16 - Agregados para A Construção Civil

 

Mater eria iais is  d e  C onstr tru u ç ã o  C iv ivil il  e  Pr Prin incí cípi pios os  d e  C iência ia  e   if  Ger eraa Ido C e c h e lla la I  Iss a ia ia   O rga gan niza zad dor or/B /Bd dito itorr)  «. > >  2010  IB R A C O N   T o d os d ire ito toss re rese serrvado doss 

C apítu tulo lo  16 

g r e g a d o s  p a r a  a  C o n s t r u ç ã o  C i v i l   árc rcio io    E  ni nio o 

uniz un iz    de 

a ria ias s 

arqque ar uess P a lm eira 

U n iv iver ersi sidd ade  de B ra rasí síli liaa  

16. 6.11  I n t r o d u ç ã o   A g r e g a d o s   s ã o   f r a g m e n t o s d e  r o c h a s , p o p u la r m e n te   d e n o m in a d o s   p e d r a s   e  areias .  F r a g m e n t o s   d e   r o c h a s   c o m   ta m a n h o   e  pr   u t i l iz a d o s   e m   q u a s e   t o d a s   a s   o b r a s   d e   i n forpar-ieesdt ar udteusr aa d c ievqiul ,a dc aosm  os ã  oem  e d i f i c a ç õ e s , p a v i m e n t a ç ã o ,   ba r r a g e n s  e   s a n e a m e n to .  E s s e s m a te r ia is   in c lu e m , p o r  e x e m p lo , b lo c o s , p e d ra s , p e d r e g u l h o s ,  c a s c a l h o s , s e i x o s ,  b r i t a s , p e d r i s c o s ,  a r e i a s ,  e  ett c . A  f  faa i x a  d e   ta m a n h o   d e s s e s   f r a g m e n t o s   é   b a s t a n t e   a m p l a ,   d e s de  b lo co s  co m   d e z e n a s   d e   centímetros ,  c o m o   o s   e n r o c a m e n t o s   u s a d o s   em  b a r r a g e n s , a t é  p a r t í c u l a s  m i l i m é t r i c a s ,  c o m o  o s   a g r e g a d o s   u s a d o s  n a   c o n f e c ç ã o  d e  c o n c r e t o  p a r a  a  m a i o r i a  d a s  e d i f i c a ç õ e s .  F r a g m e n t o s   d e   ta m a n h o s   r e l a t i v a m e n t e   u n i f o r m e s   podem  ser  u t i li z a d o s   para c o n s t r u ç ã o   d e   m u r o s   e  e s t r u t u r a s   d e  co n ten ção ,  po r  e x e m p l o .   Em  outras   ap li cações,  c o m o   em  b a s e s   rodoviárias, é  n e c e s s á r i o   u tili zar- s e  uma  m i s t u r a   d e   f r a g m e n t os  de  d iversos  ta m a n h o s , d e   mo d o  a   ga n h a r  m a i s e s t a b i l i d a d e  o u   re s i s t ê n c i a ,   o q u e  s e   den o m in a   e s t a b i l i z a ç ã o   g r a n u l o m é t r i c a .   M a i o r   e s t a b ilid a d e   ta m b ém   p o d e  s e r a l c a n ç a d a  a d i c i o n a n d o - s e   al g u m  t i p o  d e  m a t e ria l ag lo m e ra n te  à   m i s tu r a   d e   a g r e g a d o s , c o m o   o   c i m e n t o   u s a d o   n a   fab ricação   de  con c re to   d e   c i m e n to   P o r t l a n d   , ou  o  c i m e n to   a s f á ltic o   u sad o   n a   p r o d u ç ã o   de   c o n c r e to   b e t u m i n o s o   . M a t e r i a i s   p é t r e o s ,   i s o l a d o s   o u   e s t a b i l i z a d o s ,  s ã o   os m a te ria is  d e   c o n s t r u ç ã o   mais  e m pre g ados  n a   e nge n ha ria   c ivil.  P o rt a n to , a  c l a s s i f i c a ção  d e s s e s   m a t e r i a i s   e  a  d e t e r m i n a ç ã o   de  su as  p rin c ip a is  p ro p ri e d a d e s   d e   enge n h a r i a , b e m   c o m o   a  e s p e c i f ica çã o   lim ite s  d e   a c e i t a b i l i d a d e , s ã o  f u n d a m e n t a i s  p a r a  o  b o m  d e s e m p e n h o   de  u m a  o b r a .   E n t r e t a n t o ~  e s s a   n ã o   é   u m a   t a r e f a   m u i t o   s i m p l e s ,   u m a   v e z   q u e   h á   m u i t a s  c l a s s i f i c a ç õ e s ,  d e p e n d e n d o  d a  a p l i c a ç ã o  e s p e c í f i c a . D a  m e s m a  

