Conhecer as propriedades e características de um agregado é de grande importância para definir os usos mais adequados que se pode fazer dele. Grande parte das características de um agregado é determinada por meio de análises, ensaios e experimentos descritos em normas técnicas. No Brasil, a entidade normatizadora de grande parte desses ensaios é a ABNT - Asociação Brasileira de Normas Técnicas. No âmbito internacional existem outros órgãos normatizadores como a ISO International Organization for Standardizations), a ASTM (American Standard Association) e o ACI (American Concrete Institute) que fornecem subsídios quando não há normas nacionais sobre determinado assunto.
A seguir são apresentadas as principais propriedades físicas e índices de qualidade dos agregados míudos, dos quais a maioria são avaliados por meio de ensaios previstos em normas técnicas.
A granulometria é uma propriedade que reflete a distribuição dos tamanhos dos grãos de um agregado, ou seja, determinam-se as porcentagens de uma amostra que pertence a uma determinada faixa granulométrica, de acordo com o tamanho dos grãos. A distribuição granulométrica é determinada por meio de um ensaio descrito na NBR 7217, que consiste no peneiramento de uma amostra de material cuja massa mínima é expressa na tabela abaixo, em função da dimensão máxima do agregado a ser peneirado.
Dimensão Máxima característica do agregado (mm) |
Massa mínima de amostra para o ensaio (kg) |
Menor que 4,8 |
0,5 |
6,3 |
3,0 |
Entre 9,5 e 25 |
5,0 |
Entre 32 e 38 |
10,0 |
50 |
20,0 |
Entre 64 e 76 |
30,0 |
O peneiramento da amostra é realizado com o uso de peneiras padronizadas pela ABNT, sendo que o conjunto de peneiras é composto por duas séries: a série normal e a série intermediária. As aberturas das peneiras de cada série são apresentadas na tabela abaixo:
SÉRIE NORMAL |
SÉRIE INTERMEDIÁRIA |
ABNT 76 mm |
- |
- |
ABNT 64 mm |
- |
ABNT 50 mm |
ABNT 38 mm |
- |
- |
ABNT 32 mm |
- |
ABNT 25 mm |
ABNT 19 mm |
- |
- |
ABNT 12,5 mm |
ABNT 9,5 mm |
- |
- |
ABNT 6,3 mm |
ABNT 4,8 mm |
- |
ABNT 2,4 mm |
- |
ABNT 1,2 mm |
- |
ABNT 0,6 mm |
- |
ABNT 0,30 mm |
- |
ABNT 0,15 mm |
- |
Em resumo, o ensaio de peneiramento para determinação da composição granulométrica consiste nos seguintes procedimentos:
As tabelas a seguir mostram um exemplo do cálculo de granulometria. Em primeiro lugar, a planilha é preenchida com a quantidade de amostra em massa que ficou retida em cada peneira, para as duas determinações (sequências de peneiramento). A soma dos pesos retidos em cada peneira deve ser mais próxima possível do peso da amostra colocada inicialmente no peneirador, lembrando que a divergência entre valores não pode ser superior a 0,3%.
COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA - NBR 7217 |
||||||||
Peneiras |
1ª Determinação |
2ª Determinação |
% Retida Média |
% Retida Acumulada |
||||
nº |
mm |
Peso Retido (g) |
% Retida |
Peso Retido (g) |
% Retida |
|||
3/8" |
9,5 |
0 |
|
0 |
|
|
|
|
1/4" |
6,3 |
0 |
|
0 |
|
|
|
|
4 |
4,8 |
9,6 |
|
8,4 |
|
|
|
|
8 |
2,4 |
16,6 |
|
15,1 |
|
|
|
|
16 |
1,2 |
31,7 |
|
28,9 |
|
|
|
|
30 |
0,6 |
132,8 |
|
147,7 |
|
|
|
|
50 |
0,3 |
234,1 |
|
242,9 |
|
|
|
|
100 |
0,15 |
79,4 |
|
63,4 |
|
|
|
|
Fundo |
<0,15 |
23,6 |
|
18,4 |
|
|
|
|
TOTAL |
527,8 |
|
524,8 |
|
|
|
|
|
Observa-se que as peneiras podem ser designadas por um número, conforme a primeira coluna da tabela, ou pela abertura da malha em milímetros, conforme a segunda coluna da tabela.
