APOSTILA AGREGADOS E AGLOMERANTES - …professor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/17310... · 1.2.5. Quanto à natureza: OBS.: Como mostrado no ponto anterior, podem-se

Pontifícia Universidade Católica de Goiás

Departamento de Engenharia

Disciplina: Materiais de Construção Civil I – ENG 1071

Professora: Engª Civil Mayara Moraes Custódio, M.Sc.

APOSTILA

AGREGADOS E AGLOMERANTES

Pontifícia Universidade Católica de Goiás Departamento de Engenharia

Disciplina: Materiais de Construção Civil I – ENG 1071 Professora: Engª Civil Mayara Moraes Custódio, M.Sc.

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CAPÍTULO I

MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO



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1 - MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO:

1.1. Definições:

Todos os corpos, objetos ou substâncias que são usados em qualquer obra de engenharia.

A disciplina Materiais de Construção estuda a obtenção, a aplicação, a conservação, e

a durabilidade desses materiais, visando conhecê-los para melhor aplicá-los. Do correto

uso dos materiais de construção depende em grande parte a solidez, a durabilidade, o

custo e a beleza de uma obra.

1.2. Classificação:

1.2.1. Quanto à origem ou obtenção

NATURAIS: são encontrados na natureza e não exigem tratamentos especiais para

poderem ser usados. Exemplos: areia, madeira, pedra etc.

ARTIFICIAIS: são obtidos por processos industriais. Exemplos: tijolos, telhas etc.

COMBINADOS: são resultantes da combinação de materiais naturais e artificiais.

Exemplos: argamassa, concreto etc.

1.2.2. Quanto à função na edificação:

MATERIAIS DE VEDAÇÃO: não têm função resistente na estrutura. Exemplos: vidros, tijolos

em certos casos etc.

MATERIAIS DE PROTEÇÃO: servem de proteção aos materiais propriamente ditos.

Exemplos: tintas, vernizes etc.

MATERIAIS COM FUNÇÃO ESTRUTURAL: resistem aos esforços atuantes na estrutura.

Exemplos: madeira, aço, concreto etc.

1.2.3. Quanto à aplicação:

SIMPLES OU BÁSICOS: são aplicados isoladamente. Exemplos: telha, tijolo etc.

PRODUZIDOS OU COMPOSTOS: são empregados conjuntamente. Exemplos: concreto,

argamassa etc.

1.2.4. Quanto à estrutura interna:



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LAMELAR - Exemplo: argila.

FIBROSA - Exemplo: amianto, madeira.

VÍTREA - Exemplo: vidro.

CRISTALINA - Exemplo: metais.

AGREGADOS COMPLEXOS - Exemplo: concreto.

1.2.5. Quanto à natureza:

OBS.: Como mostrado no ponto anterior, podem-se considerar vários critérios para a

classificação dos materiais. No entanto, em engenharia, e por razões de conveniência, é habitual

admitir-se a classificação dos materiais em função da sua natureza, de acordo com o exposto a

seguir:

METÁLICOS: Os materiais metálicos são substâncias de origem inorgânica que contêm

elementos metálicos (tais como ferro, cobre, alumínio, níquel ou titânio).

Microscopicamente, os metais têm uma estrutura cristalina, na qual os átomos se

dispõem de forma ordenada. Estes materiais são, na generalidade, dúcteis e resistentes

à temperatura ambiente e apresentam boa condutibilidade térmica e eléctrica. Em função

da quantidade de ferro que contêm, dividem-se em materiais ferrosos (com elevada

percentagem de ferro) – como o ferro fundido e o aço, e não ferrosos (quando o ferro

não entra na sua composição ou surge em quantidades muito reduzidas) – como o

alumínio, o cobre, o zinco, o titânio e o níquel são materiais não ferrosos. EXEMPLO:

Estruturam metálicas, vergalhões para concretos, porcas e parafusos, chapas, telhas

metálicas...

POLIMÉRICOS: São constituídos por longas cadeias de moléculas orgânicas. Tratam-se

de meterias cuja estrutura é não cristalina ou mista (com regiões cristalinas e regiões

não cristalinas). A maioria destes materiais é mau condutor térmico e eléctrico,

possuindo baixa densidade e decompõem-se a baixas temperaturas. EXEMPLO: Tubos

e conexões, conduítes, caixilhos de janelas...

CERÂMICOS: São constituídos por elementos metálicos e elementos não metálicos (por

exemplo, azoto, carbono e oxigénio), podendo ser, do ponto de vista estrutural,

cristalinos ou mistos. São inorgânicos de elevadas dureza e resistência mecânica à

compressão, mesmo quando submetidos a temperaturas elevadas. Estes materiais

apresentam baixa condutibilidade térmica e eléctrica e elevada resistência ao calor e ao

desgaste. No domínio da construção, os materiais cerâmicos são utilizados desde

tempos imemoriais. EXEMPLO: Tijolos e blocos, telhas cerâmicas, azulejos...

COMPÓSITOS: Resultam da mistura de pelo menos dois materiais, de modo a obter um

material com determinadas características e propriedades. Os materiais que constituem

um compósito não se dissolvem entre si, podendo ser facilmente identificáveis. O

concreto e a madeira são materiais compósitos. Existem outros tipos de materiais



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compósitos, como por exemplo, os que resultam da associação de fibras de vidro e

poliéster ou de fibras de carbono e resina epoxídica.

ELETRÔNICOS: Os materiais eletrônicos assumem importância extrema no domínio das

tecnologias avançadas, já que são utilizados em sistemas de microeletrônica. É graças

a esta tecnologia que são possíveis os computadores, os satélites de comunicação ou

os relógios digitais. O silício é um dos materiais mais importantes neste domínio, pois

um simples cristal de silício permite condensar num chip, um elevado número de circuitos

electrónicos.

1.3. Ensaios em laboratório

Em geral, são realizados para classificar os materiais, comparar um material a outro ou assegurar

a sua compatibilidade com a especificação de projeto. Podem analisar aspectos físicos, químicos

e mecânicos dos materiais.

1.4. Critérios básicos na seleção dos materiais

Para a escolha dos materiais, devem ser levados em conta três critérios básicos:

Critério de ordem técnica: É importante conhecer as características dos materiais,

como formas, dimensões, propriedades físicas, químicas e mecânicas, resistências

físicas e química, etc., para se obter a resistência, a trabalhabilidade e a durabilidade

desejadas.

Critério de ordem econômica: Deve-se levar em conta o valor aquisitivo do material

(preço em função da qualidade e da quantidade), a facilidade de aquisição, transporte e



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emprego, o custo da aplicação e dos equipamentos para aplicação, o custo de

conservação (materiais, mão-de-obra e equipamentos) e a durabilidade do material.

Critério de ordem estética: É de ordem pessoal, e influenciado pela qualidade do

material, a textura, a forma, o tipo de mão-de-obra, o acabamento e a conservação da

estética.

1.5. Propriedades dos materiais

1.5.1. Propriedades Físicas:

Densidade: A relação entre massa e volume de um material.

Densidade real (massa específica): Descontando-se o volume dos vazios.

Densidade aparente (massa unitária): Considerando-se o volume total (sólidos +

poros).

Porosidade: A propriedade que tem a matéria de não ser contínua, havendo espaços

entre as massas. Definida como a relação entre o volume de poros no material (vazios) e o

volume total do material (incluindo o volume de poros).

Poros podem ter diversas formas: Podem ser fissuras, vazios irregulares, ou

esféricos... Mas são sempre formados pela penetração de gases durante o

estado fresco de formação do material.

Permeabilidade: Capacidade de um material absorver fluidos sem se desintegrar,

propriedade diretamente relacionada à durabilidade do material.

Nem sempre um material poroso é um material permeável. Para que esta relação

seja verdadeira, é necessário que os poros estejam conectados entre si e ligados

à superfície do material.

Absorção: O processo físico pelo qual um material retém água nos poros e condutos

capilares, sempre regido por diferenças de pressão ou de concentração de substâncias

em diferentes meios.

1.5.2. Propriedades Mecânicas:

Resistência: Capacidade de um material ou componente suportar cargas sem se romper

OU apresentar excessiva deformação plástica. É medida como força suportada por área de

seção transversal do material.

- Compressão: As forças de compressão em materiais agem da mesma maneira

que a ligação atômica, forçando os átomos a se aproximarem, e esta ação, em

geral, não causa a ruptura. Entretanto, a compressão induz a esforços de

cisalhamento, e a deformações que conduzem a esforços de tração por efeito do

coeficiente de Poisson. Dependendo do tipo de material, da forma e tamanho do

corpo-de-prova e da forma de carregamento, a compressão pode causar ruptura

por cisalhamento ou por tração, ou mesmo pela combinação dos dois.



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- Tração: O ensaio de tração direta, geralmente, apresenta problemas práticos

pela dificuldade de obtenção de um sistema de garras eficiente, que não permita

o deslocamento do corpo de prova e nem o rompimento do mesmo por pressão

das mesmas. Portanto, frequentemente, realizam-se ensaios de resistência à

tração por compressão diametral ou por flexão. Na construção civil, os esforços

de tração são geralmente observados durante a flexão de elementos estruturais.

Deformação: Alteração de volume ou de extensão de um corpo de prova, quando

submetido a esforços mecânicos.

Medida por meio de extensômetros elétricos ou dinâmicos, posicionados sobre

a superfície do material durante ensaios de resistência a esforços mecânicos.

Rigidez: Capacidade de um material ou componente resistir a deformação quando

submetido a tensão.

Medida pelo módulo de elasticidade, que é a relação entre a tensão aplicada no

componente e a deformação resultante desta tensão. O módulo de elasticidade

pode ser obtido graficamente através da inclinação do gráfico “tensão x

deformação” em materiais elásticos.

Elasticidade: Tendência que os corpos apresentam de retornar à forma primitiva pós a

aplicação de um esforço.

Tenacidade: Resistência que o material opõe ao choque ou percurssão, ou seja, a

capacidade de absorver energias na forma de impactos. (carregamentos instantâneos).

Dureza: Resistência que os corpos opõem ao serem riscados, entalhados.

Alguns ensaios de avaliação da dureza são usados para estimar a resistência à

compressão de materiais, como o concreto.

Resistência à abrasão: Capacidade de uma superfície resistir ao desgaste devido ao

atrito com objetos ou materiais em movimento.

Desgaste: Perda de qualidades ou de dimensões de um material.

Maleabilidade ou Plasticidade: Capacidade que têm os corpos de se afinarem até

formarem lâminas sem, no entanto, se romperem.

Durabilidade: Capacidade de um corpo de permanecer inalterado com o tempo.

Ductibilidade: Propriedade de um material se deformar consideravelmente antes de se

romper.

Medida como a capacidade de um corpo se reduzir a fio.

Fluência: Deformação com o tempo, resultado de aplicações prolongadas de tensão.

É considerada de produção muito lenta e ocorre principalmente em três tipos de

material: metais submetidos a tensões sob temperaturas próximas ao ponto de

fusão, materiais susceptíveis a umidade que, por exemplo, expandem com a

presença de água, e materiais fibrosos.



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Fadiga: Propriedade de um material se romper por aplicações repetidas de tensão.

A ruptura em muitos materiais ocorre com tensões bem abaixo da tensão de

ruptura, se o carregamento for aplicado repetidamente.

