro da betoneira enquanto é efetuada a mistura do concreto, como também, quando sujeito a esforços abrasivos em sua superfície depois de endurecido, exemplo: pavimentos de concreto, pista de aeroportos, barragens, etc. Há regiões no Brasil em que os agregados naturais disponíveis são bastante frágeis, exemplo a Laterita na Amazônia • O ensaio de abrasão de agregados graúdos utiliza a máquina “Los Angeles” que é constituída por um tambor cilíndrico, ôco, com aproximadamente 500 mm de comprimento e 700 mm de diâmetro, tendo seu eixo horizontal fixa do a um dispositivo externo, que lhe permite transmitir um movimento de rotação ao redor dele próprio, com uma velocidade periférica uniforme. Dentro deste cilindro é colocado a graduação desejada de agregado e onde também é inserido uma carga abrasiva (esferas de aço) pré-determinada. Todo o conjunto é posto então a uma rotação pré-determinada conforme a gradua ção do agregado utilizado. Geralmente são 500 ou 1000 ciclos • A abrasão máxima especificada pela NBR 7211 é de 50%. ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 54 27 C.4 Substâncias nocivas • Do ponto de vista físico e mecânico algumas substâncias podem ser consideradas deletéreas nos agregados e são prejudiciais à qualidade do concreto. Estas podem ser divididas em três grupos: – impurezas que interferem na hidratação do cimento (ácidos húmicos, sais minerais) – substâncias envolventes do agregado, formando películas (argila, silte e outros finos) – partículas frágeis e defeituosas (torrões de argila, carvão, linhito) • Podem instalar-se, ainda, certas reações químicas entre o agregado e o cimento, que geram expansão, anulando a coesão existente entre os materiais. Tais considerações serão tratadas no item C.5 Durabilidade ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 55 AGREGADOS PARA CONCRETO C.4 Substâncias nocivas C.4.1 Argila em Torrões e materiais friáveis (NBR 7218) C.4.2 Materiais Carbonosos (ASTM C 123) / Partículas leves (NBR 9936) C.4.3. Material fino que passa através da peneira 75 µm por lavagem (NBR NM 46) (antigo Material Pulverulento) C.4.4 Impurezas Orgânicas - AM (NM 49) ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 56 28 C.4.1. Teor de argila e materiais friáveis (NBR 7218) Partículas presentes nos agregados, susceptíveis de serem desfeitas pela pressão dos dedos polegar e indicador • Os principais constituintes das argilas e folhelhos são os argilominerais que têm pouca dureza e se desmancham em presença da água. Algumas argilas são expansivas em presença de água e podem estar presentes como contaminantes de um agregado natural • A argila é nociva por ser coloidal (forma uma espécie de gel) e por isso requer maior quantidade de água para envolvê-la, alterando a dosagem adequada • O efeito da presença da argila depende de como esta está distribuída no agregado. A argila pode estar na forma de torrões distribuídos uniformemente por toda a massa ou na forma de uma película revestindo os grãos. Neste último caso a presença de argila impede a perfeita ligação entre cimento/agregado reduzindo a resistência do concreto ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 57 C.4.3. Material fino que passa através da peneira 75 µm por lavagem (material pulverulento) (NBR NM 46) São partículas minerais finas que passam pela peneira de 0,075 mm. Estas podem ser: - argilas (com dimensões inferiores a 2) - silte - pó de pedra (com dimensões entre 2e 75), proveniente de britagem - materiais solú veis em á gua, presente nos agregados A presença desses materiais em quantidades excessivas podem: - exigir maior quantidade de água de amassamento para manter a mesma consistência - revestir as partículas dos agregados impedindo a perfeita liga ção entre este e o cimento com queda da resistência do concreto Ainda, os finos de certas argilas, em particular, propiciam: - maiores alterações de volume nos concretos - intensificam a sua retração - reduzem sua resistência. - diminuem a resistência do concreto endurecido ao desgaste (maior problema) NOTAS O agregado graúdo com uma parcela muito grande de pó e argila, pela falta de lavagem, aumenta o teor de material fino do concreto alterando sua dosagem. Se o teor de pó fosse constante, poderse-ia corrigir o traço, o que na verdade não ocorre • Evitar agregados com alto teor de argila, pois, mesmo que aparentemente custem menos, na realidade exigirão correções de traço como: aumento do consumo de cimento, com custos finais maiores, e ainda com variabilidade de características do concreto no decorrer da produção • A presença de silte ou pó de pedra interferem menos no crescimento e colagem dos cristais do cimento hidratado, por isto, as limitações para o pó de pedra são mais brandas, tolerando-se um aumento do teor de material pulverulento caso seja proveniente do britamento da mesma rocha ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP 58 (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 29 C.4.4. Impureza orgânica (NBR NM 49) Provém da decomposição de vegetais sob a forma minúscula de húmus ou lodo orgânico. Geralmente em maior quantidade nos agregados miúdos naturais chegando, por vezes, a escurecer o agregado • Sua ação prejudicial se dá na combinação dos ácidos orgânicos com o hidróxido de cálcio liberado durante a hidratação dos compostos do cimento. Podendo causar: – diminuição do pH da solução de contato – retardo ou mesmo impedimento da hidratação, provocando um retardamento do endurecimento do concreto e conseqüente diminuição de sua resistência Conforme