ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS DOS AGREGADOS PARA A CONSTRUÇÃO CIVIL Maria da Graça de Vasconcelos Xavier Ferreira, PhD E-mail: mariadagracaferreira@yahoo.com.br Universidade Católica de Pernambuco

1. CONSIDERAÇÕES INICIAIS NOSSO ENCONTRO 1. CONSIDERAÇÕES INICIAIS 2. SOBRE OS AGREGADOS 3. REFLEXÃO E CONVITE

1. CONSIDERAÇÕES INICIAIS NOSSO ENCONTRO 1. CONSIDERAÇÕES INICIAIS Relevância do tema Econômica Ambiental

A INDÚSTRIA DE CIMENTO PORTLAND 1,5 BILHÃO DE TONELADA DE CIMENTO PORTLAND PRODUZIDA NO MUNDO ANUALMENTE CASAS; HOSPITAIS; ESTRADAS; BARRAGENS... USA-SE DUAS VEZES MAIS CONCRETO DO QUE A SOMA DOS OUTROS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO: MADEIRA; AÇO; ALUMÍNIO; PLÁSTICO...

IMPORTÂNCIA DO CONCRETO ITAIPÚ: Espetáculo de concreto (D.P.) A maior geradora de energia limpa e renovável do planeta É considerada uma das sete maravilhas da engenharia civil no mundo moderno, ao lado, por exemplo, do Eurotúnel (FRA/ING), da Golden Gate (EUA) e do Canal do Panamá Volume de concreto utilizado: 12,7 mi. de m³ http://www.itaipu.gov.br/sala-de-imprensa/itaipunamidia/espetaculo-de-concreto?page=11

CONCEITOS CONCRETO: material compósito resultado da mistura de cimento portland, água e agregados. TIPOS DE CONCRETO: armado; ciclópico; de alto desempenho; leve... PARÂMETROS QUE INTERFEREM NO DESEMPENHO DO CONCRETO: Tipo do cimento, relação a/c, agregados, confecção, cura...

NOSSO ENCONTRO SOBRE OS AGREGADOS

No concreto: cerca de 70% a 80% do volume CONCEITO AGREGADOS fragmentos sólidos de origem, composição e granulometria variadas que são adicionados ao cimento para a fabricação de materiais diversos, contribuindo para o desempenho desejado (adequado) desse material. No concreto: cerca de 70% a 80% do volume

USOS DO CIMENTO CIMENTO + ÁGUA + AREIA= ARGAMASSA CIMENTO + ÁGUA + AGREGADOS GRAÚDOS E MIÚDOS= CONCRETO CIMENTO + ÁGUA +AGREGADOS GRAÚDOS E MIÚDOS+ ESTRUTURAS METÁLICAS = CONCRETO ARMADO

AGREGADOS Segundo Mehta e Monteiro, 1994, a fase agregado é a principal responsável pela massa unitária, módulo de elasticidade e estabilidade dimensional do concreto. As características mais importantes de um agregado são sua massa específica, textura, granulometria, resistência à abrasão e sanidade.

SUPERFÍCIE ESPECÍFICA Área Superficial total Superfície específica No de Cubos Dimensão da aresta Área Superficial total Superfície específica cm2/g ou cm2/cm3 1 1 cm 6 cm2 6 103 1 mm 60 cm2 60 106 0,1mm 600 cm2 600 109 0,01mm 6.000 cm2 6.000 1012 1 6 m2 60.000 1015 0,1 60 m2 600.000 CUBO INICIAL DE 1 cm DE ARESTA E 1g DE PESO

SUPERFÍCIE ESPECÍFICA

AGREGADOS PARA CONCRETO - ABNT NBR 7211 AGO. / 2005 AGREGADOS PARA CONCRETO - ESPECIFICAÇÃO EMENDA 1 Válida a partir de 29.05.2009

Graúdo é o que passa na peneira de 75mm e fica retido na de 4,75mm. TIPOS DE AGREGADOS Miúdo é o que passa na peneira de 4,75mm e fica retido na peneira com abertura de 150m. Graúdo é o que passa na peneira de 75mm e fica retido na de 4,75mm. 14

ESPECIFICAÇÃO ABNT NBR 7211 AGO./2005 4. Requisitos gerais 4.1 Os agregados devem ser compostos por grãos de minerais duros, compactos, estáveis, duráveis e limpos, e não devem conter substâncias de natureza e em quantidade que possam afetar a hidratação e o endurecimento do cimento, a proteção da armadura contra a corrosão, a durabilidade ou, quando for requerido, o aspecto visual externo do concreto.

