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perfil agregados miudos
celso pedroso | comentários
Arquivado no curso de Tecnologia de Madeira na UTFPR
João Bernardino de O. Lopes
ANÁLISE DAS CARACTERÍSTICAS DO AGREGADO MIÚDO EXTRAÍDO EM CURITIBA E REGIÃO METROPOLITANA
Monografia apresentada ao Curso Superior de Tecnologia da Construção Civil, Modalidade Concreto da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, como Trabalho de Conclusão do Curso.
Orientador: Profº Msc. Valter Antonio Ruy.
Co-Orientadora: Profª Msc. Silvana Leonita Weber Grabowski.
Curso Superior de Tecnologia da Construção Civil – Modalidade: Concreto
Monografia de Trabalho de Diplomação apresentada por Celso Pedroso e João Bernardino de Oliveira Lopes ao Curso Superior de Tecnologia da Construção Civil-Modalidade: Concreto, com o título de "ANALISE DAS CARACTERÍSTICAS DO AGREGADO MIÚDO EXTRAÍDO DA REGIÃO METROPOLITANA DE CURITIBA" defendida e aprovada, em 22 de fevereiro de 2005, pela comissão examinadora.
Profª. MSc. Vanessa R. N. Scandelari – Moderadora – UTFPR
Profª. MSc. Silvana Leonita Weber Grabowski – Orientadora – UTFPR
Engenheira Iria Livia Doniak - Co-orientadora - CASSOL PRÉ-FABRICADOS
Tecnóloga Patrícia Ribeiro da Silva - Patricia Ribeiro da Silva
Em especial agradecemos a Deus por termos chegado até aqui, visto que, as dificuldades foram grandes, mas graças a Ele foram superadas.
A Profª. Msc. Silvana Leonita Weber pelo apoio e orientação que possibilitaram a iniciação e execução deste trabalho, através de seus conhecimentos e experiências.
Ao Prof. Msc. Valter Antonio Ruy pela orientação clara e objetiva transmitida que nos possibilitou a conclusão deste trabalho.
Aos professores do Departamento Acadêmico de Construção Civil – DACOC pela colaboração na disponibilização de equipamentos para ensaios.
A todas as empresas mineradoras que autorizaram a coleta de amostras que serviram como base para o nosso trabalho.
A construtora que autorizou a divulgação do caso de patologia de revestimentos (anexo I) ocorrido em duas de suas obras.
A, AMAS, Associação de Mineradores de Areia e Saibro do Paraná pelas informações fornecidas.
A minha esposa Andréia pelo grande incentivo e compreensão.
Ao meu filho Gustavo, meu pequeno grande herói.
Agradecemos a todos que, direta ou indiretamente colaboraram e às nossas famílias que rezaram e torceram pela realização deste trabalho.
A meus pais João Pedroso (in memorian) e Maria de Jesus Pedroso, pela dádiva da vida e pelo carinho e dedicação demonstrados.
Aos meus professores, que pacientemente mostraram-me o caminho do conhecimento.
Aos professores do Departamento da Construção Civil – Dacoc, pelo apoio e incentivo.
A professora Msc. Silvana L. Weber, especialmente, pela dedicação e estimulo que possibilitaram o inicio deste trabalho e ao professor Msc. Valter Antonio Ruy, pela orientação e presteza que possibilitaram a sua conclusão.
A Associação de Mineradores de Areia e Saibro do Paraná, pelas informações disponibilizadas, essenciais para elaboração do trabalho, enfim a todos que de alguma forma contribuíram para a sua concretização.
Em especial a minha esposa Sônia, amiga e paciente companheira, pelo seu incentivo e amparo; aos meus filhos João e Samantha, pelo amor incondicional.
Métodos de Lavra e Beneficiamento de Agregados Miúdos
Separação de Amostras para Ensaio
Analise do Teor de impurezas orgânicas húmicas
Determinação do Teor Parcial de Torrões de Argila e Materiais Friáveis
Teor Global de Argila em Torrões
Classificação de acordo com modulo de finura NM 248/2003.
Limites máximos de substâncias nocivas conforme a NBR 7211/05.
Efeitos dos constituintes mineralógicos dos agregados miúdo quanto às
Analise de impurezas orgânicas em agregado miúdo.
Distribuição granulométrica empresa "A" massa M1
Distribuição granulométrica empresa "A" massa M2
Distribuição granulométrica empresa "B" massa M1
Distribuição granulométrica empresa "B" massa M2
Distribuição granulométrica empresa "C" massa M1
Distribuição granulométrica empresa "C" massa M2
Distribuição granulométrica empresa "D" massa M1
Distribuição granulométrica empresa "D" massa M2
Distribuição granulométrica empresa "E" massa M1
Distribuição granulométrica empresa "E" massa M2
Distribuição granulométrica empresa "F" massa M1
Distribuição granulométrica empresa "F" massa M2
Distribuição granulométrica empresa "G" massa M1
Distribuição granulométrica empresa "G" massa M2
Í Teor parcial de torrões de argila e materiais friáveis.
Teor global de torrões de argila.
Resumo dos resultados obtidos nas analises das amostras.
Lavagem e separação da areia/corpos estranhos.
Retroescavadeira utilizada na extração de areia.
Retorno das águas para lagoa de decantação.
Lavagem da areia.
Patologia pela expansão de torrão de argila no revestimento.
Secagem de amostra em estufa – Labmat.
Identificação de partículas de torrões de argilas – Labmat
Acondicionamento das amostras de campo – Labmat.
Quarteamento para redução de amostra.
Avaliação do teor de impurezas orgânicas húmicas – Labmat
Detalhe da comparação da coloração obtida em uma amostra – Labmat.
Peneiramento mecânico da amostra de ensaio - Labmat
Pesagem do material retido em cada peneira – Labmat.
Detalhe da cavidade provocada pela erupção da vesícula no revestimento.
