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2.2 MATERIAIS CONSTITUINTES DO CONCRETO

O cimento Portland é o produto obtido pela pulverização de clinker constituído essencialmente de silicatos hidráulicos de cálcio, com certa proporção de sulfato de cálcio natural, contendo, eventualmente, adições de certas substâncias que modificam suas propriedades ou facilitam o seu emprego.

O clinker é um produto de natureza granulosa, resultante da calcinação de uma mistura daqueles materiais, conduzida até a temperatura de sua fusão incipiente.

O cimento Portland possui na sua composição total de óxidos, essencialmente cal, sílica, alumina e óxido de ferro, esses materiais chegam a compor 96%. Sua composição química pode ser modificada com a adição de novos compostos, criando assim algumas derivações do cimento que agregarão ou melhorarão algumas características do cimento portland.

Dentre as características do cimento Portland a finura é a que se destaca, sendo ela responsável pela velocidade da reação de hidratação do mesmo e tem sua influencia comprovada em muitas qualidades de pasta, das argamassas e dos concretos.

O aumento da finura melhora a resistência, particularmente a resistência da primeira idade, diminui a exsudação e outros tipos de segregação, aumenta a impermeabilidade, a trabalhabilidade e a coesão dos concretos e diminui a expansão em autoclave (BAUER, 2000).

2.2.2 Agregados minerais

Segundo Bauer (2000) os agregados constituem um componente importante no concreto, contribuindo com certa de 80% do peso e 20% do custo de concreto estrutural sem aditivos. Suas características apresentam larga gama de variação, o que os leva, na tecnologia do concreto, a ser submetidos a acurado estudo e a controle de qualidade tanto antes como durante a execução da obra.

Mehta (1994) diz ainda que agregados de minerais naturais compreendem mais de noventa por cento do total dos agregados usados na produção de concreto. Os agregados são materiais considerados de baixo custo e não entram em reações químicas complexas com a água, portanto têm sido tratados como materiais de enchimento inerte ao concreto. Entretanto as propriedades dos agregados têm mostrado que seu papel na composição do concreto não é apenas de enchimento e tem papel importante na composição do concreto.

Os agregados classificam-se de acordo com a origem, dimensões das partículas e o peso especifico aparente.

a) Segundo a origem.

Naturais – Os que já se encontram em forma particulada na natureza: areia e cascalho.

Industrializados – Os que têm sua composição particulada obtida por processos industriais.

b) Segundo as dimensões das partículas

Miúdos – As areias.

Graúdos – Os cascalhos e as britas.

A areia é considerada como agregado miúdo na construção civil. Os diâmetros limites adotados para classificar um agregado como areia variam conforme o ponto de vista em que se em cara a questão. Assumindo os diâmetros limites para agregado miúdo como sendo 0,15/4,8mm.

A areia, como material de construção, precisa de grãos formados por material consistente. Um granulado de grãos friáveis será apenas um material enquadrado na fração areia. O quadro 1 mostra os requisitos granulométricos para agregado miúdo.

Peneiras (Especificação R 1) Porcentagem passante

Quadro 1: Requisitos granulométricos para agregados miúdos. Fonte: MEHTA (1994)

O quadro 2 mostra as faixas granulométricas entre as areias.

muito fina faixa 1 de 1,35 a 2,25 fina faixa 2 de 1,71 a 2,85 média faixa 3 de 2,1 a 3,38 grossa faixa 4 de 2,71 a 4,02 areia de praia 1,39

Quadro 2: Porcentagens dos tamanhos de grão. Fonte: BAUER (2000)

Para uso em concreto, a Norma estabelece que a curva granulométrica se desenvolva entre os limites inferior e superior da tabela, que define os fusos granulométricos. (figura 1) que mostras as faixas extremas; G-grossa e MF-Muito fina.

Figura 1: Faixas granulométricas. Fonte: BAUER (2000)

Segundo Mehta (1994) o termo agregado graúdo refere às partículas de agregados maiores do que 4,8mm (peneira nº4). Pedregulho é o agregado graúdo resultante da desintegração natural e abrasão da rocha ou do processamento mecânico (britagem) de conglomerados fracamente cimentados.

Para Bauer (2000) a pedra britada é o produto de cominuição de rocha que se caracteriza por tamanhos nominais de grãos enquadrados ente 2,4 e 64 m.