 

ti p o   d e   a p l i c a ç ã o  

e sp e c ífic a  

m a te ria is  P a r a   f i n s   d e   te r m i n o l o g i a , é   c o m u m   d i v i d i r e m - s e   os     g r a n u l a re s , d o   p o n t o   d e   v i s t a   e x c l u s i v a m e n t e   t e x t u r a   ,   e m   d i v e r s a s cad a c la ss e   fraç ões .  E ntreta nto, os  l i m i t e s   s u p e r i o r e s   e  i n f e r i o r e s   de 

u 

a g r e g a d o   i(dnaad s ã o   a r b i t r á r i o s   e   v a r i a m   c o n f o r m e   a   o r ig e m   d o  as t uersa l  d a s   s s c e e n   e s   o ri é it r c s o   m o c   o d o r c a   e d e   ) a l i a r t i f ic o rg a n i z a ç õ e s  t e c n o l ó g i c a s  e   n o r m a t iv a s   de  c a d a  p a ís .   il  t e n d e m   a  N o   B r a s i l ,   o s   p r o f i s s i o n a i s   l i g a d o s   à   c o n s tr u ç ão   c i v   de  N o r m a s  s e g u i r   t e r m i n o l o g i a   d a   A B N T   A s s o c ia ç ã o   B r a s il e i r a io   r o d o v i á r i o   T é c n i c a s ) ,   en q u a n t o   o s   p r o f i s s i o n a i s   q u e   a tu a m   n o   m e o   N a ci o n a l   d e   te n d e m   a   a d o t a r  a   t e r m i n o l o g i a   d o   D N I T   D e p a r t a m e n t i c o s ,   e m   g e r a l ,  I n f r a - E s t r u t u r a   d e   T r a n s p o r t e s ),  e x - D N E R .   O s   g e o t é c n la s si f i c a ç ã o   t e n d e m   a   u s a r  a   n o m e n c l a t u r a   d o   S i s t e m a   U n i f i c a d o   d e   C r T e s ti n g   a n d   d e   S o lo s SU C S)   d a A S TM   American  Soc ie ty   fo M ateriais).  6 3  1 .1   C l a s s e s  t e x t u r a i s  p a r a  m a t e r i a i s  n a t u r a i s  

A s   p r i n c i p a i s   c l a s s e s   t e x tu r a is p a r a   sol os   e  m aten a 1 s  n at ur ai s  e m  9 9 3 5   ( A B N T ,  g e r a l ,   d e   a c o r d o   c o m   a   t e r m i n o l o g ia   d as   n o r m a s   N B R   5 0 2   A B N T ,  1 9 9 5 ) ,  d o  M a n u a l  d e  P a v i m e n t a ç ã o  ( D N I T ,    65 2 0 0 5 )  e   N B R  6   m o s t r a d a s  no  2 0 0 6 a )   e   d a   n o r m a  A S T M   D   2 4 8 7   A S T M ,  2 0 0 6 ) ,  s ã o Q ua dro  1 . Q u a d ro   1  - C l as se s C la s s e  te x t u r a  

