Assim como foi comentado no estudo dos agregados miúdos, conhecer as propriedades e características dos agregados graúdos é de grande importância para definir os usos mais adequados que se podem fazer deles. A seguir são apresentadas as principais propriedades físicas e os índices de qualidade dos agregados graúdos, dos quais grande parte também é avaliada por meio de ensaios previstos em normas técnicas, definidas anteriormente.
C.9. Propriedades físicas e ensaios com agregados graúdos
C.9.1. Granulometria
O procedimento para determinação da granulometria de agregados graúdos é muito semelhante ao processo dos agregados miúdos. As diferenças principais são as aberturas das peneiras utilizadas e o tamanho da amostra peneirada. Relembrando a tabela da norma, apresentada na granulometria de agregados miúdos, a amostra para peneiramento de agregado graúdo varia entre 3 e 30 kg, dependendo do diâmetro máximo do agregado.
A seguir, é apresentado um exemplo de granulometria de agregado graúdo, seguindo o mesmo procedimento já visto no item anterior desta unidade. A planilha apresenta a quantidade de amostra em massa que ficou retida em cada peneira, para as duas determinações (sequências de peneiramento) e a soma total.
COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA - NBR 7217 |
||||||||
Peneiras |
1ª Determinação |
2ª Determinação |
% Retida Média |
% Retida Acumulada |
||||
nº |
mm |
Peso Retido (g) |
% Retida |
Peso Retido (g) |
% Retida |
|||
3" |
76 |
0 |
|
0 |
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|
2 1/2" |
64 |
0 |
|
0 |
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2" |
50 |
0 |
|
0 |
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1 1/2" |
38 |
0 |
|
0 |
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1 1/4" |
32 |
0 |
|
0 |
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|
1" |
25 |
33 |
|
25 |
|
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|
|
3/4" |
19 |
317,8 |
|
421,4 |
|
|
|
|
1/2" |
12,5 |
7258,9 |
|
7376,1 |
|
|
|
|
3/8" |
9,5 |
2001,9 |
|
2262,7 |
|
|
|
|
1/4" |
6,3 |
791 |
|
858 |
|
|
|
|
4 |
4,8 |
123 |
|
119 |
|
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|
8 |
2,4 |
0 |
|
0 |
|
|
|
|
16 |
1,2 |
0 |
|
0 |
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30 |
0,6 |
0 |
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0 |
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50 |
0,3 |
0 |
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0 |
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100 |
0,15 |
0 |
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0 |
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Fundo |
<0,15 |
20,4 |
|
29,6 |
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TOTAL |
10546,0 |
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11091,8 |
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A seguir, calculamos a porcentagem que o peso do material retido em cada peneira representa em relação ao peso total da amostra. Da mesma forma, 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 25.
No peneiramento da primeira amostra (primeira determinação) temos 33 g de material retidos na peneira 25 mm. Dividindo 33 g pelo peso total da amostra, que é 10546,0 g, temos 0,003 e multiplicando esse valor por 100 temos 0,3%. Ou seja, 33 g representa 0,3% de 10546,0 g. Da mesma forma, no peneiramento da segunda amostra (segunda determinação) temos 25 g de material retidos na peneira 25 mm. Dividindo 25 g pelo peso total da amostra, que é 11091,8 g, temos 0,002 e multiplicando esse valor por 100 temos 0,2%. Ou seja, 25 g representa 0,2% de 11091,8 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" |
76 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
|||
2 1/2" |
64 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
|||
2" |
50 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
|||
1 1/2" |
38 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
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1 1/4" |
32 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
|||
1" |
25 |
33 |
0,3% |
25 |
0,2% |
|||
3/4" |
19 |
317,8 |
3,0% |
421,4 |
3,8% |
|||
1/2" |
12,5 |
7258,9 |
68,8% |
7376,1 |
66,5% |
|||
3/8" |
9,5 |
2001,9 |
19,0% |
2262,7 |
20,4% |
|||
1/4" |
6,3 |
791 |
7,5% |
858 |
7,7% |
|||
4 |
4,8 |
123 |
1,2% |
119 |
1,1% |
|||
8 |
2,4 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
|||
16 |
1,2 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
|||
30 |
0,6 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
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50 |
0,3 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
|||
100 |
0,15 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
|||
Fundo |
<0,15 |
20,4 |
0,2% |
29,6 |
0,3% |
|||
TOTAL |
10546,0 |
100% |
11091,8 |
100% |
||||
