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	Materiais Naturais de Construção
Introdução
Conceituação
Principais Funções dos Materiais Rochosos
Qualidades Desejáveis
Seleção de Materiais Rochosos
Ensaios e Análises
Especificações
Materiais Naturais de Construção
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Introdução
Solos como materiais de construção
Materiais rochosos + materiais pétreos (areia cascalho)
Rocha o mais material de construção usado pelo homem
Idade da pedra  marco inicial das atividades humanas 8.000 anos atrás
Usos das rochas
No início  de forma bruta e pouco trabalhada
Hoje  bruta, polida, britada, moída, etc..
Formas de uso
Com ligante (betume e cimento)  pavimento, obras de arte, barragem de concreto, etc..
Sem ligante  lastros de ferrovia, enrocamento, filtros, revestimento, etc...
Materiais Naturais de Construção
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Orientação de uso ABNT
Resultado de casos históricos de insuscessos
Desagregação de concreto;
Desagregação de enrocamento de basalto;
etc..
Materiais Naturais de Construção
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Conceituação
Agregado  Material rochoso na forma granular
Pedras dimensionadas ou aparelhadas ou rochas/pedras ornamentais  na forma de placas
Blocos  na forma de grandes blocos ou o próprio maciço rochoso
Materiais Naturais de Construção
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Uso dos Agregados
Formas de uso  pedra britada, pedriscos,areia artificial, pó de pedra, seixos e areia natural, em:
Concreto hidráulico e betuminoso
Filtros e transições em barragens
Lastros de ferrovia
Drenos em obras civis como  estradas, aeroportos, estações de tratamento de esgoto, etc..
Uso das Placas de pedra
Revestimento de paredes e pisos
Uso de Blocos
Elementos estruturais em barragem
Proteção de taludes, encostas, portos na forma de enrocamento e muros de arrimo
Materiais Naturais de Construção
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Agregados
Conceito 
materiais granulares, sem forma e volume definidos, de dimensões e propriedades adequadas para uso em obras de engenharia civil
Classificação dos agregados, quanto:
Quanto ao modo de obtenção
Naturais: extraídos na forma de fragmentos  areia e pedregulhos
Artificiais: obtidos por processo de fragmentação  pedra e areia britada 
Quanto ao tamanho dos fragmentos (natureza e origem separadamente)
Agregado graúdo  diâmetro  4,8mm
Agregado miúdo  diâmetro  4,8mm
Materiais Naturais de Construção
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Quanto a densidade
Agregados leve pedras pomes; vermiculita; argila expandida; etc..
Agregados normais  areias; pedregulhos; pedras britadas
Agregados pesados  barita; magnetita; limonita; etc.
Obs: colocar a densidade
Pedras de revestimento
Conceito
Componentes de construção, com formas e geometrias, em geral, regulares, que se destinam a embelezar e propiciar funcionalidade as edificações
Materiais Naturais de Construção
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Denominações
Chapa  forma laminada, espessura < 4 cm, de conformação necessáriamente regular, obtida na pedreira ou por desdobramento de blocos
Placa  geometria e dimensões padronizadas, obtidas de uma chapa
Ladrilho  geometria e dimensões padronizadas, obtidas de uma placa
Obs: obter padronização
Lage  forma planar obtida na natureza
Materiais Naturais de Construção
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Principais Funções dos Materiais Rochosos 
Agregados
Funções dos agregados no concreto hidráulico
Concreto hidráulico  mistura em proporções convenientes: agregados (graúdos, miúdos), cimento e água
Propriedades requeridas ao concreto  plasticidade, facilita o manuseio e o lançamento em formas e, ao longo do tempo coesão e resistência mecânica
Funções requeridas
Contribuir na resistência do concreto aos esforços solicitados; ao desgaste e à ação das intempéries
Reduzir as variações de volume provenientes de várias causas
Diminuir custo  economia de cimento 
Materiais Naturais de Construção
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Funções do agregado no concreto betuminoso
Concreto Betuminoso  mistura em proporções convenientes, de agregado e betume. Uso principal: pavimentos
Propriedades requeridas no concreto  coesão, flexibilidade e resistência
Propriedades requeridas
Resistir e distribuir para as fundações os esforços verticais provenientes do tráfego
z
Materiais Naturais de Construção
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Melhorar as condições da capa de rolamento quanto ao conforto e à segurança dos veículos
