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Propriedades dos materiais constituintes do concreto dezembro/2015

ISSN 2179-5568 – Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - Edição nº 10 Vol. 01/ 2015 dezembro/2015

Propriedades dos materiais constituintes do concreto

Enio Ribeiro Júnior – [email protected]

MBA Gerenciamento de obras, tecnologia & qualidade da construçãoInstituto de Pós-Graduação - IPOG

Goiânia, GO, 24 de abril de 2015

ResumoO concreto é o material mais utilizado na construção civil, obtido da mistura de agregados e

pasta de cimento, forma um material com a estrutura heterogênea com propriedades físicasdeterminadas pelos materiais utilizados em sua produção. Os agregados e aglomerantes possuicaracterísticas e funções distintas no concreto estrutural, denotando a necessidade do estudo desuas propriedades afim de garantir obtenção de economia, resistência e durabilidade. O objetivoda pesquisa é difundir o conhecimento dos materiais empregados no concreto estrutural, criandoum vínculo entre as propriedades destes materiais e as propriedades do concreto fresco eendurecido. Por meio de pesquisa bibliográfica, busca criar um vínculo entre os materiais e o

produto final para garantir maior qualidade na produção de concreto estrutural em canteiro eusinas.

Palavras chaves: Cimento Por tland. Agregados. Concreto Estrutur al. Caracter ização dosMateriais.

1. IntroduçãoO concreto é um material com uma estrutura bastante heterogênea e complexa. Analisando suamacroestrutura na Figura 1.1, identificamos dois constituintes principais: a pasta de cimentoendurecida e partículas de agregado.


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Figura 1.1 - Seção polida de um corpo-de-prova de concreto (MEHTA e MONTEIRO, 1994:19).

O estudo da influência dos materiais constituintes nas propriedades físicas e químicas doconcreto estrutural é imprescindível para obtermos concreto resistentes e duráveis. O cimento,água e agregados devem ser analisados como elemento capaz de influenciar o desempenho doconcreto devido as suas propriedades físicas, térmicas e químicas.O Cimento Portland caracteriza por ser o componente mais nobre do concreto, a mistura docimento Portland com água gera uma pasta que envolve os agregados sendo responsável pelas

propriedades de ligante. Podemos encontrar diversos tipos de cimento Portland normatizado pela NBR, sendo que cada composição apresenta características específicas, a observaçãodestas propriedades na escolha do cimento aliados as especificidades da obra favorece aqualidade do concreto.

O agregado corresponde a três quartos do volume do concreto e sua aplicação é de naturezaeconômica, tendo em vista tratarem-se de materiais de baixo custo unitário, comparado ao docimento. Porém, segundo Neville (1997:125) “o lado econômico não é a única razão de seu uso,

já que o agregado confere vantagens técnicas consideráveis ao concreto, que passa a ter maiorestabilidade dimensional e melhor durabilidade do que a pasta de cimento pura”. Os agregadossão considerados inertes por não possuir propriedades ligantes, porém o uso de materiaiscontaminados ou com características mineralógicas inadequadas podem acarretar uma série decondições desfavoráveis ao concreto estrutural, causando patologias e o colapso da estrutura.Com intuito de garantir a qualidade do concreto estrutural e obtermos economia na sua

produção, devemos conheceremos melhor os seus materiais constituintes e suas influências nas propriedades do concreto fresco e endurecido.

2. Cimento


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O cimento Portland é um pó fino com propriedades de aglomerante hidráulico aglutinante ouligante, que endurece sob ação da água. Uma vez endurecido, mesmo voltando à ação da água,o cimento Portland resiste sem se decompor.A variação de cimentos fabricados permite certas características e propriedades que os tornammais adequados para serem utilizados em concreto de determinadas construções.O conhecimento das suas características e propriedades é de fundamental importância, podendoaproveitá-los da melhor forma possível dentro das condições impostas na sua obra.

2.1.1. Matéria prima

2.1.2. ClínquerSegundo ABCP (2002:6) “o clínquer tem como matérias-primas o calcário e a argila, sendo a

produção do clínquer a etapa mais complexa, e de custo elevado no processo de fabricação docimento Portland. O clínquer é fonte de Silicato Tricálcico (CaO)3SiO2 e Silicato Dicálcico(CaO)2SiO2, sendo estes compostos responsáveis pelas características de ligante hidráulico eresistência do material após a hidratação do Cimento Portland”.