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 0,3% da amostra ficou retida na peneira 25 mm e na segunda determinação a porcentagem retida foi de 0,2% na mesma peneira. Neste caso, a porcentagem retida média na peneira 25 é a soma de 0,3% e 0,2% dividida por 2, o que resulta 0,25%. Como na porcentagem retida média a Norma aconselha o cálculo com aproximação de 1%, não se usam casas decimais após a virgula e o valor de 0,25% é arredondado para 0%. 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" |
76 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
0% |
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2 1/2" |
64 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
0% |
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2" |
50 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
0% |
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1 1/2" |
38 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
0% |
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1 1/4" |
32 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
0% |
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1" |
25 |
33 |
0,3% |
25 |
0,2% |
0% |
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|
3/4" |
19 |
317,8 |
3,0% |
421,4 |
3,8% |
3% |
|
|
1/2" |
12,5 |
7258,9 |
68,8% |
7376,1 |
66,5% |
68% |
|
|
3/8" |
9,5 |
2001,9 |
19,0% |
2262,7 |
20,4% |
20% |
|
|
1/4" |
6,3 |
791 |
7,5% |
858 |
7,7% |
8% |
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|
4 |
4,8 |
123 |
1,2% |
119 |
1,1% |
1% |
|
|
8 |
2,4 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
0% |
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16 |
1,2 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
0% |
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30 |
0,6 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
0% |
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50 |
0,3 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
0% |
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100 |
0,15 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
0% |
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|
Fundo |
<0,15 |
20,4 |
0,2% |
29,6 |
0,3% |
0% |
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|
TOTAL |
10546,0 |
100% |
11091,8 |
100% |
100% |
|
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|
Para finalizar, se calcula a porcentagem retida acumulada, que é a soma das porcentagens retidas médias que estão acima da peneira que se está analisando. Assim, na peneira 25 mm, temos retido 0% do material, pois nas peneiras que estão acima da 25 mm (a 32 e a 76) não temos material retido. Já na peneira 19 mm teremos o acumulado de 3% e na peneira 12,5 mm teremos acumulado 71% do material, sendo 68% na própria peneira 12,5 mm e 3% nas peneiras acima desta (no caso, só há valor significativo de porcentagen retida média na peneira 19mm). Na peneira 9,5 mm temos retido acumulado de 91%, sendo 20% da própria peneira e o restante das peneiras acima (68 % na peneira 12,5mm e 3% na peneira 19 mm). O cálculo da porcentagem retida acumulada é feito até a última peneira que contiver material, 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" |
76 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
0% |
0% |
|
2 1/2" |
64 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
0% |
0% |
|
2" |
50 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
0% |
0% |
|
1 1/2" |
38 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
0% |
0% |
|
1 1/4" |
32 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
0% |
0% |
|
1" |
25 |
33 |
0,3% |
25 |
0,2% |
0% |
0% |
|
3/4" |
19 |
317,8 |
3,0% |
421,4 |
3,8% |
3% |
3% |
|
1/2" |
12,5 |
7258,9 |
68,8% |
7376,1 |
66,5% |
68% |
71% |
|
3/8" |
9,5 |
2001,9 |
19,0% |
2262,7 |
20,4% |
20% |
91% |
|
1/4" |
6,3 |
791 |
7,5% |
858 |
7,7% |
8% |
99% |
|
4 |
4,8 |
123 |
1,2% |
119 |
1,1% |
1% |
100% |
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8 |
2,4 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
0% |
100% |
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16 |
1,2 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
0% |
100% |
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30 |
0,6 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
0% |
100% |
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50 |
0,3 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
0% |
100% |
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100 |
0,15 |
0 |
0,0% |
0 |
0,0% |
0% |
100% |
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Fundo |
<0,15 |
20,4 |
0,2% |
29,6 |
0,3% |
0% |
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|
TOTAL |
10546,0 |
100% |
11091,8 |
100% |
100% |
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Se colocarmos em um gráfico as porcentagens retidas ou passantes acumuladas no eixo vertical e a abertura das peneiras no eixo horizontal temos a curva granulométrica do agregado, cujo formato para o exemplo é apresentada abaixo.