M atacã o 

P e d ra  d e  m ã o   P e d re a u lh o  

reia ia   

S il te  

m m ). t e x t u r a i s p a r a   m a t e r i a i s n a tu ra is   se g u n d o   v á r i a s   n o r m a s ( d im e n s õ e s  e m   > 10 0  

N B R  650 2  >   200   60-200 

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A S T M   D  24 87  4 ,8 - 7 5   - 4 ,8   0, 0 7 5 <  0 ,0 75   I P < 4 )*

75   P ~   <  0 ,0 75

Í n d i c e   d e P l a s ti ci d a d e.  

sses.  C om   Há  vár ias d i s cr e p ân ci a s  no s  l i m i t e s   d a s di ve rs as   cl a s  s u b d iv is õ e s   r e l a ç ã o   a   a r e i a s   e   p e d r eg u l h o s t a m b é m   h á   d i f e r e n t e   mu i t o   g r o s s o s   c l a s s i f i c a n d o   e m   fi n o s   F ) ,   m é d i o s   M ) , g r o s s o s   ( G )   e l i m i te   d e s s a s M G ) .   T a m b é m   n ã o   h á   c o n c o r d â n c i a   c o m   re l a ç ã o   a o s   1.   s u b d i v i s õ e s ,  c o m o   po d e  s e r  v i s u a l i z a d o   n a   F ig u r a   1.

 

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pó de pedra  pedra  

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atacão ata cão Material Materi al natural .ASTM .A STM D 2487

 

Figum Figu m  l - Compnrnçiio  Compnrnçiio  entre as clas ses texturais exturais   seg undo várias normas.

Algun tem1 tem1   e p e   ífic ífico o têm  cono conotação tação m is li ligada gada à orige origem, m, mineralog mine ralogia ia ou f o m ia d e  fragn1 fragn1entaç entação ão . O ter tern1 n1os os ar e ia e argila argila   , m u itas vezes, ve zes, t a m b é m  são usado usad o co con1 n1 urna c onot onotação ação não granul granulomét ométrica, rica, e   s im im   m in ineraló eralógica. gica. Engenheiro Enge nheiro ' . geraln1e geraln1en n t e , a s ociam arei areiaa co m  grão  grãoss de quartzo qu artzo,, uma vez q ue este real realmente mente é o n unera unerall mai maiss prese presente nte em e m areias areias naturais. na turais. O termo argila a rgila também é u  ' ado in indi di cr crin1 in1inadan1e inadan1e nte para par a se re referir ferir a argi argilo-mine lo-minerais rais . E m c a so de dúvid a . o n1ai a conse lhável lhável  é  u s a r os te1mos fração fração  arei areiaa e fr fração ação  argila quando qu ando e r e frrir à gran granul ul01net 01netria. ria. O tem1 tem100- '\.'a ~... al ho e e ixo ta também mbém   são assoc associados iados a fragmento fra gmentoss c o m tamanh tama nh o · -. ~ud1.. ·1stic ico o s n a f ração p edre edregulho gulho ou u m  pouco  pouco maio  maiorr (até 100 m m ) . d o - _ii _ n a arre arredonda dondada, srefere ão de naomin ominados adoss com seixo eixos'' s'' (s (seesões  ixo   ên1  Quan Qu ano . p ,   :: e r \.\.,t,ên1 rolado rolad \. J  af oonteimo   cascalho casca lhoda,s e são refere  partícula pa rtículas  dimensões  dimen de 4 .8 ..,, ~ur 1. nm nm s n ão  tê m co nota notação ção quanto q uanto à  form a ou arredo a rredondame ndamento nto (cascall ' l (casca • exen1p ü r exen1 p lo) .

 

t i c a s d ep e n d en t es da po~osida po~osidadd e : massa e~~ecífic e~~ecíficaa ate abso absorr ç ã o d e á g u a , resistênc resistên c ia, módul módu l o   de elasti elasti c idade e da d e ;

,

.

.

