Questionario De Materiais De Construcao.

1. Agregados – definição, aplicações e classificação (origem, massa específica aparente e tamanho de grãos).

Pela Norma Brasileira, NBR 7211 (EB-4), agregados são materiais pétreos, obtidos por fragmentação artificial ou fragmentados naturalmente, com propriedades adequadas, possuindo dimensão nominal máxima inferior a 152mm e mínima superior ouigual a 0,075mm.

Este tipo de material pode ser aplicado em lastros de vias férreas, como base para calçamentos, adicionado aos solos que constituem pista de rolamento, parte componente do material para revestimentos betuminosos, material de drenagem e para filtros, material granuloso e inerte na confecção de argamassas e concretos dentre outros.

Em relação a classificação desse tipo de material, podemos separá-los segundo a sua origem, o tamanho dos grãos e á Massa Especifíca Aparente.

“Classificação segundo a origem: os agregados podem ser de origem natural, encontrados na natureza sob a forma particularizada. Como exemplo temos as areias que são encontradas em minas ou cursos d’agua e os cascalhos. Os agregados também podem ser de origem artificiais. Estes são particulados pela ação do trabalho humano. Como exemplo temos as areias e pedras obtidas através da moagem de fragmentos maiores.

Classificação segundo o tamanho dos grãos: podemos classificá-los como agregado miúdo. São aqueles materiais cujos grãos passam pela peneira ABNT 4,8mm (podem ficar retidos até 15% em massa) e ficam retidos na peneira 0,075. Estes são a areia e o pedrisco. Ainda podemos classificar como agregado graúdo. Estes são os materiais cujos grãos ficam retidos na peneira ABNT 4,8mm (podem passar até 15% em massa) e passam pela peneira 152mm. Estes são representados pelas britas e os seixos rolados.

Classificação segundo à Massa Específica Aparente: São divididos em leves, normais e pesados. Os leves são aqueles com massa específica aparente menor que 2000 Kg/m³, os normais possuem massa específica aparente entre 2000 e 3000 Kg/m³ e os pesados são aqueles que possuem massa específica aparente acima de 3000 Kg/m³. ”

2. Cite os tipos de agregados e cite a suas características.

Os tipos de agragado são:

Filler: Material que passa na peneira nº 200 (0,075).

Areia: Material natural que passa na peneira de malha 4,8mm (podendo ficar retido até 15% em massa).

Pedrisco: Material artificial que passa na peneira de malha 4,8mm (podendo ficar retido até 15% em massa).

Brita: Material artificial que passa na peneira de malha 152mm e fica retido na peneira 4,8mm (podendo passar até 15%).

Seixo Rolado: Material natural que passa na peneira de malha 152mm e fica retido na peneira 4,8 (podendo passar até 15%).

3. Fale sobre a obtenção dos agregados.

Os agregados podem ser classificados como naturais ou artificiais.

Agregados naturais: Sua obtenção e sua qualidade ligadas à sua origem geológica que pode ser: residual, nos quais os depósitos são encontrados próximos à rocha matriz. Normalmente possuem boa granulometria, mas grande quantidades de impurezas. A origem pode ser, também, eólica, quando os depósitos de materiais finos são formados pela ação do vento. Estes possuem má granulometria, mas com muita pureza. Outra origem é a aluvial. Esta tem os depósitos de materiais formados pela ação trensportadora da água, tanto de rios quanto dos mares. Os marítimos, em geral, apresentam má granulometria e os fluviais são, normalmente, os melhores agregados encontrados na natureza.

Quanto aos tipos de jazidas, temos os bancos, jazidas formadas acima do leito do terreno, temos as minas, que são jazidas subterrâneas, as jazidas de rios, encontradas em leitos de rios e cursos d’água e as jazidas de mar são aquelas encontradas em praias e no fundo do mar.

Agregados artificiais: Podem ser produzidos através da extração de grandes blocos de rochas que, posteriormente, serão fragmentados, lavados, secados e estocados.