1.6. Normas técnicas vigentes:

Para aferir as intervenções no domínio dos materiais de construção, existem as Normas

Técnicas. Normas são documentos de domínio público com funções diversas, mas que

relativamente aos materiais de construção visam à satisfação dos seguintes objetivos:

- Estabelecer regras para cálculos ou métodos para a execução dos trabalhos;

- Especificar características de materiais e meios de as controlar;

- Descrever pormenorizadamente procedimentos de ensaios;

- Estabelecer dimensões padrão e tolerâncias de materiais e produtos;

- Criar terminologia técnica específica e atribuir convenções simbólicas em desenhos;

- Definir classes de produtos ou materiais.

Entidades de alcance nacional:

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas

IPQ – Instituto Português da Qualidade

ASTM – American Society for Testing Material

ACI – American Concrete Institute

BS – British Standards Institution

AFNOR – Associação Francesa de Normalização

Entidades de alcance internacional:

ISO – Organização Internacional de Normalização

CEN – Comissão Europeia de Normalização

AMN - Asociación Mercosur de Normalización



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CAPÍTULO II

AGREGADOS



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2 - AGREGADOS

2.1. Definições:

Materiais granulares, geralmente inertes, sem tamanho e forma definidos, que compõem

argamassas e concretos.

- Cerca de ¾ do volume do concreto são ocupados pelos agregados.

- Sua qualidade é importante para a obtenção de um bom concreto.

- Os agregados apresentam nítida influência não apenas na resistência mecânica, mas

também, na durabilidade e no desempenho estrutural de concretos.

2.2. Funções no concreto:

- Resistir aos esforços (Mecânicos e de intemperismo);

- Reduzir as variações volumétricas;

- Reduzir o custo do concreto.


2.3.1. Quanto às dimensões das partículas:

AGREGADO MIÚDO: Grãos que passam pela peneira ABNT # 4 (peneira de malha

quadrada com abertura nominal de 4,8 mm) e ficam retidos na peneira ABNT # 200

(malha com abertura nominal de 0,075 mm).

AGREGADO GRAÚDO: Grãos que passam pela peneira ABNT com abertura nominal de

152 mm e ficam retidos na peneira ABNT # 4 (abertura de 4,8 mm).

2.3.2. Quanto às massas unitárias:

LEVES: ρ < 1000 kg/m³

MÉDIOS: 1000 < ρ < 2000 kg/m³

PESADOS: ρ > 2000 kg/m³



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2.3.3. Quanto à origem ou obtenção:

NATURAIS: já são encontrados na natureza sob a forma definitiva de utilização (areia de

rios, seixos rolados, cascalhos, pedregulhos,...)

EXEMPLOS:

- Areia natural:

- Originárias de rios, cavas (depósitos em fundos de vales cobertos por

capa de solo), praias e dunas, sendo que as areias das praias não devem

ser usadas no preparo de concreto armados por causa de seu teor de

cloreto de sódio.

- Utilizadas no preparo de argamassas e concretos de cimento,

concretos betuminosos e em filtros (devido à sua grande permeabilidade,

têm a capacidade de interceptar o fluxo de água de infiltração em

barragens de terra e em muros de arrimo).

- Seixo rolado ou pedregulho:

- Originários de leitos de rios e córregos.

- Sedimento fluvial de rocha ígnea, inconsolidado, formado de grãos de

diâmetro em geral superior a 5 mm, podendo os grãos maiores alcançar

diâmetros superiores a cerca de 100 mm.

- Formas arredondadas e superfície lisa.

- Deve ser lavado antes do fornecimento e apresentar,

preferencialmente, granulação diversa, já que o ideal é que os miúdos

ocupem os vãos entre os graúdos.

- Utilizados em concretos, sendo que o concreto executado com

pedregulho tem resistência mecânica cerca de 20% menor do que

aquele fabricado com brita.

ARTIFICIAIS: são obtidos pelo britamento de rochas (pedrisco, pedra britada,...)

EXEMPLOS:

- Pedra britada:

- Agregado obtido a partir de rochas compactas que ocorrem em jazidas,

pelo processo industrial da cominuição (fragmentação) controlada da

rocha maciça.



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- Os produtos finais passam pelo processo de peneiramento e

enquadram-se em diversas categorias:

- Brita 0 (pedrisco), brita 1, brita 2, brita 3, brita 4 e brita 5.

- Areia de brita / Areia artificial:

- Agregado obtido dos finos resultantes da produção da brita, dos quais

se retira a fração inferior a 0,15 mm.

- Sua graduação granulométrica vai de 0,15 mm a 4,8 mm.

- Apresenta absorção maior em relação à areia natural (grande

quantidade de material pulverulento).

- Filler / fíler:

- Agregado de graduação 0,005/0,075mm.

- Seus grãos são da mesma ordem de grandeza dos grãos de cimento e

passam na peneira 200 (0,075 mm).

- É também de chamado de pó de pedra.

- Utilizado na preparação de concretos (para preencher vazios) e

argamassas betuminosas (para evitar flexibilidade excessiva), e como

adição a cimentos.

- Bica corrida:

- Material britado no estado em que se encontra à saída do britador, sem

nenhuma separação granulométrica.

- Rachão / Pedra de mão:

- Agregado constituído do material que passa no britador primário e é

retido na peneira de 76 mm. É a fração acima de 76 mm da bica corrida

primária.

- Restolho:

- Material granular, de grãos em geral friáveis (que se partem com

facilidade). Pode conter uma parcela de solo.

INDUSTRIALIZADOS: Aqueles que são obtidos por processos industriais (argila, expandida,

escória britada,...)

EXEMPLOS:



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- Argila expandida:

- Material originário a partir da piroexpansão de argilas especiais

(aquecimento acima de 1000ºC, levando à formação de gases internos).

- Utilizadas como agregado leve para concretos (com resistência de até

30MPa), e na fabricação de blocos e painéis pré-moldados, prestando-

se bem como isolantes térmicos ou acústicos.

- Escória de alto-forno expandida

- Sub-produto resultante da produção de ferro-gusa em alto-fornos de

indústrias siderúrgicas, e resfriado gradativamente.

- Utilizado como agregado em concretos leves e em peças isolantes

térmicas e acústicas.

- Se o resfriamento do sub-produto por feito bruscamente, forma-se a

escória de alto-forno granulada que, pela desorganização de suas

moléculas, torna-se extremamente reativa e é utilizada como adição

mineral a cimentos.

2.4. Características das rochas de origem:

2.4.1. Resistência Mecânica:

1. À compressão:

Varia conforme o esforço de compressão se exerça paralela ou

perpendicularmente ao veio da pedra.

O ensaio se faz em CPs cúbicos de 4 cm de lado.

Sob o aspecto de resistência à compressão, a maioria das rochas naturais não

apresentam restrições quanto ao emprego como agregados no preparo de

concretos convencionais, pois têm resistências superiores às máximas de

concretos normais.

Resistências típicas à compressão:

- Granito: ~ 180 MPa

- Micaxisto: ~ 85 MPa

- Calcário: ~ 190 MPa

- Granulito: ~ 200 MPa



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2. À abrasão superficial:

Abrasão: Desgaste superficial dos grãos ao sofrerem “atrição”.

Capacidade que tem o agregado de não se alterar quando manuseado

(carregamento, basculamento, estocagem).

Característica importante em algumas aplicações do concreto:

- Pistas rodoviárias

- Estacionamentos

- Vertedouros de barragens

- Pontes

- Aeroportos

Ensaio realizado na máquina de abrasão “Los Angeles”, regido pela norma NBR

6465 – Abrasão Los Angeles, que estabelece características da máquina e das

cargas de agregado e esferas de ferro, tempo de giro, etc.

- A amostra é colocada para girar juntamente com esferas de ferro

fundido. Depois de retirada, a amostra é peneirada na peneira de

1,7mm, e mede-se o peso de material que passa, expresso em

porcentagem do peso inicial.

2.4.2. Durabilidade:

• A rocha que será utilizada como agregado deve apresentar uma boa resistência

ao ataque de elementos agressivos.

• O ensaio consiste em submeter o agregado à ação de uma solução de sulfato

de magnésio, determinando-se a perda de peso após 5 ciclos de imersão por 20

horas, seguidas de 4 horas de secagem em estufa a 105°C (NBR).

• Perdas máximas admissíveis:

• Agregados miúdos: 15%

• Agregados graúdos: 18%



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CAPÍTULO II.A

ENSAIOS DE CONTROLE DE

QUALIDADE EM AGREGADOS



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A) Amostragem de agregados

1. Norma específica: NM 26:2009 – Agregados – Amostragem (elaborada pelo comitê

brasileiro da AMN em substituição à norma ABNT NBR 7216:1987).

2. Referências normativas:

NM 27:2000 - Agregados - Redução da amostra de campo para ensaios de

laboratório.

3. Escopo: procedimentos para a amostragem de agregados, desde a sua extração e

redução até o armazenamento e transporte das amostras representativas de agregados

para concreto, destinadas a ensaios de laboratório.

4. Definições:

Amostra de campo: Porção representativa de um lote de agregados, coletada nas

condições prescritas na norma, 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.

Lote de agregado: Quantidade definida de agregado produzido, armazenado ou

transportado sob condições presumidamente uniformes. Sua dimensão não deve

ultrapassar a 300 m³ de agregados de mesma origem ou, nos processos contínuos,

a quantidade corresponde a 12 h ininterruptas de produção.

Amostra parcial: Parcela de agregado obtida de uma só vez do lote, em um

determinado tempo ou local, obedecendo a um plano de amostragem.

Amostra de ensaio: Porção obtida por redução da amostra de campo, conforme a

NM 27, utilizada em ensaios de laboratório.

5. Considerações gerais:

A amostragem é tão importante quanto o ensaio, por isso, devem ser tomadas todas

as precauções necessárias para que se obtenha amostras representativas quanto

às suas natureza e características.

As amostras parciais, tomadas em diferentes pontos do lote, devem representar

todas as possíveis variações do material, podendo assim resultar na porção mais

representativa do material.

Deve-se efetuar a amostragem quando o material estiver úmido e, caso essa

condição não se verifique, cabe umedecer levemente o material para evitar a

segregação da parte pulverulenta.



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6. Procedimentos de amostragem:

a) Jazidas e depósitos naturais: Inicialmente, deve ser realizada uma inspeção visual

completa na região da jazida, para analisar as características e as possíveis variações

no material. Em seguida devem ser extraídas amostras de diferentes locais. O número

e a profundidade das perfurações é estipulado em função da natureza do depósito, da

topografia da área, das características do material, da possibilidade de aproveitamento

da jazida e da quantidade de material necessário para a execução da obra. As

perfurações a serem realizadas devem ter, no mínimo, a profundidade necessária a ser

alcançada na exploração da jazida.

b) Depósitos comerciais e obra: O material pode ser encontrado em pilhas, silos, ou

sobre veículos de transporte ou correias transportadoras. Sempre que for possível, a

amostra deverá ser coletada durante o carregamento de agregados em veículos ou

correias, para evitar que ocorra influência de segregação nos resultados obtidos.

7. Número e dimensão das amostras:

O número de amostras parciais é definido em função do volume de material e da

maior ou menor variação de suas características. O número deve ser suficiente para

abranger todas as possíveis variações e assegurar representatividade da amostra.

Tabela 1 – Quantidades de amostras a serem coletadas para ensaios químicos/físicos em agregados

Tamanho nominal do

agregado

Número mínimo de

amostras parciais

Quantidade total mínima da amostra de campo

Em massa (kg) Em volume (dm³)

≤ 9,5 mm

3

40 25

> 9,5 mm ≤ 19 mm 40 25

> 19 mm ≤ 37,5 mm 75 50

> 37,5 mm ≤ 75 mm 150 100

> 75 mm 225 150

Em estudos de agregados para dosagem de concretos, devem ser consideradas

também as quantidades especificadas na tabela:

Tabela 2 – Massas totais mínimas de amostras de campo para agregados usados em concretos.