2.1.3. Gesso“O gesso (CaSO4 + 2 H2O) é adicionado em quantidades geralmente inferiores a 3% da massade clínquer, tem função de regular o tempo de início de pega do cimento (tempo para início doendurecimento)” (ABCP, 2002:6-7).

2.1.4.

CalcárioO calcário é usado na produção do clínquer e também como material de adição do cimento.Composto basicamente de carbonato de cálcio (CaCO3). Segundo ABCP (2002:8) “o calcáriocomo material de adição melhora a trabalhabilidade de argamassas e concreto, e funciona comolubrificante, tornando o produto mais plástico e menos poroso”.

2.1.5. Escória siderúrgicaA escória siderúrgica é um subproduto de alto-forno. “O material possui propriedade de ligantehidráulico muito resistente, desenvolvendo características aglomerantes de forma muitosemelhante à do clínquer. A escória apresenta melhoria de algumas propriedades, como maior

durabilidade e maior resistência final” (ABCP, 2002:7).2.1.6. PozolanasAs pozolanas são rochas vulcânicas ou matérias orgânicas fossilizadas encontradas na natureza,certos tipos de argilas queimadas em elevadas temperaturas (550°C a 900°C) e derivados daqueima de carvão mineral nas usinas termelétricas, entre outros. “O clínquer no processo dehidratação libera hidróxido de cálcio (cal virgem) que reage com a pozolana em meio aquosoadquirindo propriedade ligante hidráulico. O cimento assim obtido oferece a vantagem deconferir maior impermeabilidade” (ABCP, 2002:7).

2.1.7. Composição química

Segundo Bauer (2000:46-47), os constituintes fundamentais são: a cal (CaO), a sílica (SiO2), aalumina (Al2O3), o óxido de ferro (Fe2O3), certa proporção de magnésia (MgO) e uma pequena

http://pt.wikipedia.org/wiki/Cl%C3%ADnquerhttp://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Silicato_Tric%C3%A1lcico&action=edit&redlink=1http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Silicato_Dic%C3%A1lcico&action=edit&redlink=1http://pt.wikipedia.org/wiki/Gessohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Esc%C3%B3riahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Alto-fornohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Pozolanahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Pozolanahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Alto-fornohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Esc%C3%B3riahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Gessohttp://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Silicato_Dic%C3%A1lcico&action=edit&redlink=1http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Silicato_Tric%C3%A1lcico&action=edit&redlink=1http://pt.wikipedia.org/wiki/Cl%C3%ADnquer


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porcentagem de anidro sulfúrico (SO3). Tem-se ainda, como constituintes menores, impurezas,como o óxido de sódio (Na2O), óxido de potássio (K2O), óxido de titânio (TiO2) e outrassubstâncias de menor importância. Os óxidos de potássio e de sódio constituem os álcalis docimento.

Óxido Abreviação Compostos Abreviação

CaO C 3CaO.SiO2 C3S

SiO2 S 2CaO.SiO2 C2S

Al2O3 A 3CaO.Al2O3 C3A

Fe2O3 F 4CaO.Al2O3.Fe2O3 C4AF

MgO M 4CaO.3Al2O3.SO3 C4A3SSO3 S 3CaO.2SiO2.3H2O 2H3S H2O H CaSO4.2H2O CSH2

Tabela 2.1 - Compostos individuais dos óxidos do clínquer e abreviações (MEHTA e MONTEIRO, 1994:190)

2.1.8. Hidratação do cimento PortlandAs reações químicas do cimento com a água, comumente chamadas de hidratação do cimento,geram produtos que possuem características de pega e endurecimento. A perda de consistência(enrijecimento) e solidificação do cimento (pega) são características da hidratação dosaluminatos, enquanto os silicatos são responsáveis pela taxa de desenvolvimento da resistência(endurecimento). Dentre essas reações podemos ressaltar:

2.1.9. Hidratação dos aluminatosAs reações do C3A são imediatas e geram uma grande liberação de calor. Essas reações sãoretardadas para garantir tempo de aplicação na construção, com a adição de gipsita nafabricação (gesso). O produto dessas reações é a cristalização como pequenas agulhas

prismáticas denominadas alto-sulfato ou etringita. Com o tempo a etringita torna-se instável eé convertida em monossulfato.

2.1.10. Hidratação dos silicatosAs reações do C3S e do βC2S produzem silicatos de cálcio hidratados estruturalmente similares

que variam quanto à relação cálcio/sílica e ao teor de água quimicamente combinada. O C3S

hidrata uma velocidade maior do que o C2S, sendo o responsável pela resistência inicial. Oscimentos com mais C2S são mais duráveis em ambientes ácidos e sulfatados do que cimentoscom alto teor de C3S. Os silicatos são materiais pouco cristalinos e forma um sólido poroso queapresenta características de um gel rígido.

