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1
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
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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
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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
4
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.
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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
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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
7
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
8
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
Peneiras(mm) 4,80 2,40 1,20 0,60 0,30 0,15 fundo
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.
Tabela 8: Pesos retidos após 1min de peneiramento - 2º
Peneiras(mm) 4,80 2,40 1,20 0,60 0,30 0,15 fundo
Peso retido (g) 544 644 646 646 570 610 426
9
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:
(1)
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.
Tabela 9: Pesos retidos após 1min de peneiramento - 3º
Peneiras(mm) 4,80 2,40 1,20 0,60 0,30 0,15 fundo
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.
10
Tabela 10: Pesos retidos após 1min de peneiramento - 4º
Peneiras(mm) 4,80 2,40 1,20 0,60 0,30 0,15 fundo
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
Peneiras(mm) 4,80 2,40 1,20 0,60 0,30 0,15 fundo
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.
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Tabela 12: Dados gerais do ensaio
Peneiras -
mm
Peso
Retido(g)
Peso
Material(g)
% Retida
(%)
% 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
-20
0
20
40
60
80
100
120
0 5 10 15 20 25 30
% r
eti
da
acu
mu
lad
a (%
)
Abertura das peneiras - mm
Curva granulométrica do agregado miúdo
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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.
Tabela 14: Pesos retidos após 1min de peneiramento - 1º
Peneiras(mm) 25 19 12,5 9,5 6,3 4,8 fundo
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 -
13
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%.
Tabela 15: Pesos retidos após 1min de peneiramento - 2º
Peneiras(mm) 25 19 12,5 9,5 6,3 4,8 fundo
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.
14
Tabela 17: Dados gerais do ensaio
Peneiras -
mm
Peso
Retido(g)
Peso
Material(g)
% Retida
(%)
% 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
-20
0
20
40
60
80
100
120
0 5 10 15 20 25 30
% r
eti
da
acu
mu
lad
a (%
)
Abertura das peneiras - mm
Curva granulométrica do agregado graúdo
15
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.
16
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.