Agregado em concreto

Portland Cement Association

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Os agregados são geralmente considerados cargas inertes dentro de uma mistura de concreto. Mas um olhar mais atento revela o papel principal e a influência que o agregado desempenha nas propriedades do concreto fresco e endurecido. Mudanças na gradação, tamanho máximo, peso unitário e teor de umidade podem alterar o caráter e o desempenho de sua mistura de concreto.

A economia é outra razão para uma seleção agregada cuidadosa. Muitas vezes você pode economizar dinheiro selecionando o tamanho agregado máximo permitido. O uso de agregado grosso maior normalmente reduz o custo de uma mistura de concreto, reduzindo as necessidades de cimento, o ingrediente mais caro. Menos cimento (dentro de limites razoáveis ​​para durabilidade) significará menos água se a relação água-cimento (a / c) for mantida constante. Um menor teor de água reduzirá o potencial de encolhimento e rachaduras associadas à mudança de volume contido.

Aqui está uma visão geral dos fatores mais importantes a serem considerados ao selecionar e dosar o agregado de concreto.

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Proporções Agregadas Típicas

Foto 1 - Observe a distribuição de tamanho de partícula bem graduada para esta mistura de concreto convencional.

Os agregados compreendem tanto quanto 60% a 80% de uma mistura típica de concreto, então eles devem ser adequadamente selecionados para serem duráveis, combinados para eficiência ideal e controlados adequadamente para produzir consistência de resistência, trabalhabilidade, finibilidade e durabilidade do concreto (Foto 1) . Os ingredientes em misturas de concreto convencionais geralmente se enquadram nestas faixas proporcionais:

Saiba mais sobre os materiais que compõem um bom mistura de concreto .

Contagens de qualidade

Certifique-se de que seu produtor de concreto adquira agregado de boa qualidade, conforme verificado por resultados de teste de agregado regulares em conformidade com ASTM C 33, 'Especificações padrão para agregados de concreto.' Um histórico de bom desempenho de um agregado local também fornece uma indicação de quão bem o material executa em serviço.

O agregado de boa qualidade deve ser limpo, duro, forte, ter partículas duráveis ​​e estar livre de produtos químicos prejudiciais absorvidos, revestimentos de argila ou outros contaminantes que podem afetar a hidratação do cimento ou reduzir a ligação pasta-agregado. Os agregados a evitar incluem:

• Aqueles que são friáveis ​​ou suscetíveis de serem divididos.
• Aqueles com quantidades significativas de materiais moles e porosos.
• Certos tipos de 'chert', visto que podem ter baixíssima resistência ao intemperismo e podem causar defeitos superficiais, chamados de saliências (Fotos 2 e 3).

Superfície da superfície plana de concreto onde ocorreu uma saliência sobre uma partícula de sílex. Embora não seja uma preocupação estrutural, as saliências são um defeito superficial incômodo que pode ser uma fonte de reclamações estéticas e, se excessivas, pode comprometer a qualidade do revestimento em lajes armadas. (Foto cortesia da Portland Cement Association)

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A seção transversal de um núcleo cortado longitudinalmente exibe o mecanismo de uma saliência. Algumas partículas de chert são mais absorventes do que agregados de qualidade superior. Quando localizados próximos a uma superfície saturada, eles podem absorver água e, ao congelar, expandir e estilhaçar o concreto imediatamente acima dela, junto com uma porção do agregado. (Foto cortesia do PCA)

Como um material de ocorrência natural, o agregado às vezes inclui partículas intemperizadas ou instáveis ​​no produto entregue. A porcentagem permitida de substâncias deletérias para agregados finos e grosseiros estão listados na ASTM C 33 Tabelas 1 e 3, respectivamente. Alguns projetos podem exigir limites ainda mais rígidos. Para evitar problemas pós-colocação em concreto que são difíceis de corrigir, verifique se esses limites não foram excedidos no momento da entrega do material.

Gradações

Uma gradação otimizada com base na disponibilidade de agregados e nos requisitos do projeto resultará em um concreto econômico com boa trabalhabilidade e finura. As proporções entre agregados graúdos e finos mudarão com base nas características únicas de cada agregado, o método de colocação e o acabamento desejado.

