1) O documento discute as propriedades e classificações de agregados para construção civil, incluindo rochas naturais e artificiais usadas historicamente e atualmente.
2) As propriedades físicas, químicas e mecânicas de agregados são detalhadas, assim como sua influência nas propriedades do concreto fresco e endurecido.
3) Diferentes tipos de agregados são classificados de acordo com origem, densidade, tamanho de grão e natureza.
1. 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.
2. A Rocha e a Humanidade
Na antiguidade
Na modernidade
15. Rochas como agregados
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)
30. PORM DCPCAÃ D
RGA A E AAITÇO E
GSOED EPEA M EAOA
ET RSE MRSS INRDRS
D ARGDSAAACNTUÃ C IL
E GEAOPR OSRÇO IV
Propriedades das rochas
Petrográficas
Químicas
Físicas
Mecânicas
31. Propriedades petrográficas (NBR 12768)
Composição mineralógica
Estrutura & textura
Grau de alteração
Grau de fissuração
Minerais secundários e impurezas
32. Impurezas
Torrões de argila e materiais friáveis (NBR 7218)
Materiais carbonosos
(ASTM C 123)
Matéria orgânica
(NBR 7221)
33. Influência das impurezas
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
38. Condicionantes
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
39. Prevenção / remediação
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
40. Propriedades físicas
Granulometria (NBR NM 248)
Materiais < # 200 (NBR NM 46)
Densidade, Porosidade e Absorção (NBR NM 52 e 53)
Massa Unitária (NBR 7251 E 7810)
42. Limites granulométricos (agregado graúdo)
(NBR 7211)
100
90
80
Porcentagem retida acumulada
70
60
50
4,75/12,5 Inferior
40
4,75/12,5 Superior
30
9,5/25 Inferior
20 9,5/25 Superior
10 19/31,5 Inferior
19/31,5 Superior
0
100 10 1
Abertura das peneiras (mm)
43. Limites granulométricos - agregado miúdo
(NBR 7211)
100
90
80
P o rc e n ta g e m re ti d a a c u m u l a d a
70
60
50
40 Inferior Utilizável
30 Inferior ótima
20 Superior Ótimal
10 Superior Utilizável
0
10 1 0,1 0,01
Abertura das peneiras (mm)
44. Módulos de finura - agregados miúdos
(NBR 7211)
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
45. Ensaios especiais para agregados graúdos
(NBR 7211)
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)
47. * 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.
48. 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 à
compressão, dureza, módulo de elasticidade e sanidade.
49. 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 à
compressão: relação a/c, número de vazios,
teor de finos, cura, adensamento, tipo de
agregado, etc.
* Agregados graúdos menores : + resistência
* Agregados graúdos muito maiores :
- resistência
50. * 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 à
compressão porém, utilizando, de preferência, a
relação altura/diâmetro dos corpos-de-prova de 2,5 a
3,0.
51. 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 está
relacionada 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.
52. 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 é
consideravelmente maior do que as outras duas
dimensões.
53. 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.
54. 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.
55. * 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.