Tipo de agregado Emprego Massa total mínima da

amostra de campo (kg)

Agregado miúdo Apenas um agregado 200

Dois ou mais agregados 150 por agregado

Agregado graúdo Apenas um agregado 300

Dois ou mais agregados 200 por agregado



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8. Remessa e identificação das amostras:

As amostras de ensaio devem ser remetidas em sacos, containers, caixas ou

recipientes adequados e limpos, precavendo-se contra a perda de qualquer parte

da amostra, ou danificação do recipiente durante o manuseio e transporte.

Cada amostra deve ser convenientemente identificada individualmente, mediante

uma etiqueta ou cartão, fixada ou presa ao recipiente utilizado, contendo os

seguintes dados: Designação do material; número de identificação de origem; tipo

de procedência; massa da amostra; quantidade do material que representa; obra e

especificações a serem cumpridas; parte da obra em que será empregado; local e

data da amostragem; responsável pela coleta.

OBS.: Se jazida natural, acrescentar: localização da jazida e nome do proprietário; volume

aproximado; espessura aproximada do terreno que cobre a jazida; croqui da jazida (planta, corte

e localização da amostra); vias de acesso.



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B) Redução de amostras de agregados

1. Norma específica: NM 27:2001 – Agregados – Redução da amostra de campo para

ensaios em laboratório


NM-ISO 3310-1:96 - Peneiras de ensaio - Requerimentos técnicos e verificação.

Parte 1 - Peneiras de ensaio com tela de tecido metálico

NM 26:2009 - Agregados – Amostragem

NM 30:2000 - Agregado miúdo - Determinação da absorção de água

3. Escopo: condições exigíveis para a redução de amostras de campo a um tamanho

adequado para ensaios de laboratório, de maneira que a amostra para ensaio seja a

mais representativa possível da amostra de campo.

4. Definições:

Amostra de campo: Porção de agregados coletados na fonte, a serem reduzidos

até a quantidade necessária para a execução de ensaios de caracterização

(amostra de ensaio).

5. Especificações:

Agregados miúdos: As amostras podem ser reduzidas por meio do separador

mecânico (método A) se não apresentarem umidade em excesso (no máximo,

condição SSS). Amostras mais úmidas do que a condição SSS devem ser reduzidas

por quarteamento (método B ou método C). Pode-se recorrer a processos de

umidificação ou secagem para uso de um método específico.

Agregados graúdos ou misturas: As amostras de campo, levemente umedecidas,

de modo a evitar perda de materiais finos, devem ser reduzidas usando um

separador mecânico de acordo com o método A (método preferível) ou por

quarteamento, conforme método B. O método C não é permitido para agregado

graúdo ou para mistura dos agregados graúdo e miúdo.

6. Métodos específicos:

Método A – Separador mecânico

- Equipamentos:

Separador mecânico para agregado graúdo (no mínimo, oito calhas de

igual abertura) ou para agregado miúdo (doze calhas de igual

abertura), com calhas de largura mínima aproximadamente 50% maior



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que o tamanho nominal do agregado, e recipientes pra receber as

metades da amostra.

Figura 1 – Processo de redução de amostras por uso do separador mecânico

- Procedimentos:

Colocar a amostra de campo no separador, distribuindo-a

uniformemente ao longo do mesmo, numa velocidade tal que permita

que o agregado passe livremente através das calhas.

Reintroduzir a porção da amostra coletada por um dos recipientes no

separador, tantas vezes quantas forem necessárias, para reduzir a

amostra à quantidade adequada ao ensaio pretendido. A porção de

material recolhida pelo outro recipiente pode ser reservada para ser

reduzida e utilizada em outros ensaios.

Método B – Quartiamento

- Equipamentos:

Pá côncava e reta, colher de pedreiro, vassoura ou escova, encerado

de lona de aproximadamente 2,0 m x 2,5 m, haste rígida.

- Procedimentos:

Colocar a amostra de campo sobre o encerado ou uma superfície

rígida, limpa e plana, onde não ocorra nenhuma perda de material e

nem haja contaminação, homogeneizando bem a amostra com a ajuda

da pá ou levantando alternadamente cada ponta do encerado.

Juntar a amostra formando um cone e achatá-lo com a pá, formando

um tronco de cone, cuja base deve ter diâmetro de quatro a oito vezes

a altura do tronco de cone.

Dividir a massa em quatro partes iguais com a pá, a colher de pedreiro,

ou introduzindo a haste por baixo do encerado e levantando-a para

dobrar o encerado e dividir a amostra.

Eliminar duas partes da amostra, agrupando as outras duas, em

sentido diagonal. Cuidados, como varrer os espaços vazios entre um



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monte e outro, devem ser tomados para evitar a perda de materiais

finos da amostra. Com o material remanescente, repetir estas

operações até reduzir a amostra à quantidade necessária.

Figura 2 – Processo de redução de amostras por quartiamento

Figura 3 – Processo de redução de amostras por quartiamento

Método C – Tomadas aleatórias

- Equipamentos:



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Pá côncava e reta, colher de pedreiro e concha para amostragem.

- Procedimentos:

Colocar a amostra de campo de agregado miúdo, úmido, sobre uma

superfície rígida, limpa e plana, onde não ocorra perda de material e

contaminação e homogeneizar o material por completo, revolvendo

toda a amostra, no mínimo três vezes.

Na última virada, juntar a amostra e, com auxílio da pá, depositar o

material no topo do cone que vai se formando. Obter a quantidade de

amostra desejada através de, pelo menos, cinco tomadas,

aproximadamente iguais, em locais escolhidos ao acaso e distribuídos

na superfície do cone formado.

Figura 3 – Processo de redução de amostra por tomadas aleatórias



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C) Massa unitária em estado solto

1. Norma específica: NM 7251 – Agregado em estado solto – Determinação da massa

unitária





3. Escopo: Estabelecimento de método para a determinação da massa unitária em estado

solto de agregados miúdos e graúdos.

4. Definições:

Massa unitária de um agregado no estado solto: Quociente da massa do

agregado lançado no recipiente conforme estabelecido nessa norma e o volume

desse recipiente.

O material deve estar no estado seco, em quantidade de, pelo menos, o

dobro do volume do recipiente utilizado para o ensaio.

Volume do recipiente: Variável conforme a dimensão do agregado.

Tabela 3 – Dimensões mínimas dos recipientes a serem usados no ensaio de massa unitária

Dimensão máx. do

agregado (mm)

Dimensões mínimas do recipiente

Volume mínimo (dm3)

Base (mm) Altura (mm)

≤ 4,8 mm 316 x 316 150 15

> 4,8 e ≤ 50 mm 316 x 316 200 20

> 50 mm 447 x 447 300 60

5. Procedimentos:

O recipiente (aferido e pesado) deve ser preenchido com uma concha ou pá,

sendo o agregado lançado a uma altura de 10 a 12 cm do topo do recipiente;

Alisar a superfície do recipiente com uma régua (para agregado miúdo) - figura

4 - e compensar as saliências e reentrâncias no caso de agregado graúdo;

Pesar o recipiente com o material nele contido. A massa do agregado solto é a

diferença entre a massa do recipiente cheio e a massa do recipiente vazio.



24

Figura 4 – Determinação da massa unitária de agregados no estado solto

6. Cálculos:

A massa unitária no estado solto (δ) é calculada de acordo com a equação:

𝛿 = 𝑚 = 𝑚𝑟

𝑉𝑟

onde: 𝛿: massa unitária do agregado no estado solto, em kg/dm3

m: massa do agregado no estado solto, em kg

mr: massa do recipiente, em kg

Vr: Volume do recipiente, em dm3

7. Resultados:

A massa unitária do agregado solto é a média dos resultados individuais obtidos

em pelo menos três determinações, com aproximação de 0,01 kg/dm³;

Os resultados individuais de cada ensaio não devem apresentar desvios maiores

que 1% em relação à média;



25

D) Massa específica de agregado miúdo (Chapman)

1. Norma específica: NM 52:2009 – Agregado miúdo – Determinação de massa específica

e massa específica aparente.




laboratório.

3. Escopo: Métodos para determinação de massa específica e massa específica aparente

de agregados miúdos destinados a serem utilizados em concretos

4. Definições:

Massa específica: Relação entre a massa do agregado seco em estufa (100°C a

110°C) até constância de massa e o volume igual do sólido, excluídos os poros

permeáveis.

Massa específica aparente (massa unitária): Relação entre a massa do agregado

seco e o seu volume, incluídos os poros permeáveis – calculada de acordo com a

norma NM 7251.

Massa específica relativa: Relação entre a massa de uma unidade de volume de

um material incluindo os poros permeáveis e impermeáveis, a uma temperatura

determinada, e a massa do mesmo volume de água destilada.

- OBS.: Para a água destilada, a massa específica é numericamente igual

à massa específica aparente, portanto, o conceito pode ser aplicada às

duas grandezas.

5. Método de ensaio:

Equipamentos:

- Balança (com capacidade mínima de 1 kg e sensibilidade de 1 g ou menos)’

- Espátula, funil, pipeta, estufa, cápsula de porcelana.

- Frasco Chapman (de vidro e composto de dois bulbos e de um gargalo graduado).

No estrangulamento existente entre os dois bulbos deve haver um traço que

corresponde a 200 cm³, e acima dos bulbos situa-se o tubo graduado de 375 cm³ a

450 cm³.



26

Figura 5 – Frasco Chapman

Procedimentos:

- Secar a amostra em estufa a 110ºC, até constância de peso;

- Pesar 500 g de agregado miúdo;

- Colocar água no frasco Chapman, até a marca de 200 cm³;

- Introduzir cuidadosamente as 500 g de agregado no frasco, com auxílio de um funil;

- Agitar o frasco, cuidadosamente, com movimentos circulares, para a eliminação das

bolhas de ar (as paredes do frasco não devem ter grãos aderidos);

- Fazer a leitura final do nível da água, que representa o volume de água deslocado

pelo agregado (L);

- Repetir o procedimento.

6. Cálculos:

A massa específica do agregado miúdo é calculada através da expressão:

𝜌 =𝑚𝑠

𝐿 − 𝐿0=

500

𝐿 − 200

onde: 𝜌 = massa específica do agregado miúdo, expressa em g/cm³ ou kg/dm³

L = leitura final do frasco (volume ocupado pela água + agregado miúdo)

7. Resultados:

Duas determinações consecutivas, feitas com amostras do mesmo agregado,

não devem diferir entre si de mais de 0,05 g/cm³.

Os resultados devem ser expressos com duas casas decimais.



27

E) Massa específica de agregado graúdo (balança

hidrostática)

1. Norma específica: NM 53:2003 – Agregado graúdo – Determinação de massa específica,

massa específica aparente e absorção de água


NM 26:2000 - Agregados - Amostragem


laboratório

NM 52:2002 - Agregado miúdo - Determinação de massa específica e massa

específica aparente



NM 248:2001 - Agregados - Determinação da composição granulométrica

3. Escopo: Método de determinação da massa específica, da massa específica aparente e

da absorção de água dos agregados graúdos, na condição saturados superfície seca,

destinados ao uso em concreto.

4. Fundamentação teórica:

Principio de Arquimedes: "Todo corpo mergulhado num fluido em repouso sofre,

por parte do fluido, uma força vertical para cima, cuja intensidade é igual ao peso do

fluido deslocado pelo corpo." (Peso Aparente = Peso real – Empuxo).

Se mA = massa de um agregado submerso em água e m = massa da mesma porção de

agregado pesado ao ar, então: mA = m - EMPUXO

portanto, o valor de (m – mA) representa o valor do empuxo que o agregado

sofre quando submerso.