Retirada do ponto com erupção.
Detalhe do torrão de argila na cavidade aberta.
Pontos apicoados onde foram retirados torrões de argila que expandiram.
Detalhe dos pontos com aplicação de massa acrílica.
Detalhe de lixamento da superfície.
Associação de Mineradores de Areia e Saibro
Associação Nacional de Entidades de Produtores de Agregados para Construção
Centro de Tecnologia Mineral – Ministério de Ciência e Tecnologia
Laboratório de Materiais da UTFPR
Palavras-chave: agregado miúdo, mineração, impurezas.
A areia é um agregado miúdo, de larga utilização na construção civil, usado na confecção de concretos e argamassas. Entretanto, exceto nas obras de grande porte e nas empresas concreteiras, de modo geral, não se faz uso de controles tecnológicos dos agregados. Sem dúvida, esta prática, propicia um ambiente favorável para a proliferação de diversas patologias, com custos consideráveis para as empresas construtoras, que além dos aspectos econômicos envolvidos, tem a sua imagem arranhada, com conseqüências em principio, de difícil avaliação, podendo ainda ser acionadas legalmente em face ao que contempla o código de defesa do consumidor.
Este trabalho tem como escopo a tentativa de traçar um perfil das areias produzidas em Curitiba e região metropolitana, no que tange a presença de impurezas orgânicas e torrões de argila, já que estes dois componentes são determinantes para a qualidade dos concretos e argamassas. A presença de substâncias nocivas, indesejáveis na composição das areias, é responsável por diversas patologias. O presente trabalho efetuou as analises, em amostras recolhidas, em sete empresas mineradoras, que segundo dados estatísticos fornecidos pela Associação de Mineradores de Areia e Saibro – AMAS representam um universo em torno de setenta por cento do mercado global atual da região compreendida.
Os resultados obtidos demonstram a necessidade de controles tecnológicos mais efetivos por parte das empresas produtoras, também cabe a indústria da construção civil a solicitação de materiais com garantia de qualidade, estabelecendo parâmetros mínimos para a aceitação dos insumos. Em face ao crescente avanço tecnológico, o mercado cada vez mais competitivo e o consumidor por sua vez com um maior grau de exigência, já seriam razões suficientes para a adoção desse procedimento, contudo há ainda o aspecto legal envolvido, uma vez que a empresa construtora será responsabilizada diretamente, no caso da obra vir a apresentar qualquer patologia no horizonte de cinco anos.
keyword: small aggregate, mining, impurities.
The sand is a small aggregate, of wide use in the civil, used construction in the confection of concrete and building cement; however, except the workmanships of great transport and the concrete company, in general way, use of technological controls of aggregates does not become. Without a doubt, this practical, propitiates a favorable environment for the proliferation of diverse pathologies, with considerable costs for the construction company, whom beyond the involved economic aspects, its arrowhead image has, with consequences in still begins of difficult evaluation, being able to be set in motion legally in face what it contemplates the code of defense of the consumer. This work has as target the attempt to trace a profile of sands produced in Curitiba and region metropolitan, in what it refers to the presence of organic impurities and Tories of clay, since these two components are determinative for the quality of concrete and cement building. The presence of you substantiate harmful, undesirable in the composition of sands, are responsible for diverse pathologies. The present work effected analyzes them, in collected samples, seven mining companies, who according to statistical data supplied by AMAS, represent a universe around seventy percent of the current global market of the understood region. The gotten results demonstrate the necessity of more effective technological controls on the part of the producing companies, also fit the industry of the civil construction the request of materials with quality assurance, establishing minimum parameters for the acceptance of the substance. In face to the increasing technological advance, the market each more competitive time and the consumer in turn with a bigger degree of requirement, already would be defend sufficient for the adoption of this procedure, however it still has the involved legal aspect, a time that the construction company will be made responsible directly, in the case of the workmanship to come to present any pathology in the horizon five year.
1.1Importância da pesquisa
Na construção civil, o principal uso da areia é como agregado miúdo para composição de concretos e argamassas, além de pequenos construtores, que responde por uma parcela relevante do consumo total. No Brasil o consumo per capita de agregados é de 2,3 t/habitante/ano. A demanda de agregados é condicionada pelo fluxo de investimento em obras de infra-estrutura regional (transporte, energia e saneamento), bem como de infra-estrutura urbana e metropolitana (pavimentação de vias, adução de águas, saneamento, etc). A demanda é determinada ainda pelo fluxo e composição de edificações residenciais, industriais e de serviços. (CALAES, 2005).
Em função da exigência do fornecimento de produtos com padrão uniforme, da redução de custos e melhoria constante da qualidade do produto final, as concreteiras, fabricantes de pré-moldados, construtoras e o mercado como um todo, estão exigindo qualidade e padronização nos insumos que consomem, procurando reduzir seus custos, sem perda da excelência do seu produto final. Esse fato está induzindo uma sensível mudança no setor, e a conseqüente mudança de comportamento dos fornecedores de insumos, entre eles o areeiro. As empresas mineradoras deverão fazer uso de controles tecnológicos efetivos e investir no processo de produção e classificação da areia, para a melhoria da qualidade, sob pena de perderem mercado, haja vista o significativo incremento da participação da areia artificial (finos de britagem) no segmento da construção civil, observado, sobretudo nos últimos anos. (ANEPAC, 2005).
Quanto à segmentação do consumo de areia no país, verificou-se que 50% da areia produzida foram destinadas à produção de concretos e pré-fabricados e os 50% restantes para argamassas em geral, apresentado um consumo per capita na ordem de 1,1 toneladas, segundo (DNPM, 2003).
Os principais locais de produção de areia são várzeas e leitos de rios, depósitos lacustres, mantos de decomposição de rochas, arenitos e pegmatitos decompostos. No Brasil, 90% da areia são produzidas em leito de rios. (ANEPAC, 2005).