Conforme o emprego a que se destina a brita é subdividido em diferentes faixas granulométricas, que variam de 0 a 4 conforme a norma NBR 7211/1983.

Comercialmente, a pedra britada é produzida em cinco categorias, denominadas, pedrisco e pedras 1 a 4, conforme mostra a figura 2.

Figura 2: Brita Industrial. Fonte: BAUER (2000) c) Segundo o peso Especifico Aparente

Conforme a densidade do material que constitui as partículas, os agregados são classificados em leves, médios e pesados.

No quadro 3 relaciona alguns deles e os valores aproximados das médias das densidades aparentes.

Leves Médios Pesados vermiculita 0,3 calcário 1,4 barita 2,9 argila expandida 0,8 arenito 1,45 ematita 3,2 escória granulada 1,0 cascalho 1,6 magnetita 3,3 granito 1,5 areia 1,5 escória 1,7

Quadro 3: Requisitos granulométricos para agregados miúdos. Fonte: METHA (1994)

Segundo Mehta (1994) as características dos agregados que são importantes para a tecnologia do concreto incluem a porosidade, composição granulométrica, absorção de água, forma e textura superficial das partículas, resistência à compressão, modulo de elasticidade e os tipos de substâncias deletérias presentes. Quanto às características com maior influência na dosagem estão massa especifica, absorção de água, resistência, dureza, módulo de elasticidade e sanidade. Tanto as características dos agregados minerais para a tecnologia do concreto quanto às características para a dosagem, derivam da composição mineralógica da rocha matriz (figura 6).

Figura 3: Condições prévias e condicionantes do processo de fabricação do agregado que determinam suas características (MEHTA 1994)

As características dos agregados:

a) Massa Especifica

Para fins de dosagem não é necessário. Para efeito de dosagem do concreto, é importante conhecer o volume ocupado pelas partículas do agregado, incluindo os poros existentes dentro das partículas. Portanto, é suficiente determinação da massa especifica que é determinada pela massa do material por unidade de volume, incluindo os poros internos das partículas. Para muitas rochas comumente utilizadas a massa especifica varia entre 2600 e 2700 kg/m³.

b) Massa Unitária

Necessária para a dosagem de concretos e, definida como massa das partículas do agregado que ocupam uma unidade de volume. O fenômeno de massa unitária surge porque não é possível empacotar as partículas dos agregados juntas, de tal forma que não haja espaços vazios. O termo massa unitária é assim relativo ao volume ocupado por ambos agregados e vazios. A massa

unitária aproxima os agregados comumente usados em concreto normal varia de 1300 a 1750 kg/m³.

c) Absorção

Quando todos os poros permeáveis estão preenchidos e não há um filme de água na superfície, o agregado é dito estar na condição saturada superfície seca (S), quando o agregado está saturado e também há umidade livre na superfície, o agregado esta na condição úmida ou saturada. Na condição seca em estufa, toda água evaporável do agregado foi removida pelo aquecimento a 100°C. Capacidade de absorção é definida como a quantidade total de água requerida para trazer um agregado da condição seca em estufa para a condição S; Absorção efetiva é definida como a quantidade de água requerida para trazer o agregado da condição seca ao ar para a condição S.

d) Inchamento

Dependendo do teor de umidade e composição granulométrica do agregado, pode ocorrer um aumento considerável do volume aparente da areia, porque a tensão superficial da água mantém as partículas afastadas. Como a maioria das areias são despachadas para uso na condição saturada, podem ocorrer grandes variações nos consumos por betonada. Por esta razão, a dosagem de concreto em massa tem se tornado uma pratica normalizada na maioria dos paises.

e) Resistência à compressão, resistência à abrasão e modulo de Elasticidade.

A resistência à compressão, resistência à abrasão e modulo de Elasticidade são propriedades inter-relacionadas, que são muito influenciadas pela porosidade. Os agregados naturais comumente usados na produção de concreto normal, são geralmente densos e resistentes; portanto, raramente são fatores limitantes da resistência e propriedades elásticas do concreto endurecido.

f) Sanidade

Considera-se que o agregado é instável quando mudanças no seu volume, induzidas pelo intemperismo, como ciclos alternados de umedecimento e secagem, resultam em deterioração do

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