Resistir aos esforços horizontais (cisalhamento) tornando mais durável a superfície de rolamento
Funções do agregado como lastro de ferrovia
Lastro de ferrovia  corpo granular, com distribuição granulométrica conveniente, sobre a qual se assentam os dormentes, que por sua vez, suportam os trilhos
Materiais Naturais de Construção
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Funções requeridas
Dar base sólida aos dormentes distribuindo as cargas de maneira uniforme, sobre toda a superfície da plataforma
Assegurar uma boa drenagem  evitar que os dormentes se instabilizem, caso o lastro fique saturado
Preencher os vazios entre os dormentes  evitando seus deslocamentos quando da passagem das composições
Dificultar o crescimento de vegetação daninha nas vias
Impedir a subida de lama da plataforma, quando esta eventualmente se saturar
Permitir elasticidade para as vias
Materiais Naturais de Construção
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Funções do agregado como enrocamento
Enrocamento  corpo granular, com distribuição granulométrica conveniente
Funções
Compor o maciço de barragens de núcleos de terra
Compor muros de arrimo e gabiões na estabilização de taludes e aterros
Murro de arrimo  justaposição simples de blocos
Gabiões  justaposição simples de blocos acondicionados em gaiolas metálicas
Materiais Naturais de Construção
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Formar camada de proteção  contra a erosão promovida pelo impacto das ondas; em aterros viários; em taludes costeiros; em barragens de terra; em pilares de pontes
Servir de filtro, evitando o carreamento de partículas dos aterros pela ação da chuva ou por desagregações fruto do umidecimento e secagem
Constituir barramento provisório
Funções do agregado como filtro de barragem
Filtro de barragem  corpo granular, com distribuição granulométrica conveniente
Funções requeridas
Criar meio poroso para garantir a interceptação de fluxos preferenciais de água; eventualmente existentes no aterro, e conduzi-las para jusante da barragem
Promover a drenagem da função, o que reduz a subpressão que seriam prejudiciais à instabilidade da barragem
Materiais Naturais de Construção
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Barragem de enrocamento com núcleo inclinado. Barragem de Salto Santiago (PR) (BCLD, 1982)
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Esforços atuantes. Barragem de 
concreto-gravidade
Materiais Naturais de Construção
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Diagramas de Subpressão
Materiais Naturais de Construção
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Pedras de revestimento
Funções requeridas
Manter os aspectos estéticos ao longo do tempo
Promover isolamento (ou conforto) térmico na edificação
Proteger as estruturas do intemperísmo 
Facilitar a limpeza e manter s higidez do ambiente
Materiais Naturais de Construção
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Qualidades desejáveis dos materiais rochosos
Agregados
Concreto Hidráulico
Adequada distribuição granulométrica
Maior economia de cimento
Ganho de resistência
Forma das partículas a mais equidimensional possível
Facilita o manuseio e operação
Aumento de compacidade
Ganho de resistência
Maior economia de cimento
Rugosidade adequada
Melhora a aderência argamassa/agregado
Materiais Naturais de Construção
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Adequada resistência mecânica
Suportar as solicitações físico-mecânicas
Durante a preparação do concreto
Advindas dos esforços estruturais
Adequada composição mineralógica
Durabilidade
Evitar reações químicas indesejáveis como o cimento
Ausência de impurezas
Evitar perda de qualidade do concreto
Concreto Betuminoso
Boa tenacidade e resistência ao polimento
Suportar as ações mecânicas do avançar dos pneus
Boa resistência a compressão
Resistir ao peso dos veículos
Materiais Naturais de Construção
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Ausência de minerais alteráveis
Resistir às ações intempéricas
Boa adesividade
Impedir o deslocamento da partícula de betume
Forma a mais equidimensional possível
Diminuir a consumo de betume
Melhorar a resistência mecânica
Lastro de Ferrovia
Alta tenacidade
Suportar à compactação do lastro
Suportar à passagem das composições
Alta resistência ao desgaste
Resistir ao atrito: passagem das composições e movimentos horizontais dos trilhos
Materiais Naturais de Construção
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Alta resistência a compressão
Suportar o peso das composições
Ausência de minerais alteráveis
Resistir ao intemperismo
Forma adequada das partículas
Bom imbricamento do lastro/estabilidade geométrica
