Analise e classificação da forma do agregado graúdo britado para concreto

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Analise e classificação da forma do agregado graúdo britado para concreto
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ARTIGO ORIGINAL

SILVA, Danillo de Almeida [1], GEYER, André Luiz Bortolacci [2]

SILVA, Danillo de Almeida. GEYER, André Luiz Bortolacci. Analise e classificação da forma do agregado graúdo britado para concreto. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. Ano 03, Ed. 12, Vol. 05, pp. 18-28 Dezembro de 2018. ISSN:2448-0959

RESUMO

O presente trabalho descreve uma analise e classificação da forma do agregado graúdo britado para uso em concreto. As referências quanto à determinação da forma do agregado graúdo é baseada em normas regulamentadoras e outros, com intuito de definirem parâmetros de comparações.

O estudo para à classificação da forma do agregado graúdo é relativamente novo (Powers, 1953) foi o primeiro a propor um método de classificação para a forma do agregado. Atualmente existem alguns métodos, alguns propostos por alguns estudiosos e outros exigidos por normas como NBR 7809 (ABNT, 2005), EN 933-3 (em, 1997), ACI E1 (ACI, 2007), British Standard. Testing aggregates, BS 812: part 1(BS, 1975).

No desenvolvimento da metodologia da pesquisa, é descrito a caracterização da forma, parâmetros estabelecidos por normas nacionais, internacionais, além de outras referências que estabelecem diretrizes para classificação da forma do agregado graúdo britado. Com base nessas referências, estabeleceram-se critérios e parâmetros para determinar a forma do agregado graúdo britado em 4 (quatro) categorias: forma cúbica, forma alongada, forma lamelar e forma alongada-lamelar.

Palavra-Chave: Propriedade, determinação da forma, agregado graúdo, concreto.

INTRODUÇÃO

A forma do agregado graúdo é uma das propriedades referenciadas por vários pesquisadores, e a mesma exerce influência nas propriedades mecânicas do concreto. Agregados contendo partículas inadequadas são prejudiciais, pois estes elementos dificultam o adensamento do concreto, impedindo a interpenetração dos grãos.

Agregados com graus mais elevados de cubicidade apresentam resistência mais elevada e propiciam melhor trabalhabilidade do concreto de cimento Portland.

Segundo, (Paraguassu e Frazão, 1998) os métodos comumente utilizados para determinar a forma dos fragmentos, se baseiam na medição de dimensões dos fragmentos por meios de linhas imaginarias que definem comprimento, largura e espessura.

A forma dos agregados se refere à sua geometria tridimensional. Como é difícil representar corpos tridimensionais irregulares, é mais conveniente definir certas características geométricas desses corpos, tais como alongamento, achatamento, cubicidade, esfericidade, angulosidade etc. (Nunes e Marques, 2007).

METODOLOGIA

As referências quanto à determinação da forma do agregado graúdo para uso em concreto é baseada em normas regulamentadoras e outros, com intuito de caracterizar a forma do agregado, tais como:

  • NBR 7809. ABNT, 2005. Agregados graúdos: Determinação do índice de forma pelo método do paquímetro – Método de ensaio.
  • NBR 7225. ABNT, 1993. Materiais de pedra e agregados naturais.
  • EN 933-3 Determinação da forma das partículas: índice de descamação. Norma Europeia. EN, 2002.
  • EN 933-4 Determinação da forma das partículas: índice de forma. Norma Europeia. EN de 2008.
  • ACI – Agregados para Concreto E1/2007 – PAC. 3, 3.5: A forma da partícula, angularidade e textura superficial.
  • ASTM D 4791 – Partículas Flat, partículas alongadas, ou partículas planas e alongadas no agregado graúdo (ASTM, 2005).
  • ASTM D 5821/ 01 – Método de teste padrão para determinar o percentual de fraturado. Partículas em agregado graúdo (ASTM, 2001)
  • British Standard. Agregados ensaios – Parte 105. Métodos para determinação de partículas, Secção 105,1 índice forma planas.
  • British Standard. Agregados ensaios – Parte 105. Métodos para determinação de partículas, Secção 105,2, índice Alongamento de agregado graúdo.
  • British Standard 812: Parte 1: 1975 agregados testes. Métodos de amostragem. In: Neville, 1997.

Existem métodos para a avaliação da forma das partículas, que basicamente podem ser definidas em dois processos:

  • Método direto, que consiste em fazer medições geométricas sobre cada uma das partículas, daí determinar parâmetros (índice de cubicidade, índice de lamelação, índice de alongamento);
  • Método indireto, que determina certas propriedades do conjunto de partículas do agregado, através de mecanismos que relacionam as dimensões e permitem classificar o grau de cubicidade ou por meio de índices de frequências de cada tipo de forma.