4. Cite as características físicas dos agregados e comente os ensaios realizados no laboratório.

Características físicas: as características físicas dos agregados dizem respeito a massa específica aparente, massa específica absoluta, massa unitária, umidade e inchamento:

• Massa específica aparente: é a massa por unidade de volume, incluindo o material sólido e os vazios permeáveis e impermeáveis;

• Massa específica absoluta: é a massa por unidade de volume, estando incluso somente o material sólido que compõe os grãos;

• Massa unitária: é a massa por unidade de volume, incluindo o volume aparente dos grãos e dos vazios intergranulares. Tem grande importância porque é através dela que converte-se as composições das argamassas e concretos dadas em peso para volume e vice-versa;

• Umidade: é de grande importância no estudo dos agregados, principalmente nos miúdos devido ao fenômeno do inchamento. É definido como a razão entre a massa de água contida numa amostra e a massa desta amostra seca;

• Inchamento: é o fen6omeno da variação de volume aparente de agregados miúdos, provocado pela água absorvida. A água livre que se adere aos grãos provoca um afastamento entre eles, resultando no inchamento do conjunto.

Ensaios realizados em laboratório: até o presente momento, os ensaios realizados em laboratório foram para classificar o tipo de areia após submeter uma amostra sucessivas vezes à passagem por diferentes tipos de peneira com malha classificada segundo as normas da ABNT; realização de cálculos para obtenção da porcentagem de vazios da areia e da brita para serem preenchidos com a “cola”; obter o tipo de brita segundo as classificações da ABNT; e a realização dos procedimentos de preparo para obtenção de concreto nas proporções de 1:2,3:2,8:0,6, e submeter este concreto ao ensaio de abatimento (slump test) do concreto fresco a 10 cm para posteriormente submetê-lo ao ensaio de resistência à compressão do concreto endurecido.

5. Fale sobre a composição granulométrica, seqüência de peneiras da série normal e intermediária, dimensão máxima característica e módulo de finura.

A Composição Granulométrica é a proporção relativa (expressa em porcentagem) dos diferentes grãos que constituem o material. Expressa em material retido ou passante, por peneira ou acumulado. É determinada por peneiramento, através de peneiras normalizadas com determinadas aberturas, constituindo uma série padrão. No Brasil utiliza-se peneiras com malha de forma quadrada e uma sequencia tal que o lado de cada abertura tenha sempre o dobro do lado da abertura da malha da peneira anterior começando pela 0,15mm. São as peneiras da série normal (0,15/0,3/0,6/1,2/2,4/4,8/9,5/19/38/76mm). Para caracterização de dimensões máximas e mínimas das partículas, existem as peneiras da série intermediária (6,3/12,5/25/32/50/64mm).

A Dimensão máxima característica é a abertura, em mm, correspondendo a uma porcentagem retida acumulada menor ou igual à 5% em massa.

O Módulo de Finura é a soma das porcentagens retidas acumuladas nas peneiras da série normal divididas por 100.

6. Comente sobre a influência da umidade dos agregados.

O teor de umidade é de suma importância no estudo dos agregados, principalmente dos miúdos devido ao fenômeno do inchamento. Se o responsável não estiver atento, a quantidade de areia que comprada que chega até a obra pode ser menor, uma vez que esta esteja com muita água retida entre suas partículas, assim aumentando sua volumetria e consequentemente, implicando em menor quantidade de areia por metro cúbico. Além disso, a água contida na superfície dos grãos de um agregado influencia na quantidade de água que precisa ser adicionada em um concreto para proporcionar a trabalhabilidade adequada e a resistência estabelecida no processo de dosagem. O teor de umidade é definido como a razão entre a massa de água contida numa amostra e a massa desta amostra seca. E o resultado sendo normalmente é expresso em porcentagem.

7. Comente sobre o fenômeno do inchamento do agregado miúdo. Descreva o procedimento do ensaio. Como posso rapidamente determinar a umidade dos agregados na obra.