2.1.11. Calor de hidrataçãoSegundo Mehta e Monteiro (1994:206) “o cimento Portland são produtos de reações a altatemperatura e não estão em equilíbrio energético. Na hidratação do cimento, os compostosreagem com a água e libera energia na forma de calor, atingindo assim estado estáveis de baixaenergia”. A quantidade de calor liberado é chamada de calor de hidratação. Em regiões quenteso calor gerado torna-se um problema devido às fissuras de origem térmica geradas na peça,

porém em regiões de baixas temperaturas essa energia em forma de calor fornece energia deativação para as reações de hidratação. Por isso, quando trabalhamos em um ambiente com


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baixas temperaturas, inferiores a 15 °C, ou com água de dosagem do concreto com temperaturasabaixo de 20 °C geramos baixo nível de calor de hidratação que causa o retardamento dasresistências iniciais.Se essas temperaturas chegarem a níveis inferiores a 10°C, além do retardamento, pode ocorrera paralisação do início de pega do cimento, ou seja, o concreto não reage e fica no estado fresco.

CompostosCalores de hidratação a uma dada idade (cal/g)

3 dias 90 dias 13 anosC3S 58 104 122

C2S 12 42 59

C3A 212 311 324

C4AF 69 98 102

Tabela 2.2 - Calores de hidratação dos compostos do cimento Portland (MEHTA e MONTEIRO, 1994:207)

2.1.12. FinuraA finura do cimento influência a sua reação com a água. Quanto mais fino o cimento, maisrápido ele reagirá. Para uma dada composição, a taxa de reatividade e, portanto, dedesenvolvimento da resistência, pode ser aumentada através de uma moagem mais fina docimento; porém, o custo da moagem e o calor liberado na hidratação estabelecem alguns limites

para a finura. “Considera-se geralmente que as partículas de cimento maiores do que 45μm sãodifíceis de hidratar e aquelas maiores do que 75μm nunca se hidratam completamente” (MEHTA e MONTEIRO, 1994:198).

2.1.13. Cimentos fabricados no BrasilSegundo ABCP (2002:9) “no Brasil há vários tipos de cimento Portland regidos pelas normasda ABNT, e são diferenciados principalmente em função de sua composição”.“Atualmente os cimentos Portland compostos são os mais encontrados no mercado,respondendo por aproximadamente 75% da produção industrial brasileira” (ABCP, 2002:10).A tabela 2.3 apresenta a composição dos cimentos Portland comum e composto.

Tipo de cimento

Portland

Sigla

Composição (% em massa)

Norma

BrasileiraClínquer +

gesso

Escóriagranulada de

alto-forno(sigla E)

Material

pozolânico(sigla Z)

Material

carbonático(sigla F)

ComumCP I 100 - - -

NBR 5732CP I-S 99-95 - 1-5 -

CompostoCP II-E 94-56 6-34 - 0-10

NBR 11578CP II-Z 94-76 - 6-14 0-10CP II-F 94-90 - - 6-10

Tabela 2.3 - Composição dos cimentos Portland comuns e compostos (ABCP, 2002:10)

Em menor proporção encontram-se no mercado os cimentos Portland de alto-forno e pozolânicos, que apresenta em sua composição maiores teores de escória e pozolanas

respectivamente, conforme a Tabela 2.4.


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Tipo de cimentoPortland

Sigla


NormaBrasileiraClínquer +

gesso


alto-forno(sigla E)

Material pozolânico

(sigla Z)

Materialcarbonático

(sigla F)

Alto-Forno CP III 65-25 35-70 - 0-5 NBR 5735

Pozolânico CP IV 85-45 - 15-50 0-5 NBR 5736

Tabela 2.4 - Composição dos cimentos Portland de alto-forno e pozolânicos (ABCP, 2002:11)

Segundo ABCP (2002:12) “o cimento Portland de alta resistência inicial (CP V-ARI) é um tipo

de cimento Portland comum. A diferença acontece devido à utilização de uma dosagem

diferente de calcário e argila na produção do clínquer, e na moagem mais fina do cimento que

permite reagir com a água com maior velocidade, adquirindo elevadas resistências iniciais”. A

Tabela 2.5 apresenta a composição desse cimento.