Em Curitiba e região Metropolitana, a areia utilizada provem de lavras da Bacia do Alto Iguaçu. (VALVERDE, 2005).
No quadro institucional o setor de agregados assim como a mineração, em seu todo está enfrentando dificuldades para a renovação e/ou obtenção de licenças ambientais o que tem refletido no adiamento de investimentos e elevação de custos devido ao atraso dos projetos. (AMAS - PR, 2006).
No Paraná o quadro não é diferente, as empresas mineradoras enfrentam sérios problemas com o IAP – Instituto Ambiental do Paraná, pela dificuldade de adequação a legislação ambiental, o que tem ocasionado interdições e ate o fechamento de empresas. Evidentemente o cenário incerto, desestimula os investimentos necessários, para a melhoria da qualidade, conforme descreve a (AMAS – PR, 2006).
Esse fato torna a areia artificial, ainda mais competitiva, já que estas possuem em sua estrutura de processamento, controle tecnológico capaz de fornecer padrão granulométrico adequado, e estão a principio, isentas de contaminações orgânicas, sendo provenientes de resíduos, não representam um problema e sim fazem parte da solução, alem de estarem relativamente próximas aos pontos de consumo, o que as torna economicamente viáveis, tendo atingindo em 1999, uma participação no mercado na ordem de 7,0%. (ANEPAC, 2005).
No caso da areia natural extraída de rios é comum encontrar substâncias deletérias no agregado e que podem alterar sua característica final, quando utilizadas em concretos e argamassas. NEVILLE (1982) classifica em três grandes categorias de substancias deletérias nos agregados: Impurezas que interferem com o processo de hidratação do cimento, substancias que cobrem a superfície das partículas impedindo uma boa aderência entre estas e a pasta de cimento e certas partículas fracas e friáveis que podem alterar a resistência dos concretos.
Alguns agregados mesmo bastante resistentes mecanicamente à abrasão podem não ser satisfatórios para concretos e argamassas se tiverem impurezas orgânicas que interferem com as reações químicas de hidratação do cimento. A matéria orgânica encontrada nos agregados geralmente consiste de produtos de decomposição de vegetais, principalmente acido tânico e derivado e aparece sob a forma de húmus e argila orgânica (NEVILLE, 1982).
Para NEVILLE, (1982) a argila pode estar presente no agregado miúdo sob a forma de películas superficiais que prejudicam a aderência entre o agregado e a pasta de cimento. Como a boa aderência é condição essencial para assegurar níveis satisfatórios de resistência e durabilidade do concreto, a presença dessa película é muito prejudicial.
Devido à presença na areia de argila sob a forma de torrões de argilas friáveis serem bastante nociva, e seu teor é limitado pela NBR 7211/05 para agregados miúdos em 3,0%.
Em geral a areia contém uma pequena porcentagem de material fino, chamado de pulverulento, constituído de silte e argila, portanto passando na peneira ABNT nº 200 (0,075mm). Os finos de um modo geral, quando presentes em grande quantidade, aumentam a exigência de água dos concretos, para uma mesma consistência. Os finos de certas argilas, em particular, propiciam maiores alterações de volume nos concretos, intensificando sua retração e reduzindo sua resistência, (BASILIO, 1995).
Os agregados são frequentemente considerados como um material de enchimento inerte e, portanto, não se da muita atenção ao seu possível efeito nas propriedades do concreto e argamassa. Contudo a considerável influencia que os agregados podem exercer na resistência, estabilidade dimensional, trabalhabilidade e durabilidade, demonstram o papel fundamental que exercem, merecendo toda atenção e rigor na sua seleção. (MEHTA & MONTEIRO, 1994).
Os fatos acima descritos podem ser observados em todos os segmentos da indústria da construção civil, e tendo em vista a importância deste insumo, já que a areia esta presente e constitui-se em componente importante para toda a cadeia produtiva do setor, torna sem duvida, este cenário propicio, relevante e oportuno para o tema desta pesquisa.
1.2Justificativas
Tendo em vista constituir-se a areia, um material de larga utilização em toda a cadeia produtiva da construção civil, e a considerável influencia que os agregados podem exercer nas propriedades do concreto e argamassa, como sugere (MEHTA & MONTEIRO, 1994), e levando em conta as diversas patologias que podem ser ocasionadas pela presença de impurezas orgânicas e torrões de argila, justifica-se, portanto a realização deste trabalho que tem no seu escopo, a analise das areias extraídas e comercializadas pelas principais empresas mineradoras de Curitiba e região metropolitana.
Analisar as características das areias extraídas em Curitiba e região metropolitana, em relação à presença de impurezas orgânicas húmicas, torrões de argila e materiais friáveis.
i Analisar a presença de impurezas orgânicas húmicas.
ii Analisar o teor de torrões de argila e materiais friáveis presentes no agregado miúdo.
2Agregado Miúdo
Os agregados são materiais granulares sem forma e volume definidos com propriedades adequadas para o uso na construção civil, podendo ser definido sob diversas óticas, entre elas: a geológica (a origem de formação); à densidade (leves, normais, pesados); tamanho (graúdo, miúdo); origem de produção (naturais, artificiais). A classificação quanto ao tamanho, é sem duvida a mais significativa para efeitos práticos de utilização dos agregados. (FRAZÃO, 2002).
BAUER (1995), do ponto de vista geológico, define areia, como um sedimento clástico inconsolidado, de grãos em geral quartzosos de diâmetros entre 0,06 e 2,00mm.
A areia é agregado miúdo originado através de processos naturais ou artificiais de desintegração de rochas ou provenientes de outros processos industriais. É chamada de areia natural se resultante da ação de agentes da natureza e de artificial quando proveniente de britagem ou outros processos industriais (BASÍLIO, 1995).
Segundo CARUSO & SBRIGHI NETO (1983), areia é um material granular, não coesivo e constituído de partículas que variam de 0,06 a 2,0 mm.