Enrocamento
Boa resistência à alterabilidade
Suportar os ciclos de saturação e secagem
Resistência mecânica adequada
Resistência as ações mecânicas do processo construtivo
Resistir as solicitações em serviço
Forma e distribuição granulométrica adequadas
Garantir com embricamento e estabilidade estrutural
Materiais Naturais de Construção
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Filtro de Barragem
Ser mais permeável que o solo a ser protegido
Para permitir a livre passagem da água
distribuição granulométrica adequada
Evitar o carreamento das partículas do solo através de seus vazios
Ser constituído de material:
Não desagregável
De difícil solubilização
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Pedras de Revestimento
Alta resistência ao intemperismo e agentes químicos agressivos
Baixa capacidade de absorção de líquidos
Baixa dilatação térmica
Alta resistência ao desgaste (uso em piso)
Alta resistência a flexão (uso em revestimento fixado por ancoragem metálica)
Aspecto estético agradável
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Processo de revestimento de uma 
edificação com placas de rochas
Materiais Naturais de Construção
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Seleção de materiais rochosos
(caracterização tecnológica)
Ensaio e análises 
Características físicas
Características físico-químicas
Características petrográficas
Vantagens da caracterização tecnológica
Maior segurança na seleção
Maior eficiência
Dimensionamento das obras
Previsão mais segura da durabilidade
Materiais Naturais de Construção
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Materiais mais utilizados como agregados graúdos
Granitos
Gnaisses
Basaltos
Calcários
Materiais mais utilizados como revestimento
Granitos
Gnaisses
Basaltos
Calcários
Marmóres
Ardósias
Quartzitos
Arenitos
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Procedimentos para a execução dos ensaios e análises tecnológicas
ABNT (www.abnt.org.br)
DNER
Quanto não existir normas brasileiras consultar normas estrangeiras
ASTM - American Society for Testing and Materials
AASHTO - American Association of de State Highway and Transportation Officials
AFNOR - Association Française de Normalisation
BSI - British Standard Institute
etc.
Também é normalizado
Coleta e seleção de amostras para ensaio
Terminologia usada
Especificações de qualidade para os materiais
Materiais Naturais de Construção
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Propriedades a serem conhecidas, tipos de materiais rochosos e normas correspondentes (enrocamento e filtro de barragem  inexistem normas específicas
Materiais Naturais de Construção
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Ensaios e análises
Amostragem criteriosa ensaios e análises
Volumes e massas  atender estudos e a representatividade
Petrografia
Análise macroscópica
Estruturas
Coloração
Estado geral de sanidade
Análise microscópica óptica
Tipos de minerais
Estado de alteração dos minerais
Granulação dos minerais
Quantidades dos minerais
Avaliação do estado microfissural da rocha
Identificação de minerais deletérios
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Granulometria
Determinação  peneiras de aberturas padronizadas
Avaliar os tipos de uso
Em agregados miúdos  Separar o material para identificação mineralógica
Impurezas
Material pulverulento
Matéria orgânica
Argila em torrões e materiais friáveis
Sais solúveis
Material pulverulento nos agregados
Determinação
Quantidade de material < 0,074mm
Peneiramento úmido
Importância
Podem afetar economia e resistência do concreto
Materiais Naturais de Construção
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Matéria orgânica para agregado miúdo
Importância
Húmus ou lodo orgânico  retardamento da pega do cimento portland e afeta a resistência do concreto
Determinação
Comparação entre a cor da solução aquosa:
Hidróxido de sódio (NaOH) + agregado
Dicromato de potássio (K2Cr2O4)
Argila em torrões e materiais friáveis em agregados graúdos e miúdos
Importância
Afeta a resistência do concreto a compressão e ao desgaste por atrito
Provoca a formação de cavidades com a remoção com o tempo de materiais friáveis concentrados
a
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Detetrminação
Desagregação manual em meio aquoso, que permite estabelecer a relação em peso por material antes e após esta desagregação
Sais solúveis em agregados
Importância
Provocam mudanças na pega e no endurecimento do concreto
Promovem sua deteriorização
Determinação
Dosar teores de sais, especificamente:
Sulfatos
Sulfetos
Cloretos
Iodetos e brometos associados aos cloretos
a