a cor da solução de contacto com o agregado em estudo teremos: • mais clara que a solução padrão de referência - considerar (≤300 ppm.) e a areia aprovada • mais escura que a solução padrão - condicionar à execução do ensaio de qualidade da areia pela NBR 7221 (comparativo da resistência à compressão). Se a areia suspeita apresentar resistência média ≥90% que dos resultados médios obtidos com a areia Padrão IPT, considerar o agregado miúdo aprovado ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 59 Tabela Resumo - Limites máximos aceitáveis de substâncias nocivas nos agregados com relação à massa do material (NBR 7211) DETERMINAÇÃO MÉTODO DE ENSAIO QUANTIDADE MÁXIMA RELATIVA À MASSA DO AGREGADO MI ÚDO (%) miúdo Concreto aparente Torrões de argila e materiais fri áveis NBR 7218 1,0 Concreto sujeito a desgaste superficial 3,0 Outros concretos Materiais carbonosos Material fino que passa através da peneira 75 µm por lavagem (material pulverulento) (*) e (**) ASTM C 123 NBR NM 46 NBR 7221 2,0 3,0 Concreto aparente 0,5 0,5 Concreto não aparente 1,0 1,0 Concreto submetido a desgaste superficial 3,0 (*10,0) Concretos protegidos do desgaste superficial 5,0 (*12,0) NBR NM 49 Impurezas orgânicas graúdo 1,0 (**2,0) A solução obtida no ensaio deve ser mais clara do que a solução padrão - 10 % - máx. aceitável entre os resultados de resistência à compressão comparativos (*) Material fino constituído totalmente de grãos de britagem de rocha (comprovado por aprecia ção petrográfica - NBR 7389 que os grãos constituintes não interferem nas propriedades do concreto. (ex. de materiais inadequados: os materiais micáceos, ferruginosos e argilo-minerais expansivos) (**)Para agregados produzidos a partir de rochas com absorção (NBR NM 53) inferior a 1% ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 60 30 AGREGADOS PARA CONCRETO (NBR 7211) C.5 Durabilidade Projetamos o concreto armado para ser o mais durável possível. Devemos, no entanto, considerar que este material, assim como muitos outros, pode: • • • ser vulnerável a determinados agentes químicos agressivos (cloretos e sulfatos) estar favorável a ocorrências de reações entre os materiais utilizados (reação álcalis-agregado), ou mesmo o agregado sofrer fraturamento após o concreto apresentar-se endurecido A homogeneidade e a resistência de um concreto são afetadas quando: • • ocorrem reações químicas resultando em expansões dos compostos presentes ou alterações de forma dos agregados fazendo com que anulem a coesão entre os materiais ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 61 C.5 Durabilidade Os agentes químicos podem estar: no meio ambiente de entorno, no qual o concreto está exposto, ou presentes junto aos materiais constituintes normalmente, provocam a degradação e a redução do desempenho e o surgimento de patologias nas estruturas de concreto, tais como: a fissuração a lixiviação a descamação do concreto e a corrosão das armaduras NOTA- Tais patologias elevam o custo com manutenção e reparos podendo chegar até mesmo a uma situação terminal quando a estrutura entra em colapso ou ainda necessita ser demolida devido aos sérios problemas apresentados ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 62 31 C.5 Durabilidade NBR 7211 - agregados extraídos de: • regiões litorâneas, ou • águas salobras ou ainda • locais suspeitos por contaminação natural (regiões onde ocorrem sulfatos naturais como a gipsita) ou • locais com contamiação industrial (água do lençol freático contaminada por efluentes industriais) podem conter cloretos e sulfatos prejudiciais ao concreto armado (ver itens C.5.2 e C.5.3) As reações expansivas também podem ocorrer no concreto decorrentes das características dos agregados, e se enquadram em três tipos diferentes: • reação em meio úmido, entre álcalis do cimento e a sílica não cristalizada do agregado • reação dos álcalis do cimento com o carbonato de magnésio de certos calcários dolomíticos • reação de determinadas formas da alumina do agregado (ex. feldspatos sódicos alterados ou caulinizados), com sulfatos, em presença de elevada alcalinidade proveniente da hidratação do cimento ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 63 C.5 Durabilidade C.5.1 Reação Álcalis Agregados (RAA) NOTA- A RAA é uma reação que se manifesta, em geral, após décadas da concretagem, Trata-se de uma reação lenta, e na maioria das vezes pode ser detectada com antecedência suficiente a uma intervenções corretivas • Para que ocorra uma RAA expansiva, além dos agregados reativos e dos álcalis, presentes no cimento, em concentração suficiente, é necessário que haja pelo menos 80% de umidade relativa ou umidade • Entre os minerais indesejáveis presentes nos agregados que podem provocar expansões temos: – a sílica hidratada sob a forma de opala, calcedônia, tridmite ou cristobalite – dolomite – fedspatos potássios, sódicos ou calco-sódicos alterados – calcários dolomíticos argilosos A RAA tem sido comumente dividida em três tipos: • Reação Álcali-Sílica (RAS) (a que mais ocorre no Brasil) • Reação Álcali-Silicato (RASS) e • Reação Álcali-Carbonato (RAC) ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 64 32 C.5 Durabilidade C.5.1.1 Reação álcali-Sílica (RAS) • Os vários tipos de sílica reativa presentes nos agregados reagem com os íons hidroxila presentes nos poros do concreto. A sílica, reage com os álcalis sódio e potássio formando um gel sílico-alcalino, altamente instável. Uma vez formado, o gel começa a absorver água e a expandir-se, ocupando um volume maior que os materiais