O inchamento de agregados miúdos, segundo a NBR 6467 (MB-215) é o fenômeno da variação do volume aparente, provocado pela água absorvida. A areia usada em obra, gealmente, encontra-se úmida. Os teores de umidade normalmente encontrados estão em torno de 4 a 6%. A água livre aderente aos grãos provoca um afastamento entre eles, resultando no inchamento do conjunto.

A umidade dos agregados é colhida uma amostra que é levada ao laboratório e examinada da seguinte forma: primeiramente, pesa-se a amostra em estado úmido que, depois, é secada em estufa a uma temperatura que varia entre 105ºC e 110ºC até verificar que o peso da amostra mantem-se constante. Após a secagem a amostra é pesada e a determinação de umidade é feita pela equação: umidade = Peso da amostra úmida menos o peso da amostra seca dividido pelo peso da amostra úmida.

Outro processo mais rápido e barato no qual obtem-se resultados expressivos é a secagem do material ao fogo, geralmente no local da própria obra. O processo é basicamente o mesmo, pesa-se a amostra úmida, seca-se ao fogo, e depois a amostra seca é pesada novamente. A equação para determinar a umidade é a mesma.

8. Comente sobre as substâncias nocivas que podem ser encontrados nos agregados.

Substâncias nocivas encontradas nos concretos são aquelas que podem prejudicar a resistência de concretos e argamassas. Os limites de teores para cada tipo de substâncias nocivas e a determinação são especificados pela NBR. Dentre as substâncias nocivas que podemos encontrarnos agregados estão os torrões de argila, os materiais carbonosos, os materiais pulverulentos, as impurezas orgânicas, cloretos e os sulfatos.

Torrões de argila: prejudica a resistência do concreto sob a forma de torrões friáveis;

Materiais carbonosos: são partículas de carvão, linhito, madeira e matéria vegetal sólida, as quais podem prejudicar o concreto quando submetido a abrasão;

Material pulverulento: material fino constituído de silte e argila e passando na peneira 0,075mm. Os finos quando presentes em grande quantidade, aumentam a exigência de água dos concretos para uma mesma consistência. Os finos de certas argilas, em partícula propiciam maiores alterações de volume nos concretos, intensificando sua retração e redução limites;

Impurezas orgânicas: é a impureza mais frequente nas areias. São detritos de origem vegetal, geralmente sob a forma de partículas minúsculas, mas quem egrande quantidade escurecem o agregado miúdo;

Clretos: quando em presença excessiva podem ocasionar problemas. Os revestimenos de argamassas feitos com agregados contendo cloretos são higroscópicos, gerando o aparecimento de eflorescências e manchas de umidade;

Sulfatos: podem acelerar e em certos casos retardar a pega de um cimento portland.

9. Comente sobre a estocagem dos materiais utilizados no preparo do concreto.

Em relação aos cuidados com o manuseio e a estocagem com os materiais utilizados na preparação temos, quanto ao cimento, o cuidado de acondicionar o material em locais secos e com pouca umidade, com empilhamento máximo de dez sacos, sempre sobre estrados de madeira, evitando-se o uso em concreto estrutural quando o prazo de estocagem for de mais de trinta dias. Neste caso utilizá-lo em elementos de menor importância como pisos, argamassas etc.

Em relação aos agregados, deve-se ter certeza da uniforme distribuição granulométrica, evitando-se a segregação. Todos os materiais devem estar isentos de impurezas. Evitar o manuseio em vendavais e possíveis ocorrências de enxurradas que podem carrear o material fino.

Deve-se verificar a água afim de ver se existe contaminação de algum material incompatível com o cimento ou aço se for material estrutural e, quanto aos aditivos, deve-se ter os suidados com a identificação e correta aplicação do produto, de acordo com a especificação.

