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Aula Agregados 1

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Transcript

  • 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
  • 3. Rochas na Antiguidade Monumentos Obras Artes
  • 4. Aqueduto de Segovia (Espanha)
  • 5. Pavimento com meta-siltito (Tiradentes, MG)
  • 6. Ponte de pedra (Tiradentes, MG)
  • 7. Portal em moledos (E. da Gracios, PR)
  • 8. Monumento ao Cristo Redentor (RJ)
  • 9. Teatro Municipal de São Paulo na inauguração
  • 10. Usos na modernidade Concretos hidráulicos Concretos betuminosos Lastros ferroviários Enrocamentos Revestimentos
  • 11. Diversidade na modernidade
  • 12. Edificação em enxaimel (Blumenal, SC)
  • 13. Túnel viário na Rodovia dos Imigrantes (SP)
  • 14. Rodovia dos Imigrantes (Baixada Santista)
  • 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)
  • 16. Seixos rolados
  • 17. Classificação conforme a obtenção AGREGADOS NATURAIS ARTIFICIAIS Areia de Pedra britada Areia natural Cascalho britagem
  • 18. Classificação conforme a densidade AGREGADOS LEVES PESADOS NORMAIS Argila expandida Magnetita Vermiculita Areia natural Barita Areia de britagem Escória Pedra britada Cascalho
  • 19. Classificação conforme a natureza AGREGADOS NATURAIS ARTIFICIAIS Escória britada Areia natural Argila expandida Cascalho Outros Areia de britagem Pedra britada
  • 20. Classificação conforme a dimensão AGREGADOS GRAÚDOS MIÚDOS Cascalho Areia natural Pedra britada Areia de britagem
  • 21. Classificação dimensional dos agregados Agregado graúdo: 4,75mm (n.4) / 75mm(3”) Agregado miúdo: 0,150 mm (#100) / 4,75mm Pedrisco: 4,75mm / 12,5mm (1/2”) Pó de pedra: < 6,3mm (1/4”) Filler: < 0,150mm
  • 22. Processos de produção de agregados Desmonte ou dragagem Britagem Classificação
  • 23. Desmonte por explosão
  • 24. Pedreira em bancadas
  • 25. Estoque finos de britagem (1)
  • 26. Estoque de finos de britagem (2)
  • 27. Central de concreto em uma obra
  • 28. Classificador em espiral
  • 29. Caracterização das rochas Determinação de suas propriedades • Fundamentos • Conceitos • Técnicas Procedimentos • Análise • Determinação • Ensaios
  • 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
  • 34. Estruturas e texturas
  • 35. Formas de fragmento
  • 36. Propriedades químicas Reatividade química (NBR 9773 e ASTM C 1260) Cloretos (NBR 9917 e NBR 14832) Sulfatos (NBR 9917)
  • 37. Materiais rochosos reativos Opala Obsidiana Cristobalita Tridimita Calcedônia Silex Andesitos, riolitos Quartzo deformado
  • 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)
  • 41. Séries de peneiras ABNT Série normal Série auxiliar (mm) (mm) 75 - - 63 - 50 37,5 - - 31,5 - 25 19 - - 12,5 9,5 - - 6,3 4,75 - 2,36 - 1,18 - 0,60 - 0,30 - 0,15 -
  • 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)
  • 46. Ensaios especiais para agregado miúdo (NBR 7211) Densidade (NBR NM 52) Massa unitária (NBR 7251) Absorção (NBR NM 30) Inchamento (NBR 6467) Partículas Leves (NBR 9936) Umidade Superficial (NBR 9775)
  • 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.