Ensaio nº1 Determinacao da composicao granulometrica dos agregados miudos e graudos

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Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais

Campus de Poços de Caldas

Ensaio nº1 : Determinação da composição granulométrica dos

agregados miúdos e graúdos.

Bárbara Kali Santos

Cássia S. Cardoso da Silva

Marcela dos Santos Penna

Poços de Caldas

Junho/2013

Bárbara Kali Santos

Cássia S. Cardoso da Silva

Marcela dos Santos Penna

Ensaio nº1 : Determinação da composição granulométrica dos

agregados miúdos e graúdos.

Trabalho apresentado á Pontifícia

Universidade Católica de Minas

Gerais- PUC, como parte da disciplina

de Materiais de Construção Civil II da

graduação de Engenharia Civil.

Orientador: Prof. Ricardo Couceiro Bento

Poços de Caldas

Junho/2013

Sumário

1. Introdução e Objetivo.…………………………………………………….…04

2. Revisão Teórica……………………………………………………………...05

3. Aparelhagem utilizada……………………………………………………….07

4. Procedimentos e Resultados…………………..……………………………08

4.1. Resultados Agregado Miúdo...……………......………………...…….08

4.2. Resultados Agregado Graúdo.………………………………………..12

5. Conclusão………………………………………………….……………….……...15

6. Referências Bibliográficas…………………………………………………….…16

INTRODUÇÃO

Agregados são materiais sem forma ou volume definido, geralmente

inerte, de dimensões e propriedades adequadas para produção de argamassas

e de concreto.

O agregado escolhido para uma determinada função deve apresentar

propriedades de modo a suportar tensões impostas na superfície e no interior

de um pavimento. O desempenho das partículas de agregado depende da

maneira como são produzidas, mantidas unidas e das condições sob as quais

vão atuar. A escolha do agregado ideal é feita em laboratório, através de uma

série de ensaios.

O Ensaio de Granulometria determina a distribuição percentual dos

diferentes tamanhos dos grãos do agregado. É representada pela Curva de

Distribuição Granulométrica, que relaciona a porcentagem de material que

passa por uma peneira com o log do diâmetro da abertura desta mesma

peneira.

Para a realização deste ensaio, a amostra é seca em estufa, pesada e

posteriormente passada em uma série de peneiras padronizadas. Os

agregados podem ser peneirados manualmente ou com a utilização de um

peneirador mecânico. A distribuição dos diferentes tamanhos dos grãos é

calculada através da comparação entre o material retido em cada peneira e o

total da amostra ensaiada.

OBJETIVO

Este trabalho tem por objetivo ensinar como é realizado o Ensaio de

Granulometria para os agregados miúdos e graúdos. O ensaio em questão é

usado para a caracterização destes agregados.

Revisão Teórica

AGREGADOS

Os agregados podem ser denominados graúdos ou miúdos, de acordo

com seu diâmetro. Aqueles que ficam retidos na peneira com abertura de

4,8mm, com tolerância de passar até 5% em massa, são graúdos, e os que

passam pela mesma, com tolerância de ficar retido ate 5% em massa, são

miúdos. São necessários os dois tipos de agregados no concreto normalmente

utilizado, mas já existem concretos sem a presença de agregado graúdo. .

Estes materiais podem ter origem natural, quando utilizados da mesma forma

que foram retirados da natureza, ou artificial, quando modificados antes da

utilização.

Para que os agregados possam ser utilizados no concreto, deve-se

conhecer algumas de suas propriedades, para isso são realizados ensaios em

laboratório. Tais ensaios nos fornecem dados como Massa Específica Real e

Unitária, Diâmetro Maximo, Modulo de Finura, Umidade, Inchamento e Índice

de Forma.

O Diâmetro Maximo é dado a partir do ensaio com as peneiras da

norma ABNT 7211. O módulo de finura corresponde ao valor resultante da

soma da percentagem retida acumulada nas peneiras da série normal citadas

anteriormente, divididas por 100.

Os agregados miúdos podem ser classificados de acordo com sua

espessura como mostram as tabelas:

Tabela 1: Classificação de areia

Areia Tamanho Nominal - mm

Mínima Máxima

Grossa 0,420 1,200

Média 0,200 0,420

Fina 0,075 0,420

Tabela 2: Classificação de pedregulho

Pedregulho Tamanho Nominal - mm

Mínima Máxima

Fino 2,000 4,800

Tabela 3: Classificação de Pedrisco

A classificação do agregado miúdo também pode ser feita a partir do módulo

de finura:

3,9≤MF Muito grosso

3,3≤MF<3,9 Grosso

2,4≤MF<3,3 Médio

MF<2,4 Fino

Os agregados graúdos também são classificados pelo diâmetro.