10. Comente sobre a mistura do concreto. Descreva o processo manual e o mecânico.

A mistura é o processo que procura a homogeneidade de todos os componentes do concreto. Cada partícula do cimento deve estar em contato com a água, formando uma pasta homogênea e que envolva totalmente os agregados. As duas qualidades fundamentais de uma boa mistura são a homogeneidade, onde a composição deve ser a mesma em todos os pontos da mistura e a integridade, onde todas as partículas de água devem estar em contato com todas as particulas sólidas.

As maneiras existentes para execução deste processo são a mistura manual e a mistura mecânica.

A mistura manual normalmente é utilizada em serviços de pequeno porte sendo bastante satisfatório quando as quantidades de material são pequenas. A mistura é feita com pás ou enxadas. O processo é iniciado pela mistura dos agregados miúdos e o cimento até que o material fique bem misturado sendo, depois, adicionada a água em um buraco feito no centro do monte com o material e, por fim, é misturado o agregado graúdo.

Estas operações devem ser feitas em locais próprios como caixas de madeira previamente molhadas, sobre chapas metálicas ou pisos de concreto ou cimento.

Um cuidado especial deve ocorrer com a adição de água visto que a dificuldade de se fazer a mistura provoca uma tentativa de aumento no volume de água para facilitar o processo, alterando as propriedades do concreto.

A mistura mecânica é feita por um equipamento denominado betoneira, que proporciona a mistura por tombamento do material. A maquina gira em tomo de um eixo e o material é misturado por aletas internas. Existem betoneiras de eixo inclinado, vertical e de eixo em espiral como os caminhões betoneira.

Os fatores fundamentais neste processo são o tempo de mistura, a velocidade do equipamento e a colocação dos materiais.

A homogeneidade da mistura pode ser comprovada visualmente, existindo alguns métodos mais eficientes como o abatimento, granulometria e excesso de água.

11. Comente sobre o transporte do concreto (direção, problemas e cuidados no bombeamento)

Em relação ao transporte, pode haver o transporte para a obra e o transporte dentro da obra.

O transporte para a obra ocorre qundo o concreto é preparado em usina. Este pode ser feito por caminhões basculantes comuns ou por caminhões betoneiras.

O transporte por caminhões basculantes é inadequado visto que pode haver perda de material por não serem estes caminhões perfeitamente estanques. Pode haver segregação devido à falta de agitação do material, além de perdas por exsudação, evaporação durante o transporte, trajetos com pisos irregulares, etc. Outro inconveniente é a descarga do material que é feita de forma inconveniente visto que a abertura da caçamba não é apropriada.

Existe um tipo de caminhão basculante com agitadores de fundo que permitem uma melhor qualidade do produto além de permitir um maior tempo de transporte. No primeiro caso pede-se ter um percurso de no máximo de 45 minutos ao passo que no segundo pode-se operar até 90 minutos, dependendo do operador e do percurso.

Os caminhões betoneiras são normalmente misturadores e agitadores, dependendo da velocidade de rotação da betoneira. Se as rotações são de 6 à 15 rpm são agitadores, quando de 16 à 20 rpm, misturadores. No caso dos caminhões que possuem dupla finalidade, a mistura pode ser terminada na obra. Quando o material sai da usina com velocidade de agitação pode-se fazer uma remistura rápida na obra.

Outra maneira é executar a adição da água somente na obra, exigindo entretanto um controle mais rigoroso neste aspecto. O transporte pode ocorrer em tempos de noventa minutos ou mais dependendo da experiência do operador.

O transporte muito prolongado e que ultrapasse este tempo deve ser feito com aditivos ou a utilização de materiais secos, com a adição de água somente no local da obra.

Alguns dos problemas mais importantes decorrentes do transporte são a hidratação do cimento que pode ocorrer devido às condições ambientes e à temperatura, a evaporação da água devido também à fatores ambientais e a absorção por parte do agregado em especial da argila expandida (no caso deste perigo é conveniente a saturação antecipada do mesmo) e a trituração que ocorre com a agitação do material friável. A areia modifica o módulo de finura ao passo que a brita pode-se transformar em areia. Em qualquer dos casos à necessidade de se alterar o teor de água para evitar a perda de trabalhabilidade.