ESPECIFICAÇÃO ABNT NBR 7211 AGO./2005 4. Requisitos gerais (Continuação) 4.1 O exame petrográfico realizado de acordo com a ABNT NBR 7389 e interpretado por profissional capacitado, fornece alguns dos subsídios necessários para o cumprimento destas condições.

ITENS A SEREM OBSERVADOS: Distribuição granulométrica ABNT NBR 7389-1 (Miúdos) ITENS A SEREM OBSERVADOS: Distribuição granulométrica Substâncias nocivas Durabildade Ensaios específicos

DISTRIBUIÇÃO GRANULOMÉTRICA ABNT NBR 7389-1 ( Miúdos) DISTRIBUIÇÃO GRANULOMÉTRICA 18

ABNT NBR 7389-1 ( Miúdos) SUBSTÂNCIAS NOCIVAS 19

ABNT NBR 7389-1 ( Miúdos) DURABILIDADE 20

ABNT NBR 7389-1 ( Miúdos) ENSAIOS ESPECIAIS 21

ABNT NBR 7389-1 (Graúdos) Granulometria: a) distribuição granulométrica; b) forma dos grãos; c) desgaste 2. Substâncias nocivas 3. Durabilidade 4. Ensaios especiais

DISTRIBUIÇÃO GRANULOMÉTRICA ABNT NBR 7389-1 (Graúdos) DISTRIBUIÇÃO GRANULOMÉTRICA 23

ABNT NBR 7389-1 (Graúdos) SUBSTÂNCIAS NOCIVAS 24

ABNT NBR 7389-1 (Graúdos) ENSAIOS ESPECIAIS 25

Agregado para concreto ABNT NBR 7389-1( Miúdos) ANÁLISE PETROGRÁFICA Agregado para concreto ABNT NBR 7389-1( Miúdos) ABNT NBR 7389–2 (Graúdos) Válida a partir de 06.09.2009 – 1ª edição 06.08.2009 Cancela e substitui a ABNT NBR 7389:1992

Agregado para concreto ANÁLISE PETROGRÁFICA Agregado para concreto ABNT NBR 7389-1 (Miúdos) 3 Termos e definições 3.1 análise petrográfica Estudos macroscópicos e microscópicos executados em laboratório especializado visando a identificação detalhada dos constituintes de um agregado miúdo e avaliação das implicações de suas propriedades ou características no comportamento do concreto. A análise petrográfica deve ser executada por geólogo ou outro profissional técnica e legalmente habilitado. 27

Agregado para concreto ANÁLISE PETROGRÁFICA Agregado para concreto ABNT NBR 7389-1 (Miúdos) 3.2 Grãos inócuos: não reagem em contato com o cimento e apresentam resistência físico mecânica adequada. Ex: quartzo, feldspato pouco alterado minerais ferromagnesianos, turmalina, fragmento de conchas (desde que não friáveis) 3.3. Grãos deletérios: reagem em contato com a pasta de cimento, mesmo apresentando resistência físico-mecânica adequada. Ex: calcedônia, opala, vidro, certas formas de pirita, marcassita, pirrotita, gipsita e anidrita. A matéria orgânica também pode ser deletéria. 28

ANÁLISE PETROGRÁFICA Agregado para concreto ABNT NBR 7389-1 (Miúdos) 3.4 Grãos potencialmente deletérios: podem apresentar reação nociva com a pasta de cimento, devido a seus aspectos estruturais, texturais e/ou mineralógicos. Ex: quartzito, arenito, alguns tipos de argilito e siltito. 3.5 Grãos friáveis: apresentam resistência mecânica inadequada, podendo ser desagregados sob pressão manual através de uma espátula. Ex: feldspato alterado, argilito, siltito, mica e torrões de argila. 29