Tipo de cimentoPortland

Sigla


NormaBrasileiraClínquer +

gesso


alto-forno(sigla E)

Material pozolânico

(sigla Z)

Materialcarbonático

(sigla F)

Alta ResistênciaInicial

CP V-ARI 100-95 - - 0-5 NBR 5733

Tabela 2.5 - Composição do cimento Portland de alta resistência inicial (ABCP, 2002:12)

Na figura 2.1 pode-se observar a evolução média da resistência à compressão de acordo com otipo de cimento Portland.


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Figura 2.1 - Evolução média de resistência à compressão dos distintos tipos de cimento Portland (ABCP, 1996apud ABCP, 2002:13)

Na Tabela 2.6, verificamos a nomenclatura dos cimentos Portland atual no Brasil.

Nome técnico Sigla Classe Identificação do tipo e classe

CimentoPortland

comum (NBR5732)

Cimento Portland comum CP I

25 CP I-25

32 CP I-32

40 CP I-40

Cimento Portland comum com adição CP I-S

25 CP I-S-25

32 CP I-S-3240 CP I-S-40

CimentoPortlandcomposto

(NBR 11578)

Cimento Portland composto comescória

CP II-E

25 CP II-E-25

32 CP II-E-32

40 CP II-E-40

Cimento Portland composto com pozolana

CP II-Z

25 CP II-Z-25

32 CP II-Z-32

40 CP II-Z-40

Cimento Portland composto com fíler CP II-F

25 CP II-F-25

32 CP II-F-3240 CP II-F-40

Cimento Portland de alto-forno (NBR 5735) CP III

25 CP III-25

32 CP III-32

40 CP III-40

Cimento Portland pozolânico (NBR 5736) CP IV25 CP IV-25

32 CP IV-32

Cimento Portland de alta resistência inicial (NBR 5733) CP V-ARI - CP V-ARI

Cimento Portland resistente aos sulfatos(NBR 5737)

-

25

Sigla e classe dos tiposoriginais acrescidos do sufixoRS. Exemplo: CP I-32RS, CPII-F-32RS, CP III-40RS, etc.

32

40

Cimento Portland de baixo calor de hidratação(NBR 13116)

-

25 Sigla e classe dos tiposoriginais acrescidos do sufixoBC. Exemplo: CPI-32BC, CPII-F-32BC, CP III-40BC, etc.

32

40

Cimento

Portland branco(NBR 12989)

Cimento Portland branco estrutural CPB

25 CPB-25

32 CPB-32


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40 CPB-40

Cimento Portland branco nãoestrutural

CPB - CPB

Cimento para poços petrolíferos (NBR 9831) CPP G CPP - classe G

Tabela 2.6 - Nomenclatura dos cimentos Portland em 1997 (ABCP, 2002:18)

3. ÁguaA água é usada em quase todos os serviços de engenharia. Sendo que esta influencia diretamentena qualidade e segurança da obra, por isso deve atender certas qualidades químicas, ser isenta

de impurezas e atender parâmetros recomendados.

3.1.1. ImpurezasAs impurezas presentes na água podem prejudicar a pega do cimento ou a resistência doconcreto. A água potável é considerada adequada à produção do concreto, e o pH recomendado

para a água de amassamento deve ser entre 6 e 8.Segundo Alves (2006:169) “a água em contato com o concreto tem ação constante, enquanto aágua do amassamento só tem ação durante a hidratação do cimento, sendo que os critérios deavaliação de suas características são diferentes”. A água do amassamento existe váriasrecomendações sobre os limites máximos de impurezas. Alves (2006:169) cita os limitesestabelecidos na BS3148:1980.

Matéria orgânica (expressa em oxigênio consumido) 3 mg/l

Resíduo sólido 2,000 mg/l

Sulfatos (expressos em íons SO4-2) 1,000 mg/l

Cloretos (expressos em íons Cl-) 500 mg/l

Açúcar 5 mg/l

Tabela 3.1 – Limites máximos de impurezas com base na BS3148:1980 (ALVES, 2006:169)

Alves (2006:169) ainda menciona os seguintes limites máximos de impurezas.

Sólidos em suspensão 2.000 mg/l

Sólidos dissolvidos 2.000 mg/l

Carbonatos e bicarbonatos alcalinos 1.000 mg/l

Sulfatos (S+) 15 mg/l

Magnésio (Mg2+) 150 mg/l

Tabela 3.2 – Limites máximos de impurezas. (ALVES, 2006:169)


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Nos concretos aparentes deve-se ter um cuidado especial com a água de amassamento, evitandoimpurezas nas águas que podem gerar uma mudança de cor do concreto, aparecendo manchase eflorescências nas superfícies.