A Associação Brasileira de Normas técnicas – ABNT, através da NBR 7211/05 define agregado miúdo, areia de origem natural ou resultante do britamento de rochas estáveis, ou mistura de ambas, cujos grãos passam pela peneira ABNT 4,8 mm e ficam retidos na peneira ABNT 0,15 mm.
A Associação Brasileira de Normas Técnica – ABNT, através da NM 248/03 classifica o agregado miúdo de acordo com o modulo de finura, conforme se apresenta na tabela 1.
TABELA 1: Classificação de acordo com módulo de finura NM 248/2003
MF  3,90
3,30  MF < 3,90
2,40  MF < 3,30
MF < 2,40
Fonte: NM 248/2003
2.2 Métodos de Lavra e Beneficiamento de Agregados Miúdos
As jazidas de agregados miúdos, em geral, são formadas nos cursos d'água ou em áreas de deposição para onde este material foi transportado, estas áreas são chamadas de depósitos, que podem ser do tipo fluvial ou de materiais rochosos desagregados. Para os casos de jazidas em cursos d'água ou em depósitos fluviais, após extração, a areia é comercializada da forma como foi extraída, ou seja , sem sofrer qualquer tipo de tratamento químico, apenas é lavada para retirada da argila, passando através de grelhas fixas, para a separação do cascalho e materiais estranhos (troncos, folhas, etc), então, seguindo para as pilhas para decantação. (fig. 1). CAMPOS e FERNANDES, (2005).
FIGURA 1: Lavagem e separação da areia/corpos estranhos
Pode ocorrer à extração de areia marinha em regiões litorâneas, entretanto, estas areias necessitam ser lavadas para a retirada completa dos sais nelas existentes.
Os métodos de lavra para extração de agregado miúdo podem ser feito em cava ou em leito de curso d'água. As cavas, são depósitos aluvionares em fundo de vales, cobertos pôr capa de solo orgânico, no processo de lavra em cava seca, pode-se utilizar carregadeira de pneus, trator de esteira, retro escavadeira, (fig. 2). CAMPOS e FERNANDES, (2005).
FIGURA 2: Retroescavadeira utilizada na extração de areia.
O desmonte hidráulico consiste na desagregação da areia utilizando-se jatos d'água de alta pressão. Estes jatos incidem na base dos taludes da cava provocando desmoronamento dos sedimentos ou rochas alteradas. Uma outra operação de jateamento sobre o material desmoronado promove a desagregação dos sedimentos ou rochas e forma uma polpa (suspensão constituída por material sólido e água), que desce por gravidade até uma pequena bacia de acumulação. (vide fig.3). Em alguns casos, a operação de jateamento e de bombeamento só ocorre uma vez, com o material seguindo diretamente para o beneficiamento e classificação. CHUCHIERATO, (2000).
O método, por desmonte hidráulico, não é utilizado em Curitiba e RMC, em face às características das lavras existentes.
FIGURA 3: Desmonte Hidráulico.
Foto CHUCHIERATO,(2000).
No primeiro método, a jazida encontra-se em depósito fluvial e a cava poderá ser do tipo seca, isto é quando o agregado encontra-se acima do nível d'água, ou fechada, quando ocasiona a formação de lagoa.
O processo em cava fechada sempre se inicia em cava seca, utilizando-se dos mesmos equipamentos desta e, posteriormente, quando se atinge o nível freático, são introduzidas dragas de sucção que conduzem o material, até os depósitos de estocagem, onde ocorrem à secagem natural por escoamento gravitacional e evaporação.
Estes depósitos são concebidos com sistema de drenagem, onde canaletas coletam as águas do escoamento e partículas finas nelas dissolvidas e as conduzem às lagoas de decantação de finos.
Posteriormente, estas águas retornam à lagoa de dragagem, proporcionando maior proteção aos corpos d'água. CAMPOS e FERNANDES, (2005). (Vide fig. 4).
FIGURA 4: Retorno das águas para lagoa de decantação.
È importante ressaltar que o método em cava, tanto a seca quanto a fechada, vem sendo preferencialmente utilizado por fatores ambientais, garantindo menor impacto aos recursos hídricos e às suas margens.
No método de extração do agregado miúdo em cursos d'água, utilizam-se dragas de sucção instaladas em plataformas flutuantes.
O material extraído é conduzido por tubulações até o depósito de estocagem, onde ocorre a secagem natural por escoamento e evaporação. À medida que a dragagem se afasta do deposito na margem, o transporte por tubulações pode tornar-se inviável, sendo então utilizada barcaças, onde é depositado inicialmente o material dragado para posterior transporte até o depósito na margem.
Na formação deste depósito devem ser seguidos os mesmos critérios de drenagem do processo de cava fechada.
Quando a extração ocorre em cursos d'águas navegáveis, utiliza-se "Clamshells", equipamento com caçamba na forma de concha que abrem e fecham sob ação de cabos de aço, sendo içadas verticalmente para a descarga. Os Clamshells são ideais para escavações em níveis inferiores à sua praça de apoio, que no caso de cursos d'água navegáveis, são as embarcações adaptadas (barcaças), dotadas de silos para a estocagem do material. (Vide fig. 5). CAMPOS e FERNANDES, (2005).
FIGURA 5: Extração de areia utilizando barcaças.
Foto abesc(2000)
Entretanto, as larvas são compostas por materiais de granulometrias variadas, areias grossas, areias finas e cascalhos. Assim, para que haja um melhor controle desses materiais no que se refere à dimensão das partículas, se faz necessária a implantação da uma etapa de peneiramento dos materiais. CAMPOS e FERNANDES, (2005).