ANÁLISE PETROGRÁFICA Agregado para concreto ABNT NBR 7389-1 (Miúdos) 5. Propriedades e características 5.1 Cor Cor predominante do conjunto de grãos secos 5.2 Distribuição granulométrica Segundo a ABNT NBR NM 248 5.3 Forma dos grãos (Figura 1) 30

Agregado para concreto ANÁLISE PETROGRÁFICA Agregado para concreto ABNT NBR 7389-1 (Miúdos)

Agregado para concreto 5. Propriedades e características ANÁLISE PETROGRÁFICA Agregado para concreto ABNT NBR 7389-1 (Miúdos) 5. Propriedades e características 5.4 Superfície dos grãos Deve ser descrita a textura da superfície (polidos, foscos ou rugosos). A ocorrência de películas de recobrimento ou impregnações externas, identificando sempre que possível a substância. 32

ANÁLISE PETROGRÁFICA Agregado para concreto ABNT NBR 7389-1 (Miúdos) 5. Propriedades e características 5.5 Composição mineralógica e classificação tecnológica Contar 500 grãos para frações compondo mais que 15% do total Contar 100 grãos para percentuais entre 5% e 15% Ignorar frações com menos de 5% Fragmentos de rocha devem ser descritos de forma clara. Ex: rocha composta de quartzo, feldspato e mica; rocha carbonática predominantemente calcítica; filito 33

ANÁLISE PETROGRÁFICA Agregado para concreto ABNT NBR 7389-1( Miúdos) 5. Propriedades e características Não é necessário distinguir espécies como anfibólios, piroxênios, carbonatos. De posse da identidade mineralógica dos grãos classificá-los nas classes estabelecidas: inócuos, deletérios, potencialmente reativos ou friáveis. O relatório ainda deve sugerir ensaios adicionais, se for o caso. 34

ANÁLISE PETROGRÁFICA 35

Agregado para concreto ANÁLISE PETROGRÁFICA Agregado para concreto ABNT NBR 7389-2(Graúdos) 5.1 Análise macroscópica Examinar macroscopicamente a amostra e classificá-la quanto ao tipo: cascalho, fragmento de rocha, testemunho de sondagem, pedra britada ou outro tipo conforme a ABNT NBR 9935. Avaliar as propriedades físico-mecânicas, classificando se a rocha constituinte conforme a tabela 1. 36

ANÁLISE PETROGRÁFICA Agregado para concreto ABNT NBR 7389-2(Graúdos) Tabela 1 – Avaliação das propriedades físico-mecânicas Inserir tabela 1 37

ANÁLISE PETROGRÁFICA Agregado para concreto ABNT NBR 7389-2(Graúdos) 5.1 Análise macroscópica Cor ou gama de cores no estado úmido; Estrutura (maciça, foliada, bandada ou outra) Granulação predominante dos minerais principais (grossa, média ou fina); Fraturas, cavidades, poros e aspectos similares, mencionando se estão abertos ou preenchidos; 38

ANÁLISE PETROGRÁFICA Agregado para concreto ABNT NBR 7389-2(Graúdos) 5.1 Análise macroscópica Natureza do material de preenchimento, se possível; Evidências de alteração:oxidação de minerais opacos, presença de hidróxidos de ferro, alteração de feldspatos e outras; Eventual presença de xenólitos ou intrusões máficas 39

Agregado para concreto ANÁLISE PETROGRÁFICA Agregado para concreto ABNT NBR 7389-2(Graúdos) 5.2 Análise microscópica Textura; Granulação predominante dos minerais principais (grossa, média ou fina); - Composição mineralógica:minerais principais e subordinados. Caso ocorram minerais opacos, o profissional habilitado deve indicar o percentual (estimado ou por contagem) de ocorrência. Entre os opacos, os sulfetos merecem atenção especial, pois podem levar a manifestações patológicas. 40

ANÁLISE PETROGRÁFICA Agregado para concreto ABNT NBR 7389-2(Graúdos) 5.2 Análise microscópica Hábito dos minerais: idiomórfico, subdiomórfico ou xenomórfico; - Formato dos grãos: isométricos, achatados, alongados ou outro; - Estado de alteração dos minerais: oxidação de minerais opacos, presença e distribuição de hidróxidos de ferro, cloritização de biotitas, sericitização de feldspatos ou outro. 41