3.1.2. Relação água / cimento (a/c)A água deve ser empregada na quantidade suficiente para envolver os grãos e promover ahidratação do cimento.O excesso de água no concreto resultará numa pasta mais porosa e, consequentemente, emmenor resistência, além de menor aderência entre a pasta e o agregado, devido à exsudação.Sendo necessário fixar um fator a/c no amassamento.

O fator a/c é uma relação entre o peso da água e o peso do cimento, adotada para evitar excessode água no cimento.

4. AgregadosSegundo Bauer (2000:104), “os agregados constituem um componente importante no concreto,contribuindo com cerca de 80% do peso e 20% do custo de concreto estrutural sem aditivos ”.Os agregados apresentam uma grande variação de suas características, sendo necessário natecnologia do concreto o estudo e controle de qualidade tanto antes como durante a execuçãoda obra.A principal aplicação dos agregados é na produção de concretos e argamassas onde, emconjunto com um aglomerante (pasta de cimento Portland / água), constituem uma rocha

artificial, com diversas utilidades na engenharia, cuja principal aplicação é compor os diversoselementos estruturais de concreto armado. Os agregados possibilitam que algumas propriedadesda rocha artificial a ser formada apresentam melhor desempenho, tais como: redução da retraçãoda pasta de cimento, aumento da resistência ao desgaste, melhor trabalhabilidade e aumento daresistência ao fogo.As propriedades físicas e químicas dos agregados e das misturas ligantes são essenciais para avida das estruturas em que são usados. São inúmeros os exemplos de falência de estruturas

provocados por causa da seleção e o uso inadequado dos agregados.

4.1.1. Características dos agregados“O agregado é o principal responsável pela massa unitária, módulo de elasticidade e

estabilidade dimensional do concreto” (MEHTA e MONTEIRO, 1994:21).Desta forma, as características mais importantes de um agregado são: sua massa específica,massa unitária, forma, textura, granulometria, resistência à compressão e abrasão, absorção deágua, umidade e sanidade. A composição química da rocha é menos importante que suacaracterística física, quando não são detectados elementos reativos com o cimento ou meioambiente.O conhecimento de certas características dos agregados é uma exigência para a dosagem dosconcretos. A massa específica é diretamente proporcional a resistência à compressão doconcreto. A forma do grão do agregado, caracterizada pela granulometria e textura, tambéminflui nas propriedades do concreto. As características dos agregados, importantes para atecnologia dos concretos, são decorrentes da microestrutura do material.

4.1.2. Origem


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De acordo com a NBR 7211 (ABNT, 2005:1-3), “os agregados são materiais pétreos, obtidos por fragmentação artificial ou agregados naturais (areia e seixos rolados), já fragmentadosnaturalmente, com propriedades adequadas, possuindo dimensões nominais máximas inferioresa 152 mm e mínima superior ou igual a 0,075 mm”.O agregado natural provém da degradação de rochas em consequência da ação de agentesatmosféricos, e é retirada de depósitos naturais, chamadas minas, ou das margens ou fundos derios. O agregado artificial é obtido pela trituração mecânica das rochas denominada britagem.Os agregados mais usados para produção de concreto e argamassa são as areias naturaisquartzosas, principalmente a areia lavada proveniente de leito de rios, e a pedra britada

proveniente de pedreiras. O seixo rolado, a argila expandida e a areia artificial apresentam

propriedades mecânicas que permitem sua utilização como agregados de concreto estrutural.4.1.3. Classificação quanto à composição mineralógicaVárias são as rochas aptas a serem exploradas para a produção de agregados. As rochas sãocompostas por vários minerais. Segundo Petrucci (2007:268-269) a classificação geológica é amelhor orientação, pois pode socorrer-se do auxílio inestimável da petrografia e da mineralogia,identificando: estrutura, textura, alterações, inclusões e constituintes mineralógicos, quefornece farto e eficiente material.Quanto à classificação geológica as rochas são classificadas segundo Petrucci (2007:269) em:1. Rochas eruptivas ou ígneas: formadas pela consolidação do material proveniente de uma

fusão total ou parcial.

2.

Rochas sedimentares: formadas pela consolidação do material transportado e depositado pelo vento ou pela água.3. Rochas metamórficas: formadas pela alteração gradual na estrutura das rochas anteriores,

pela ação do calor, da pressão ou da água.