A seguir, calcula-se a porcentagem que o peso do material retido em cada peneira representa em relação ao peso total da amostra. O cálculo dessa porcentagem é feito dividindo-se o peso que ficou retido em cada peneira pelo peso total da amostra. O valor resultante é multiplicado por 100 para transformar em porcentagem. Para exemplificar, faremos o cálculo para as quantidades retidas na peneira 4,8
No peneiramento da primeira amostra (primeira determinação) temos 9,6 g de material retidos na peneira 4,8 mm. Dividindo 9,6 g pelo peso total da amostra, que é 527,8 g, temos 0,018 e multiplicando esse valor por 100 temos 1,8%. Ou seja, 9,6 g representa 1,8% de 527,8 g. Da mesma forma, no peneiramento da segunda amostra (segunda determinação) temos 8,4 g de material retidos na peneira 4,8 mm. Dividindo 8,4 g pelo peso total da amostra, que é 524,8 g, temos 0,016 e multiplicando esse valor por 100 temos 1,6%. Ou seja, 8,4 g representa 1,6% de 524,8 g.
Fazendo o mesmo cálculo para os pesos retidos nas demais peneiras, nas duas determinações, temos:
COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA - NBR 7217 |
||||||||
Peneiras |
1ª Determinação |
2ª Determinação |
% Retida Média |
% Retida Acumulada |
||||
nº |
mm |
Peso Retido (g) |
% Retida |
Peso Retido (g) |
% Retida |
|||
3/8" |
9,5 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
|
|
|
1/4" |
6,3 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
|
|
|
4 |
4,8 |
9,6 |
1,8% |
8,4 |
1,6% |
|
|
|
8 |
2,4 |
16,6 |
3,1% |
15,1 |
2,9% |
|
|
|
16 |
1,2 |
31,7 |
6,0% |
28,9 |
5,5% |
|
|
|
30 |
0,6 |
132,8 |
25,2% |
147,7 |
28,1% |
|
|
|
50 |
0,3 |
234,1 |
44,3% |
242,9 |
46,3% |
|
|
|
100 |
0,15 |
79,4 |
15,0% |
63,4 |
12,1% |
|
|
|
Fundo |
<0,15 |
23,6 |
4,5% |
18,4 |
3,5% |
|
|
|
TOTAL |
527,8 |
99,9% |
524,8 |
100% |
|
|
|
|
Em alguns casos, como consequência do arredondamento de 1 casa decimal, o somatário das porcentagens difere de 100%, ficando próximo a esse valor, como ocorreu na 1ª determinação do exemplo.
Após determinar as porcentagens retidas em cada determinação, procede-se ao cálculo da porcentagem média retida em cada peneira. Voltando ao nosso exemplo: na primeira determinação 1,8% da amostra ficou retida na peneira 4,8mm e na segunda determinação a porcentagem retida foi de 1,6% na mesma peneira. Neste caso a porcentagem retida média na peneira 4,8 é a soma de 1,8% e 1,6% dividida por 2, o que resulta 1,7%. Como na porcentagem retida média a Norma aconselha o cálculo com aproximação de 1%, não se usam casas decimais após a vírgula e o valor de 1,7% é arredondado para 2%. Calculando a média das porcentagens de material retidas nas demais peneiras temos:
COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA - NBR 7217 |
||||||||
Peneiras |
1ª Determinação |
2ª Determinação |
% Retida Média |
% Retida Acumulada |
||||
nº |
mm |
Peso Retido (g) |
% Retida |
Peso Retido (g) |
% Retida |
|||
3/8" |
9,5 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
0% |
|
|
1/4" |
6,3 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