A este respeito encontramos determinada empresa mineradora, que possui dois tipos de areias, uma destinada ao comércio em geral e outra areia que é fornecida para as concreteiras e fabricas de pré moldados em concreto, haja vista estas realizarem ensaios de controle de qualidade, tais como: Determinação do teor de argila em torrões e materiais friáveis, NBR 7218/87; Determinação de impurezas orgânicas, NM 49/01; dos materiais adquiridos para produção.
FIGURA 6: Lavagem da areia.
2.3 Substâncias Prejudiciais
Do ponto de vista tecnológico, os agregados miúdos, assim como os demais constituintes, devem contribuir, na medida do máximo possível, para a otimização das propriedades das argamassas e concretos. Caso sejam de má qualidade, contendo substancias nocivas e indesejáveis, podem ter o seu desempenho prejudicado, alterando as propriedades e ou provocando manifestações patológicas, nos concreto e argamassas. Quanto à composição química, os agregados miúdos são de natureza silicosa, mas podem ainda conter impurezas orgânicas e inorgânicas, tais como: materiais carbonosos, materiais orgânicos (húmus vegetal), materiais em decomposição,etc. GOGOLA, (2005).
Abaixo tabela 2, com as especificações para os agregados miúdos, preconizadas pela NBR 7211/05.
Limites máximos aceitáveis de substâncias nocivas conforme a NBR 7211/05
SUBSTÂNCIAS NOCIVAS EM % DA MASSA DO MATERIAL
Torrões de argila partículas friáveis
Concreto cuja aparência é importante
Concreto submetido a desgaste superficial
Demais concretos
Fonte NBR 7211/05
Estas impurezas podem interferir nas propriedades dos revestimentos e na qualidade dos concretos ou ainda prejudicar a aderência dos grãos de areia com a pasta aglomerante.
Os sulfetos, concreções ferruginosas, argilominerais expansivos, micas, torrões de argila, sais solúveis, em presença de umidade, podem provocar eflorescência, bem como a corrosão da armadura e outras patologias.
Quanto à composição mineralógica, os grãos dos agregados miúdos podem ser inócuos, deletérios ou friáveis, cujas características e efeitos sobre o revestimento estão apresentados na Tabela 3, GOGOLA, (2005).
Efeitos dos constituintes mineralógicos dos agregados miúdo quanto às patologias apresentadas.
Efeitos prejudiciais no revestimento
Grãos inócuos
Grãos estáveis boa resistência física e química
Não tem, devem constituir a fração majoritária dos agregados miúdos
Grãos deletérios
Grãos instáveis quimicamente
Sulfetos de ferro (pirita, marcassita).
Vesícula vermelha acastanhado, provocadas pela formação expansiva de sulfatos, óxidos e hidróxidos de ferro
Argilominerais expansivos (montmoriloníticos)
Variações volumétricas que podem causar desagregação
Grãos friáveis
Grãos de baixa resistência
Esfoliação e/ou perda de aderência ao substrato
Fragmentos orgânicos (materiais carbonosos)
Intumescimento e/ou formação de vesículas
Desagregação, vesículas (com matéria orgânica)
Notas de aula Prof. Msc Gilberto Walter Gogola
2.4 Impurezas Orgânicas
De modo geral as impurezas orgânicas são nocivas para os concretos e argamassas.
Nos concretos podem ocorrer alterações nas reações químicas de hidratação do cimento e nas argamassas é comum o surgimento de patologias relacionadas com a sua expansão.
Para PETRUCCI (1982), as impurezas orgânicas da areia, normalmente formada por partículas de húmus, exercem uma ação prejudicial sobre a pega e o endurecimento das argamassas e concretos. Uma parte do húmus, que é ácida, neutraliza a água alcalina da argamassa, e, a parte restante envolve os grãos de areia, prejudicando a aderência entre o cimento e as partículas de agregados.
A matéria orgânica encontrada nas areias via de regra são produtos resultantes da decomposição de vegetais, geralmente o acido tânico e seus derivados.
Segundo BASILIO (1995), impurezas orgânicas húmicas são detritos mais comumente de origem vegetal, que estão geralmente sob a forma de partículas minúsculas, mas em grande quantidade chegam a escurecer o agregado miúdo.
O ensaio colorimétrico é o mais utilizado para uma avaliação inicial das areias, por ser de fácil e rápida execução, podendo ser complementado pelo ensaio de qualidade para avaliação do seu desempenho quanto à resistência à compressão do concreto ou argamassa, caso o índice de cor que caracteriza o teor de matéria orgânica encontrado seja superior à solução padrão, conforme NM 49/2001, ou seja, superior a 300 ppm é necessária a verificação se as impurezas orgânicas que o contaminam, são ou não prejudiciais à resistência.
2.5 Torrões de argila e materiais friáveis
A argila e outros finos quando presente nas areias, formam uma película envolvente aos grãos do agregado, prejudicando inicialmente, a aderência da pasta de cimento e caso sejam quimicamente ativas, haverá a ocorrência de patologias indesejáveis, sobretudo nas argamassas de revestimento.
NEVILLE, (1982), frisa: O silte e o pó fino podem revestir o agregado de forma semelhante à argila, ou podem estar presentes sob a forma de partículas soltas, não aderentes ao agregado graúdo. Mesmo quando nesta ultima forma, o silte e o pó fino devem ser evitados em quantidades excessivas porque, devido a sua finura e, portanto, a grande área superficial, esses materiais aumentam a demanda de água necessária para molhagem de todas as partículas do concreto.
Segundo NBR 7218/87, torrões de argila e materiais friáveis são partículas contidas em agregados miúdos suscetíveis de serem desfeitas pela pressão entre os dedos polegar e indicador. Por serem substâncias nocivas suas quantidades não devem exceder certos limites. A NBR 7211/05 classifica o teor máximo de torrões de argila e materiais friáveis em 3,0% em relação à massa do material para produção de concretos convencionais.