4.1.4. Substâncias deletérias“Substâncias deletérias são aquelas que estão presentes como constituintes minoritárias tantonos agregados graúdos quanto nos miúdos, e são capazes de prejudicar a trabalhabilidade, a

pega e o endurecimento e as características de durabilidade do concreto” (MEHTA eMONTEIRO, 1994:267).A matéria orgânica encontrada em agregados consiste geralmente de produtos de decomposição

de matéria vegetal e aparecem na forma de húmus e argila orgânica. As impurezas orgânicas podem interferir nas reações químicas de hidratação.Material pulverulento é constituído por todas as partículas minerais com dimensões inferioresa 0,075 mm, inclusive os materiais solúveis em água, presentes no agregado. A argila pode estar

presente no agregado na forma de películas superficiais que interferem na aderência entre oagregado e a pasta de cimento. O silte e o pó de pedreira também são dois tipos de materiaisfinos que podem formar películas semelhantes às formadas pela argila. É necessário controlaros teores de argila, silte e pó fino no agregado, garantindo assim a resistência e durabilidade doconcreto.Os agregados podem apresentar partículas reativas, chamadas de reações álcali-sílica e álcali-carbonato. A primeira, os álcalis do cimento atacam certos tipos de sílicas reativas que podem

estar presentes nos agregados, formando um gel que pode destruir a aderência entre o agregado


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e a pasta de cimento. As reações álcalis-carbonato ocorrem entre alguns calcários dolomíticose os álcalis do cimento.

4.1.5. Granulometria Neville (1997:125) descreve que: “o tamanho do agregado usado no concreto se estende dedezenas de milímetros até partículas com seção transversal menor do que o décimo demilímetro. Em cada mistura são incorporadas partículas com diversos tamanhos, e adistribuição desses tamanhos se denomina granulometria. O termo agregado graúdo é usado

para descrever partículas maiores que 4,8 mm (retidas na peneira n° 4), e o termo agregadomiúdo é aplicado para partículas menores do que 4,8 mm.”

Segundo Mehta e Monteiro (1994:261), “agregados que não tem uma grande deficiência ouexcesso de qualquer tamanho de partícula, em especial, produzem misturas de concreto maistrabalháveis e econômicas”.A NBR 7211 (ABNT, 2005:1) “fixa as características para produção de agregados, miúdos egraúdos, de origem natural, encontrados fragmentados ou resultantes da britagem de rochas”.Definindo areia ou agregado miúdo como areia de origem natural ou resultante do britamentode rochas estáveis, ou a mistura de ambas, cujos grãos passam pela peneira ABNT de 4,8 mme ficam retidos na peneira ABNT de 0, 075 mm. E define agregado graúdo como pedregulhoou brita proveniente de rochas estáveis, ou a mistura de ambos, cujos grãos passam por uma

peneira com abertura nominal de 152 mm e ficam retidos na peneira ABNT de 4,8 mm.Segundo Mehta e Monteiro (1994:261), “a dimensão máxima do agregado é

convencionalmente, designada pela dimensão da abertura da peneira, na qual ficam retidos 15%ou menos das partículas do agregado. Quanto maior a dimensão máxima do agregado menor aárea superficial por unidade de volume, o que gera uma economia substancial de cimentodevido à menor área a ser coberta pela pasta de cimento”.O módulo de finura é um parâmetro empírico usado para determinar o índice de finura doagregado, é calculado com base na análise granulométrica do agregado, onde a somatória dos

percentuais retidos acumulados nas peneiras da série padrão e divido por 100. As peneirasdeterminadas pela norma são: n° 100, n° 50, n° 30, n° 16, n° 8, n° 4, 3/8”, 3/4" e 1 1/2”. Segundo Mehta e Monteiro (1994:261), “a dimensão máxima do agregado não deve ser maiorque um quinto da dimensão mais estrita da forma na qual o concreto será colocado, tambémnão deve ser maior que três quartos da menor distancia livre entre as armaduras de reforço”.

4.1.6. Massa específica e massa unitáriaMassa específica do agregado é a massa por unidade de volume da parte sólida do grão, excluídoos vazios.A massa unitária ou a massa específica aparente do agregado é a massa por unidade de volume,incluídos os vazios entre os grãos. Mehta e Monteiro (1994:257) “descrevem que a massaunitária aproximada dos agregados usados na construção civil em concretos convencionaisvaria de 1.300 a 1.750 Kg/m³”.A massa unitária tem grande importância para converter as composições do concreto dadas emmassa no laboratório para volume habitualmente usado nas obras. É importante também para olevantamento dos quantitativos em volume dos materiais empregados.