𝐸 = (𝜌𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 ∙ 𝑉𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒𝑠𝑙𝑜𝑐𝑎𝑑𝑜) ∙ 𝑔

* Quando lidamos com água (𝜌 = 1g/cm³), a massa que gera a força de empuxo tem o

mesmo valor numérico do volume do material submerso.

portanto, (m – mA) = VOLUME DO MATERIAL SUBMERSO



28


Equipamentos:

- Balança (com capacidade mínima para 10 kg e resolução de 1 g, equipada com um

dispositivo adequado para manter o recipiente que contém a amostra suspenso na água,

no centro do prato da balança);

- Recipiente constituído de um cesto de arame com abertura de malha igual ou inferior a

3,35 mm e capacidade para 4 dm³ a 7 dm³.

- Tanque de água (recipiente estanque para conter água onde será submerso o

recipiente com a amostra).

Procedimentos:

- Lavar completamente o agregado graúdo para remover o pó ou outro material da

superfície. Secar a amostra de ensaio a (105 ± 5)°C até massa constante e deixar esfriar

à temperatura ambiente durante 1h a 3h.

- A massa mínima de amostra a ensaiar é definida na tabela 4.

Tabela 4 – Massas mínimas para ensaio de massa específica em agregados graúdos

Dimensão máxima característica (mm) Massa mínima da amostra de ensaio (kg)

12,5 2

19 3

25 4

37,5 5

50 8

63 12

75 18

90 25

100 40

112 50

125 75

150 125

- Pesar a amostra seca (mS) e submergir o agregado em água à temperatura ambiente

por um período de (24 ± 4) h.

NOTA: Quando for necessário ensaiar uma quantidade maior de amostra, pode

ser conveniente, para a precisão do ensaio, subdividir a amostra em duas ou

mais partes.

- Retirar a amostra da água e envolvê-la em um pano absorvente até que toda a água

visível seja eliminada, ainda que a superfície das partículas se apresente úmida.

- Pesar a amostra na condição SSS (saturada com a superfície seca) mSSS.



29

- Colocar a amostra no recipiente apropriado, ligado à balança, submergi-la em água e

pesá-la mA. (Obs.: a balança deve ser previamente zerada com o recipiente vazio e

imerso em água).

6. Cálculos:

a) A massa específica do agregado graúdo SECO é calculada através da expressão:

𝜌𝑆 =𝑚𝑠

𝑚𝑆𝑆𝑆 − 𝑚𝐴

=𝑚𝑆

𝑉

Onde: 𝜌𝑆 = massa específica do agregado graúdo seco

mS = massa ao ar da amostra seca

mSSS = massa ao ar da amostra na condição SSS

mA = massa submersa em água da amostra

V = volume do agregado, excluindo os vazios permeáveis (conforme explicitado

no item 2.5.5.4)

b) A massa específica do agregado graúdo na condição SSS é calculada através da

expressão:

𝜌𝑆𝑆𝑆 =𝑚𝑆𝑆𝑆

𝑚𝑆𝑆𝑆 − 𝑚𝐴

=𝑚𝑆𝑆𝑆

𝑉

Onde: 𝜌𝑆𝑆𝑆 = massa específica do agregado graúdo na condição SSS



V = volume do agregado, excluindo os vazios permeáveis (conforme explicitado

no item 2.5.5.4)

c) A massa específica aparente do agregado é calculada através da expressão:

𝜌𝑎𝑝 =𝑚𝑆

𝑚𝑆 − 𝑚𝐴

=𝑚𝑆

𝑉′

Onde: 𝜌𝑎𝑝 = massa específica aparente do agregado graúdo




30


V’ = volume do agregado, incluindo os vazios permeáveis (conforme explicitado

no item 2.5.5.4)

d) A absorção de água do agregado graúdo é calculada através da expressão:

𝐴 =𝑚𝑆𝑆𝑆 − 𝑚𝑆

𝑚𝑆

∙ 100

Onde: 𝐴 = absorção de água do agregado graúdo, expressa em porcentagem



7. Resultados:

O resultado do ensaio é a média de duas determinações.

NOTA: A diferença entre dois resultados individuais obtidos a partir de uma mesma

amostra e empregando o mesmo equipamento, em um curto intervalo de tempo, não

deve ser maior que:

- 0,02 g/cm³ para o ensaio de massa específica;

- 0,3% para o ensaio de absorção de água de agregados com absorção.

Informar os resultados de massa específica com aproximação de 0,01 g/cm³,

indicando o tipo de massa específica determinado.

NOTA: O conceito de massa específica relativa pode ser aplicado tanto à massa

específica, quanto à massa específica aparente, dividindo-se os resultados obtidos (a),

(b) e (c) pela massa específica da água a uma determinada temperatura. A massa

específica relativa é uma grandeza adimensional, devendo ser expressa sempre em

função da temperatura.

Indicar os resultados de absorção de água com aproximação de 0,1%.



31

F) Teor de umidade total em agregados (secagem)

1. Norma específica: NBR 9939 – Agregados – Determinação do teor de umidade total por

secagem.


NBR 7216 - Amostragem de agregados - Procedimento

NBR 9941 - Redução de amostra de campo de agregados para ensaio de laboratório

- Procedimento

3. Escopo: Método para determinação da umidade total, por secagem, em agregado

destinado ao preparo de concreto.


Condições que um material pode se apresentar quanto à umidade:

Figura 6 – Condições de umidade de agregados

- Seco em estufa: devido à alta e constante temperatura que uma estufa pode manter,

o agregado encontra-se completamente seco, tanto no seu exterior quanto no seu

interior (vazios permeáveis);

- Seco ao ar: como a temperatura ao ar livre é menor e possui uma variabilidade maior

do que na estufa, o agregado tem a sua superfície seca, porém, os poros permeáveis

mais internos não são completamente secos, havendo assim, umidade residual na

partícula representada pela área menos escura na figura;

- Saturado superfície seca (SSS): neste caso todos os poros permeáveis encontram-

se saturados e a superfície do agregado encontra-se seco. Essa situação é encontrada

na prática de determinação de absorção e massa específica de agregados graúdos;

- Saturado: semelhante ao caso anterior, porém, há água na superfície.



32

5. Definições:

Umidade: relação da massa total de água que envolve o agregado e a m seca.

Absorção: é o teor de umidade no estado saturado, superfície seca. Absorção é o

aumento da massa do agregado devido ao preenchimento dos seus poros por água

expresso como porcentagem de sua massa seca (em estufa).

Coeficiente de umidade: é um número que, multiplicado pela massa úmida,

fornece a massa seca.

Umidade superficial: água aderente à superfície dos grãos expresso em

percentagem da massa da água em relação à massa do agregado seco.

Teor de umidade total: Relação percentual entre a massa total de água que

envolve a superfície e preenche os poros permeáveis do agregado graúdo e sua

massa seca.

6. Método de ensaio

Equipamentos:

- Balança com capacidade compatível com a massa da amostra de ensaio.

- Estufa ou fonte de calor com capacidade de manter a temperatura constante na

faixa de 105°C - 110°C.

- Recipiente em material resistente ao calor e adequado dimensionalmente à massa

e ao volume da amostra.

- Haste de mistura de tamanho conveniente.

Procedimentos:

- Coletar e reduzir a amostra de campo, formando a amostra de ensaio, com massa

mínima de acordo com a tabela 5.

Tabela 5 – Massas mínimas para ensaio de umidade total por secagem de agregados

Dimensão máxima característica do agregado (mm)

Massa mínima da amostra de ensaio (g)

9,5 1500

12,5 2000

19 3000

25 4000

38 6000

50 8000

76 13000



33

- Secar a amostra em estufa ou fonte de calor escolhida. Quando a fonte de calor

utilizada não for uma estufa, homogeneizar periodicamente a amostra, de modo a

uniformizar a secagem.

- Determinar a massa da amostra em intervalos sucessivos de pelo menos 2 horas.

Efetuar as determinações assim que a temperatura da amostra estiver suficientemente

baixa para não danificar a balança.

- A massa final (Mf) é obtida quando a diferença entre duas pesagens sucessivas não

indicar mais que 0,1% de perda de massa da amostra.

7. Cálculos:

A umidade do agregado é calculada através da expressão:

ℎ =𝑚𝑖 − 𝑚𝑓

𝑚𝑓

∙ 100

onde: h = teor de umidade total do agregado, expressa em porcentual

mi = massa inicial da amostra, em gramas

mf = massa final da amostra, em gramas

OBS.: É possível se determinar a umidade de solos e de agregados miúdos pelo emprego de

álcool etílico. A umidade se determina pela adição de álcool à amostra e a sua posterior queima.

Para isso, é necessário pesar cerca de 50g do agregado e despejar quantidade adequada de

álcool etílico na amostra, revolvendo-a com a espátula e inflamando a seguir o álcool. A operação

deve ser repetida por três vezes e, em seguida, calcula-se o teor de umidade da amostra pela

comparação entre as massas iniciais e finais.



34

G) Umidade superficial de agregados miúdos (Chapman)

1. Norma específica: NBR 9775 – Agregados – Determinação da umidade superficial em

agregados miúdos por meio do frasco Chapman.


NBR 9776 - Agregados - Determinação da massa específica de agregados miúdos

por meio do frasco de Chapman - Método de ensaio

3. Escopo: Determinação da umidade em agregados miúdos pelo frasco de Chapman.

4. Definições:

Umidade superficial: teor de água aderente à superfície dos grãos do agregado,

expressa em percentagem da massa de água em relação à do agregado seco.


Equipamentos:

- Balança com capacidade de 1 kg e sensibilidade de 1g ou menos;

- Frasco de Chapman.

Procedimentos:

- Colocar água no frasco até a divisão de 200 cm³;

- Introduzir 500g de agregado úmido e agitar até eliminar as bolhas de ar;

- Efetuar a leitura do nível atingindo pela água.

6. Cálculos:


ℎ =[(𝐿 − 200)𝜌] − 500

𝜌(700 − 𝐿)× 100

onde: h = teor de umidade (%);

L = leitura do frasco (cm³);

ρ= massa específica (kg/dm³), obtida de acordo com o item 2.5.4.

7. Resultado:

Média de duas determinações;

Os resultados não devem diferir entre si mais do que 0,5%.



35

H) Umidade superficial de agregados miúdos (Speedy)

1. Norma específica: DNER - ME 52 – 64 (elaborada pelo Departamento nacional de

estradas de rodagem).

2. Escopo: Procedimento para determinação expedita do teor de umidade de solos e

agregados miúdos pelo uso em mistura com carbureto de cálcio, colocada em dispositivo

medidor de pressão de gás (SPEEDY).


Equipamentos:

- Conjunto speedy;

- Ampolas com cerca de 6,5g de carbureto de cálcio (CaC2).

Procedimentos:

- Determinar a massa da amostra e depositá-la na câmara do aparelho;

- Introduzir duas esferas de aço e a ampola de carbureto;

- Agitar o aparelho;

- Efetuar leitura da pressão manométrica;

- Verificar tabela de aferição própria do aparelho;

- Encontrar h1.

OBS.: Se a leitura for menor do que 0,2 kg/cm² ou maior do que 1,5 kg/cm², repetir o

ensaio com a massa da amostra imediatamente superior ou inferior, respectivamente.

4. Resultados:


ℎ =ℎ1

100 − ℎ1

× 100

onde: h = teor de umidade em relação a massa seca (%);

h1 = teor de umidade em relação à amostra total úmida (%).