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Massa específica, porosidade e absorção de água
Importância
Cálculo do traço do concreto
Avaliação do peso morto do agregado
Avaliação do peso morto de uma placa de revestimento
Reflete o estado de sanidade do material (rocha alterada < rocha sã)
Porosidade (Vv/V)
Importância 
Influi na resistência do agregado e da placa de revestimento
Influi na quantidade de água para confeccionar o concreto
Propicia ataque dos minerais pela água ou por agentes químicos
Porosidade e absorção de água são correlacionáveis a resistência mecânica
> porosidade e absorção de água < resistência mecânica
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Determinação
Pesagem de copos-de-prova nos estados secos, saturados e saturados em condições submersa
Com as relações da das variáveis medidas determina-se
Massa específica seca e saturada
Porosidade
Absorção de aparentes
Massa unitária (M/V)
Importância  lastros de ferrovia e concreto hidráulico
Determina o índice de vazios que dependerá da distribuição granulométrica e da forma das partículas. O que influência:
Resistência do produto
Economia de ligante
Determinação
Relação da massa do agregado, no estado compactado ou solto, em um recipiente padrão, pelo volume desse recipiente
a
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Forma dos fragmentos
Fatores que influenciam na rocha britada
Rochas maciças  tem maior freqüência da forma cúbica no material britado
Rochas com estrutura  maior número de formas e tamanhos variadas
Rochas com estruturas planares tipo gnaisse e quartzito  maior frequencia de formas alongadas e lamelares
Faixas granulométricas menores  tendem a apresentar formas mais alongadas e lamelares
Determinação
Medir  comprimento (A), largura (B) e espessura (C), onde A>B>C
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Determinar as seguintes relações
Largura/comprimento
Espessura/largura
Classificar os fragmentos em 4 grupos
Cúbico ou esférico
Lamelar ou achatado
Alongado ou prismático
Alongado - lamelar
Obter índice de forma
Comprimento próximo da espessura  cúbico
Comprimento longe da espessura  achatado
Reatividade potencial de agregados
Agregados com minerais silicosos amorfos ou quartzo cristalograficamente deformados por processo tectônicos
a
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Importância
Podem reagir com álcalis do cimento Portaland e gerar produtos gelatinosos expansivos  degradação do concreto
Determinação
Moer o agregado
Submete-lo à dissolução em solução NaOH1N
Com base na  quantidade de sílica dissolvida e na redução de alcalinidade classificar o agregado em:
Inócuo
Potencialmente deletério
Deletério
Determinação  método de barras
Moer o agregado
Fazer corpos-de-prova de argamassa com cimento de alcalinidade conhecida e combinada ao agregado moído
Colocar os corpo-de-prova em ambiente com umidade controlada
Medir as expansões a partir de 14 dias até 12 meses
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Adesividade ao betume
Função
Natureza petrográfica
Brita de rochas quartzosas (granito) menor adesão
Brita de rochas não-quartzosas (basalto) maior adesão
Estado de alteração
Pode ser aumenta com o uso de aditivos ao betume
Determinação
Verificação da resistência ao deslocamento da película de betume em amostras de agregado, que previamente seca, foi imersa em produto asfáltico-padrão
Verificação visual
Classificação
Adesividade satisfatória
Adesividadade insatisfatória
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Abrasão de agregados
Importância  concretos e lastro de ferrovia
Determinação  ensaio de abrasão Los Angeles
Separar amostras com granulometria e massa prefixada (ver Tabela)
Introduzir a amostra no tambor de aço junto com esferas de de aço padronizadas
Girar o tambor (331/4 rpm) por 15 ou 30 minutos
Determinar a relação  % de material < que a malha 1,68mm / massa inicial
Quanto maior a porcentagem de material < 1,68mm < a resistência do agregado
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Maquina Los Angeles para ensaio de abrasão e impacto
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Graduações e massas das amostras usadas no ensaio Los Angeles
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Esmagamento
Importância 
Simular a compressão sobre os agregados, gerada em ferrovias e rodovias, produzida pelo peso e tráfico dos veículos
Determinação
Compactar o agregado de forma padronizada (entre 12,5 e 19,5 mm) em cilindro rígido de aço até alcançar 40t
Resultado do ensaio (média de dois ensaior) em %  massa de material < 2,4mm/ massa inicial
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