Tabela 4: Classificação de Pedra britada

Pedra Britada Tamanho Nominal - mm

Graduação Mínima Máxima

1 4,800 12,50

2 9,500 25,00

3 19,50 31,50

4 25,00 50,00

5 37,50 75,00

Tabela 5: Classificação de pedregulho

Pedregulho Tamanho Nominal - mm

Mínima Máxima

Muito Grosso 50,00 100,0

Grosso 25,00 50,00

Médio 4,800 25,00

AGREGADO MIUDO

O agregado miúdo é aquele menor que 4,8mm (por norma, se ficar

retido ate 5% na peneira 4,8mm o agregado ainda é considerado miúdo ). O

Pedrisco Tamanho Nominal - mm

Mínima Máxima

Grosso 2,000 4,800

Média 0,420 2,000

Fino 0,075 0,420

ensaio de granulometria realizado de acordo com a NBR 7211, fornece o

modulo de finura, o diâmetro máximo, a curva granulometria do agregado

miúdo.

O ensaio consiste em colocar a amostra de agregado em uma serie de

peneiras; a serie de peneira normal consiste nas peneiras: 76mm, 38mm,

19mm; 9,5mm; 4,8mm; 2,4mm; 1,2mm; 0,60mm; 0,30mm; 0,15mm; enquanto

que a serie de peneiras intermediarias consiste; 64mm; 50mm; 32mm; 25mm;

12,5mm; 6,3mm.Os agregados miúdos passam somente pelas series normais

inferiores a 4,8mm (incluindo).

O módulo de finura é a soma das porcentagens retidas acumuladas em

massa de um agregado nas peneiras da série normal dividida por 100 e

classifica a areia em grossa, média e fina. O diâmetro máximo do agregado

corresponde à abertura da malha da peneira à qual há uma porcentagem retida

acumulada igual ou imediatamente inferior a 5% em massa. A NBR 6118

determina o limite máximo do agregado graúdo para que não atrapalhe a

concretagem.

AGREGADO GRAÚDO

o agregado graúdo é aquele que fica retido na peneira 4,8mm (por

norma se passar ate 5% na peneira 4,8mm, o agregado ainda é considerado

graúdo). Assim como para o agregado miúdo, a resposta do ensaio de

granulometria fornece o modulo de finura, a dimensão máxima e curva

granulométrica do agregado.

A diferença entre os ensaios realizados para agregado miúdo e graúdo

consiste na quantidade de material a ser peneirado.

Aparelhagem Utilizada

Balança com resolução de 0,1% da massa

Peneiras das séries normal e intermediária, tampa e fundo

Agitador mecânico de peneiras

Bandeja

Pincel com cerdas macias

Fundo avulso de peneiras

Procedimentos

Agregados Miúdos

O ensaio realizado para a determinação granulométrica do agregado

miúdo consistiu em pesar 500g de areia, em um vasilhame de vidro

anteriormente tarado na balança.

Todo o material foi colocado no jogo de peneiras de ordem: 4,8mm;

2,4mm; 1,2mm; 0,6mm; 0,3mm; 0,15mm e fundo, e o conjunto foi colocado no

agitador mecânico por 4 minutos.

Logo em seguida, tarou-se um prato de metal e as peneiras foram

pesadas juntamente com o material que nelas restaram, uma a uma.

Com esse procedimento obtivemos os seguintes resultados.

Tabela 6: Pesos retidos após 4min de peneiramento.

Peneiras(mm) 4,80 2,40 1,20 0,60 0,30 0,15 fundo

Peso retido (g) 548 668 658 656 578 618 424

Conforme a norma ABNT NBR 7211, deve-se fazer um segundo

peneiramento de 1 minuto para comparar os resultados. Esta etapa nos

forneceu os seguintes dados.

Tabela 7: Pesos retidos após 1min de peneiramento - 1º

Peso retido (g) 574 686 674 666 598 606 420

É notável que há algo de errado nos resultados, porque a tendência era

que as peneiras superiores mantivessem ou perdessem massa, mas logo na

primeira percebemos que a massa aumentou consideravelmente, o que era

impossível, então constatamos que o erro estava sendo causado pela balança,

que apesar de possuir precisão de ±2g, estava oscilando muito e perdendo a

sua configuração de tara. Por conta disso o procedimento foi repetido mais

uma vez durante 1 minuto.

Peso retido (g) 544 644 646 646 570 610 426

Agora com os resultados possíveis, foram os feitos os cálculos previstos

na norma NBR 7211, que diz que o erro entre as duas ultimas peneiradas não

deve ultrapassar 1%, sendo o erro calculado por:

onde 'Panterior' é o peso anterior e 'Patual' é o peso atual.