36

I) Composição granulométrica de agregados

1. Norma específica: NBR NM 248:2001 – Agregados – Determinação da composição

granulométrica

2. Escopo: Método para a determinação da composição granulométrica de agregados

miúdos e graúdos para concreto.

3. Referências Normativas:

NM-ISO 3310-1:1996 - Peneiras de ensaio - Requisitos técnicos e verificação - Parte

1 – Peneiras de ensaio com tela de tecido metálico

NM-ISO 3310-2:1996 - Peneiras de ensaio - Requisitos técnicos e verificação - Parte

2 – Peneiras de ensaio de chapa metálica perfurada

NM 26:2000 - Amostragem de agregados

NM 27:2000 - Redução de amostra de campo de agregados para ensaio de

laboratório

NM 46:2001 - Agregados - Determinação do material fino que passa através da

peneira 75 m por lavagem

4. Definições:

Série normal e série intermediária: Conjunto de peneiras sucessivas, que

atendam às normas NM-ISO 3310-1 ou 2, com as aberturas de malha

estabelecidas na tabela 1.

Tabela 6 – Séries de peneiras normal e intermediária



37

Dimensão máxima característica: 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.

Módulo de finura: Soma das porcentagens retidas acumuladas em massa de

um agregado, nas peneiras da série normal, dividida por 100.

Curva granulométrica: Diagrama obtido pela união dos pontos obtidos pelas

porcentagens retidas em cada peneira (abcissas = abertura das peneiras em

escala logarítmica / ordenadas = porcentagens retidas acumuladas).


A distribuição granulométrica dos agregados é determinada usualmente por meio

de uma análise por peneiramento. Nessa análise uma amostra seca de agregado

é fracionada através de uma série de peneiras com aberturas de malha

progressivamente menores, conforme ilustrado na Figura 7.

Figura 7 – Série de peneiras



38

Como a massa da fração de partículas retida em cada peneira é determinada e

comparada com a massa total da amostra, a distribuição é expressa como

porcentagem em massa retida OU passante em cada peneira.

Granulometria: Distribuição, em porcentagens, dos tamanhos de grãos,

determinando as dimensões das partículas e suas respectivas porcentagens de

ocorrência.

A composição granulométrica tem grande influência nas propriedades das

argamassas e concretos.


Análises de curvas granulométricas:

Figura 8 – Classificação de agregados de acordo com as curvas granulométricas

Classificação de areias quanto ao módulo de finura:

- Muito finas: 1,35 < MF < 2,25

- Finas: 1,71 < MF < 2,78

- Médias: 2,11 < MF < 3,28

- Grossas: 2,71 < MF < 4,02

Classificação das britas quanto ao DMC:

- Brita 0: 4,8mm < DMC < 12,5mm

- Brita 1: 9,5mm < DMC < 25,0mm

- Brita 2: 19,0mm < DMC < 32,0mm

- Brita 3: 25,0mm < DMC < 50,0mm

- Brita 4: 38,0mm < DMC < 75,0mm



39

- Pedra de mão: DMC > 75mm


Equipamentos:

- Balança (com resolução de 0,1% da massa da amostra de ensaio.

- Estufa capaz de manter a temperatura no intervalo de (105 ± 5)°C.

- Peneiras das séries normal e intermediária, com tampa e fundo, que atendam às

exigências das normas NM-ISO 3310-1 ou 2.

- Bandejas, escovas ou pinceis.

- Agitador mecânico (optativo).

Procedimentos:

- Encaixar as peneiras, previamente limpas, com aberturas de malha em ordem

crescente da base para o topo, com fundo, e acrescentar na peneira superior uma

amostra do agregado, seco em estufa.

Tabela 7 – Massas mínimas para amostras de ensaio de granulometria

Dimensão máxima nominal do agregado (mm)

Massa mínima da amostra de ensaio (kg)

< 4,75 0,3

9,5 1

12,5 2

19 3

25 10

37,5 15

50 20

63 35

75 60

90 100

100 150

125 300

- Agitar mecanicamente o conjunto, por um tempo razoável para permitir a

separação dos diferentes tamanhos de grão da amostra. Se não for possível a

agitação mecânica do conjunto, classificar manualmente toda a amostra em uma

peneira para depois passar à seguinte, agitando cada uma por cerca de 2 minutos.

- Remover o material retido na peneira para uma bandeja identificada e depositar

o material passante na próxima peneira. Escovar a tela em ambos os lados para

limpar a peneira. O material removido pelo lado interno é considerado como retido

(juntar na bandeja) e o desprendido na parte inferior como passante (depositar na

próxima peneira).



40

- Determinar a massa total de material retido em cada uma das peneiras e no

fundo do conjunto. O somatório de todas as massas não deve diferir mais de 0,3%

da massa inicial.

- Realizar o ensaio novamente com outra amostra de ensaio retirada da mesma

amostra de campo.

8. Cálculos:

Para cada uma das amostras de ensaio, calcular a porcentagem retida, em

massa, em cada peneira, com aproximação de 0,1%. As amostras devem

apresentar necessariamente a mesma dimensão máxima característica e, nas

demais peneiras, os valores de porcentagem retida individualmente não devem

diferir mais que 4% entre si. Caso isto ocorra, repetir o peneiramento para outras

amostras de ensaio até atender a esta exigência.

Calcular as porcentagens médias, retida e acumulada, em cada peneira, com

aproximação de 1%.

Determinar o módulo de finura, com aproximação de 0,01 e traçar a curva

granulométrica (em escala logarítmica) com as porcentagens acumuladas

PASSANTES.

Definir os limites nos quais a curva mais se encaixa, de acordo com as

porcentagens acumuladas RETIDAS.



41

J) Inchamento do agregado miúdo

1. Norma específica: NBR 6467 – Determinação do inchamento do agregado miúdo.

2. Escopo: Determinação do inchamento de agregados miúdos para concretos.


NBR 7251 – Agregados em estado solto – Determinação da massa unitária

4. Definições:

Inchamento de agregado miúdo: Variação do volume aparente provocado pela

adsorção de água livre pelos grãos e que incide sobre sua massa unitária.

Coeficiente de Inchamento: quociente entre os volumes úmido e seco de uma

mesma massa de agregado (conforme a granulometria, pode variar de 20 a 40%).

Umidade crítica: Teor de umidade acima do qual o coeficiente de inchamento

pode ser considerado constante e igual ao coeficiente de inchamento médio.

Coeficiente de inchamento médio: Coeficiente utilizado para encontrar o volume

da areia úmida a ser medido, quando a umidade do agregado estiver acima da

umidade crítica (expresso pelo valor médio entre o coeficiente de inchamento

máximo e aquele correspondente à umidade crítica).


Equipamentos:

- Encerado de lona;

- Balanças;

- Recipiente padronizado (NBR 7251), régua, concha ou pá, proveta graduada;

- Estufa e cápsulas com tampa;

- Betoneira (opcional).

Procedimentos:

- Secar a amostra em estufa (com o dobro do volume do recipiente padronizado) até

constância de massa, resfriá-la sobre a lona, homogeneizar e determinar sua massa

unitária conforme NBR 7251;

- Adicionar água sucessivamente para umidades de 0,5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 7%,

9% e 12%. Para cada adição de água:

- Homogeneizar a amostra;

- Determinar sua “massa unitária úmida”;

- Coletar material em cápsulas para determinação da umidade em estufa.



42

6. Resultados

Para cada massa unitária determinada, checar o teor de umidade do agregado.

Para cada teor de umidade, calcular:

𝐶𝐼 =𝑉ℎ

𝑉𝑠=

𝜇

𝜇ℎ×

100 + ℎ

100

onde: CI = coeficiente de inchamento;

h = umidade do agregado (%);

𝜇 = massa unitária do agregado seco (kg/dm3);

𝜇ℎ = massa unitária do agregado com h% de umidade (kg/dm3).

Assinalar os pares de valores (h, CI) em gráfico, e traçar a curva de inchamento;

Traçar a reta tangente, paralela ao eixo das umidades, pelo ponto de CI máximo;

Traçar a corda que une a origem de coordenadas ao ponto de tangência da reta

traçada anteriormente (CI máximo);

Traçar nova tangente à curva, paralela a esta corda, e determinar:

- A umidade crítica (umidade no ponto de interseção das duas tangentes);

- O coeficiente de inchamento médio (média aritmética entre o CI máximo e

aquele correspondente à umidade crítica).

Observação: O coeficiente de inchamento médio é empregado para correção do volume do

agregado miúdo. Seu emprego é adequado quando a umidade do agregado é superior ou igual

à umidade crítica.

Figura 8 – Gráfico de inchamento de agregado miúdo



43

K) Materiais pulverulentos (finos) em agregados

1. Norma específica: NBR 7219 – Agregados – Determinação do teor de materiais

pulverulentos.

2. Escopo: Método para a determinação do teor de materiais pulverulentos presentes em

agregados destinados ao preparo do concreto.


NBR 5734 - Peneiras para ensaio - Especificação

NBR 7216 - Amostragem de agregados - Procedimento

NBR 9941 - Redução de amostra de campo de agregados para ensaios de

laboratório - Procedimento

4. Definições:

Materiais pulverulentos: Partículas minerais com dimensão inferior a 0,075 mm,

inclusive os materiais solúveis em água, presentes nos agregados.


Especificação (NBR 7211): Limites máximos para material pulverulento

- Agregado miúdo em concreto sujeito a desgaste superficial: 3,0%;

- Agregado miúdo em outros concretos: Máximo de 5,0%;

- Agregado graúdo: Máximo de 10%.

As partículas inferiores à (0,075mm) são constituídas de silte e argila.

Em geral, a presença desses materiais é indesejável na constituição do concreto.

Um agregado com alto teor de materiais pulverulentos diminui aderência do

agregado à pasta ou argamassa, prejudicando de forma direta a resistência do

concreto.


Equipamentos:

- Balança com resolução de 0,1 g ou 0,1% da massa da amostra.

- Peneiras de 0,075 mm e 1,18 mm.

- Recipiente para agitação do material.

- Estufa capaz de manter a temperatura no intervalo de 100 a 110 °C.



44

- Dois béqueres de vidro transparente.

- Haste para agitação.

Procedimentos:

- Secar a amostra em estufa (100°C a 110°C) até massa constante

(aproximadamente 24 horas) e registrar a massa (Mi). A massa mínima para o ensaio

é proporcional à dimensão máxima do agregado e deve estar de acordo com a

tabela:

Tabela 8 – Massas mínimas para amostras de ensaio de materiais pulverulentos

- Colocar a amostra no recipiente e adicionar água até cobri-la. Agitar a amostra

vigorosamente até que o material pulverulento fique em suspensão.

- Imediatamente, escoar a água de lavagem sobre as peneiras (1,2mm e 0,075mm,

juntas), colocadas em ordem de diâmetro crescente, de baixo para cima.

- Adicionar uma segunda quantidade de água ao recipiente, agitar e verter a água

sobre as peneiras.

Figura 9 – Sequência do ensaio de materiais pulverulentos em agregados

- Repetir a operação até que a água de lavagem fique clara, comparando-se

visualmente a sua limpidez com uma água limpa, usando dois béqueres.

- Retornar todo o material retido nas peneiras sobre a amostra lavada.

- Secar o agregado lavado em estufa e determinar a massa restante (Mf).

- Calcular o teor de material pulverulento do agregado.



45

7. Cálculos:

O teor de materiais pulverulento é calculado pela relação:

%mat. pulv. = (Mi−Mf)

Mi× 100:

onde: Mi = Massa inicial do agregado

Mf = Massa final do agregado.

8. Resultados:

O resultado do ensaio é a média de duas determinações.

Informar os resultados de absorção de água com aproximação de 0,1%.