Quanto ao transporte dentro das obras, este é o transporte após a descarga do concreto pela betoneira. Podem ser distâncias pequenas ou grandes dependendo unicamente da obra em questão.

O transporte manual é feito com caixas ou padiolas com peso compatível à este tipo de transporte, com no máximo 70 kg e sendo necessário, neste caso, o trabalho de duas pessoas. São também usados baldes que podem ser içados por cordas facilitando o transporte vertical. A produção com este tipo de transporte é muito baixa, sendo somente admissível em obras de pequeno porte.

Transportes feitos com carrinhos de mão de uma roda, ou giricas, de duas rodas devem ter caminhos apropriados sem rampas acentuadas. Deve-se usar carrinhos com pneus de modo a evitar tanto a segregação, como a perda do material. O transporte vertical em casos de grande altura devem ser efetuados por elevadores ou guinchos. Existem caçambas elevatórias associadas à elevadores que proporcionam uma maior rapidez neste transportes.

Existem, também, o transporte feito com gruas, caçambas e guindastes que são caçambas especiais para concreto com descarga de fundo e que são acionadas hidraulicamente. Estas caçambas são transportadas por gruas ou guindastes e o tempo de aplicação depende da carga, transporte e descarga. Um dos limitadores é a capacidade da grua tanto na altura como na carga.

O transporte por esteiras é feito pelo deslocamento de esteiras sobre roletes podendo ser transportado à diversas distâncias, podendo estas esteiras serem articuláveis o que permite o transporte para diversos pontos. Estas esteiras podem ser inclinadas desde que não com ângulos muito inclinados. Na descarga deve haver um aparador para evitar a perda de material assim como um funil permite uma remistura dos agregados.

Alguns cuidados devem ser tomados com relação à velocidade visto que um aumento da mesma permite um maior contato com o ar aumentando assim a evaporação. A temperatura ambiente pode afetar a qualidade do concreto transportado.

O Transporte por meio de tubulações sob efeito de algum tipo de pressão que pode ser por ar comprimido, tubos deformáveis ou pistão. As maneiras mais eficientes são a primeira e a última. O sistema por ar comprimido tem uma perda significativa nas juntas das tubulações o que pode afetar a produtividade. O sistema de mangueiras deformáveis é por demais demorado. O sistema mais utilizado é o de pistões.

No sistema de ar comprimido o concreto é lançado dentro da tubulação através de um sistema de válvulas e gaxetas e impulsionado pela pressão do ar. no sistema de mangueira deformável o concreto é lançado na tubulação e através da pressão de roletes nos tubos. O sistema por pistões funciona também com um sistema de válvulas e gaxetas. O concreto é lançado na tubulação por um sistema de pistões e após esta operação uma válvula fecha esta entrada e libera outro pistão que impulsiona o concreto para a tubulação. Os ciclos se invertem recomeçando o processo.

As tubulações são rígidas, ligadas por um sistema de engate rápido, terminando num tubo flexível para a distribuição do concreto. O diâmetro mais utilizado é de 125 mm existindo entretanto outros.

Alguns cuidados devem ser adotados na execução do concreto tais como; o diâmetro do agregado não deve ser maior que 1/3 do diâmetro do tubo. O concreto deve ter slump de 8 a 10 com no mínimo 60% de argamassa. O concreto desloca-se dentro da tubulação de forma constante, devendo haver uma película lubrificante entre a tubulação e a massa, que é obtida com a introdução na tubulação de uma nata de cimento antes do início da concretagem.

Qualquer obstrução na tubulação deve ser imediatamente eliminada de modo a não permitir que o concreto endureça. A concretagem deve começar do ponto mais distante da tubulação com a retirada dos tubos que vão se tornando desnecessários. Em algumas concretagens se faz necessária a introdução de válvulas de retenção para impedir a volta do concreto.