0% |
|
|
4 |
4,8 |
9,6 |
1,8% |
8,4 |
1,6% |
2% |
|
|
8 |
2,4 |
16,6 |
3,1% |
15,1 |
2,9% |
3% |
|
|
16 |
1,2 |
31,7 |
6,0% |
28,9 |
5,5% |
6% |
|
|
30 |
0,6 |
132,8 |
25,2% |
147,7 |
28,1% |
27% |
|
|
50 |
0,3 |
234,1 |
44,3% |
242,9 |
46,3% |
45% |
|
|
100 |
0,15 |
79,4 |
15,0% |
63,4 |
12,1% |
13% |
|
|
Fundo |
<0,15 |
23,6 |
4,5% |
18,4 |
3,5% |
4% |
|
|
TOTAL |
527,8 |
99,9% |
524,8 |
100% |
100% |
|
|
|
Para finalizar, calcula-se a porcentagem retida acumulada, que é a soma das porcentagens retidas médias que estão acima da peneira que se está analisando. Assim, na peneira 4,8m, temos retido 2% do material pois nas peneiras que estão acima da 4,8 mm (a 6,3 e a 9,5) não temos material retido. Já na peneira 2,4 mm teremos o acumulado de 5%, sendo 3% na própria peneira 2,4mm e 2% na peneira 4,8 mm que está acima da 2,4 mm. Seguindo esta lógica, na peneira 1,2 mm teremos acumulado 11% do material, sendo 6% na própria peneira 1,2mm e 5% nas peneiras acima desta (3% na peneira 2,4mm e 2% na peneira 4,8mm). O cálculo da porcentagem retida acumulada é feito até a peneira 0,15 mm, sendo que o material retido no Fundo fica de fora desse cálculo.
COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA - NBR 7217 |
||||||||
Peneiras |
1ª Determinação |
2ª Determinação |
% Retida Média |
% Retida Acumulada |
||||
nº |
mm |
Peso Retido (g) |
% Retida |
Peso Retido (g) |
% Retida |
|||
3/8" |
9,5 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
0% |
0% |
|
1/4" |
6,3 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
0% |
|
0% |
4 |
4,8 |
9,6 |
1,8% |
8,4 |
1,6% |
2% |
2% |
|
8 |
2,4 |
16,6 |
3,1% |
15,1 |
2,9% |
3% |
5% |
|
16 |
1,2 |
31,7 |
6,0% |
28,9 |
5,5% |
6% |
11% |
|
30 |
0,6 |
132,8 |
25,2% |
147,7 |
28,1% |
27% |
38% |
|
50 |
0,3 |
234,1 |
44,3% |
242,9 |
46,3% |
45% |
83% |
|
100 |
0,15 |
79,4 |
15,0% |
63,4 |
12,1% |
13% |
96% |
|
Fundo |
<0,15 |
23,6 |
4,5% |
18,4 |
3,5% |
4% |
|
|
TOTAL |
527,8 |
99,9% |
524,8 |
100% |
100% |
|
|
|
Os cálculos realizados na análise granulométrica tem diferentes finalidades. Uma delas é a comparação da distribuição granulométrica do agregado analisado com a distribuição granulométrica determinada por normas específicas para cada uso. A NBR 7211, que trata dos requisitos mínimos dos agregados miúdos para concreto, apresenta os limites da distribuição granulométrica que o agregado míudo deve ter para ser apropriado a esse uso.
Peneira com Abertura de Malha |
Porcentagem, em massa, retida acumulada |
|||
Limite Inferior |
Limite Superior |
|||
Zona Utilizável |
Zona Ótima |
Zona Utilizável |
Zona Ótima |
|
9,5 mm |
0 |
0 |
0 |
0 |
6,3 mm |
0 |
0 |
0 |
7 |
4,75 mm |
0 |
0 |
5 |
10 |
2,36 mm |
0 |
10 |
20 |
25 |
1,18 mm |
5 |
20 |
30 |
50 |
600 mm |
15 |
35 |
55 |
70 |
300 mm |
50 |
65 |
85 |
95 |
150 mm |
85 |
90 |
95 |
100 |
Como veremos a seguir, os cálculos realizados na análise granulométrica também servem de subsídio para determinar duas outras propriedades dos agregados: a dimensão máxima do agregado e o módulo de finura.