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AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Professor: Clélio Rodrigo Paiva Rafael Os agregados podem ser definidos como fragmentos de rochas, conhecidos como pedras e areias. Tais fragmentos são materiais granulares e sua principal função é atuar como material inerte nas argamassas e concretos. CARACTERÍSTICAS DOS AGREGADOS • Não deve conter constituintes que reajam com o cimento fresco ou endurecido; • Não deve sofrer variações de volume com a umidade; • Não deve conter incompatibilidade térmica entre seus grãos e a pasta endurecida. AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL • O concreto é o segundo material mais utilizado no mundo. • Cerca de até 75% do concreto é composto por agregados. AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL • Utilizado principalmente em concretos e argamassas, lastros de vias férreas e pavimentação. • A importância do agregado está principalmente por influenciar diretamente as características do concreto de: Composição de Materiais; Resistência e Durabilidade; Estabilidade Estrutural; Controle Volumétrico; Custos; Trabalhabilidade. AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Composição de Materiais: • Os agregados compõem entre 60% e 80% do volume do concreto e da argamassa. Eles têm a função de preenchimento, mas também atuam como estrutura de sustentação interna da mistura. • A areia (agregado miúdo) preenche os vazios entre os grãos de brita (agregado graúdo), garantindo uma massa mais densa e uniforme. • Em um concreto fck 25 MPa, a escolha correta da relação entre areia, brita e cimento é o que define a resistência final e a coesão do material. AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Resistência e Durabilidade: • Os agregados transferem ao concreto parte da sua resistência mecânica e capacidade de absorver tensões. • Quando a granulometria é bem distribuída, ocorre melhor empacotamento, reduzindo os vazios e a necessidade de pasta de cimento para preencher esses espaços. • Menos vazios = maior densidade e menor permeabilidade, o que resulta em maior durabilidade frente a agentes químicos, ciclos de umidade e variações térmicas. • Exemplo: concretos para pontes e barragens usam britas de baixa absorção de água, para garantir resistência a intempéries e ciclos de congelamento e descongelamento. AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL • O empacotamento (ou arranjo granulométrico) é a forma como as partículas de diferentes tamanhos se organizam e se acomodam entre si dentro da mistura. Quando a proporção entre agregados graúdos (brita), médios e miúdos (areia) é bem ajustada, resulta em um material mais denso, coeso e resistente, dificultando a entrada de água e agentes agressivos. AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Estabilidade Estrutural • Capacidade da mistura ou do sistema granular de manter sua forma e resistir a deformações quando submetido a cargas. É quanto o material suporta e distribui as forças sem ceder, afundar, rachar ou se desagregar. • Exemplo: em uma rodovia, a brita graduada usada na base tem a função de distribuir as cargas dos veículos e evitar a formação de trilhas de roda ou afundamentos localizados. AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Controle Volumétrico: • O concreto e a argamassa sofrem variações de volume durante o processo de cura. Os agregados limitam essas variações porque não participam das reações químicas de hidratação do cimento, funcionando como elementos inertes que reduzem o volume de pasta sujeita a retração. • Exemplo: concretos com excesso de pasta de cimento tendem a fissurar com o tempo; já misturas com proporção adequada de agregados têm menor índice de fissuração. AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Economia de Custo: • O cimento é o componente mais caro do concreto. Como os agregados são extraídos diretamente de jazidas ou rios (com baixo custo de processamento), seu uso em grandes quantidades reduz significativamente o custo da obra sem comprometer a qualidade. AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Trabalhabilidade: • É a facilidade com que o concreto fresco pode ser misturado, transportado, lançado (colocado na forma) e adensado, sem que ocorra segregação. É “quanto o concreto é fácil de trabalhar” antes de endurecer. • Agregados arredondados (como seixos de rio) proporcionam melhor fluidez, exigindo menos água. • Agregados angulosos (como brita) oferecem maior aderência à pasta de cimento, mas reduzem a fluidez, exigindo mais energia de mistura. • Exemplo: concretos bombeáveis exigem agregados com granulometria contínua e partículas menos angulosas, para facilitar o bombeamento sem entupimentos. AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Os agregados podem ser classificados quanto: • À origem; • Às dimensões das partículas • À massa unitária • Composição mineralógica AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Quanto a origem: • Naturais: já são encontrados na natureza sob a forma definitiva de utilização (areia de rios, seixos rolados, cascalhos, pedregulhos). • Artificiais: são obtidos pelo britamento de rochas: pedrisco, pedra britada. • Industrializados: aqueles que são obtidos por processos industriais (argila expandida e escória britada). AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Quanto a dimensão: • NBR7211 DE 10/2022 - Agregados para concreto – Requisitos • Agregado graúdo: material cujos grãos passam pela peneira de 75 mm e ficam retidos na peneira de 4,75 mm. • Agregado miúdo: material cujos grãos passam pela peneira de 4,75 mm e ficam retidos na peneira de 150 µm (0,15 mm). • Materiais finos (ou pulverulentos): material fino que passa pela peneira de 75 µm (0,075 mm)”, usado para controle de qualidade. AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL • Agregado graúdo: material cujos grãos passam pela peneira de 75 mm e ficam retidos na peneira de 4,75 mm. •Brita 0 → pisos, pré-moldados, concretos bombeáveis. •Brita 1 → concreto armado e obras em geral (uso mais comum). •Brita 2 → fundações, pavimentação, concreto de grande volume. •Brita 3 → base de estradas, drenagem, concreto ciclópico. •Brita 4 → drenagem profunda e lastros ferroviários. AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL • Agregado miúdo: material cujos grãos passam pela peneira de 4,75 mm e ficam retidos na peneira de 150 µm (0,15 mm). AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Quanto a densidade (NBR 9935/2024) • Agregado leve: agregado de baixa densidade (Agregados expandidos de argila, escória siderúrgica, vermiculita); • Agregado de densidade normal: densidade geralmente compreendida entre 2 000 kg/m3 e 3 000 kg/m3 • Agregado denso: agregado pesado, agregado de elevada densidade (Barita, magnetita, limonita, hematita etc). Outras classificaçãoes: • i) agregados leves (γ 3 g/cm3): raramente utilizados. São formados por minerais mais densos, como a limonita, a magnesita ou a barita. AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Quanto a Composição mineralógica: • Ígneas: Formadas pelo resfriamento e solidificação do magma. São, em geral, rochas duras, densas e resistentes, amplamente utilizadas como agregados graúdos (brita) devido à sua excelente performance mecânica. • Sedimentares: Formadas pela acumulação, compactação e litificação de sedimentos oriundos de outras rochas. Possuem resistência variável e podem conter materiais cimentantes como carbonato de cálcio, sílica ou óxidos de ferro. São empregadas principalmente como agregados miúdos (areias) e, em menor grau, como agregados graúdos. • Metamórficas: Resultam da transformação de rochas ígneas ou sedimentares sob altas pressões e temperaturas. São geralmente compactas, resistentes e de textura foliada ou granular, dependendo do grau de metamorfismo. AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL MineraisConstituintes dos Agregados Os agregados são compostos principalmente por minerais estáveis e resistentes, cuja proporção define as propriedades da rocha. A NBR 17174 identifica os grupos mais frequentes: AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL 1.Desmonte 2.Carga e movimentação de rocha 3.Britagem 4.Carga e Movimentação de Agregados 5.Expedição Processo de fabricação dos agregados (graúdos) AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Processo de fabricação dos agregados (graúdos) • Desmonte: Consiste na desagregação do maciço rochoso por ação de explosivos e/ou por meios mecânicos. De modo a deixar o terreno pronto para o desmonte, existe a remoção da vegetação e das terras que cobrem o recurso mineral, com auxílio de escavadora giratória, pá carregadora e/ou Bulldozer. AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Processo de fabricação dos agregados (graúdos) • Desmonte: 1.1 - Durante a fase de perfuração, são realizados vários furos conforme indicado no diagrama de perfuração. Em seguida, os furos são carregados com explosivos, seguindo o diagrama de fogo, e detonados para promover a fragmentação do maciço rochoso. 1.2 - Pode ocorrer uma fragmentação secundária, normalmente utilizando martelos hidráulicos, para corrigir inadequações na fragmentação inicial. AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Processo de fabricação dos agregados (graúdos) • Carga e Movimentação da Rocha: A carga e transporte de rochas são realizados por meio de equipamentos mecânicos, com o objetivo de retirar e levar a rocha desmontada até o britador. A carga é efetuada por pás carregadoras e/ou escavadoras, enquanto a movimentação é feita por dumpers, que podem ser camiões de pedreira articulados ou rígidos. AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Processo de fabricação dos agregados (graúdos) • Britagem: A britagem envolve uma série de etapas de fragmentação utilizando meios mecânicos, seguidas pela separação