• c a r acterístic a s   depend e ntes da co c o m posiçã?   q~nmica e , ~ meralógic meralógicaa : re s i s t ê n c i a m ó d ulo de elas ela s ticidade, s u bstancias bstancias  d elete eletenas nas p resente resentess e c a rgas elétri elétr i c as; , . . . •   característ aracterístii c as depen d e ntes das  das   condições   previ~s e c o ndiciona ndicionann t e s d e fabrica fabricaçç ã o: taman h o , forma e textura d a s   parttcula parttcula s . proprieda iedades des de finidas p ara . u m a   partícu A l gduumal, a s mpropr sicasdos sã oca so l a    indivi individ as, na n a maior maio r fpíarte s, s ã o   d et erminada erminadass partícul para um um  conjunto ou   mass massa a d e p ar tículas d e ntro_ d e uma dada dada.. classe granull o métrica, r ep r es en t a n d o u m va lo r   médio granu médio   p ara a q u e l;i faixa.  faixa.   m g e ral, ral,   há proc proc ediment edimentos os   es p e c í f icos para agre agregados gados   graudos graudos e para a g r e g a d os o s mi ú dos

16  3 2 1 Í n d i c es físicos  16 3 físicos   Alguns Algu ns índice ín dicess físi o s r evela evelam m p roprie ropriedade dadess iner inerentes entes a u ~ dado m aterial aterial,, o u s eu   e s t a d o e es t ru tura at u ai a i s . Muitas Muitas   d essa essass propnedade pro pnedades   s ão especificadas, especif icadas, e s tabelece tabelecen n d o-se limi lim i te s d e aceit aceita a ção o u re jeiç jeição ão do m ateri ateria a l para u m a dada aplicaç aplicaçã ã o . Dentre  Dentre   o s   índices  índices  físicos m a i s im p ortantes ortantes   e m   u m   a g r egado, egado,   citam - s e :   umidade umidade,, absorção absorçã o ,   m a s s a   específica especí fica  e porosi porosid d ade apare aparen n te. E s s e s í n d i c e s  s   s ã o determ determii n a dos c o m  base base  e m  ensaios ensaios  n o rmatizad rmatizado os, o s quais  são, geral quais gera l mente, r e a l i zados sob so b r e uma a mostra d e  a g regado s nu m a dada classe class e granulo granulom m étrica m a i s ou meno men o s unifo uniforr m e .

1 6   3 2 1  1 A b s o r ç ã o e u m i d a d e efere-se U m i d a d e r efer e-se a o teor teor  d e água prese presen n t e e m u m  materi materia a l. Pod e - s e d efinir efinir   u m i d de e m t ermos vol vo l umétrico umétricoss ou gra gr a v imétric imétrico o s, s endo e st a últim  últim   m   i s c o m u m . Assim Assi m , u m i d   d e é d e finid a c o m o r e l a ç ão perce n t ual entre a   m as s a  a   de água contida con tida e m u m a a m o s t r a e a m a ssa d a amostra  t otalmente amostra otalmente  s eca m a s s a de s ó lidos) lidos)   e é  calcu lada lad a  c o m o :

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E q u   ção 1 

Q u a n t o àà   c ondiçã ondição o d e u m i d a d e , u m a   a m o stra stra   p ode se  se   e ncontra ncontrarr em quat   o situa quat situaç ç õ es diferen difere n t e s , i l u strad a s n a Figur Figura a 2: a ) c o n d i ç ã o  o  a m b 1~n:e o u  seca a o a r ; b) c o n d i ç ã o s a t u rada c o m  super superff í c i e ú m ida~ ida~    e) c o n d 1 ça ç a o satur satura a d a c o m   s u p e r f í c i e seca seca   SSS), e d ) co n d i ç ã o c o mpletam mpletame e nte seca. seca.  