A variação máxima permitida para duas determinações é de 0,5% para agregado

graúdo e 1,0% para agregado miúdo.

NOTA: A peneira 1,2 deve ser posicionada sobre a peneira 0,075 m, para protegê-la contra

esforços provocados por excesso de material ou por partículas de grandes dimensões que

eventualmente sejam carregadas pela água de lavagem.



46

L) Impurezas orgânicas em agregados

1. Norma específica: NBR NM 49:2001 – Agregado miúdo – Determinação de impurezas

orgânicas.

2. Escopo: Método de determinação colorimétrica de impurezas orgânicas em agregado

miúdo destinado ao preparo do concreto.

OBS.: Este método não determina substâncias orgânicas como óleos, graxas e

parafinas.




laboratório

4. Definições:

Impurezas orgânicas: Materiais indesejáveis que estão presentes nas areias e

que, devido a sua origem orgânica, exercem ação prejudicial sobre a pega e o

endurecimento das argamassas e concretos.


Especificação (NBR 7211): Limite para uso em concretos: 300ppm


Equipamentos:

- Balança;

- Provetas (10 e 100 ml) e béquer (1 litro);

- Frasco Erlenmeyer (250ml);

- Funil, papel filtro;

-Tubos Nessler (100 ml).

Reagentes e Soluções:

- Água destilada;

- Hidróxido de sódio;

- Ácido tânico;

- Álcool 95%.



47

Preparo das soluções:

- Solução de hidróxido de sódio a 3% (30g hidróxido de sódio + 970g de água);

- Solução de ácido tânico a 2% (2g de ácido tânico + 10ml de álcool + 90ml de água);

- Solução padrão - 3 ml da solução de ácido tânico com 97 ml da solução de hidróxido

de sódio em repouso durante 24 horas;

Procedimentos:

- Colocar a amostra (200 gramas do agregado miúdo) juntamente com 100 ml da

solução de hidróxido de sódio num frasco de Erlenmeyer;

- Agitar e deixar em repouso durante 24 horas;

- Filtrar a solução, recolhendo-a em tubo Nessler.

7. Resultado:

` Comparar a cor da solução obtida com a da solução padrão, observando se é mais

clara, mais escura ou igual a da solução padrão.

Obs.: No caso da solução resultante da amostra apresentar cor mais escura que

a da solução padrão, a areia é considerada suspeita e deverão ser procedidos

outros ensaios de qualidade, conforme NBR 7221.



48

CAPÍTULO III

AGLOMERANTES



49

3. AGLOMERANTES

3.1. Definições:

PASTA: Aglomerante + Água

ARGAMASSA: Aglomerante + Água + Agregado miúdo

CONCRETO: Aglomerante + Água + Agregado miúdo + Agregado graúdo (+ aditivos

químicos e/ou adições minerais)

AGLOMERANTE: Material ligante que tem por objetivo promover a união entre os grãos

dos agregados.

3.2. Características dos Aglomerantes:

Componente cuja principal característica é endurecer, após algum tempo de sua

mistura com a água, aglutinando as partículas com coesão e capacidade de ser

moldado (trabalhável).

Apresentam-se sob a forma pulverulenta e, quando misturados à água, formam uma

pasta capaz de endurecer por simples secagem ou como conseqüência de reações

químicas, aderindo às superfícies com as quais foram postos em contato.


Quimicamente ativos:

Aéreos: A secagem ocorre através do ar. Após o endurecimento, NÃO resistem

satisfatoriamente quando submetidos à ação da água. (Ex.: gesso, cal aérea).

Hidráulicos: O endurecimento ocorre por reações com a água. Resistem

satisfatoriamente à água após endurecimento. (Ex.: cimento Portland, cal

hidráulica).

Quimicamente inertes:

Argila

Betume

3.4. Requisitos Importantes:

Resistência mecânica:

Capacidade de resistir a esforços de compressão, tração, cisalhamento.

Importante também conhecer o comportamento deste ganho de resistência.

Durabilidade:

Capacidade de manter as suas propriedades durante o uso.

A degradação pode ser oriunda de agentes externos (águas ácidas, sulfatadas)

ou internos (compostos do próprio aglomerante ou presentes na mistura na qual

o mesmo está contido).

Solubilidade:



50

Capacidade de dissolução em íons (ânions e cátions), efetuada em meio aquoso,

influenciada pelo tamanho das partículas, reatividade, temperatura etc.

Reatividade:

Facilidade do material de interagir quimicamente, tendo influência significativa

na cinética das reações.

Área específica:

Corresponde à superfície efetiva de contato do sólido com o meio externo, sendo

relacionada com a finura.

A área específica de um material é proporcional à sua reatividade.

3.5. O CIMENTO

Aglomerante hidráulico largamente utilizado para a composição de peças estruturais

em concreto e revestimento devido à sua excelente capacidade resistente.

Material existente na forma de um pó fino, com dimensões médias da ordem dos 50

µm, que resulta da mistura de clínquer com outros materiais, tais como o gesso,

pozolanas, ou escórias siliciosas, em quantidades que dependem do tipo de aplicação

e das características procuradas para o cimento.

3.5.1. História:

Origem da palavra: Do Latim: CAEMENTU (“Pedra natural proveniente de rochedos”).

1756: o inglês John Smeaton consegue obter um produto de alta resistência por meio

de calcinação de calcários moles e argilosos.

1818: o francês Vicat obtem resultados semelhantes aos de Smeaton. É considerado

o inventor do cimento artificial.

1824: o inglês Joseph Aspdin queima conjuntamente pedras calcárias e argila,

transformando-as num pó fino. Percebe que obtém uma mistura que, após secar, torna-

se tão dura quanto as pedras empregadas nas construções.

1888: Antônio Proost Rodovalho empenha-se em instalar uma fábrica em sua fazenda

em Santo Antônio, SP;

1892: uma pequena instalação produtora na ilha de Tiriri, PB;

1924: implantação da Companhia Brasileira de Cimento Portland em Perus, SP.

O consumo de cimento no país dependia exclusivamente do produto importado. A

produção nacional foi gradativamente elevada com a implantação de novas fábricas e

a participação de produtos importados oscilou durante as décadas seguintes, até

praticamente desaparecer nos dias de hoje.

3.5.2. Composição

Matérias primas: Calcário + Argila.



51

OBS.: Minério de ferro – Adicionado no forno de produção de cimento para diminuir o ponto

de fusão das matérias primas do cínquer.

Calcários:

São constituídos basicamente de carbonato de cálcio (CaCO3), mas podem

conter várias impurezas, como magnésio, silício, alumínio ou ferro;

É uma rocha sedimentar, sendo a terceira rocha mais abundante na crosta

terrestre. Somente o xisto e o arenito são mais encontrados.

O elemento cálcio, que abrange 40% de todo o calcário, é o quinto mais

abundante na crosta terrestre, atrás apenas do oxigênio, silício, alumínio e o

ferro.

OBS.: O carbonato de cálcio é conhecido desde épocas muito remotas, sob a

forma de minerais tais como a greda, o calcário e o mármore.

Argila:

Silicatos complexos contendo alumínio e ferro como cátions principais, além de

potássio, magnésio, sódio, cálcio, titânio e outros;

A argila fornece ao cimento os componentes necessários: Al2O3, Fe2O3 e SiO2.

Gesso:

É o produto de adição final no processo de fabricação do cimento, com o fim de

regular o tempo de pega por ocasião das reações de hidratação.

O teor de gesso varia em torno de 3% no cimento.

3.5.3. Fabricação do cimento

Extração da matéria-prima das minas;

Britagem e mistura nas proporções corretas:

75-80% de calcário e 20-25% de argila.

Moagem de matéria-prima;

Cozimento em forno rotativo a cerca de 1450o C:

A mistura cozida sofre uma série de reações químicas complexas deixando o

forno com a denominação de clínquer.

Clinquerização.

Redução do clínquer a pó em um moinho juntamente com 3-4% de gesso.

Adições finais (pozolanas, escórias,…).



52

OBS.: DOIS MÉTODOS DISTINTOS DE FABRICAÇÃO

Processo seco:

A mistura é moída totalmente seca e alimenta o forno em forma de pó. Tem a

vantagem determinante de economizar combustível já que não tem água para

evaporar no forno.



53

Processo úmido:

A mistura é moída com a adição de aproximadamente 40% de água. É

caracterizado pela simplicidade da instalação e da operação dos moinhos e

fornos.

* Para os dois métodos, o produto final é o mesmo clínquer, e o cimento que é fabricado é

idêntico nos dois casos.

Preparação da mistura crua:

O calcário e a argila são misturados e moídos até que a mistura crua tenha:

- 3% de sua massa retida na peneira ABNT #0,150mm

- 13% de sua massa retida na peneira ABNT #0,088mm.

O processo de moagem se dá num moinho de bolas ou de rolos, por impacto e

por atrito.

O material entra no moinho encontrando em contra-corrente ar quente (~220°C),

o que propicia a secagem do material.

- O material entra com umidade em torno de 5% e sai com umidade em

torno de 0,9% a uma temperatura de final de 80ºC.

Depois de moído, o material é estocado em silos, onde pode ser feita a

homogeneização do mesmo.



54

Processo de clinquerização:

Os combustíveis mais utilizados

para elevar a temperatura de

clinquerização (~1400°C) são: óleo

pesado, coque de petróleo, carvão

mineral ou vegetal.

O material cru é lançado em uma

torre de ciclones, onde ocorre a

separação dos gases do material

sólido.

Os gases são lançados na

atmosfera, após passarem por um

filtro eletrostático onde as partículas são precipitadas e voltam ao processo.

Após passagem pelos ciclones, o material entra no forno rotativo, onde ocorrem

as reações de clinquerização.

Após a clinquerização, o clínquer formado é bruscamente resfriado com ar frio

em contra corrente e é estocado em silos para a produção do cimento.

3.5.4. Composição química do Cimento Portland:

Compostos químicos presentes no clínquer de cimento Portland:

CaO (C) - 67%;

SiO2 (S) - 22%;

Al2O3 (A) - 5%;

Fe2O3 (F) - 3%;

outros óxidos - 3%;



55

OBS.: Na área de Materiais de Construção, utiliza-se nomenclatura simplificada para representar

os compostos químicos (ex.: H = H20, C = CaO, F = Fe2O3, S = SiO2,...)

Os compostos químicos citados acima estão presentes no Cimento Portland ANIDRO

combinados nas seguintes moléculas:

Silicato tricálcico - Alita (C3S): 50 – 70%

Silicato dicálcico - Belita (C2S): 15 – 30%

Aluminato tricálcico (C3A): 5-10%

Ferroaluminato tetracálcico (C4AF): 5- 15%

Outros compostos em menor quantidade (Na2O, MnO e K2O, magnésio, enxofre,

fósforo...)

Alita (C3S): principal mineral que contribui para a resistência mecânica da pasta de

cimento endurecida.

Belita (C2S): reage mais lentamente com a água, porém, após períodos maiores

(aproximadamente um ano), atinge a mesma resistência mecânica que a alita.

C3A: reage muito rapidamente com a água, liberando muito calor, mas sem apresentar

grande resistência mecânica.

O gesso reage com o C3A em um primeiro momento, gerando produtos

insolúveis em água (etringitas) e impedindo que a pega se inicie muito

rapidamente.

C4AF: apresenta taxas inicialmente altas de reatividade com a água e, em idades mais

avançadas, taxas baixas ou muito baixas contribui pouco para a resistência

mecânica.

3.5.5. Reações de hidratação do cimento:

Aluminatos de cálcio (C3A, C4AF)

C3A:

- Primeiro composto a reagir.