4.1.7. Forma e textura


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Segundo Mehta e Monteiro (1994:264-266), “a forma e a textura das partículas influenciammais nas propriedades do concreto no estado fresco que endurecido, porém há evidências deque, pelo menos nas primeiras idades, a resistência do concreto, particularmente a resistência àflexão, pode ser afetada pela textura do agregado”. Bauer (2000:105) cita ainda que “a formados grãos do agregado graúdo influi na qualidade do concreto, ao lhe alterar a trabalhabilidade,afetando, em consequência, as condicionantes de bombeamento, lançamento e adensamento”. As partículas de textura áspera, angulosas e alongadas requerem mais pasta de cimento para

produzir misturas trabalháveis do que as partículas lisas e arredondadas.Os agregados contendo partículas lamelares são prejudiciais, porque estes elementos dificultamo adensamento do concreto, pela falta de uma boa reologia, impedindo a interpenetração dos

grãos.A forma diz respeito às características geométricas, tais como arredondada, angulosa, alongadaou achatada. A tabela a seguir traz uma classificação da forma das partículas dos agregados.

Classificação Descrição Exemplos

Arredondado Completamente erodido pela água ou atrito.Seixo de rio ou de praia;areia de rio ou deserto.

Irregular Naturalmente irregular ou parcialmente desgastado por

atrito, com cantos arredondados.

Outros seixos; opalas.

LamelarMaterial em que a espessura é pequena em relação às

outras dimensões.Rochas laminadas.

AngulosoPossuem arestas bem definidas formadas pela intersecção

de faces relativamente planas.

Pedras britadas emgeral.

AlongadoGeralmente anguloso, em que o comprimento é bem maior

do que as outras dimensões.

DiscóideComprimento muito maior do que a largura e a largura

muito maior do que a espessura

Tabela 4.1 - Classificação da forma das partículas dos agregados (NEVILLE, 1997:130)

A classificação da textura superficial é definida pela análise visual da superfície do agregado,lisa ou áspera. A tabela abaixo mostra os tipos de textura superficial dos agregados segundo

(NEVILLE, 1997:132-133).

Textura Características Exemplos

Vítrea Fratura conchoidalCalcedônia, escória

vitrificada

LisaErodido pela água, ou devido à fratura de cristais finos ou

lamelares.Seixo, ardósia,

mármore, algunsriólitos

GranulosaFratura mostrando grãos uniformes mais ou menos

arredondados. Arenito, oolito.

Áspera

Fratura áspera de rochas finas ou grosseiramente

granuladas com cristais não facilmente visíveis.Basalto, felsito,

calcário.


13/15



Cristalina Com constituintes cristalinos facilmente visíveis. Granito, gabro, gnaisse.

Alveolar Com poros e cavidades visíveis

Tijolo, pedra pomes,espuma ede escória,

clínquer, argilaexpandida.

Tabela 4.2 - Textura superficial dos agregados (NEVILLE, 1997:133)

4.1.8. Absorção de água e umidadeO conhecimento do teor da umidade dos agregados é muito importante, já que a quantidade de

água que os mesmos transportam para o concreto altera o fator água/cimento, ocasionandodecréscimo da resistência mecânica do concreto.“Areias podem sofrer um fenômeno conhecido como “inchamento”, que é o aumento de volume

de uma dada massa de areia devido às películas de água, deslocando as partículas e tendendo asepará-las” (NEVILLE, 1997:148). Dependendo do teor de umidade e composiçãogranulométrica do agregado, pode ocorrer um aumento considerável do volume aparente daareia. O “inchamento” é fundamental para a determinação do traço em volume, comumente

usados nas obras. Na condição ambiente, a amostra sempre absorve alguma quantidade de água, porém, raramenteessa quantidade de água é suficiente para saturar a amostra. A amostra é dita saturada quandotodos os vazios comunicantes estão preenchidos com água.

4.1.9. SanidadeMehta e Monteiro (1994:259-260) consideram que “o agregado é instável quando mudanças noseu volume, induzidas pelo intemperismo, como ciclos alternados de umedecimento e secagem,ou congelamento e descongelamento, resultam na deterioração do concreto”.Geralmente, a instabilidade ocorre para rochas que têm certa estrutura porosa. A instabilidadeestá mais relacionada à distribuição do tamanho dos poros do que à porosidade total doagregado. Distribuições de tamanho dos poros que permitem as partículas dos agregadosficarem saturadas por umedecimento (ou descongelamento no caso de ataque por gelo), masimpedem a drenagem fácil na secagem (ou congelamento), são capazes de causarem altas

pressões hidráulicas dentro das partículas.