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por24h po r24h   l m m l o  o  absorvida) Umidadee absorvida) Umidad

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6   cir t e 1

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Estufa Es tufa por 24

•

aturada Sup aturada

{C=M . seca{C=M seca

umidade de e absorção ab sorção . Figura 2 - Teo Teorr de umida

quantidade de abs orve alguma a lguma   quantidade ostra   sempre sempre absorve u ma am ostra mbiente, uma , N a c~ndição c~n dição   a mbiente, rara mente essa ar;  porém, porém, raramente próp rio ar;  reático   ou do próprio  c~uva,, ,do len_çol f reático seJa da  c~uva a gua,. seJa pa ra preenche pre encherr s eja, para satu rar a amostra a mostra,, ou seja, te para par a saturar s uficiente quantidade quant idade de ag ua e suficien ao ar, a antes.   Mesmo Mesmo qu ando seca ao municantes. va zios inter-co i nter-comunic mente   os seus seus vazios totalmente total higroscópica cópica.. idade,, elita higros algu ma um idade am ostra ainda m anté m alguma unicantes ntes entre e ntre vazios com unica o s seus  seus   vazios d a q u ando todos t odos os saturad A a m ostra é  é   dita satura a mostra   Considera-s dera-see que uma amostra  preenchido chidoss com água. Consi grãos) estão  estão preen grãos e nos grãos) nessas nto, m esmo esmo   nessas E ntretanto, por   24 horas. horas. Entreta da apó ap ó s im e rsão e m á g ua por  esteja satura saturada nte, dev de v e eventualme ualmente, oclusas nos va zios e event bol has de a de  a r oclusas t ar bolhas co n dições dições,, p o d e m re s tar o, para  para   se livrar livrar gitação, d e vácuo vácu o e a gitaçã os, como co mo o uso de étodos, ecorrerr a o utros m étod se r ecorre bol has. totalm ente das d as bolhas. a lé m o s da á gua, alé da, q u ando retirad r etirado ostra  satura saturada, d o d e u m a a m ostra s grão gregad grãoss d e a grega como com o

absorvida ida n os poros po ros internos in ternos   mantê mantê m um a película pel ícula de águ ág u a e m sua da á gua absorv ão, as  as  c ondição, umid ade livre. l ivre. N essa condiç h a m a d e umidade que   s e c ha ie que  que   de te rm rm i n a o que  s u perfíc perfície de umidad úmidaa S S U). A umida erfície   úmid adas saturad s aturadaa s c o m su p erfície ul as s ão consider co nsideradas partícul partíc te ou sob s ob a abs orvente um p a no absorven se a a m ostra  c o m um a da secandosec ando-se re pod e s e r e l i m i n ada livre liv ondiçãã o d i t a passam à c ondiç par tículas   passam assim, as partículas ve   c orrente orrente d e   ar; assim, de   uma s ua ve  ação de  S). sat atu u ra da c om s u p e rfíc ie s e c a S S S) idade.. tod a a um idade talmente nte s e c a q u a ndo s e  livra de toda r a da to talme tr a é c o nside ra U m a a mos tra t ra totalment tota lmentee seca  após ficar e m estu fa a sidera-se -se a a mos tra ráticoss , c o n sidera Para f Para  fin inss p rático horas.. ap ó s 2 4  horas s e o b s erva apó o  que , g eralm ente, se i a de p e s o, o que 10 5 º C ± 5 º C a t é c o n s tâ nc ia de  sólido sólidoss igua l à m a s s a de  tr a igual ca so, t e m -s e a  m as sa d a  a mos tra Ne sse caso,

a  · C M s6lictos = Msec Mseca

ostra:   natural, natural, uação d a am ostra: lqu er sit situação de  p a r a qua lquer teo o r d e u m ida de p P o d e - se d e finir o   te

secc a ao ar t o ta lmente se lme nte se s e c a , t otalm ente saturad s aturadaa , p a rtícula rtículass s a t uradas uradas   c o m   a  d e á g u a é rf ície seca. se ca. A m a s s a d rtícu u l a s saturadas satu radas com s upe rfície s u p e r l íc ie úm ú m i d a  o u  p a rtíc

 

l ()Utros  ()Utros  fm fmgmen gmentoi toi c o m  a s p a r edes e des internas do t a m b o r e com as esferas), esfera s), co corn rn..0 p elo i m p a c t o  d q u e d a d a s  esferas. esferas.  