- Responsável pela pega do cimento (consistência gelatinosa).

- Não apresenta grande resistência em idades avançadas.

- Devido à adição do gesso (sulfato de cálcio) ao cimento, para regulação

da pega, o aluminato tricálcico é analisado já combinado com este

componente.

C4AF:

- Sua hidratação se inicia logo após a do C3A, mas também não apresenta

grande importância em termos de resistência mecânica final.

- É importante para proteger o concreto da ação de sulfatos e, portanto, os

cimentos resistentes a sulfatos apresentam maior quantidade deste

composto.

Silicatos de cálcio (C3S, C2S):

2 C3S + 6 H2O → C-S-H + 3 Ca(OH)2

2 C2S + 4 H2O → C-S-H + Ca(OH)2 (muito mais tarde)

Silicato de cálcio hidratado: C-S-H (3 CaO . 2 SiO2 . 3 H2O)



56

- Principal componente formado:

- “Gel de Tobermorita”

- Principal responsável pela resistência mecânica da pasta de cimento

endurecida.

Hidróxido de cálcio (portlandita)

- Aumento do pH da pasta (menor acidez).

3.5.6. Microscopia:

Os silicatos de cálcio anidros dão origem a silicatos monocálcicos hidratados e ao

hidróxido de cálcio, que cristaliza em escamas exagonais, dando origem à portlandita;

O silicato de cálcio hidratado apresenta-se com semelhança ao mineral denominado

tobermorita e, como se parece com um gel, é denominado gel de tobermorita;

A composição do silicato hidratado depende da concentração de cal na solução em

que ele está em contato.

3.5.7. Pega e endurecimento

Pega: Período de fenômenos químicos, em que ocorrem desprendimentos de calor e

reações;



57

Endurecimento: Período de fenômenos físicos de secagem e entrelaçamento dos

cristais;

Início de pega: Tempo que decorre desde a adição de água até o início das reações

com os compostos de cimento;

Fim de pega: Situação em que a pasta não sofre mais nenhuma deformação em função

de pequenas cargas e se torna um bloco rígido;

3.5.8. Armazenamento do cimento

Granel

Silos hermeticamente fechados

Tempo máximo: 180 dias

Sacos

Galpões fechados

Estrados de madeira a 30cm do solo e a 30cm das paredes

Empilhamento máximo: 15 sacos

Distância entre pilhas: 60cm

Tempo máximo: 30 dias (canteiro)

3.5.9. Nomenclatura

Cimentos normatizados:

Cimento Portland Comum (CP-I): NBR 5732

Cimento Portland Composto (CP-II): NBR 11578

- CP-II F, CP-II Z, CP-II E

Cimento Portland de Alto-Forno (CP-III): NBR 5735



58

Cimento Portland Pozolânico (CP-IV): NBR 5736

Cimento Portland de Alta Inicial (CPV-V ARI): NBR 5733

Outros tipos de cimento:

Cimento Portland Resistente a Sulfatos

Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação

Cimento Aluminoso (refratário)

Cimento Branco (estrutural ou não)

Etc.

3.5.10. Adições ao cimento:

Escória

Aparência semelhante a areia grossa.

Sub-produto de alto-fornos e produção de aço.

Silicatos – características de ligante hidráulico (material cimentante)

Pozolana

Elevado teor de sílica ativa (SiO2).

Ligante hidráulico complementar ao clínquer [Reações Pozolânicas].

Originalmente: argilas contendo cinzas vulcânicas, encontradas na Itália.

Atualmente: pozolanas ativadas artificialmente e sub-produtos industriais

como cinzas volantes, provenientes da queima de carvão mineral.

Fíler

Calcário: composto basicamente de carbonato de cálcio (CaCO3), encontrado

abundantemente na natureza, finamente moído

Elemento de preenchimento, capaz de penetrar nos interstícios das demais

partículas e agir como lubrificante, tornando o produto mais plástico e não

prejudicando a atuação dos demais elementos.

OBS.: ESPECIFICAÇÕES E APLICAÇÕES

Todos os tipos de cimento são adequados a todos os tipos de estruturas e aplicações.

Existem tipos de cimento que são mais recomendáveis ou vantajosos para

determinadas aplicações



59

Tabela de composição de cimentos normatizados (ABNT):

TIPO Sigla Classe

Composição (%)

Clínquer + Gesso

Escória Pozolana Fíler

Comum

CP I

25

100 0 32

40

CP I-S

25

95 a 99 1 a 5 32

40

Composto

CP II-E

25

56 a 94 6 a 34 6 a 14 0 a 10 32

40

CP II-Z

25

76 a 94 0 15 a 20 0 a 10 32

40

CP II-F

25

90 a 94 0 0 6 a 10 32

40

Alto-forno CP III

25

25 a 65 35 a 70 0 0 a 5 32

40

Pozolânico CP IV 25

45 a 85 0 15 a 50 0 a 5 32

Alta Resistência

Inicial

CP V-ARI

- 95 a 100 0 0 0 a 5

Usos indicados para cada tipo de cimento:

Tipo de cimento Usos indicados

CP I, CP II Geral

CP III Geral, concreto massa, água do mar e meios

agressivos

CP IV Geral, concreto massa, água do mar, meios

agressivos e com agregados reativos

CP V Pré-moldados, túneis e concretos

protendidos

RS Ambientes agressivos e água do mar

Branco Estético e rejuntes

Branco Estrutural

Pisos, monumentos e fins arquitetônicos

Baixo calor Obras de concreto massa



60

3.5.10. Propriedades do cimento:

A) Finura:

Corresponde à área específica de contato dos grãos de cimento com a água da mistura.

Tanto maior quanto mais eficiente for a moagem do clínquer com gesso.

Influência no comportamento do cimento:

Velocidade de endurecimento

Potencialidade - reatividade

Determinação:

Finura: peneiramento (nº 200 e nº 325)

Área específica: Permeabilímetro de Blaine

B) Tempos de pega:

Tempo para a solidificação da pasta plástica de cimento.

Início de pega: Marca o ponto no tempo em que a pasta torna-se não trabalhável.

Fim de pega: Tempo necessário para a pasta se torne totalmente rígida.

Importância:

Determina o período de tempo que o concreto pode ser trabalhado após o seu

lançamento.

Determinação: Aparelho de Vicat.

Início de pega: Agulha penetra 39mm na pasta

Fim de pega: Agulha faz uma impressão na superfície da pasta, sem penetrar

C) Enrijecimento:

Perda de consistência da pasta plástica do cimento.

Determinação:

Perda de abatimento do concreto (NBR NM 67).

D) Expansibilidade / Sanidade / Estabilidade volumétrica:



61

Retrata a variação de volume do cimento após a pega, por conta de hidratação lenta

ou reação expansiva com algum composto presente no cimento endurecido.

CaO, MgO, gesso - sulfato de cálcio (formação de etringita atrasada)

Determinação:

Agulha de Le Chatelier

Ensaios em auto clave.

E) Resistência característica:

Resistência à compressão que atinge um corpo de prova cilíndrico pequeno fabricado

a partir da pasta de consistência normal com o cimento em questão.

Caracteriza o tipo de cimento.

Pasta para o ensaio:

Areia do Rio Tietê;

Água destilada.

Consistência normal.

F) Calor de hidratação:

Representa o calor gerado pela reação exotérmica de hidratação do cimento.

Importância:

Execução de peças com grande volume de concreto (concreto massa) -

barragens, blocos de fundação...

Fissuras térmicas.

Determinação:

Calorímetro (difícil avaliação precisa – encontrado apenas em grandes

laboratórios).



62

CAPÍTULO III.A

ENSAIOS DE CONTROLE DE

QUALIDADE EM AGLOMERANTES



63

A) Determinação da massa específica do cimento

1. Norma específica: NM 23:2010 – Cimento Portland e outros materiais em pó –

Determinação da massa específica

2. Escopo: Métodos para determinação da massa específica de cimento Portland e outros materiais em pó, por meio do frasco volumétrico de Le Chatelier.

3. Definições:

Massa específica: Massa da unidade de volume do material


Equipamentos:

- Frasco volumetrico de Le Chalelier (figura ao lado);

- Balanca com resolucao de 0,01 g;

- Liquido que nao reaja com o material e que possua densidade igual

ou superior a 0,731 g/cm3 a 15 oC (ex.: xilol recem preparado,

querosene ou nafta);

- Funis;

- Termômetro;

- Banho termorregulador.

Procedimentos:

- Encher o frasco com auxilio de funil de haste longa com o liquido não reagente até

o nível compreendido entre as marcas 0 e 1 cm3.

- Secar o interior do frasco acima do nível do liquido.

- Colocar o frasco em banho de agua em posição vertical e mantê-lo submerso

durante no mínimo 30 minutos. A temperatura da água do banho termorregulador

deve ser mantida durante todo o ensaio na mesma temperatura, admitindo-se

variação de no máximo 0,5 oC.

- Registrar a primeira leitura (V1) com aproximação de 0,1 cm3.

- Pesar uma quantidade do material a ser ensaiado, com aproximação de 0,01 g, que

provoque o deslocamento do liquido no intervalo entre as marcas 18 e 24 cm3 do

frasco de Le Chatelier (no caso de cimento portland a massa (m) e de

aproximadamente 60 g.).

- Introduzir o material em pequenas porções no frasco, com auxilio de funil de haste

curta, atentando para que não ocorra aderência de material nas paredes internas do

frasco, acima do nível do liquido.



64

- Tampar o frasco e gira-lo em posição inclinada, ou suavemente em círculos

horizontais, ate que não subam borbulhas de ar para a superfície do liquido.

- Retornar o frasco para o banho termorregulador por mais 30 minutos (obs.: os

redatores da norma se esqueceram de prescrever este procedimento).

- Registrar a leitura final (V2) com aproximação de 0,1 cm3.

5. Cálculos:

A massa especifica do material deve ser calculada pela formula seguinte:

𝜌 =𝑚

𝑉2 − 𝑉1

onde: 𝜌 = massa específica do material, expressa em g/cm³ ou kg/dm³

m = massa do material ensaiado

V1 = volume inicial de líquido no frasco

V2 = volume final no frasco (volume ocupado pelo líquido + amostra)

6. Resultados:

O resultado é expresso como a media de duas determinações, com aproximação

de 0,01 g/cm3.

As duas determinações não devem diferir de mais que 0,01 g/cm3 entre si.

7. Observações:

A função do banho é tornar iguais as temperaturas do líquido de medição com

intuito de que as leituras iniciais e finais sejam feitas à mesma temperatura, para

evitar mudanças no volume pela dilatação ou contração do líquido em que está

colocado o cimento.

Se o volume da água no banho é muito pequeno, a temperatura vai variar

facilmente com as mudanças de temperaturas ambiente, portanto, é preciso que

o banho tenha uma capacidade mínima e esteja convenientemente isolado.

Para determinações precisas, é conveniente equipar o banho com um sistema

termostato que permita manter permanentemente uma temperatura constante.

Um banho adequado deve ter um volume de pelo menos 10 litros de água por

cada frasco Le Chatelier e o frasco deve ficar apoiado sobre uma grade ou

suporte intermediário.



65

B) Determinação da finura do cimento por peneiramento

1. Norma específica: NBR 11579:1991 – Determinação da finura por meio da peneira

0,075mm (n.200)

2. Escopo: Método para medir o percentual da massa de cimento que fica RETIDA na peneira de malha 75 μm através de peneiramento a seco.

3. Definições:

Índice de finura: é a porcentagem, em massa, de cimento cujas dimensões de

grãos são superiores a 0,075mm.

4. Fundamentação Teórica:

- Finura: Grandeza relacionada com o tamanho dos grãos do produto.