4.1.10. Resistência à compressão, resistência à abrasão e módulo de elasticidade.“A resistência à compressão, abrasão e o módulo de elasticidade dos agregados são

propriedades inter-relacionadas, que são muito influenciadas pela porosidade” (MEHTA EMONTEIRO 1994:259).Os agregados devem ter grãos resistentes à compressão e duráveis. Sua resistência aos esforçosmecânicos deve ser pelo menos superior à da pasta de cimento e água depois de endurecida. Osgrãos de um agregado devem ser resistentes à compressão e ao desgaste por abrasão.Segundo Bauer (2000:65) “várias são as rochas aptas a serem exploradas para produção deagregados industrializados”. Bauer (2000:65) cita as principais rochas exploradas e ascaracterísticas das rochas conforme a tabela 4.3:

Rocha Densidade Taxa de ruptura sobcompressão (MPa)

Módulo de Elasticidade(MPa)


14/15



Granito 2,7 90 34.000

Basalto 2,9 140-180 34.000-80.000

Gnaisse 2,8 90-110 46.000-66.000

Calcário 2,8 160 75.000

Arenito 2,3-2,7 50-180 20.000

Tabela 4.3 – Principais rochas exploradas e suas características (BAUER 2000:65)

5. CONCLUSÃOPortanto, a verificação da qualidade dos constituintes do concreto está relacionada diretamente

à qualidade do concreto estrutural. Os cimentos ofertados no Brasil possui diversascomposições que fornece propriedades químicas e físicas diferentes sendo que, a escolhacorreta garante melhor adaptabilidade do seu concreto com as solicitações que ele receberá dedurabilidade, porosidade, trabalhabilidade, permeabilidade, calor de hidratação, resistência àabrasão e resistência à compressão inicial. A água deverá ser portável, e diante daimpossibilidade do uso de água tratada deverá ser garantida sua qualidade através de ensaiosverificando os sólidos suspensos, contaminação por agentes químicos agressivos ao concreto.Os agregados são responsáveis pelas principais propriedades físicas e compondo 80% doconcreto, esse deverá ser um material inerte a reações químicas com cimento e a água paraevitar patologias do concreto, a sua forma, textura e dimensões afetará diretamente a produçãode concreto, devendo este ser escolhido com critério e ensaios para garantir a resistência,

estabilidade dimensional e durabilidade do concreto.O conhecimento dos materiais constituintes do concreto favorecerá o controle de qualidade doconcreto produzido em canteiros de obras, sendo ainda necessário difundir estes conhecimentoentre a equipe de produção para a filtragem dos materiais, separando os contaminantes visíveis.

6. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICASASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5732: Cimento Portlandcomum. Rio de Janeiro, 1991.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5733: Cimento Portlandde alta resistência inicial. Rio de Janeiro, 1991.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5735: Cimento Portlandde alto-forno. Rio de Janeiro, 1991.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5736: Cimento Portlandpozolânico. Rio de Janeiro, 1991.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5737: Cimentos Portlandresistentes a sulfatos. Rio de Janeiro, 1992.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7211: Agregado paraconcreto de cimento Portland: especificações. Rio de Janeiro, 2005.


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ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 11578: Cimento Portlandcomposto. Rio de Janeiro, 1991.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12654: Controletecnológico de materiais componentes do concreto - Procedimento. Rio de Janeiro, 2000.

INSTITUTO BRITÂNICO DE NORMATIZAÇÃO. BS 3148: Methods of test for water formaking concrete (including notes on the suitability of the water). 1980.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND. Guia básico de utilização docimento portland, 7 ed. São Paulo, 2002. 28p. (BT-106)

ALVES, JOSÉ DAFICO. Materiais de construção, VIII Edição, Ed. da UFG/Ed. da UCG,Goiânia – Goiás, 2006.

BAUER, LUIZ. ALFREDO FALCÃO. Materiais de construção, 5a Ed., Rio de Janeiro,LTC - Livros Técnicos e Científicos, 2000.

MEHTA, P. K.; MONTEIRO, P. J. M., Concreto: Estrutura, Propriedades, Materiais, SãoPaulo, Pini, 1994.

NEVILLE, ADAM. Propriedades do concreto, II Edição, São Paulo, Pini, 1997.

PETRUCCI, ELADIO G. R., Materiais de construção, 9 Ed., São Paulo, Globo, 2007.

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