2.1 COMPARAÇÃO ENTRE AS DIFERENTES NORMAS

Foram analisadas dez normas de diferentes países para a determinação da forma do agregado graúdo britado (ver Tabela 2.1), sendo todas para uso em concreto de cimento Portland.

As normas analisadas são semelhantes: utilizam a relação de suas dimensões para determinar sua forma. Porém, diferenciam-se em determinados pontos, como o método direto e indireto e/ou suas relações.

No método direto algumas normas utilizam apenas duas dimensões da partícula comprimento/espessura para determinar a sua forma, tendo uma relação de suas dimensões. Outras normas utilizam as três dimensões de uma partícula comprimento/largura e largura/espessura, tendo duas relações de suas dimensões para determinar sua forma. Outro ponto distinto entre as normas é sua razão.

A norma NBR 7809 (ABNT, 2005), utiliza para concreto hidráulico a razão entre suas dimensões de 3:1, sendo predominante entre as normas analisadas para uso em concreto. Entretanto, a norma ACI E1-07 (ACI, 2007) e ASTM D 4791 (ASTM, 2001) têm uma aceitação de até 5:1 para agregados britados, tendo uso para concreto hidráulico.

Outras normas, como a NBR 7225 (ABNT, 1993), utilizam uma razão de 2:1 para determinação da forma do agregado britado. A norma BS 812: Section 105.1 (BS, 1989) determina o índice de achatamento do agregado graúdo como a razão entre suas dimensões espessura/comprimento menor que determinado fator < 0,6.

A norma BS 812: Section 105.2 (BS,1990) determina o índice de alongamento, estabelece parâmetros de classificação entre forma cúbica e forma alongada, utiliza a razão entre suas dimensões e define até qual índice é classificado como forma cúbica e a partir de qual índice é classificado como forma alongada.

Um dos fatores predominantes em quase todas as normas analisadas é a inexistência de uma faixa de aceitação e rejeição das partículas para seu determinado uso.

A tabela 2.1 apresenta a interpretação das normas analisadas, determinação do índice de forma com referência das normas.

Tabela 2.1 Determinação do índice de forma (referência das normas).

Fonte: autor

3. PROGRAMA EXPERIMENTAL

3.1 INTERPRETAÇÃO DA FORMA DO AGREGADO GRAÚDO BRITADO

A forma desejada de uma partícula é a cúbica, e adotando-se a proporção de 3:1, a mais abordada entre as referências, e tendo o produto da britagem partículas de diversas formas e tamanhos, podemos classificá-las segundo sua forma.

Figura 3.1 Interpretação da Forma do agregado graúdo britado

Fonte: autor

Considerando a forma ideal desejada no processo de britagem, um agregado classificado segundo sua granulométrica com partículas de 0,25 a 0,38 mm, e considerando as dimensões exatas (imaginando uma forma perfeita), podemos classificar a forma do agregado graúdo segundo a razão de suas dimensões comprimento/espessura e largura/espessura.

Figura 3.2 Projeção da forma perfeita da partícula sobre a verdadeira

Fonte: autor
Fonte: autor

Há algumas noções gerais que podem ser utilizadas para classificar as diferentes definições das propriedades referentes à forma ou parâmetros criados para definir a forma de um agregado. Como uma breve elucidação sobre o assunto, a ideia é que a forma de uma partícula pode ser definida como imaginada em uma projeção da forma perfeita da partícula sobre a verdadeira (a área de uma projeção arbitrária (bidimensional) da partícula, ou seja, exata, com o volume verdadeiro, ou área de superfície real, medido em três dimensões).

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES

4.1 INTERPRETAÇÃO DA FORMA DO AGREGADO GRAÚDO BRITADO

Com base nas interpretações das normas analisadas e outras referências para determinação da forma do agregado graúdo britado, e levando considerações como processo de extração e processo de produção do agregado, têm-se como produto partículas angulares com cantos e bordas bem definidas, característico dos mecanismos de britagem.

O processo de britagem produz partículas com tamanhos e formas variadas. Uma das formas comumente utilizadas pelas normas é classificar suas dimensões e analisar as proporções. Algumas normas utilizam uma proporção de 2:1, na qual a maior dimensão (comprimento) é até duas vezes a menor dimensão (espessura). Outras utilizam uma proporção de 3:1 sendo, a mais abordada entre as normas para a determinação da forma do agregado graúdo britado. Outras, porém pouco abordodado utiliza a proporção de 5:1, em que o comprimento pode ser até cinco vezes a menor dimensão, espessura.