que originaram a reação. (REVISTA CONCRETO) C.5.1.2 Reação álcali-silicato (RASS) • Consiste na reação entre os álcalis disponíveis e alguns tipos de silicatos eventualmente presentes em certas rochas sedimentares, rochas metamórficas e ígneas. É uma reação que está basicamente relacionada à presença de quartzo tensionado, quartzo microcristalino a criptocristalino e minerais expansivos do grupo dos filossinicatos. Éo tipo que mais encontramos nas barragens construídas no Brasil e agora em Blocos de fundações na região do grande Recife. (REVISTA CONCRETO) C.5.1.3 Reação álcali-carbonato • Há na literatura, registros de fissurações e danos a concretos em decorrência de reações entre álcalis do cimento e agregados carbonáticos, em concretos expostos a temperaturas elevadas e variações de umidade, como por exemplo, em barragens. Os dados até agora disponíveis mostram que, entre as rochas calcárias, as mais favor áveis ao desencadeamento deste processo são as sedimentares, ricas em argilominerais e com razão calcita (CaCO 3) : dolomita (MgCO3) próxima a 1, ou com teores elevados de Mg. (MINEROPAR) ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP 65 (atualização 25 04 2007) C.5 Durabilidade • NBR 7211 - Recomendações: – Realizar apreciação petrográfica do agregado para se conhecer a natureza mineralógica e se esta é potencial reativa ou não Se potencialmente reativos: – ensaiar segundo a ASTM C 1260, cuja expansão nas barras de argamassa deve ser menor que 0,10 % • Agregados com expansões superiores podem ser utilizados somente em concretos com teor total de álcalis menor ou igual a 3 kg/m³ ou • quando for comprovado que o cimento utilizado atua como inibidor da reação álcali-agregado (ex. cimento Portland de alto -forno e ou pozolânico) – verificar alternativamente a reatividade do agregado segundo a NBR 9773, tendo os limites também registrados na Tabela Resumo a seguir Prescindir do ensaio de reatividade se: • a apreciação petrográfica indicar que o agregado não é reativo frente aos constituintes do cimento Portland e • não houver histórico de comportamento deletério do material em obra NOTAS- Recomenda-se que os produtores realizem periodicamente os ensaios para verificar a reatividade potencial dos agregados (Coleta conforme NBR NM 26) - Estudos para prevenção de RAA e, nos casos em que se façam necess ários intervenção corretiva, devem ser conduzidos criteriosamente por especialistas da área ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 66 33 C.5 Durabilidade C.5.2 Teor de Cloretos (NBR 9917 e 14832) • A ação dos íons cloretos podem afetar fortemente as estruturas de concreto • O cloreto proveniente de exposição a atmosferas marinhas, ou quando utilizado material contaminado como: a areia, a água, ou mesmo os aditivos a base destes, há de se ficar extremamente atentos quando a estrutura contém armaduras ativas. Esses íons podem se deslocar com grande facilidade entre os poros do concreto e, uma vez em contato com as armaduras, provocam o processo corrosivo. Alem disto, os íons cloretos atuam como catalisadores das reações eletroquímicas podendo, mesmo em pequenos teores, causar um grande aumento da intensidade da corrosão • A NBR 7211 estabelece limites para a presença destes provindo através dos agregados. As dosagens estão indicadas na Tabela Resumo a seguir ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 67 C.5 Durabilidade C.5.3 Teor de sulfatos (NBR 9917) • • • Concentrações elevadas de sulfato na água (mistura, cura ou contato com o concreto), provocam reações expansivas com deterioração. O mecanismo de desintegração do concreto pode ser químico ou físico Em vez de destruir o concreto por dissolução de seus componentes, os sulfatos reagem quimicamente com outros componentes formando um mineral expansivo. O hidróxido de cálcio liberado na hidratação dos compostos do cimento é um dos envolvidos na reação. A desintegração também pode ser formada pelo crescimento de cristais de sais de sulfato ocasionando aqui um fenômeno físico Os meios agressivos sulfatados são: – redes de esgotos de águas servidas ou industriais – água do mar e em – alguns tipos de solos • • Se o meio envolve freqüentes ciclos de saturação e secagem em ambientes com sulfatos é conveniente reduzir a permeabilidade do concreto impedindo a entrada destes. A NBR 5737 especifica os requisitos para o cimento Portland resistente aos sulfatos (RS) A concentração de sulfatos a ser introduzido no concreto através dos agregados está limitado aos valores especificados na Tabela Resumo a seguir ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 68 34 C.5 Durabilidade C.5.4 Durabilidade de agregados (DNER ME 89) • A exposição do concreto a constantes variações climáticas, especialmente o gelo-degelo, pode provocar em alguns agregados uma fraturação / desitegração interna comprometendo a união dos materiais e conseqüente redução das resistências do concreto. A fraturação ocorre principalmente se as micro-fraturas, resultantes de processos de britagem ou a existências de falhas cristalinas virem a acumular água e que durante o congelamento terá seu volume aumentado criando tensões que poderão romper os fragmentos • O ensaio é realizado simulando não o congelamento, mas sim, o acúmulo de sais de sulfato de sódio ou sulfato de magnésio, no interior destas falhas quando o agregado é submetido à condição de saturação e secagem. Caso o agregado apresente uma estrutura comprometida irá romper-se ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 69 Durabilidade – Tabela Resumo - Limites máximos para a expansão devida à reação álcali-agregado e teores de cloretos e sulfatos presentes nos agregados Determinaç ão Reatividade álcali-agregado Teor de cloretos2) (CL -) Método de ensaio Limites ASTM C 1260 Expansão 0,10 % aos 14 dias de cura agressiva NBR 9773 1) NBR 9917 NBR 148323) Expansão 0,05% aos três meses Expansão 0,10% aos seis meses < 0,2 % concreto simples < 0,1 % concreto armado < 0,01 % concreto protendido Teor de sulfatos 4) (SO4 2-) NBR 9917 < 0,1 % 1) Ensaio facultativo, nos termos do item 5.3.2. 