Pen Pe n eira de de   1,7mm

Tambor 

Ma ss a   p e rdida

F i g u r a 3 - I l us us t ração ração  d o e n s a i o L os os A n geles g eles .

A o final do ensa en saio io os aQTeo aQTeoad ados os são reti etirados rados do do   ta tam m bor e penei pen eirados rados num ' 1:> 1:> nu ma peneira peneir a c om m al alha ha  de abertura abertura de  de  1,7 mm, res restando tando uma m uma  massa assa M ret retiida ne ssa peneira. peneir a. O   Desga Desgast stee  Los Angele Angeless  a expr expres esss ão:

é 

a perda perd a de de m assa p er c entual confo onforme rme (Eq (E q uação 4

Q u anto men o r   o valor do do desgaste Lo s Angeles, Angele s, melhor é  é   o  material.  material.  E m c omplemen to  ao ensaio d ensaio dee abrasão, abrasão , ta t a mbém é rea r ea l izado o ensa en sa io de resistê resis tê ncia ao ao   esmagam e n to M E 1 9 7 , DNIT, 199 199 7b). 1 6 .3.2.3 Form Forma a d o s g rã r ã o s e textura textur a superficia l f o rm a dos agre agr e g ados s e re fe re à sua ge g e o metria trid tridim im ensional ensional.. C o m o é dif difíci ícill repr e s e ntar corpo repre corp o s   tridimensi tridimensi o nais irregu irreg u l ares, é m a is  convenie convenien n t e definir cer certas tas c a r a c teristicas teristicas   g eométrica ométricass d esses c o r p o s, tais co m o  alongam  alongamee n to, achatam achat am ento, c u b icidade, e s f ericidade ericidade,, a ngulosid ngulosidaa d e  etc. r o c h a s u b m e t i d a à   f r a g m e n t aç a ç ã o m e c â n i c a p r o d u z   f r a g m e n t o s com diferen difere n te s tamanho tamanh o s  e formas. formas. f o r m a d os o s agregado s é  bastante i n f luenciad a p ela e s trutura e t e x tura da r o c h a m ã e . R o c h a s de e s t r u t u r a m a c i ç a , como o s  basaltos compacto s ,   p r o d u z em em   britas de f o r m a c ú b i ca. Por o u tro lado , r ochas co m estrutu r a xistosa, c o m o é típico típic o e m rochas rochas  s edimenta r e s  e a l g u n s  s  ti tipo~ po~ de ro roch chas as meta m ó rficas fo r m adas a p a r t ir destas , c o m freqüê n c i a p r o d u z e m  f r a g m e n to s de

Figura

1

atentar p

m eu

t

agre~ad agre~ad o iona ional. l.   f uper fi eJrunn eJru ..

f o rmas alo n g a d a s e l a m elares. O p r o c e s s o de  brita britagem gem t a m b é m i n f.ucncia no f o r m a t o d o s  a g r e g a d o s .

Jun

Algun s ~ão dire direto toss

dura

Há dive diverr s o s m é t o d o s  para a v a l i a ç ã o d a f o r m a de a g r e g a d o s .

i

m

b \

 

e se basei bas ei a m e m medid medid~ ~ de um n ú m ero signifi significc a t ivo d e partí partícc u las, usand o - s e  um um   paquímetro,, c o m o d e s c n t o  nas n ~ ~ a s _NBR 7 8 0 9   A B N T , 2 0 0 8 )  e N B R 6 9 5 4 paquímetro ABNT,_  1 989). O~ t ro ABNT,_ r o s  mé_todos s a o  md rretos e u e usam sam gabar gabarii to s  comparat  comparativ iv o s, ou uma s é n e d e p eneiras e cn v os de form a t os e abertura abertu ra s diversas.  diversas.   A n o n n a N B R 7 8 0 ~ A B ~ , 2 l< l