Essas partículas se presentes nos agregados miúdos, em teor superior a 3,0% em relação à massa do material, especificado na NBR 7211/05, podem causar patologias nos concretos e argamassas, (tab. 3), pela expansão desse material, vindo a ocasionar vesículas na superfície dos revestimentos em pontos variados conforme apresentados na figura 7.
FIGURA 7: Patologia pela expansão de torrão de argila no revestimento.
Um caso concreto de patologia ocorrida em revestimentos, provocadas pela expansão de argila e materiais friáveis, é apresentado no anexo 1 do presente trabalho. Nas figuras a seguir 8 e 9, desenvolvimento do ensaio de torrões de argila e materiais friáveis.
FIGURA 8: Secagem de amostra em estufa – Labmat.
FIGURA 9: Identificação de partículas de torrões de argilas – Labmat.
3Programa Experimental
3.1Coleta de amostras.
Foram escolhidas sete empresas mineradoras de Curitiba e região metropolitana, indicados pela a AMAS-PR, entidade representativa da classe no Paraná, onde cinco das sete empresas representam aproximadamente 70% da produção atual de areia em Curitiba e região metropolitana. AMAS-PR, (2006).
Para efeito de analise, as amostras de campo recolhidas, foram identificadas por letras, dado o cunho cientifico da investigação e para preservar a imagem das empresas mineradoras analisadas, em virtude dos eventuais resultados encontrados.
As amostras de campo foram coletadas seguindo a NBR NM 26/01, As amostras de campo coletadas em lotes que tinham como especificação para venda, areia média.
Para formação da amostra de campo, representativa do lote de agregado, a ser analisado, foram recolhidas porções em diferentes pontos da pilha de agregados, topo, meio e base, com o agregado ainda úmido, no intuito de preservar a parte pulverulenta do material, as amostras de campo foram depois reunidas, e misturadas adequadamente e quarteadas, visando à preservação máxima possível, das características do agregado. A quantidade coletada para formação de cada amostra de campo, foi de aproximadamente 25 kg, uma vez que os ensaios a serem realizados foram de análise físico ou químico somente.
As amostras de campo das areias foram acondicionadas para o transporte ao laboratório da UTFPR, em sacos de plásticos envolvidos por sacos de ráfia, visando com isso evitar a fuga dos finos dos materiais e devidamente identificados e lacrados, conforme mostra as figuras 10 e 11.
FIGURA 10: Acondicionamento das amostras de campo – Labmat.
FIGURA 11: Acondicionamento das amostras de campo – Labmat.
3.2Separação de amostra para ensaio.
A redução da amostra de campo para ensaio em laboratório, foi realizada conforme preconiza a NM 27/00 utilizando o método "B", quarteamento, já que o método "A" faz uso do separador mecânico, mais adequado para redução de agregados graúdo e o método "C" é adequado para pequenas porções, na figura 12, segundo os passos abaixo:
Aplainar a amostra, em superfície plana e lisa.
Descontar dois quartos diagonalmente opostos.
Novamente misturar e dividir em quatro partes.
Continuar o processo até que a quantidade necessária para ensaio, seja atingida.
FIGURA 12: Quarteamento para redução de amostra.
Fonte Pattrol Pavimentação
Quando da coleta das amostras de campo, questionou-se informalmente as empresas, quanto ao processo de controle tecnológico realizados nas areias produzidas, conclui-se que todas apenas executavam a lavagem e separação mecânica do cascalho e corpos estranhos, através de grelhas fixas, não realizando nenhum tipo de ensaio ou controle tecnológico recomendados, tais como: analise granulométrica, NM 248/01; análise do teor de material pulverulento, NBR 7219/87; analise de impurezas orgânicas NM 49/01 e análise do teor de torrões de argila, NBR 7218/87.
4Apresentação e analises dos resultados
4.1Analise do teor de impurezas orgânicas húmicas
Esse ensaio foi executado seguindo a NM 49/2001, utilizando para comparação de cor com a solução das amostras ensaiadas um colorímetro padrão, obtendo-se os resultados em ppm (partes por milhão) conforme apresentado tabela 4.
TABELA 4: Analise de impurezas orgânicas em agregado miúdo.
Os resultados obtidos mostram que seis amostras apresentaram resultados satisfatórios em relação à presença de impurezas orgânicas, NM 49/01, vale ressaltar, entretanto que os resultados dos ensaios de três desta amostras, ficaram no limite máximo permitido, preconizado pela norma, ou seja, 300 ppm.
As figuras 13 e 14, mostram a comparação dos resultados obtidos nos ensaios de impurezas orgânicas, conforme preconiza a NBR 7221/87.
Foi utilizado o colorímetro padrão para avaliação dos resultados, visto ser este método normatizado pela ASTM.
FIGURA 13: Avaliação do teor de impurezas orgânicas húmicas – Labmat.
FIGURA 14: Comparação da coloração obtida em uma amostra – Labmat.
4.2Análise granulométrica
Foram utilizadas duas amostras de ensaio, para cada empresa mineradora, com o intuito de determinar a distribuição granulométrica e o modulo de finura (MF) e assim possibilitar o cálculo do teor global de argila, das amostras de areia analisadas.
Figuras 15 e 16.
FIGURA 15: Peneiramento mecânico da amostra de ensaio - Labmat
FIGURA 16: Pesagem do material retido em cada peneira – Labmat.
Os ensaios para determinar as granulometrias das amostras da empresa mineradora "A", foram executados conforme preconiza a norma NM 248/03. (vide tabelas 5 e 6).
TABELA 5: Distribuição granulométrica empresa "A" massa M1
G R A N U L O M E T R I A
Massa M1/g
D max 4,8
MF 2,61
TABELA 6: Distribuição granulométrica empresa "A" massa M2
Massa M2/g
MF 2,62
Os ensaios para determinar as granulometrias das amostras da empresa mineradora "B", foram executados conforme preconiza a norma NM 248/03. (vide tabelas 7 e 8).