2) Agregados que excedam os limites estabelecidos para cloretos podem ser utilizados em concreto, desde que o teor total (água, agregados, cimento, adições e aditivos químicos), verificado por ensaio realizado pelo método NBR 14832 (determinação no concreto) ou ASTM C 1218, não excedam os seguintes limites, dados em porcentagem sobre a massa de cimento: concreto protendido 0,06% concreto armado exposto a cloretos nas condições de serviço da estrutura 0,15 % concreto armado em condições de exposição não severas (seco ou protegido da umidade nas condições de serviço da estrutura) 0,40% outros tipos de construção com concreto armado 0,30 %. 3) O m étodo NBR 14832 estabelece como determinar o teor de cloretos em clínquer e cimento Portland Neste caso específico, o m étodo pode ser utilizado para o ensaio de agregados 4) Agregados que excedam o limite estabelecido para sulfatos podem ser utilizados em concreto, desde que o teor total trazido ao concreto por todos os seus componentes (água, agregados, cimento, adiç ões e aditivos químicos) 0,2 % ou que fique comprovado o uso no concreto de cimento Portland resistente a sulfatos conforme a NBR 5737 ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 70 35 C.6 Ensaios especiais ou facultativos C.6.1 Massa específica (NBR NM 52 - AM e NBR NM 53 – AG) • A massa específica de um agregado é a relação entre a sua massa seca e o seu volume • A massa específica é uma característica do material pelo qual o fragmento é constituído. Sendo assim, é uma propriedade absoluta do material e independente do método utilizado para sua determinação, desde que, o agregado durante o ensaio esteja na condição saturado de água, superfície seca (SSS) • Importância do ensaio: Permite determinar o volume ocupado pelo agregado no concreto, nos cálculos de volume e consumos dos demais materiais utilizados na confecção do concreto • Exemplos: Como exemplo as areias de rio e ou de cava constituídas em sua maioria por sílica têm massa específica entre 2,60 e 2,62 g/cm³ • Observação: Quando não se tratar de agregado leve - a massa específica também serve como indicador da alterabilidade do agregado. Baixos valores indicam má qualidade do agregado devido ao aumento da porosidade, alteração e muitas vezes a presença de argilominerais ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 71 C.6 Ensaios especiais ou facultativos C.6.1 Massa específica (NBR NM 52 - AM e NBR NM 53 – AG) Propriedades físicas Massa Específica e massa específica aparente Picnômetro (Agr. Miúdo) Método massa específica: Relação entre a massa do agregado seco e seu volume, excluídos os vazios permeáveis massa específica aparente: Relação entre a massa do agregado seco e seu volume, incluindo os poros permeáveis NBR NM 52 Massa específica relativa: Relação entre a massa da unidade de volume de um material, incluindo os poros permeáveis e impermeáveis, a uma temperatura determinada, e a massa de um volume igual de água destilada, livre de ar, a uma temperatura estabelecida Massa Específica, Massa Específica Aparente e Absorção (Agr. Graúdo) Massa Específica pela Balança Hidrostática (Agr. Graúdo) ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP NBR NM 53 Método Empírico 72 36 C.6 Ensaios especiais ou facultativos C.6.2 Massa unitária no estado solto (d) (NBR 7251) • É a relação entre a massa de agregado lançado em um recipiente, sem compactar, e o volume deste recipiente, ou seja, o volume observado dos agregados também inclui os vazios entre os fragmentos, os vazios permeáveis e vazios impermeáveis contidos nos grãos Massa dos grãos d kg / dm ³ Vol grãos + Vol vazios entre grãos + outros vazios • A massa unitária pode apresentar variações decorrentes de(a): – forma dos fragmentos e de sua granulometria – forma do recipiente – umidade dos materiais – forma de lançamento • A NBR 7251 propõe a determinação da Massa unitária em estado solto, utilizando para isto um recipiente em forma de paralelepípedo, de material metálico, reproduzindo assim a situação tal qual é utilizado em uma obra • Importância do ensaio: Para conversão da massa em volume (e vice versa) quando os agregados são cubicados em volume, conforme realizado nas dosagens em pequenas obras ou para aquisição de materiais e de controle de estoque • Exemplos: As massas unitárias dos agregados comuns se situam entre 1,35 e 1,6 kg/dm³ (agregados de massa específica de 2,65 kg/dm³). No caso de agregados miúdos a umidade tem influência muito grande na massa unitária, devido ao fenômeno de inchamento. As areias médias quartzozas, quando secas, têm massa unitária em torno de 1,5 kg/dm³, porém, com cerca de 5% de umidade, esse valor cai para 1,2 kg/dm³ • Observação: Agregados muito alongados e lamelares tendem a apresentar massas unitárias menores, devido à maior dificuldade de ROSSETTO, acomodação dos C. fragmentos M. - FATEC-SP 73 (atualização 25 04 2007) C.6 Ensaios especiais ou facultativos C.6.3 Massa unitária do agregado em estado compactado seco (NBR 7810) É