Quanto mais suave for a curva, mais bem graduado é o agregado. O agregado do nosso exemplo possui uma granulometria descontínua, pois a transição da curva dos tamanhos maiores para os menores não ocorre de maneira gradual.
A NBR 7211, que trata dos requisitos mínimos dos agregados miúdos para concreto, também apresenta os limites da distribuição granulométrica que o agregado graúdo deve ter para ser apropriado a esse uso. Dessa forma, podemos comparar a distribuição granulométrica do agregado avaliado com a recomendação da Norma, para avaliar se o mesmo está dentro do padrão.
Peneira com Abertura de Malha |
Porcentagem, em massa, retida acumulada |
||||
Zona Granulométrica - d/D |
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4,75 / 12,5 |
9,5 / 25 |
19 / 31,5 |
25 / 50 |
37,5 / 75 |
|
75 mm |
0 – 5 |
||||
63 mm |
5 – 30 |
||||
50 mm |
0 – 5 |
75 – 100 |
|||
37,6 mm |
5 – 30 |
90 – 100 |
|||
31,5 mm |
0 – 5 |
75 – 100 |
95 – 100 |
||
25 mm |
0 – 5 |
5 – 25 |
87 – 100 |
||
19 mm |
2 – 15 |
65 – 95 |
95 – 100 |
||
12,5 mm |
0 – 5 |
40 – 65 |
92 – 100 |
||
9,5 mm |
2 – 15 |
80 – 100 |
95 – 100 |
||
6,3 mm |
40 – 65 |
92 – 100 |
|||
4,75 mm |
80 – 100 |
95 – 100 |
|||
2,36 mm |
95 – 100 |
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Conforme a distribuição granulométrica o agregado pode ser classificado em diferentes faixas que são destinadas a diferentes aplicações. A tabela abaixo apresenta um exemplo mas, deve-se lembrar que esta é uma classificação comercial dos produtos e pode mudar de uma região para a outra.
Produto |
Dimensão |
Aplicação |
Brita 0 |
4,5mm a 9,5mm |
Confecção de massa asfáltica e concretos em geral: lajes pré-moldadas, estruturas de ferragem densa, artefatos de concreto (pré-moldados), chapiscos e brita graduada para base de pistas. |
Brita 1 |
9,5mm a 19mm |
Confecção de massa asfáltica e concretos em geral: lajes pré-moldadas, estruturas de ferragem densa, artefatos de concreto (pré-moldados), chapiscos e brita graduada para base de pistas. |
Brita 2 |
19mm a 25mm |
Confecção de concreto em geral e drenagem. |
Brita 3 |
25mm a 38mm |
Reforço de subleito para pistas de tráfego pesado e lastros de ferrovias |
Brita 4 |
38mm a 76mm |
Fossas sépticas, sumidouros, gabião, reforço de subleito para pistas de tráfego pesado e lastros de ferrovias. |
Rachão |
76mm a 150mm |
Gabião, concretos ciclópicos, calçamentos de ruas e drenagem. |
Fonte: Votorantim (2011)
A distribuição granulométrica também influencia a trabalhabilidade do concreto fresco. Alta porcentagem de material fino (com dimensão menor que 0,15mm) exige aumento de água de amassamento e consequentemente de cimento para um mesmo fator água/cimento. Além disso, o material pulverulento pode afetar a aderência entre a pasta e o agregado de tamanho maior. Por outro lado, concretos sem finos são pouco trabalháveis, sujeitos a maior exsudação com grande permeabilidade, como sujeitos a agentes agressivos. Concretos com granulometria descontínua exigem maior energia de adensamento, portanto, quando mais distribuídos estiverem os tamanhos dos grãos, maior a qualidade do agregado.