- Usualmente definida de duas maneiras:

- Pelo tamanho máximo do grão (proporção em peso do material retido

na em uma peneira específica durante o peneiramento)

- Pelo valor da superfície específica (soma das superfícies dos grãos

contidos em um grama de cimento).

- A superfície específica do cimento governa a velocidade da reação de hidratação

do mesmo e influencia diretamente a qualidade de argamassas e concretos.

- Finura Resistência;

Exsudação;

Segregação;

Porosidade;

Trabalhabilidade;

Coesão.


Equipamentos:

- Balança com resolução de 0,01 g;



66

- Peneira 75 μm + fundo e tampa;

- Pincéis;

- Cronômetro.

Procedimentos:

- Peneirar 50 ± 5 g de cimento (M) com movimentos suaves de vai e vem horizontal

ate que os grãos mais finos passem quase que totalmente para o fundo, o que

ocorre geralmente entre 3 e 5 minutos.

- Sem o fundo do conjunto, dar golpes suaves no rebordo exterior da peneira para

desprender as partículas aderidas na parte de baixo da tela. Utilizar também um

pincel para retirar todas as partículas aderidas na parte de baixo da tela.

- Esvaziar o fundo e recolocar na peneira, repetindo o procedimento de

peneiramento até que a massa de material passante durante 60 s seja igual ou

inferior a 0,05 g.

- Pesar todo o material retido na peneira e registrar a massa obtida (R).

6. Cálculos:

O índice de finura do material deve ser calculado pela formula seguinte:

𝐹 (%) =𝑅 𝑥 𝐶

𝑀∙ 100

onde: F = índice de finura do material

M = massa inicial do material ensaiado

R = massa retida na peneira ao final do ensaio

C = fator de correcao da peneira fornecido pelo laboratório de calibração,

realizado a cada 1000 peneiramentos, cujo valor deve estar compreendido entre

0,8 e 1,2.

7. Tolerâncias:

CP-I e CP-II: F <= 12% ou F <= 10% para os de classe 40.

CP-III e CP-IV: F <= 8%

CP-V: F <= 6%

8. Resultado:

O resultado é o valor obtido em uma única determinação, expresso com precisão

de 0,1%.



67

C) Determinação da finura do cimento pelo método de

permeabilidade ao ar (Blaine)

1. Norma específica: NBR NM 76 (1998) – Determinação da finura pelo método de

permeabilidade ao ar (Blaine).

2. Escopo: Método para medir a finura do cimento por meio da permeabilidade ao ar de

uma amostra compactada do material.


- Finura do cimento: é determinada como superfície específica, observando-se o tempo

requerido para uma determinada quantidade de ar fluir através de uma camada de

cimento compactada, de dimensões e porosidade especificadas.

- O objetivo do ensaio é determinar a finura de um cimento por comparação a uma

amostra padrão (calibração do aparelho) para servir como instrumento de checagem da

uniformidade do processo de moagem do cimento. Para isso, mede-se o tempo

necessário para que um certo volume de ar atravesse uma camada compactada de

cimento cuja porosidade seja conhecida.

- Apesar dos resultados serem expressos em cm²/g, hoje, se sabe que esses valores não

exprimem corretamente a área superficial de um cimento. Para cimentos de finura

normal, os resultados oferecidos pelo ensaio são satisfatórios para verificação da

qualidade da moagem realizada pela fabrica. No entanto, no caso de cimentos contendo

materiais ultrafinos, o ensaio pode não fornecer resultados significativos.



68

4. Execução do Ensaio

Equipamentos:

- Aparelho de permeabilidade Blaine;

- Balança analítica com capacidade de 160g e resolução de 0,0001g;

- Cronômetro com dispositivo de acionamento de início, com leitura de 0,2s ou

melhor, e precisão de 1% ou mais para intervalos de tempo de até 300s;

- Graxa leve para permitir uma junta estanque entre a célula e manômetro e no

registro;

- Funil metálico ou de plástico;

- Pincel;

- Papel de filtro de porosidade média.

Procedimentos:

- Compactar a amostra de cimento na célula com auxílio de um êmbolo e conectá-

la ao tubo manométrico;

- Com a pêra de sucção, aspirar o ar, diminuindo a pressão no manômetro e

forçando o fluído manométrico a deslocar-se para a primeira marca (mais alta);

- Fechar o registro;

- O fluído manométrico começa a retornar à sua posição de equilíbrio, forçando o ar

a fluir pela célula de permeabilidade que contém a amostra de cimento;

- Medir o tempo que o líquido manométrico leva para passar da segunda para a

terceira marca. O tempo deste retorno é proporcional à finura do cimento ( tempo

de retorno, finura).

5. Valores padrões:

Cimentos convencionais: 2600 cm²/g ou 260 m²/kg

Cimento CP-V ARI: 3000 cm²/g ou 300 m²/kg.



69

D) Determinação da pasta de consistência normal

1. Norma Específica: NBR NM 43:2003 – Cimento Portland – Determinação da pasta de

consistência normal.

2. Escopo: Determinar a quantidade de água necessária para que uma pasta de cimento

adquira consistência normal, de acordo com a norma.

3. Definições:

Índice de consistência normal: Teor de água necessário para dar a consistência

normal à pasta de cimento (%).

Aparelho de Vicat: Suporte que sustenta uma haste móvel com 300 g com uma

sonda de um dos lados e uma agulha do outro lado.

Sonda de Tetmajer: Extremidade da haste de do aparelho de Vicat com 10mm de

diâmetro e 50mm de comprimento (usada exclusivamente para determinação da

água da pasta de consistência normal).


- Pasta de consistência normal e toda aquela preparada com uma quantidade de

agua suficiente para lhe proporcionar uma consistência padrão.

- A consistência é considerada normal quando a sonda de Tetmajer do aparelho de

Vicat penetra na pasta ate uma distancia entre 5 e 7 mm do fundo.

- O valor do ensaio é apresentado em termos de relação a/c em porcentagem.

- O resultado indica o quanto um cimento ira demandar agua para produzir um

concreto trabalhável.

- Quanto maior for esse valor (acima de 48%) maior será a demanda de agua do

concreto.

- Este resultado é utilizado para o ensaio de determinação dos tempos de inicio e

fim de pega do cimento (NBR NM 65:2002).


Equipamentos:

- Balança;

- Argamassadeira planetária;

- Espátula;

- Molde tronco-cônico;



70

- Placa de vidro;

- Aparelho de Vicat com sonda de Tetmajer;

- Cronômetro;

Procedimentos:

- Pesar 500,0 de cimento e 100g de água (inicialmente);

- Introduzir a água na cuba da argamassadeira e adicionar lentamente o cimento

durante 30s;

- Ligar a argamassadeira na velocidade baixa por 120s e desligar por 15s, tempo

para raspar o cimento aderido às paredes internas da cuba;

- Ligar a argamassadeira em rotação alta por mais 60s;

- Imediatamente após desligar, introduzir com a espátula a pasta no molde,

adensando com golpes suaves na lateral do molde e rasá-lo;

- Ajustar a sonda de Tetmajer e soltá-la sem velocidade inicial;

- Após 30s, fazer a leitura da penetração em mm.

6. Resultados

A consistência da pasta é considerada normal quando a sonda, após 30s de

penetração, estiver a uma distância da placa de vidro de 6 ± 1mm.

A água da pasta de consistência normal é expressa em porcentagem de massa

relativa ao cimento.

Nota: Não é permitido efetuar mais de uma sondagem na mesma pasta.



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E) Determinação dos tempos de pega de cimentos

1. Norma Específica: NBR NM 65:2002 – Cimento Portland – Determinação dos tempos de

pega.

2. Escopo: Determinar os tempos de início e fim de pega de uma amostra de cimento.

3. Definições:

Tempo de início de pega: intervalo decorrido entre o instante da hidratação do

cimento e o da constatação do início de pega;

Tempo de fim de pega: intervalo decorrido entre o instante da hidratação do

cimento e o da constatação do fim de pega.


Equipamentos:

- A mesma do ensaio de consistência normal

Procedimentos:

- Preparar uma pasta de consistência normal com 500g de cimento e encher o molde

tronco-cônico, de acordo com a norma NMB NM 43;

- Ajustar a agulha de Vicat e soltá-la sem velocidade inicial;

- Após 30s, fazer a leitura da penetração na escala em mm.

- O início de pega é constatado quando a agulha de Vicat, após 30s de penetração,

estiver a 1mm da placa de vidro;

- Após o início de pega, fazer leituras de 10 em 10 minutos. A primeira entre três

leituras sucessivas e iguais, superiores a 38,0mm constitui a indicação do fim de

pega.

5. Observações:

As tentativas não podem ser feitas a menos de 9mm de borda do molde, nem a

menos de 6mm uma das outras.

Não fazer o ensaio de tempos de pega na pasta que já foi utilizada para determinar

a água da consistência normal;



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F) Determinação da resistência à compressão de cimentos

1. Norma Específica: NBR 7215:1996 – Cimento Portland – Determinação da resistência à

compressão.

2. Escopo: Calcular a resistência à compressão do cimento para uma série de corpos-de-

prova, definindo a classe de resistência do material.


Equipamentos:

- Balança com capacidade mínima de 1000 g e resolução de 0,1 g;

- Misturador mecânico;

- Espátula, paquímetro, régua metálica e placas de vidro;

- Molde cilíndrico com diâmetro interno de 50 mm e altura de 100 mm;

- Soquete

- Máquina de ensaio de compressão.

Amostra:

- Argamassa constituída de:

- 624 ± 0,4 g de cimento,

- 300 ± 0,2 g de água;

- 468 ± 0,3 g de cada fração de areia normal (grossa, média-grossa, média-fina

e fina), especificada na NBR 7214.

Procedimento:

- Colocar água na cuba e, dentro de 30 segundos, adicionar o cimento com a

argamassadeira ligada em velocidade baixa;

- Nos próximos 30 segundos, adicionar a areia, com as quatro frações já

homogeneizadas, e mudar imediatamente para a velocidade alta;

- Deixar misturar por 30 segundos e desligar a argamassadeira;

- Homogeneizar a argamassa com a espátula (nos primeiros 15 segundos), cobrir a

cuba com um pano molhado e deixar em repouso por 1 minuto e 15 segundos;

- Ligar a argamassadeira por mais 1 minuto, em alta velocidade;



73

- Desligar a argamassadeira e moldar os corpos de prova o mais rápido possível,

enchendo os moldes já untados em quatro camadas sucessivas e aplicando 30

golpes uniformes com o soquete em cada camada;

- Fazer o rasamento no topo dos CPs e deixá-los em câmara úmida, submergindo-

os após 24h.

- No vencimento das idades a serem ensaiadas, retirar os CPs do tanque, capeá-

los e rompê-los à compressão axial.

4. Resultados:

Romper 4 CPs para cada idade e calcular a resistência à compressão de cada CP

(carga de ruptura / área da seção transversal), em MPa.

Determinar a resistência média da série de quatro CPs.

Calcular, em percentagem, o desvio relativo máximo para cada série, dividindo o

valor absoluto da diferença entre a resistência média e a resistência individual que

mais se afasta dessa média.

Obs.: Quando o desvio for superior a 6%, calcula-se uma nova média, desconsiderando o valor

discrepante, e identificando-o no certificado com asterisco. Persistindo o fato, eliminam-se os

CPs de todas as idade, devendo o ensaio ser totalmente refeito.

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APOSTILA AGREGADOS E AGLOMERANTES - …professor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/17310... · 1.2.5. Quanto à natureza: OBS.: Como mostrado no ponto anterior, podem-se