Calculando o erro da tabela 8 em relação à 7 temos:

Peneira 4,8mm -

Peneira 2,4mm -

Peneira 1,2mm -

Peneira 0,6mm -

Peneira 0,3mm -

Peneira 0,15mm -

Fundo -

Como o erro em pelo menos uma das peneiras foi superior a 1%, foi

necessário refazer o procedimento por mais 1 minuto, como mostra a tabela 9.

Peso retido (g) 552 666 650 646 570 606 432

Com os novos valores, os cálculos foram refeitos como já demonstrado

anteriormente, e os resultados dos erros são os seguintes:

Peneira 4,8mm =

Peneira 2,4mm =

Peneira 1,2mm =

Peneira 0,6mm =

Peneira 0,3mm =

Peneira 0,15mm =

Fundo =

Ainda obtivemos erros superiores a 1%, portanto foi conveniente refazer

o peneiramento por mais 1 minuto.

Peso retido (g) 552 666 650 644 570 600 438

Refeitos os cálculos, os valores são mostrados abaixo.

Peneira 4,8mm =

Peneira 2,4mm =

Peneira 1,2mm =

Peneira 0,6mm =

Peneira 0,3mm =

Peneira 0,15mm =

Fundo =

Nota-se que um valor está acima do aceitável, o que torna necessário

agitar o material por mais 1 minuto, porém isso não ocorreu devido ao tempo

disponível na aula, mas ainda assim consideramos que o resultado estivesse

conforme a norma NBR7211 para prosseguir com o procedimento.

A areia existente em cada peneira foi retirada separadamente e

colocada num vasilhame tarado na balança, o que nos deu somente a massa

do material retido.

Tabela 11: peso do material retido na série de peneiras

Peso retido (g) 0 16 94 166 96 94 24

Por norma o somatório do peso retido deve ser igual ao peso inicial, no

caso 500g, e no máximo 0,3% inferior.

O erro está fora de norma pois ultrapassou os 0,3%, porém quando o

material foi reunido em apenas um vasilhame, o peso da amostra passou a

valer 496g, o que nos dá um erro de 0,8%. Seria necessário refazer todo o

experimento, mas não foi possível por motivos já explicitados.

Segue a tabela com os cálculos gerais.

Tabela 12: Dados gerais do ensaio

Peneiras -

Retido(g)

Material(g)

% Retida

Aprox.(%)

% Retida

Acumulada(%)

4,8 552 552 0 0 0 0

2,4 666 666 16 3,2 3 3

1,2 650 650 94 18,8 19 22

0,6 646 644 166 33,2 33 55

0,3 570 570 96 19,2 19 74

0,15 606 600 94 18,8 19 93

Fundo 432 438 24 4,8 5 98

Ʃ 490 98 98

Notamos que parte do material foi perdido durante o experimento, o que

deve à precisão da balança.

CÁLCULO DO MÓDULO DE FINURA

Este cálculo consiste em somar os percentuais retidos acumulados das

peneiras de séries normais e dividir o resultado por 100.

Com este valor obtido podemos classificar a areia como grossa. CÁLCULO DO DIÂMETRO MÁXIMO

Trata-se do diâmetro da peneira com percentual retido acumulado menor

ou igual a 5% que neste caso é igual a 2,4mm.

CURVA GRANUMETRICA

y = 0,0018x2 - 4,9638x + 112,34 R² = 0,9175

0 5 10 15 20 25 30

Abertura das peneiras - mm

Curva granulométrica do agregado miúdo

Agregados Graúdos

O ensaio realizado para a determinação granulométrica do agregado

graúdo trata-se de pesar 5000g de brita, segundo a norma, mas devido aos

recursos do laboratório, tal ensaio foi feito com apenas 1000g do material, que

foi pesado em um vasilhame de vidro anteriormente tarado na balança.

Todo o material foi colocado no jogo de peneiras de ordem: 25mm;

19mm; 12,5mm; 9,5mm; 6,3mm; 4,8mm e fundo, e o conjunto foi colocado no

agitador mecânico por 4 minutos.

Logo em seguida, tarou-se um prato de metal e as peneiras foram

pesadas juntamente com o material que nelas restaram, uma a uma.

Com esse procedimento obtivemos os seguintes resultados.

Tabela 13: Pesos retidos após 4min de peneiramento.