A linha divisória entre o agregado fino e o grosso é a peneira de 3/8 de polegada. O módulo de finura (FM) é um índice da finura de um agregado. O FM é calculado somando as porcentagens cumulativas por massa retida em cada uma de uma série especificada de peneiras e dividindo a soma por 100 (ver Tabela 1). O FM para agregados finos deve estar na faixa de 2,3 a 3,1. O FM não deve mudar mais do que 0,2, caso contrário, ajustes de mix podem ser necessários. Materiais excessivamente finos terão uma demanda maior de água e normalmente resultam em uma mistura pegajosa. O material excessivamente grosso produzirá misturas ásperas que são mais difíceis de colocar, consolidar e terminar.

Tabela 1 - Módulo de finura (FM) é calculado totalizando a porcentagem
retido entre a peneira nº 100 e nº 4 dividido por 100.

O agregado fino deve estar dentro dos limites de gradação fornecidos na ASTM C 33, Seção 6. Se houver uma deficiência em um agregado fino disponível localmente, o concreto pode se beneficiar da adição de ar, cimento adicional ou um material cimentício suplementar (SCM) para resolver essas deficiências.

Amplas faixas de gradação de agregados graúdos estão listadas na Tabela 2 da ASTM C 33. Essas amplas faixas de gradação são para uso em todo o país. Uma vez que uma gradação é selecionada para um projeto, manter a gradação dentro de faixas estreitas alcançará uma maior consistência lote a lote. Normalmente, isso é realizado armazenando agregados de maneira adequada e retrabalhando os estoques para conter a segregação excessiva (Foto 4).

O tamanho máximo do agregado grosso que pode ser usado em uma mistura depende do tamanho, forma e reforço de um membro, com base nestas diretrizes de 'não exceder' (ver fotos 5 e 6):

• 3/4 do espaçamento livre entre o vergalhão ou entre o vergalhão e as formas (distância de cobertura)

• 1/3 da profundidade da laje

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• 1/5 a dimensão mais estreita de um membro

Freqüentemente, os agregados são analisados ​​usando uma classificação combinada de materiais finos e grosseiros proporcionados conforme previsto na mistura de concreto proposta (Foto 7). Isso fornece uma estimativa de como a mistura funcionará no concreto. Cada região tem suas próprias deficiências em agregados, mas uma vez que uma gradação combinada de agregados é plotada (porcentagem retida vs. tamanho da peneira), essas deficiências podem ser identificadas e corrigidas mais facilmente. Fontes alternativas de agregado ou mistura de agregado adicional podem então ser consideradas para se aproximar da gradação 'ideal' indescritível que fornece a melhor trabalhabilidade, bombeamento, encolhimento reduzido e economia (Figura 1).

Observe que a eliminação da areia de uma mistura transforma o concreto convencional em uma mistura 'sem finos', também conhecida como concreto 'permeável' (ver Pavimentos de concreto permeáveis ) O concreto permeável se qualifica para pontos LEED, um sistema de classificação de construção verde desenvolvido pela U.S. Green Building Council (USGBC) , porque permite que o escoamento se infiltre diretamente no subleito, recarregando o lençol freático.

Foto 4 - Para lidar com a segregação excessiva de tamanhos de partícula, a dosagem é geralmente precedida pelo retrabalho das pilhas ao redor da circunferência para recompor os tamanhos, em vez de trabalhar direto na pilha. (Foto cortesia do PCA)

Foto 5 - Tamanho máximo de agregado recomendado para passar pela distância livre entre o aço de reforço e a dimensão da cobertura. (Foto cortesia do PCA)

Foto 6 - Tamanho máximo do agregado com base no método de colocação e espessura da laje. (Foto cortesia do PCA)

Foto 7 - A distribuição do tamanho do agregado fino ao grosso desempenha um papel significativo na trabalhabilidade e no desempenho do concreto. (Foto cortesia do PCA)

Figura 1 - Granulometria combinada ideal para concreto convencional. (Cortesia do PCA)

Considerações especiais para concreto agregado exposto

Empreiteiros colocando decoração concreto agregado exposto , onde a aparência é uma preocupação principal, deve-se prestar atenção especial à forma, textura, cor e aparência geral do agregado para produzir o produto final com melhor aparência (Foto 8). Ao colocar concreto arquitetônico, você deve testar misturas de teste e colocar maquetes para garantir que todas as partes estão satisfeitas com os materiais selecionados.