do produto fragmentado em diferentes granulometrias por meio de crivos vibrantes. O produto final resultante pode passar por uma, duas ou três fases de fragmentação. Algumas linhas de processamento incluem ainda uma unidade de lavagem para a produção de agregados lavados. AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Processo de fabricação dos agregados (graúdos) • Carga e Movimentação de Agregados: A armazenagem dos agregados produzidos é seguida de carregamento dos camiões mediante dispensadores manuais a partir de silos ou através de pá-carregadoras a partir de pargas (pilhas) de material. AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Processo de fabricação dos agregados (graúdos) • Expedição: Após carregamento dos camiões, realiza-se a pesagem em básculas e emitem-se os documentos correspondentes para transporte ou venda. AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Bica-Corrida Primária Britador Primário Britador Secundário Bica-Corrida Secundária Britador Terciário Peneiras de Classificação Separador de areia Areia Restolho* Rachão Pó de pedra Pedrisco Pedra 1 Pedra 2 Pedra 4Pedra 3 * Por se tratar de um resíduo da britagem, não há registros de imagem deste material Lavra Grelha AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Processo de fabricação dos agregados (miúdos) AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Processo de fabricação dos agregados (miúdos) AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Ensaio de peneiramento (NBR 17054) AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Ensaio de peneiramento AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Ensaio de peneiramento AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Ensaio de peneiramento AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL • Ensaio de peneiramento AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL • Ensaio de peneiramento AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL • Granulometria É a proporção relativa dos diferentes tamanhos de grãos que compõem esse material, como a areia e a brita. • Representação Curva granulométrica: É a representação gráfica do resultado da análise, mostrando a relação entre as aberturas das peneiras e a porcentagem acumulada de grãos passantes. Essa curva permite uma análise rápida da distribuição e de eventuais deficiências na composição do agregado. Outros parâmetros: A análise também define o módulo de finura e a dimensão máxima do agregado (diâmetro máximo), que são utilizados para classificar o material. AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL • Granulometria (NBR 7211:2022) AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL • Granulometria (NBR 7211:2022) AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL • Ensaio de peneiramento AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL • Tipos de Curvas Granulométricas AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL • Granulometria (NBR 7211:2022) AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL • Granulometria (NBR 7211:2022) AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL • Tipos de Curvas Granulométricas AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL • Dimensão Máxima Característica (Dmáx) Grandeza associada à distribuição granulométrica do agregado, correspondente à 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. AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL • Dimensão Máxima Característica (Dmáx) Suponha que fizemos o ensaio com 1000 g de brita e usamos as peneiras: AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL • Módulo de Finura (MF) É um número que indica o grau de “grossura” ou “finesa” da areia (ou agregado miúdo). Ele mostra se a areia é fina, média ou grossa, com base no resultado do peneiramento. AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL • Módulo de Finura (MF) AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL • Módulo de Finura (MF) AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Forma dos grãos • Angulosos; • Arredondados; • Lamelares AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Ensaio de Abrasão Los Angeles É um método para medir a resistência ao desgaste superficial de agregados. Ele determina o quão facilmente os grãos de agregado se quebram ou desintegram sob atrito, simulando as condições de tráfego em uma via. AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Ensaio de Abrasão Los Angeles AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Ensaio de Abrasão Los Angeles AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Ensaio de Abrasão Los Angeles AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Teor de umidade do agregado É a relação entre a massa de água presente em uma amostra de agregado e a massa desse mesmo material seco, expressa em porcentagem. Essa água pode estar tanto na superfície dos grãos quanto preenchendo os poros do agregado. AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Teor de umidade do agregado AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Teor de umidade do agregado Método da Estufa (Norma: ABNT NBR 9939:2020) • Método de referência laboratorial • Como é feito: 1.Retira-se uma amostra representativa do agregado. 