Peneiras(mm) 25 19 12,5 9,5 6,3 4,8 fundo

Peso retido (g) 598 566 1126 906 882 608 434

Conforme a norma ABNT NBR 7211, deve-se fazer um segundo

peneiramento de 1 minuto para comparar os resultados. Esta etapa nos

forneceu os seguintes dados.

Peso retido (g) 598 566 1104 916 892 608 434

Como já feito para o agregado miúdo, deve-se calcular também o erro para cada peneira da tabela 14 em relação à 13 temos.

Peneira 25mm -

Peneira 19mm -

Peneira 12,5mm -

Peneira 9,5mm -

Peneira 6,3mm -

Peneira 4,8mm -

Fundo -

Após os cálculos percebemos que seria necessário refazer o

procedimento de agitação das peneiras por mais 1 minuto, já que constatamos

a existência de erros superiores a 1%.

Peso retido (g) 598 564 1194 920 896 608 434

Recalculando os erros, agora da tabela 15 em relação à 14, temos:

Peneira 25mm -

Peneira 19mm -

Peneira 12,5mm -

Peneira 9,5mm -

Peneira 6,3mm -

Peneira 4,8mm -

Fundo -

Diferentemente do ensaio do agregado miúdo, neste procedimento

alcançou-se erros inferiores a 1%. Para finalizar o ensaio pesamos o material

retido em cada peneira separadamente e obtivemos os seguintes valores:

Tabela 16: Peso do material retido na série de peneiras

Peneiras(mm) 25 19 12,5 9,5 6,3 4,8 fundo Ʃ

Peso retido (g) 0 0 426 320 176 58 20 1000g

Logo após o material foi reunido num só recipiente e foi pesado

novamente, resultando em 1000g, a mesma massa do inicio do ensaio. Isso

nos mostra que o ensaio não perdeu nada, ou seja o erro total foi de 0%.

Sendo assim podemos continuar os cálculos.

Tabela 17: Dados gerais do ensaio

Peneiras -

Retido(g)

Material(g)

% Retida

Aprox.(%)

% Retida

Acumulada(%)

25 598 598 0 0 0 0

19 566 564 0 0 0 0

12,5 1104 1094 426 42,6 42 42

9,5 916 920 320 32 32 74

6,3 892 896 176 17,6 18 92

4,8 608 608 58 5,8 6 98

Fundo 434 434 20 2,0 2 100

Ʃ 1000 100 100

CÁLCULO DO MÓDULO DE FINURA

Somatório dos percentuais retidos acumulados das peneiras de séries

normais e divisão do resultado por 100.

CÁLCULO DO DIÂMETRO MÁXIMO

A abertura da peneira com percentual retido acumulado menor ou igual a

5% que neste caso é igual a 19mm. Sendo assim concluímos que a brita

estudada foi a brita 2.

CURVA GRANUMETRICA

y = 0,0289x3 - 1,0528x2 + 4,2837x + 99,764 R² = 0,9977

0 5 10 15 20 25 30

Abertura das peneiras - mm

Curva granulométrica do agregado graúdo

CONCLUSÃO

Com a análise dos resultados que foram obtidos durante o ensaio, foi

necessário peneirar um maior número de vezes o agregado miúdo, para que o

erro percentual encontrado na Equação (1) fosse menor ou igual a 1% (que é o

valor permitido pela norma NBR 7211).

Tais desvios podem ser atribuídos ao fato de o agregado miúdo ser mais

fino e, portanto, se aderir mais facilmente ao conjunto de peneiras utilizado no

ensaio. Isto gera um erro considerável quando são realizados os cálculos.

Além disso, a tara fixada na balança se perdeu durante as pesagens, o

que não permitiu que os resultados estivessem imediatamente corretos,

implicando na necessidade de serem feitas mais pesagens.

Já no ensaio do agregado graúdo não se obteve grandes erros iniciais,

porque o material é de naturalmente mais volumoso e, dificilmente fica aderido

ao conjunto de peneiras. Também a tara da balança se manteve correta

durante todo o procedimento. Devido a esses fatos, este ensaio foi concluído

mais rapidamente.

Contudo, o resultado do ensaio foi satisfatório, pois foi possível

identificar na prática o que já havia sido estudo na teoria.

Referências Bibliográficas

→ Norma ABNT NBR7211 - Associação Brasileira de Normas Técnicas, Determinação da composição granulométrica de agregados miúdos e graúdos para concreto. → Norma ABNT NBR7217 - Associação Brasileira de Normas Técnicas, Agregados para concreto - especificação.

→ Reis, Luiz Antônio, Materiais de Construção Civil I (Notas de aulas) - Engenharia Civil, Maio/2010.

Ensaio nº1 Determinacao da composicao granulometrica dos agregados miudos e graudos

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