Agregado para concreto ANÁLISE PETROGRÁFICA Agregado para concreto ABNT NBR 7389-2(Graúdos) 5.2 Análise microscópica Grau de alteração da rocha: sã, pouco alterada, medianamente alterada ou fortemente alterada; - Presença (ou ausência) de fases e minerais deletérios quanto à reação álcali-agregado; estimar o seu teor e, se pertinente, seu modo de ocorrência, granulometria e relação com os outros minerais. As principais fases e minerais deletérios podem ser consultados na Anexo A da ABNT NBR 15577-3:2008 42

Agregado para concreto Natureza (ígnea, sedimentar ou metamórfica) ANÁLISE PETROGRÁFICA Agregado para concreto ABNT NBR 7389-2(Graúdos) 5.2 Análise microscópica Estado microfissural indicando, onde aplicável, se a microfissuração é ausente, moderada ou forte Natureza (ígnea, sedimentar ou metamórfica) 43

REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO ABNT NBR 15577-1 a 6 Válida a partir de 14.05.2008 Reação álcali-agregado (RAA) – reação química entre alguns constituintes presentes em certos tipos de agregados e componentes alcalinos que estão dissolvidos na solução dos poros do concreto. Sua ocorrência está condicionada à presença simultânea de três fatores: agregado potencialmente reativo, umidade e álcalis. 44

RAA http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.revistatechne.com.br/engenharia-civil/125/imagens/125alcali4.jpg&imgrefurl=http://www.revistatechne.com.br/engenharia-civil/125/imprime59011.asp&usg=__UIdR9IGRawEjFPajp5e3FtR4r94=&h=312&w=338&sz=44&hl=pt-BR&start=0&zoom=1&tbnid=RC83TFHX_bafM:&tbnh=158&tbnw=171&ei=OsCtTZ71F4KQ0QHIq7SfCw&prev=/search%3Fq%3Drea%25C3%25A7%25C3%25A3o%2Balcali-agregado%26um%3D1%26hl%3Dpt-BR%26sa%3DN%26biw%3D1920%26bih%3D826%26tbm%3Disch&um=1&itbs=1&iact=hc&vpx=137&vpy=78&dur=158&hovh=216&hovw=234&tx=98&ty=112&oei=OsCtTZ71F4KQ0QHIq7SfCw&page=1&ndsp=33&ved=1t:429,r:0,s:0

RAA EM UM VIADUTO http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://lh4.ggpht.com/_PR8ZKUe4Yc0/Sy21WyQ3iHI/AAAAAAAAK3E/jzarLdgPB_o/clip_image004%255B3%255D.gif%3Fimgmax%3D800&imgrefurl=http://theconstructor.org/concrete/deleterious-substances-in-aggregate-alkali-aggregate-reactions/858/&usg=__N4M5kI5onTTw3vYD-MVh8MAyPpQ=&h=404&w=554&sz=62&hl=pt-br&start=18&zoom=0&tbnid=D1c-GVu-Z0QMtM:&tbnh=97&tbnw=133&prev=/images%3Fq%3Dalkali%2Baggregate%2Breaction%26um%3D1%26hl%3Dpt-br%26client%3Dfirefox-a%26sa%3DX%26rls%3Dorg.mozilla:pt-BR:official%26channel%3Ds%26biw%3D1280%26bih%3D607%26tbs%3Disch:1&um=1&itbs=1

REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO Reação que mais rapidamente se desenvolve. Reação álcali-sílica (RAS) – tipo de reação álcali-agregado em que participam a sílica reativa dos agregados e os álcalis, na presença do hidróxido de cálcio originado pela hidratação do cimento, formando um gel expansivo. Sílica reativa: opala, tridimita, cristobalita, vidro vulcânico entre outros. Reação que mais rapidamente se desenvolve. 47

REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO Reação que mais lenta do que a álcali-sílica. Reação álcali-silicato (RAS ou RASS) – tipo de reação álcali-agregado em que participam alguns silicatos presentes em certas rochas. Os silicatos mais comuns são o quartzo tensionado por processos tectônicos e os minerais da classe dos filossilicatos presentes em ardósias, filitos, xistos, gnaisses, granulitos, quartzitos, entre outros. Reação que mais lenta do que a álcali-sílica. 48

REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO Reação álcali- carbonato (RAC) – tipo de reação álcali-agregado em que participam os álcalis e agregados rochosos carbonáticos. A forma mais conhecida é a desdolomitização da rocha e consequente enfraquecimento da ligação pasta-agregado. Não há formação de gel expansivo, mas de compostos cristalizados como brucita, carbonatos alcalinos, carbonato cálcico e silicato magnesiano. 49

REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO Em 1999 a Ponte Paulo Guerra (Ponte do Pina) No Nordeste Cinco barragens do sistema hidrelétrico do Rio São Francisco apresentaram RAA (Moxotó, Paulo Afonso I, II, III e IV), além de duas barragens dos sistemas de abastecimento d’água das Regiões Metropolitanas do Recife (Tapacurá) e de Salvador (Joanes II). Em Recife Em 1999 a Ponte Paulo Guerra (Ponte do Pina) Em 2004 o Areia Branca 50

Segundo José do Patrocínio Figueirôa e Tibério Andrade (O ataque da reação álcali-agregado sobre as estruturas de concreto, página196), em 7 casos confirmados da reação na RMR, todas as rochas eram metamórficas e foi o Quartzo o responsável pela reação. 51

REFLEXÃO E CONVITE

SOBRE OS AGREGADOS GRAÚDOS REFLEXÃO E CONVITE 1. Sobre a nossa participação nas interfaces da ciência e da tecnologia (Geologia Aplicada) DO LIVRO “PATOLOGIA, RECUPERAÇÃO E REFORÇO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO”, DE SOUZA E RIPPER, PÁGINA 91. SOBRE OS AGREGADOS GRAÚDOS “Assim, os agregados graúdos devem ser, obrigatoriamente, provenientes de rochas inertes, ... Não podem ser utilizados na confecção de concretos os calcários fracos, os feldspatos e os xistos. Além disso, estes agregados não devem de maneira geral, ser muito porosos, não podendo absorver mais de 10% do seu volume em água.”

CONCRETO VAZIOS IMPREGNADOS

FABRICAÇÃO DE CIMENTO PORTLAND 2. Sobre as questões ambientais. PARA UMA TONELADA 1330 kg DE CALCÁRIO (Ca) 330kg DE ARGILA OU FOLHELHO (Si, Al e Fe) 40 kg DE GESSO + ENERGIA PARA TRANSPORTAR O MINÉRIO, MOER E FORMAR O CLINKER, MOER O CLINKER E TRANSPORTAR O CIMENTO PARA A VENDA.

A INDÚSTRIA DE CIMENTO PORTLAND 2. Sobre as questões ambientais. 1,5 BILHÃO DE TONELADA DE CIMENTO PORTLAND PRODUZIDA NO MUNDO ANUALMENTE CASAS; HOSPITAIS; ESTRADAS; BARRAGENS... USA-SE DUAS VEZES MAIS CONCRETO DO QUE A SOMA DOS OUTROS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO: MADEIRA; AÇO; ALUMÍNIO; PLÁSTICO... 1,5 BILHÃO DE TONELADA DE CO2

AVALIAÇÃO DO CICLO DE VIDA - (ACV) CONCEITO DA TÉCNICA DA JAZIDA DE MATÉRIA PRIMA A REINCORPORAÇÃO DO ENTULHO AO SISTEMA DE PRODUÇÃO CHEGANDO AO DESCARTE FINAL O CICLO DE VIDA DO CIMENTO PORTLAND

3. Sobre nosso empenho em preservar a memória geológica. REFLEXÃO E CONVITE 3. Sobre nosso empenho em preservar a memória geológica. E se pensassem em destruir os sítios arqueológicos, o que diriam os arqueólogos e a população esclarecida? E os Manuscritos do Mar Morto, o que diriam os teólogos cristãos e a população esclarecida? E se a Pedra da Roseta tivesse sido destruída antes de Champollion decifrar os hieróglifos?

“E EU SEMPRE TIVE UM IMENSO DESEJO DE APRENDER A DISTINGUIR O VERDADEIRO DO FALSO PARA VER CLARO NAS MINHAS AÇÕES E CAMINHAR COM SEGURANÇA NESTA VIDA.” Descartes, R. Discurso do Método, parte I

DE , OBRIGADA!