a relação entre a massa do agregado lançado e compactado, de acordo com o estabelecido na NBR 7810, e o volume do recipiente, ou seja, o volume observado dos agregados também inclui os vazios entre os fragmentos, os vazios permeáveis e vazios impermeáveis contidos nos grãos Massa dos grãos compactados d kg / dm³ Vol grãos + Vol vazios entre grãos + outros vazios A NBR 7810 propõe a determinação da massa unitária em estado compactado, utilizando para isto um recipiente cilíndrico, de material metálico, onde o material é colocado seco em três camadas adensadas com 25 golpes cada uma. Observação: O presente método apresenta menos variação que o anterior sendo considerado referência para a determinação do volume de vazios dos agregados, principalmente, quando da adoção de uma mistura ótima de agregados num estudo de dosagem do concreto ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 74 37 C.6 Ensaios especiais ou facultativos C.6.4 Umidade do agregado graúdo (NBR 9939 – Agregado Graúdo) • A umidade é uma condição do agregado e se refere à água livre que os fragmentos carregam. Por água livre entende-se a água que não faz parte da constitui ção do agregado e que pode ser retirada, por secagem, e reposta novamente por molhagem Absor ção parcial Absorção total Umidade livre Representação esquemática das condições de umidade e absorção • Completamente seca Seca ao ar Saturado superfície seca (SSS) Saturado superfície úmida Definições: Agregado na condição saturado superfície seca (SSS): São as partículas de agregado que culminaram suas possibilidades de absorver água e mant ém a superfície seca. Vazios permeáveis: Descontinuidades diretamente ligadas à superfície externa do agregado que, na condição SSS são passíveis de reter água. Teor de umidade total: Relação percentual entre a massa total de água que envolve a superfície e preenche os poros permeáveis do agregado e sua massa seca. NOTA- Todo o material presente na natureza encontra-se úmido. Para que esteja totalmente isento de á gua deve permanecer a uma temperatura superior a 100 graus até que indique constância de peso da amostra ensaiada. A NBR 9939 especifica o uso de uma estufa como fonte de calor constante ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP 75 (atualização 25 04 2007) C.6.4 Umidade do agregado graúdo (NBR 9939 – Agregado Graúdo) • A umidade, portanto, refere-se ao aumento da massa do agregado devido ao preenchimento de seus poros e superfície por água, e é expressa em porcentagem definida pela relação entre a massa de água e a massa de material seco Mu Ms U x100 (%) Ms • onde: Mu = Massa do agregado úmido (Mi = Massa inicial) Ms = Massa do agregado seco (Mf = Massa Final) Mu – Ms = Massa de água que acompanha o agregado • Importância do ensaio: Para correção da massa de materiais secos em úmidos (ganho de massa) e ajuste da quantidade de água a ser adicionada no concreto • Exemplos: Geralmente a umidade do agregado graúdo é baixa, e a menos que a umidade se apresente maior que 1,0 a 1,5% (normalmente encontradas depois de uma chuva), não se faz necessário considerar a umidade deste quando do ajuste de traços ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 76 38 C.6.5 Umidade Superficial do agregado miúdo a) Método NBR 9775 - Determinação da umidade superficial em agregados miúdos por meio do frasco de Chapman • A Umidade Superficial é a água aderente à superfície dos grãos e é expressa em porcentagem da massa do agregado úmido em relação à massa do agregado seco • A umidade superficial presente no agregado miúdo, deve ser calculada pela seguinte expressão: 100.[500 (L 200).] h .( L 700) onde: h = porcentagem de umidade L = leitura do frasco (volume ocupado pelo conjunto á gua-agregado miúdo) = massa específica do agregado miúdo (NBR NM 52) Importância do ensaio: Para correção da massa de materiais secos em úmidos (ganho de massa) e ajuste da quantidade de água a ser adicionada no concreto ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 77 C.6.5 Umidade Superficial do agregado miúdo b) Método DNER ME 52 – Determinação da umidade com o emprego do “SPEEDY” • Determinação expedita (rápida) do teor de umidade de um agregado miúdo pelo uso em mistura com carbureto de cálcio, colocada em dispositivo medidor de pressão de gás denominado “SPEEDY”. (Nota- A água presente no agregado reage com o carbureto formando um gás) • Para determinar a umidade h, em relação ao peso da amostra de agregado miúdo seco, utiliza-se a fórmula: h1 h x 100(%) 100 h1 • onde: h = teor de umidade em relação ao peso da amostra seca, em percentagem h1 = umidade dada pelo aparelho “Speedy” em relação à amostra total úmida, em percentagem Importância do ensaio: Para correção da massa de materiais secos em úmidos (ganho de massa) e ajuste da quantidade de água a ser adicionada no concreto. ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 78 39 C.6 Ensaios especiais para agregado miúdo Absorção de água: Aumento da massa do agregado devido ao preenchimento de seus poros por água, expresso como porcentagem de sua massa seca NBR NM 30 Inchamento: Fenômeno da variação do volume aparente, provocado pela adsorção de água livre pelos grãos e que incide sobre a sua massa unitária NBR 6467 Teor de partículas leves: NBR 9936 ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 79 C.6 Ensaios especiais para agregado graúdo Determinaç ão Propriedades físicas Propriedades mecânicas Método Massas específicas absoluta e aparente e absorção de á gua NBR NM 53 Ciclagem natural NBR 12695 Ciclagem artificial água – estufa NBR 12696 Ciclagem com etilenoglicol NBR 12697 Teor de partículas leves NBR 9936 Umidade total (Umidade por secagem) NBR 9939 Durabilidade dos agregados (Soundness Emprego de Soluções de Sulfato de Sódio ou de Magnésio). Item C.5.5 DNER ME 89 Módulo de deformação estático e coeficiente de Poisson de rochas NBR 10341 Resistência ao esmagamento NBR 9938 Desgaste por abrasão NBR 12042 Resistência à compressão da rocha NBR 6953 ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 80 40 AGREGADOS PARA CONCRETO COMITÊ BRASILEIRO DE CIMENTO, CONCRETO E AGREGADOS Amostragem (NBR NM 26) amostra de campo: Porção representativa de um lote de agregados, coletado seja na fonte de produção, armazenamento ou transporte. A amostra de campo é formada reunindo-se várias amostras parciais em número suficiente para os ensaios de laboratório amostra parcial: Parcela da amostra de campo. Porção de agregado, coletada em um determinado tempo ou local do lote de agregado, obedecendo a um plano de amostragem amostra de ensaio: Amostra de agregado representativa da amostra de campo, obtida segundo a NBR NM 27, e destinada à execução de ensaio(s) de laboratório Coletar uma amostra representativa do agregado Formação de lotes (mesma origem): - a cada 300 m3 ou 12 h ininterruptas de produção Pequenas obras (Vc<100m3 e A < 500m 2): - a cada 80 m3 ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 81 AGREGADOS PARA CONCRETO - Procedimentos COMITÊ BRASILEIRO DE CIMENTO, CONCRETO E AGREGADOS Amostragem (NBR NM 26) Agregado de massa específica entre 2 g/cm³ a 3 g/cm³ Amostras parciais (mín. 3AM) Quantidade de Amostras para ensaios físicos ou químicos Dmáx ≤9,5 mm - 10 kg ou 15 dm3 9,5 < Dmáx ≤ 19 mm - 25 kg ou 40 dm 3 19 < Dmáx ≤ 37,5 mm - 50 kg ou 75 dm 3 37,5 < Dmáx ≤ 75 mm - 100 kg ou 150 dm3 75 < Dmáx ≤ 125 mm - 150 kg 0u 225 dm³ (definido a cada caso específico e com no mínimo 20 Am parciais) Coletar as amostras parciais de diversos pontos, 30cm abaixo da superfície NOTA- Umedecer previamente o material se este estiver seco ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 82 41 COMITÊ BRASILEIRO DE CIMENTO, CONCRETO E AGREGADOS AGREGADOS PARA CONCRETO - Procedimentos Amostragem (NBR NM 26) • Identificação da AM e remessa para o Laboratório: - Embalagens limpas e adequadas para evitar perda de partes da AM - Designação do material - Número de ordem - Procedência - Especificações a serem cumpridas - Local e data - Responsável ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 83 AGREGADOS PARA CONCRETO - Procedimentos Redução da amostra de campo (NBR NM 27) Método A - Separador mecânico (AM seca ≤ SSS) COMITÊ BRASILEIRO DE CIMENTO, CONCRETO E AGREGADOS - Abertura calhas = 1,5 X dmáx - Colocar a amostra no separador - Recolocar o material de um dos recipientes coletados até que se forme a quantidade desejada Método B - Quarteamento (AM úmida) - Colocar a amostra sobre um encerado de lona ( ≈2,0 x 2,5 m) - Revolver 3 vezes formando uma pilha - Achatar a pilha até D/8 < h <D/4 - Dividir em quatro quadrantes - Coletar dois e desprezar dois.... Método C - Pequenos estoques (AM úmida) Não é permitido para mesclas AGR AM+AG ou AGR AG - Colocar a amostra sobre um encerado (≈2,0 x 2,5 m) - Revolver o material 3 (três) vezes - Formar um cone e achatá-lo (h = d) - Tomar pelo menos cinco tomadas iguais ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 84 42 AGREGADOS PARA CONCRETO - Procedimentos COMITÊ BRASILEIRO DE CIMENTO, CONCRETO E AGREGADOS Granulometria (NBR NM 248) Ensaio: 1. 2 amostras reduzidas conforme a NBR NM 27 (formando a qtde de massa mínima para ensaio) 2. Preparar jogo de peneiras 3. Abertura crescente de baixo para cima 4. Preparar recipientes para frações parciais 5. Colocar o material sobre as peneiras (cuidado com a qtde de material sobre a tela m= 2,5 x a (mm) x s (m²) = kg) 6. Peneirar durante um certo tempo 7. Medir as massas retidas em cada peneira 8. Repeneirar cada fração até que em um minuto o material passante seja < 1% do retido ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 85 AGREGADOS PARA CONCRETO - Procedimentos COMITÊ BRASILEIRO DE CIMENTO, CONCRETO E AGREGADOS Granulometria (NBR NM 248) Verificações: 1. Massa acumulada nas peneiras, deve ser inferior a 0,3% em relação à massa inicial (m) 2. Massa retida em cada peneira não deve diferir mais que 4% em entre as duas amostras (m1 e m2) 3. As amostras devem apresentar o mesmo Dmáx 4. Balança calibrada 5. Precisão da balança: 0,1% da massa da amostra Cálculos: Porcentagem retida em cada peneira com precisão de 0,1% Porcentagens retidas e acumuladas, em cada peneira, com precisão de 1% Dimensão Máxima Característica Módulo de finura, com precisão de 0,01 ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 86 43 AGREGADOS PARA CONCRETO - Procedimentos Materiais pulverulentos NBR NM 46 COMITÊ BRASILEIRO DE CIMENTO, CONCRETO E AGREGADOS Definição: Partículas minerais < 75 μm, inclusive solúveis em água, presentes nos agregados Massa mínimas por amostra: Dmáx < 4,75mm 0,5 kg 4,8mm < Dmáx < 19 mm 3,0 kg Dmáx > 19 mm 5,0 kg Ensaio: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Formar duas amostras conforme a NBR NM 27 Secar o material em estufa a 105-110°C Montar peneira de #1,18mm sobre #75 μm Cobrir a amostra com água em um recipiente Agitar o material para promover a separação das partículas mais finas Despejar a água sobre as peneiras até que a água de lavagem se torne limpa 7. Repor o material retido de volta 8. Deixar em repouso até a sedimentação do material em suspensão 9. Comparar a água de lavagem com a água natural ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 87 AGREGADOS PARA CONCRETO - Procedimentos Massa específica AM - Chapman NBR 9775 (Norma Cancelada) COMITÊ BRASILEIRO DE CIMENTO, CONCRETO E AGREGADOS Verificações: 1. Calibração das balanças 2. Precisão das balanças: 1g 3. Aferição dos Frascos Ensaio: 1. Formar duas amostras conforme a NBR NM 27, com massa igual a 500g 2. Secar as amostras em estufa entre 105-110°C 3. Preencher o frasco de Chapman até 200 cm3 4. Introduzir a amostra no frasco usando um funil de colo longo 5. 