TABELA 7: Distribuição granulométrica empresa "B" massa M1
MF 2,21
TABELA 8: Distribuição granulométrica empresa "B" massa M2
MF 2,35
Os ensaios para determinar as granulometrias das amostras da empresa mineradora "C", foram executados conforme preconiza a norma NM 248/03. (vide tabelas 9 e 10).
TABELA 9: Distribuição granulométrica empresa "C" massa M1
Mineradora C
MF 2,75
TABELA 10: Distribuição granulométrica empresa "C" massa M2
MF 2,54
Os ensaios para determinar as granulometrias das amostras da empresa mineradora "D", foram executados conforme preconiza a norma NM 248/03. (vide tabelas 11 e 12).
TABELA 11: Distribuição granulométrica empresa "D" massa M1
Mineradora D
MF 2,15
TABELA 12: Distribuição granulométrica empresa "D" massa M2
MF 2,22
Os ensaios para determinar as granulometrias das amostras da empresa mineradora "E", foram executados conforme preconiza a norma NM 248/03. (vide tabelas 13 e 14).
TABELA 13: Distribuição granulométrica empresa "E" massa M1
MF 3,52
TABELA 14: Distribuição granulométrica empresa "E" massa M2
MF 3,02
Os ensaios para determinar as granulometrias das amostras da empresa mineradora "F", foram executados conforme preconiza a norma NM 248/03. (vide tabelas 15 e 16).
TABELA 15: Distribuição granulométrica empresa "F" massa M1
Mineradora F
MF 2,89
TABELA 16: Distribuição granulométrica empresa "F" massa M2
MF 2,68
Os ensaios para determinar as granulometrias das amostras da empresa mineradora "G", foram executados conforme preconiza a norma NM 248/03. (vide tabelas 17 e 18).
TABELA 17: Distribuição granulométrica empresa "G" massa M1
Mineradora G
MF 2,28
TABELA 18: Distribuição granulométrica empresa "G" massa M2
MF 2,40
4.3Análise do teor parcial de torrões de argila e materiais friáveis
Esse ensaio foi executado conforme a NBR 7218/87, determinação do teor parcial de argila em torrões e materiais friáveis, obtendo-se os seguintes resultados, mostrados na tabela 19:
TABELA 19:Teor parcial de torrões de argila e materiais friáveis.
Retido peneira 0,6mm (g)
Passante peneira 0,6mm (g)
Teor parcial de torrões (%)
4.4Teor global de argila em torrões
O teor global de argila em torrões é obtido pela formula:
S = ( Proporção Retida x % TA)/100
Fonte: NBR 7218/87
onde (S) é o teor global de argila, é obtido pelo produto das médias aritmética das proporções retidas entre as peneiras 4,8 e 1,2, obtidos nas análises granulométrica (M1 e M2), pelo teor parcial de torrões de argila (TA), tabela 19, conforme apresentado na tabela 20:
TABELA 20: Teor global de torrões de argila.
Proporção retida M1
Proporção retida M2
(M1+ M2)/2
Teor parcial de torrões argila (%)
Teor global de torrões argila (%)
Na tabela 20, observa-se que todas as amostras apresentaram resultados dentro dos parâmetros preconizados pela norma para o ensaio de teor de argila em torrões, visto que o limite fixado pela NBR 7211/05 é de 3,0% para agregado miúdo em relação à massa do material.
Resumo dos resultados obtidos nas analises realizadas, em relação aos parâmetros fixados pela NBR 7211/05, tabela 21.
TABELA 21: Resumo dos resultados obtidos nas analises das amostras.
Especificação areia média
Teor de torrões de argila e materiais friáveis
Impurezas orgânicas húmicas
NBR 7211/05
Teor global  3 %
 300 ppm
5.1Conclusões
a) Determinação de impurezas orgânicas.
Na análise das amostras do teor de impurezas orgânicas, observou-se que a amostra B, apresentou resultado insatisfatório, superior a 300 ppm.
Note-se que três amostras apresentaram índices de teor de impurezas orgânicas igual a 300 ppm, ou seja, o limite máximo estipulado pela norma NM 49/01.
b) Análise do teor de argila em torrões nos agregados
A NBR 7211/05 classifica torrões de argila e materiais friáveis como substancia nociva ao agregado miúdo e fixa o limite máximo em 3,0% em relação à massa do material, portanto todas as amostras analisadas apresentaram resultados satisfatórios, abaixo do limites máximos estabelecido pela norma.
Conclui-se, portanto, que o setor de mineração apesar de não fazer uso de controles tecnológicos efetivos, as areias analisadas, são adequadas para o uso corrente na construção civil, já que os resultados obtidos, de modo geral foram satisfatórios, já que apenas uma das sete empresas apresentou um resultado não conforme para a analise realizada em relação a impurezas orgânicas NM 49/01 e três empresas mineradoras apresentaram resultados insatisfatórios quanto à especificação em relação ao módulo de finura, uma vez que as amostras foram especificadas como areia média, e os resultados demonstraram que três amostras estavam na faixa de classificação como areia fina (MF < 2,40).
Contudo, apesar dos resultados obtidos, se faz necessária a implantação de controles tecnológicos efetivos e eficazes, capazes de atestar a qualidade do produto, pois a areia é um insumo essencial e imprescindível, de larga utilização em toda a cadeia da construção civil, e esta não pode correr o risco de gerar produtos de qualidade de duvidosa.
Alem disso a implantação de controles tecnológicos, dará sem duvida as empresas de mineração, maior credibilidade, demonstraria elevado profissionalismo, e atestaria indubitavelmente a qualidade de seus produtos, junto a clientes e toda a comunidade da construção civil.
5.2Sugestões para trabalhos futuros
O presente trabalho, evidentemente não esgota o assunto, havendo a necessidade de outros estudos serem realizados para que se possa delinear um perfil mais acurado da qualidade das areias produzidas pelas empresas mineradoras da região considerada.