2.Pesa-se a amostra úmida (massa úmida). 3.Coloca-se a amostra na estufa a 105 ± 5 °C até atingir massa constante. 4.Pesa-se novamente (massa seca). 5.Calcula-se o teor de umidade (h): AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Teor de umidade do agregado • Método Expedito (Speedy Test – Norma: DNIT 456/2025-ME) • Método rápido de campo (expedito) • Como é feito: 1.Coloca-se uma amostra do agregado úmido no frasco do Speedy. 2.Adiciona-se carbureto de cálcio (CaC₂) e fecha-se o recipiente. 3.O CaC₂ reage com a água, liberando gás acetileno (C₂H₂). 4.A pressão gerada é lida no manômetro, que indica diretamente o teor de umidade (%). AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Teor de umidade do agregado • Frasco de Chapman (método volumétrico) • Mais usado para solos e determinação de volume de vazios, mas pode indicar umidade de areias úmidas. • Como é feito: 1.Mistura-se uma quantidade conhecida de agregado com água e álcool dentro do frasco. 2.Observa-se o volume deslocado para estimar o volume dos grãos e a quantidade de água livre. AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Teor de umidade do agregado AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Teor de umidade do agregado AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Inchamento do agregado • É o aumento de volume aparente causado pela absorçãode água pelos grãos de agregado, principalmente o agregado miúdo (areia). • Esse fenômeno ocorre devido a uma película de água que se forma ao redor de cada grão, separando-os e resultando em um volume total maior do que o volume a seco. • É um fator importante para a dosagem de materiais, pois a variação de volume pode influenciar significativamente o cálculo da massa unitária e a quantidade de material necessária para uma obra. AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Inchamento do agregado AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Massa específica AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Substâncias deletérias AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Considerando uma amostra de 1000 g. AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Considerando uma amostra de 1000 g. AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Considerando uma amostra de 1000 g de areia. Classificação: Areia média para grossa (limite superior). Ideal para concretos estruturais de resistência normal (20–30 MPa), pois garante boa trabalhabilidade e menor consumo de cimento. AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Considerando uma amostra de 1000 g de areia. Classificação: MF = 2,40 → Areia MÉDIA (tendendo à fina) Aplicações típicas: •argamassas de assentamento, •concretos não-estruturais, •contrapiso e calçadas. AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Considerando uma amostra de 1000 g de areia. MF = 3,72 → Areia GROSSA (bem graúda) Aplicações típicas: •concretos estruturais de maior resistência, •concretos de fundação e pisos industriais, •quando se deseja menor consumo de pasta/cimento. AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Considerando uma amostra de 1000 g. •25 mm → 0 % retida acumulada •19 mm → 3 % retida acumulada (≤ 5 %) •12,5 mm → 25 % retida acumulada (> 5 %) A peneira de 19 mm é a primeira em que a retida acumulada é ≤ 5 % antes de subir muito. •Agregado graúdo, zona granulométrica típica 9,5/25 mm (NBR 7211). •Comercialmente: Brita 1, usada em concretos estruturais usuais. AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Considerando uma amostra de 1000 g. •37,5 mm → 0 % retida acumulada •31,5 mm → 4 % retida acumulada (≤ 5 %) •25 mm → 30 % retida acumulada (> 5 %) Logo, a peneira de 31,5 mm define o Dmáx: •Agregado graúdo enquadrado na zona granulométrica 19/31,5 mm. •Comercialmente: Brita 2, usada em concretos de volume, fundações, bases granulares mais grossas etc. Slide 1: AGREGADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL Slide 2 Slide 3 Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11 Slide 12 Slide 13 Slide 14 Slide 15 Slide 16 Slide 17 Slide 18 Slide 19 Slide 20 Slide 21 Slide 22 Slide 23 Slide 24 Slide 25 Slide 26 Slide 27 Slide 28 Slide 29 Slide 30 Slide 31 Slide 32 Slide 33 Slide 34 Slide 35 Slide 36 Slide 37 Slide 38 Slide 39 Slide 40 Slide 41 Slide 42 Slide 43 Slide 44 Slide 45 Slide 46 Slide 47 Slide 48 Slide 49 Slide 50 Slide 51 Slide 52 Slide 53 Slide 54 Slide 55 Slide 56 Slide 57 Slide 58 Slide 59 Slide 60 Slide 61 Slide 62 Slide 63 Slide 64 Slide 65 Slide 66 Slide 67 Slide 68 Slide 69 Slide 70 Slide 71 Slide 72 Slide 73 Slide 74 Slide 75 Slide 76 Slide 77 Slide 78 Slide 79 Slide 80 Slide 81 Slide 82 Slide 83 Slide 84