6. 7. 8. Agitar até expulsar o ar aprisionado Deixar em repouso até a completa sedimentação das partículas Efetuar a leitura do volume final Determinar a massa específica: = 500 / (L-200), com precisão de 0,001 NOTA - A diferença entre duas determinações não deve ser maior do que 0,05 ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 88 44 AGREGADOS PARA CONCRETO - Procedimentos COMITÊ BRASILEIRO DE CIMENTO, CONCRETO E AGREGADOS Impurezas orgânicas AM NBR NM 49 Verificações: 1. Calibração da balança e vidraria 2. Precisão da balança: 0,01g Ensaio: 1. Preparar amostra conforme a NBR NM 27 2. Preparar as soluções de hidróxido de sódio (3%) e ácido tânico (2%) 3. Em um erlenmeyer de 250ml, colocar o agregado junto com 100ml da solução de hidróxido de sódio 4. Agitar e deixar em repouso por 24h 5. Preparar solução padrão com 3ml da solução de ácido tânico e 97ml de hidróxido de sódio, agitar e deixar em repouso durante 24h 6. Filtrar a solução que ficou em contato com a amostra 7. Comparar com a coloração da solução padrão 8. Caso mais clara OK 9. Caso mais escura Fazer o ensaio de qualidade da areia ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 89 AGREGADOS PARA CONCRETO - Procedimentos COMITÊ BRASILEIRO DE CIMENTO, CONCRETO E AGREGADOS Massa unitária em estado solto NBR 7251 Verificações: 1. Calibração dos equipamentos 2. Precisão da balança: 0,5% da massa a determinar 3. Aferir e tarar o recipiente metálico Ensaio: 1. Escolher o recipiente compatível com o Dmáx: Dmáx4,8 mm - 316x316x150 - 15 dm3 4,8 < Dmáx<50 mm - 316x316x200 - 20 dm3 ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 90 45 COMITÊ BRASILEIRO DE CIMENTO, CONCRETO E AGREGADOS AGREGADOS PARA CONCRETO - Procedimentos Massa unitária em estado solto NBR 7251 Ensaio: 2. Preparar uma amostra de acordo com a NBR NM 27 3. Homogeneizar e lançar o material de uma altura de 10 a 12 cm do topo do recipiente. 4. Regularizar a superfície 5. Determinar a massa do conjunto 6. Determinar a massa unitária, como uma média de 3 determinações (Massa de agregado/Volume do recipiente) NOTA- Resultados individuais não devem diferir entre si em mais do que 1% ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 91 AGREGADOS PARA CONCRETO - Procedimentos COMITÊ BRASILEIRO DE CIMENTO, CONCRETO E AGREGADOS Massa unitária em estado compactado NBR 7810 Verificações: 1. Calibração dos equipamentos; 2. Precisão da balança: 0,5% da massa a determinar. 3. Aferir e tarar o recipiente metálico Ensaio: 1. Escolher o recipiente compatível com o Dmáx: 4,8 < Dmáx12,5 mm 12,5 < Dmáx< 38 mm 150 x 170 250 x 360 ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 3,0 dm3 20,0 dm3 92 46 AGREGADOS PARA CONCRETO - Procedimentos Massa unitária no estado compactado NBR 7810 COMITÊ BRASILEIRO DE CIMENTO, CONCRETO E AGREGADOS Ensaio: 1. Preparar uma amostra de acordo com a NBR NM 27, seca em estufa entre 105 e 110°C 2. Encher o recipiente em três camadas iguais, aplicando-se 25 golpes em cada camada 3. Regularizar a superfície 4. Determinar a massa do conjunto 5. Determinar a massa unitária, como uma média de 3 determinações (Massa de agregado/volume do recipiente) 6. Expressar a MUC com precisão de 0,01kg/dm3 NOTA- Resultados individuais não devem diferir entre si em mais do que 1% ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 93 AGREGADOS PARA CONCRETO Normas Técnicas gerais: • ABNT NBR 6467:1987 - Agregados - Determinação do inchamento de agregado miúdo - Mé todo de ensaio • ABNT NBR 6953:1989 Lastro-padrão - Determinação da resistência à compressão axial – Método de ensaio • ABNT NBR 7211:2004 - Agregado para concreto - Especificação • ABNT NBR 7218:1987 - Agregados - Determinação do teor de argila em torrões e materiais friáveis - Mé todo de ensaio • ABNT NBR 7221:1987 - Agregados - Ensaio de qualidade de agregado miúdo - Método de ensaio • ABNT NBR 7251:1982 - Agregado em estado solto - Determinação da massa unitária - Método de ensaio • ABNT NBR 7389:1992 – Apreciação petrográfica de materiais naturais, para utilização como agregado em concreto – Procedimento • ABNT NBR 9775:1987AgregadosDeterminaç ão da umidade superficial em agregados miúdos por meio do frasco de Chapman – Mé todo de ensaio • ABNT NBR 7809:1983 - Agregado graúdo - Determinação do índice de forma pelo m étodo do paquímetro - Método de ensaio • ABNT NBR 7810:1983 - Agregado em estado compactado e seco - Determinaç ão da massa unitá ria - Método de ensaio • ABNT NBR 9773:1987 – Agregados – Reatividade Potencial de álcalis em combinaç ão cimento-agregado • ABNT NBR 9775:1987 - Agregados - Determinação da umidade superficial em agregados miúdos por meio do frasco de Chapman - Método de ensaio • ABNT NBR 9917:1987 - Agregados para concreto - Determinação de sais, cloretos e sulfatos solúveis - Método de ensaio • ABNT NBR 9935:1987 – Agregados – Terminologia ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 94 47 AGREGADOS PARA CONCRETO Normas