Como sugestão para trabalhos futuros, poder-se-ia realizar os seguintes estudos:
i - Analise do teor de material pulverulentos, das areias extraídas de Curitiba e região metropolitana.
ii – Realizar ensaio de qualidade das areias extraídas de Curitiba e região metropolitana.
iii - Estudo de caso sobre a patologia causada pela expansão de torrões de argila em revestimentos.
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ABESC, Associação Brasileira das Empresas de Serviços de Concretagem do Brasil, São Paulo – SP, 2002.
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AMAS - PR, Associação de Mineradores de Areia e Saibro do Paraná, 2006. (Comunicação verbal e notas).
ANEPAC, Associação Nacional de Entidades Produtoras de Agregados para Construção Civil, 2005.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Agregados - Determinação da composição granulométrica. NM 248. Rio de Janeiro, 2003, 12p.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Agregado fino - Determinação de impurezas orgânicas. NM 49. Rio de Janeiro, 2001, 1p.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Agregados – Terminologia. NBR 9935. Rio de Janeiro, 2005, 6p.
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ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Agregado para concreto – Especificação. NBR 7211, Rio de Janeiro, 2005, 5p.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Agregados - Determinação do teor de argila em torrões e materiais friáveis. NBR 7218. Rio de Janeiro, 1987, 2p.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Redução da Amostra de campo para ensaios de laboratório. NM27. Rio de Janeiro, 2000, 2p.
BAUER, L.ª Falcão, Materiais de Construção 5 ª edição, Livros Técnicos e Científicos Editora.
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CAMPOS Edson Esteves, FERNANDES Lùcia E. V. Controle Ambiental Aplicado a Produção de Agregados, CETEM, 2005.
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Sob ponto de vista tecnológico, os agregados miúdos devem contribuir, na medida do possível, para otimizar as propriedades das argamassas, a durabilidade e textura final dos revestimentos. Assim, se forem de granulometria inadequada ou ainda de má qualidade, contendo impurezas, podem prejudicar o desempenho das argamassas, alterando suas propriedades ou provocando manifestações patológicas nos revestimentos.
Uma patologia no revestimento ocasionada em decorrência da má qualidade do agregado miúdo, foi evidenciada em dois edifícios residenciais recém construídos em Curitiba, a patologia refere-se ao surgimento de vesículas em pontos variados na superfície de paredes.
Essa patologia foi analisada por um laboratório de materiais, através da coleta de amostras de pontos onde apresentavam a anormalidade, tendo como parecer técnico para a causa do problema, a presença de argila em torrões no agregado miúdo da argamassa de revestimento. (figura17).
FIGURA 17:Cavidade provocada pela erupção da vesícula no revestimento.
Foi verificado que essas vesículas surgiam através da expansão dos torrões de argila presentes no agregado miúdo. Observou-se que as reações de expansão começaram a se manifestar mais ou menos um ano após a aplicação da argamassa no substrato e que essas provavelmente seriam originadas pela reação com a umidade do ar e a variação térmica.
Os edifícios residenciais onde foram verificados esse problema foram executados pela mesma construtora, que sempre manteve o mesmo fornecedor de areia. Essa patologia foi verificada em obras onde argamassa de revestimento foi executada na própria obra e que tinham como acabamento final à pintura com tinta látex.
A construtora responsável pela execução dessas obras mantém o serviço de assistência técnica ao cliente e essa patologia sempre gerou muitos custos para empresa, por se tratar de uma manutenção que gera muitos transtornos para seu reparo. Quando é solicitado reparo desse problema pelo cliente, geralmente todas as paredes de alvenaria de blocos cerâmicos que tem como acabamento o revestimento argamassado, necessitavam de uma nova pintura em virtude da quantidade de pontos encontrados com erupção do revestimento.
Outro agravante é o questionamento por parte dos proprietários dos imóveis em relação à qualidade geral da areia utilizada principalmente na estrutura, onde gera-se problemas para a imagem da empresa.
Recuperação da patologia
Para a recuperação dessa patologia a construtora em questão adotou o seguinte procedimento:
Apicoa-se cada ponto encontrado com vesículas no revestimento e também em pontos onde se percebe inicio, retirando o torrão de argila que originou o problema (Figuras 18, 19 e 20).
FIGURA 18: Retirada do ponto com erupção.
FIGURA 19: Detalhe do torrão de argila na cavidade aberta.
FIGURA 20: Pontos apicoados onde foram retirados
torrões de argila que expandiram.
Aplica-se massa acrílica em cada ponto descoberto, aguarda-se 4 horas e em seguida aplica-se massa PVA para acabamento (Figuras 21 e 22).
FIGURA 21: Aplicação de massa acrílica.
FIGURA 22: Detalhe dos pontos com aplicação de massa acrílica.
No dia seguinte executa-se lixamento da superfície e é verificado se o revestimento não possui ondulações. Figura 23.
FIGURA 23: Detalhe de lixamento da superfície.
Executa-se a pintura verificando sempre se não apareceram mais pontos, em decorrência da aplicação da tinta que transfere umidade ao revestimento.
A construtora responsável pelas obras onde ocorreram à patologia, registrou 28 casos até maio de 2007, sendo que, 13 foram em um edifício com 44 unidades residenciais e 15 em outro com 40 unidades residenciais, sem considerar algumas áreas coletivas como hall e escadas que também apresentaram a patologia. Todos os casos verificados partiram de reclamações do proprietário do imóvel, onde foi acionada a assistência técnica, sem qualquer custo para o cliente.
Para todos os casos houve a necessidade de recuperação de todas as paredes internas de revestimento argamassado, que tinham como acabamento final de pintura. Após a detecção da causa da patologia, foi adotado pela construtora como solução imediata para o problema, o uso de argamassa industrializada para emboço de paredes internas, para as próximas obras a serem construídas, mesmo sendo essa solução, a de maior custo.