Para uma análise de um agregado em uma amostra definem-se seus eixos e se obtém a maior dimensão denominada comprimento, dimensão intermediaria denominada largura e menor dimensão espessura. A classificação do agregado graúdo britado é dada conforme o grau de cubicidade da partícula, e, conforme as normas analisadas, as partículas de um agregado podem ser classificadas em cúbica, alongada, lamelar e alongada lamelar.

Figura 2.6 Forma cúbica

Fonte: autor
  • Forma cúbica: partícula que possui as três dimensões semelhantes e pouca variação entre suas dimensões. Quando observadas, assemelham a um cubo.
Fonte: autor

Figura 2.7 Forma alongada

  • Forma alongada: partícula em que uma dimensão é significativamente maior do que as outras duas dimensões.
Fonte: autor

Figura 2.8 Forma lamelar

  • Forma lamelar: partícula em que duas dimensões são aproximadas, e significativamente menores em relação que à terceira dimensão.
Fonte: autor

Figura 2.9 Forma alongada-lamelar

  • Forma alongada-lamelar: partícula que tem três dimensões significativamente diferentes, por exemplo: o comprimento consideravelmente superior à largura e a largura superior à espessura.

5. CONCLUSÃO

O agregado graúdo britado deve ser classificado na seguinte ordem: cúbico, alongada, lamelar e alongada-lamelar, sendo aconselhado o uso em concreto a forma cúbica, conhecida como forma equidimencional.

A norma NBR 7809 (ABNT, 2005), estabelece critérios de aceitação e rejeição para o agregado graúdo com base na razão de suas dimensões c/e < 3 ou c/e > 3, e a norma BS 812: Section 105.2 (BS, 1990), determina o índice de alongamento e estabelecem critérios que define a forma cúbica em relação à forma alongada, esta norma determina em até que índice é classificado como forma cúbica e a partir de que índice e classificado como forma alongada e a norma BS 812: Section 105.1 (BS,1989), determinação do índice de achatamento e/c < 0,6.

De forma sucinta, o agregado britado ideal deve ser cúbico, angular, limpo e com um mínimo de partículas lamelares e alongadas.

Na tabela 5.1 estabelece critérios de classificação da forma do agregado graúdo britado.

Tabela 5.1 Determinação do índice de forma

Forma Razão Índice
Cúbica c/e < e l/e < 1,8
Alongada c/e > e l/e < 1,8
Lamelar c/e > e l/e > 2,4
Along.-lamelar c/e > e l/e > 3,0

 

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Silva, D. A., Estudo da influência do índice de forma do graúdo nas propriedades mecânicas do concreto. Dissertação de (Mestrado) – Universidade Federal de Goiás, Escola de Engenharia Civil, 2012

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7809: AGREGADO GRAÚDO – Determinação do Índice de Forma Pelo Método do Paquímetro. Rio de Janeiro, 2005.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7.211: Agregado para concreto – Especificação. Rio de Janeiro, 1983.

AMERICAN CONCRET INSTITUTE. ACI 213R-87, Guide for Structural Lightweight Aggregate Concrete. USA. 1987

ASTM D 4791 Standard Test Method for Flat and Elongate Particles in Coarse Aggregates, American Society for Testing and Materials, 2005.

ASTM D 5821 Standard Test Method for Determining the Percentage of Fractured Particles in Coarse Aggregate, American Society for Testing and Materials, 2001.

BS 812. Testing aggregates, Part 105. (Methods for Determination of Particle Size and Shaper), British Standard, 1989. Section 105.1 – Flakiness índex.

BS 812. Testing aggregates, Part 105. (Methods for Determination of Particle Size and Shaper), British Standard, 1990. Section 105.2 – Elongation índex of coarse aggregate.

BS 812. Testing aggregates, Part 1. (Methods for sampling), British Standard, 1975.

Nunes, M. F., Marques, E. P. Agregados para a construção civil. In: Materiais de construção civil e princípios da ciência e eng. de materiais. 2007, v. 1, pg. 481 – 524.

PARAGUASSU, A. B; FRAZÃO, E. B. Materiais Rochosos para Construção. In: Antonio Manoel dos Santos Oliveira; Sérgio Nertan Alves de Brito (Org.) Geologia de Engenharia. São Paulo: Associação Brasileira de Geologia de Eng. Ambiental, v. único, 1998. p. 331-342.

[1] Mestrando em Engenharia Civil da Escola de Engenharia Civil da. Universidade Federal de Goiás (UFG).

[2] Professor Doutor, departamento de Construção Civil da Escola de Engenharia Civil. Universidade Federal de Goiás (UFG).

Enviado: Março, 2018

Aprovado: Dezembro, 2018

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