Técnicas gerais: • ABNT NBR 9936:1987 - Agregados - Determinação do teor de partículas leves - Método de ensaio • ABNT NBR 9938:1987 - Agregados - Determinação da resistência ao esmagamento de agregados graúdos - Método de ensaio • ABNT NBR 9939:1987 - Agregados - Determinação do teor de umidade total, por secagem, em agregado graúdo Método de ensaio • ABNT NBR 10341:1988 – Agregados – Determinação do módulo de deformação estático e coeficiente de Poisson de rochas – Método de ensaio • ABNT NBR 12042:1990 – Materiais inorgânicos – Determinação do desgaste por abrasão – Método de ensaio • ABNT NBR 12695:1992 – Agregados – Verificação do comportamento mediante ciclagem natural – Método de ensaio • ABNT NBR 12696:1992 – Agregados – Verificação do comportamento mediante ciclagem artificial água-estufa – Método de ensaio • ABNT NBR 12697:1992 – Agregados – Verificação do comportamento mediante ciclagem acelerada com etilenoglicol – Método de ensaio • NBR 14832:2002 – Cimento Portland e clinquer – Determinação de cloreto pelo m étodo seletivo • ABNT NBR NM 26:2001 – Agregados – Amostragem • ABNT NBR NM 27:2001 - Agregados - Redução da amostra de campo para ensaios de laborat ório • ABNT NBR NM 30:2001 - Agregado miúdo - Determinação da absorção de á gua • ABNT NBR NM 45:1995 – Agregados – Determinação da massa unitária e dos espaços vazios ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 95 AGREGADOS PARA CONCRETO Normas Técnicas gerais: • ABNT NBR NM 46:2003 - Agregados - Determinação do material fino que passa atravé s da peneira 75 mm por lavagem • ABNT NBR NM 49:2001 - Agregado fino - Determinação de impurezas orgânicas • ABNT NBR NM 51:2001 - Agregado graúdo - Ensaio de abrasão “Los Angeles” • ABNT NBR NM 52:2003 - Agregado miúdo - Determinação da massa específica e massa específica aparente • ABNT NBR NM 53:2003 - Agregado graúdo - Determinação de massa específica, massa específica aparente e absorção de á gua • ABNT NBR NM 66:1998 – Agregados – Constituintes mineralógicos dos agregados naturais - Terminologia • ABNT NBR NM 248:2003 - Agregados - Determinação da composiç ão granulométrica • ABNT NBR NM-ISO 3310-1:1997 – Peneiras de ensaio – Requisitos técnicos e verificação. Parte 1: Peneiras de Ensaio com tela de tecido metá lico • DNER ME-52:1994 - Solos e agregados miúdos - Determinação da umidade pelo método expedito Speedy • DNER ME-89:1994 - Agregados - Avaliaç ão da durabilidade pelo emprego de soluções de sulfato de sódio ou de magnésio • ASTM C123:1998 – Standard test method for lightweight particles in aggregate • ASTM C 1218:1997 – Standard test method for water -soluble chloride in mortar and concrete • ASTM C 1260:2001 – Standard test method for potential alkali reactivity of agregates (mortar-bar method) ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 96 48 AGREGADOS PARA CONCRETO Referências Bibliograficas diversas: • Associação Brasileira de Cimento Portland. Manual de ensaios de agregados, concreto fresco, concreto endurecido (MT-6). São Paulo: ABCP, 2000. • BAUER, L.A. Falcão. Materiais de construção. 2v. Coordenação de L.A. Falcão Bauer. São Paulo: Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., 5ª ed., 1994. 935p. • BUEST NETO, G.T. Estudo da substituição de agregados miúdos naturais por agregados miúdos britados em concretos de cimento Portland. Curitiba, 2006. 120p. Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal do Paraná. • Embu S.A – Engenharia e Comércio. http://www.embusa.com.br/ • GUIMARÃES, José Epitácio Passos. A cal – Fundamentos e aplicações na engenharia civil. São Paulo: Pini, 2ª ed., 2002. 341p. • Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais – CETEC. CAMPOS, Edson Esteves; FERNANDES, Lúcia E. V. A. Controle ambiental aplicado à produção de agregados. • http://www.cetec.br/agregados/conteudo/Contribui%C3%A7%C3%A3o%20Edson%20Esteves%20e%20L%C3%BAci a%20Fernandes.PDF • ____– CETEC. PROGRAMA DE CAPACITAÇÃO DE GESTORES DE EMPRESAS MINERADORAS DE AGREGADOS PARA A CONSTRUÇÃO CIVIL. FRAZÃO, Ely B. Panorama da produção e aproveitamento de agregados para construção. http://www.cetec.br/agregados/conteudo/Contribui%C3%A7%C3%A3o%20Ely%20Borges%20Fraz%C3%A3o.PDF • GIAMMUSSO, Salvador E. Agregados para concreto – Revista A Construção – São Paulo – Encarte Concreto 25 e 26. ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) 97 AGREGADOS PARA CONCRETO Referências Bibliograficas diversas: • INSTITUTO BRASILEIRO DO CONCRETO. Concreto: Ensino, Pesquisas e Realiza ções. 2v. Coord. Geraldo C. Isaia. São Paulo: IBRACON, 2005. 1600p. • METHA, Povindar Kumar; MONTEIRO, Paulo J. M. Concreto, Estrutura, Propriedades e Materiais. São Paulo: Pini, 1999. 616 p. • PETRUCCI, El ádio G.R. Concreto de cimento Portland. Enciclop édia Técnica Universal Globo, 5ª ed. 1978. 307 p. • Metso minerals – Engenharia completa de sistemas para processamento de agregados – Catálogo digital. • http://www.metsominerals.com/inetMinerals/MaTobox7.nsf /DocsByID/0D057B2A1ECA712CC1256F0100 479B62/$File/systems_por.pdf • MINEROPAR – Minerais do Paraná. http://www.pr.gov.br/mineropar/htm/rocha/carctconcreto.html • PETRUCCI, El ádio G. R. Materiais de construção. Porto Alegre: Globo, 1998, 11ª ed. • http://www.rc.unesp.br/museudpm/rochas/introducao.html#Utilidade%20das%20rochas • REVISTA CONCRETO. Reações expansivas em estruturas de concreto. São Paulo, IBRACON, Ano XXXIII, n. 39, 2005. p.30-32. ROSSETTO, C. M. - FATEC-SP (atualização 25 04 2007) Profa. Me Arqta. Cleusa M. Rossetto MCCI - Agreg. /Edifícios - FATEC-SP 98 49