Tanto o cascalho quanto a brita são geralmente aceitáveis ​​para fazer concreto de qualidade (Foto 9), embora o cascalho seja geralmente preferido para agregados expostos. O uso de concreto reciclado, triturado em agregado de concreto de tamanho adequado, também demonstrou um desempenho bem-sucedido. O concreto reciclado terá maior absorção e menor gravidade específica do que os agregados convencionais. Para produzir concreto durável de boa qualidade contendo uma porção de agregado de concreto reciclado, muitas vezes requer misturas de concreto experimentais e monitoramento próximo das propriedades do concreto reciclado antigo, com ajustes de mistura feitos, conforme necessário.

Pavimento de concreto agregado exposto.

O cascalho e a brita produzem concreto de qualidade. O cascalho terá uma demanda de água menor em comparação com a brita. O cascalho é preferido para concreto agregado exposto em passarelas e aplicações decorativas. A pedra triturada geralmente exibe uma maior ligação pasta-agregado. Pedra britada é preferida em misturas de pavimento, uma vez que a maior ligação pasta-agregado produz maiores resistências à flexão (foto cortesia do PCA)

Controle de umidade

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Figura 2 - O teor de umidade agregado desempenha um papel na trabalhabilidade do concreto. Se os agregados estiverem muito secos, eles irão absorver (roubar) água da mistura. Se os agregados estiverem muito úmidos, o excesso de umidade deve ser subtraído da quantidade de água de mistura pretendida. (Foto cortesia do PCA)

A absorção e a umidade superficial dos agregados são aspectos simples, mas extremamente importantes, da produção de concreto que atinge de forma consistente a resistência especificada ou desejada. A relação fundamental entre a relação água-cimento e a resistência começa com a correção para a contribuição ou absorção de umidade pelos agregados.

Os agregados são mais ou menos como pequenas esponjas duras. Os cálculos do projeto da mistura são conduzidos assumindo que os agregados estão em uma condição de superfície seca saturada (SSD), o que significa que sua absorção é satisfeita e nenhuma água é retirada ou adicionada à mistura. Se sua absorção não for satisfeita, essas 'esponjas' roubam água da quantidade designada de água de amassado, reduzindo o abatimento do concreto. Se as 'esponjas' estiverem excessivamente úmidas (além dessa quantidade para satisfazer a absorção), a água extra deve ser subtraída da quantidade de água de mistura do lote. Caso contrário, a meta de relação a / c será excedida e as intensidades diminuirão (Figura 2).

Agregar o que fazer e o que não fazer

FAZ usar agregado que está em conformidade com ASTM C 33, 'Especificações padrão para agregados de concreto.' Os agregados devem ser sólidos, limpos, duros, duráveis ​​e livres de finos excessivos ou contaminantes que podem afetar a hidratação do cimento ou interromper a ligação pasta-agregado.

NÃO exceder os limites de conteúdo prejudicial de material em agregados finos e graúdos. Esses limites são apresentados na ASTM C 33 Tabelas 1 e 3, respectivamente. Algumas especificações podem exigir limitações mais rígidas.

FAZ monitorar o teor de umidade de agregados grossos e finos regularmente para promover a consistência e uniformidade de lote a lote. As sondas de umidade em caixas de agregados devem ser calibradas de acordo com as recomendações dos fabricantes. As sondas de umidade também devem ser verificadas periodicamente com determinações de umidade de queima padrão ( ASTM C 566 )

FAZ certifique-se de que os estoques sejam gerenciados adequadamente. Eles devem ser construídos em camadas horizontais ou suavemente inclinadas para reduzir a segregação e estar adequadamente espaçados para permitir o trabalho adequado das estacas. Em áreas onde o espaço do pátio é limitado e os estoques são difíceis de manter separados, barreiras devem ser usadas para evitar a mistura e contaminação cruzada de materiais de tamanhos diferentes.

Para obter informações adicionais sobre agregados e projeto de mistura de concreto, leia:

Projeto e controle de misturas de concreto , Portland Cement Association (consulte o Capítulo 5, Agregados para Concreto).

Relatório do Comitê do American Concrete Institute (ACI) 221R-96, Guia para uso de peso normal e agregados de peso pesado em concreto , Seção 4.5.

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