12. Comente sobre as recomendações no lançamento do concreto (nivelamento, juntas de concretagem, tempo de lançamento, altura de queda, preparo de formas, ...)

Esta atividade geralmente é realizada pelo próprio equipamento de transporte. Devido a maior probabilidade de segregação do concreto durante as operações de lançamento, a consistência deve ser escolhida em função do sistema a ser adotado. Os cuidados necessários durante o lançamento são:

• O concreto preparado na obra deve ser lançado logo após o amassamento, não sendo permitido intervalo superior a 1 hora após o preparo.

• No concreto bombeado, o tamanho máximo dos agregados não deve ser superior a 1/3 do diâmetro do tubo no caso de brita ou 2/5 no caso de seixo rolado.

• Em nenhuma hipótese o lançamento pode ocorrer após o início da pega.

• Nos pilares, a altura de queda livre do concreto não pode ser superior a 2 m, pois pode ocorrer a segregação dos componentes.

• Nas lajes e vigas, o concreto deve ser lançado encostado à porção colocada anteriormente, não devendo formar montes separados de concreto para distribuí-lo depois. Esse procedimento deve ser respeitado, pois possibilita a separação da argamassa que flui à frente do agregado graúdo.

• Nas lajes, se o transporte do concreto for realizado com jericas, é necessário o emprego de passarelas ou caminhos apoiados sobre o assoalho da fôrma, para proteger a armadura e facilitar o transporte.

• Quando o lançamento é interrompido, formam-se juntas de concretagem, que devem ser tratadas, para garantir a ligação do concreto endurecido com o novo. Para isso, os locais da parada de concretagem devem ser estudados previamente, de modo que estejam localizadas em seções pouco solicitadas, para não influir no comportamento da estrutura. Em locais de maior solicitação, pode-se aplicar um adesivo estrutural na junta.

Em relação as fôrmas de concretagem, várias providências devem ser tomadas, entre elas:

• Resistência mecânica à ruptura, ou seja, apresentar resistência suficiente para

suportar os esforços provenientes do seu peso próprio, do empuxo do concreto, do adensamento e do tráfego de pessoas e equipamentos.

• Resistência à deformação, ou seja, apresentar rigidez suficiente para manter as

dimensões e formas previstas no projeto, ou seja, apresentar deformação adequada e controlada.

• Estanqueidade, ou seja, evitar a perda de água e de finos de cimento durante a

concretagem.

• Regularidade geométrica, ou seja, apresentar geometria compatível com as

especificações do projeto. Observa-se que a redução de 10% na altura de uma viga interfere muito mais na resistência mecânica do elemento estrutural que uma variação de 10% na resistência do concreto.

• Textura superficial adequada, ou seja, apresentar textura superficial compatível com as exigências do projeto, sobretudo nos casos de concreto aparente.

• Estabilidade dimensional, ou seja, não alterar as suas dimensões durante o

lançamento ou durante a fase de cura, a fim de que os elementos estruturais

apresentem dimensões compatíveis com as definidas pelo projeto.

• Possibilitar o correto posicionamento da armadura, ou seja, não deve apresentar detalhe de montagem que dificulte ou impeça a colocação da armadura no local especificado pelo projeto.

• Baixa aderência ao concreto, a fim de facilitar os procedimentos de desforma, sem danificar a superfície do elemento de concreto.

• Proporcionar facilidade para o correto lançamento e adensamento do concreto

• Não influenciar nas características do concreto, os seja, não deve apresentar absorção d'água que comprometa a necessidade de água para a hidratação do cimento do concreto e além disto, o desmoldante, quando utilizado, não dever afetar a superfície do elemento de concreto que está sendo produzido.

• Segurança: apresentar rigidez e estabilidade suficientes para não colocar em risco a segurança dos operários e da própria estrutura que está sendo construída.