Propriedades Físicas e Mecânicas das Rochas e Agregados para Construção Civil

Propriedades Físicas das Rochas

• Massa Específica: (Depende do tipo de rocha). Relação entre a massa do agregado seco e seu volume (volume de grãos excluindo os poros permeáveis).
• Massa Específica Aparente: Relação entre a massa do agregado seco e seu volume (incluindo os poros permeáveis). No volume, considera-se o material sólido, os vazios permeáveis e impermeáveis.
• Massa Específica Absoluta: Elimina-se todo e qualquer vazio do material.
• Porosidade (P): Relação entre o volume de vazios e o volume aparente do material ($P = 1 - d_l / D$).

Classificação da Porosidade das Rochas

• $P < 1\%$ - Rocha muito compacta
• $1\% \le P \le 2,5\%$ - Rocha compacta
• $2,5\% < P \le 5\%$ - Rocha com porosidade baixa
• $5\% < P \le 10\%$ - Rocha com porosidade média
• $10\% < P \le 20\%$ - Rocha bastante porosa
• $P > 20\%$ - Rocha fortemente porosa

Outras Propriedades Físicas

• Permeabilidade: Propriedade de se deixar atravessar por fluidos.
• Higroscopicidade: Capacidade de absorver água por capilaridade.
• Condutibilidade Térmica: Velocidade de transmissão de calor.
• Gelividade: Transformação da água de poro em gelo e consequente aumento de volume.
• Dureza: Resistência à penetração e ao risco.

Características Mecânicas

Envolvem a resistência à compressão, tração, flexão e cisalhamento.

• Alta resistência à compressão e baixa resistência à tração.
• Cisalhamento: $1/10$ a $1/15$ da resistência à compressão.
• Tração: $1/20$ a $1/40$ da resistência à compressão.
• Flexão: $1/10$ a $1/15$ da resistência à compressão.
• Desgaste: Atrito em um disco que gira usando um líquido abrasivo.
• Atrito entre duas peças de mesmo material (Abrasão Los Angeles).

Pedras mais utilizadas: Basalto (maior resistência) e granito.

Características e Propriedades dos Agregados

Incluem: massa específica, massa unitária, forma das partículas, composição granulométrica, umidade, inchamento e reatividade.

Massa Unitária

• Massa por unidade de volume unitário (volume aparente dos grãos e dos vazios intergranulares).
• Utilizada para converter os traços de massa para volume e vice-versa.
• Referência: Areias médias: $1,5\text{ kg/dm}^3$ | Areias finas: $1,4\text{ kg/dm}^3$.
• É definida como a relação entre a massa e o volume de uma determinada quantidade de agregado seco. Ela difere da massa específica absoluta e da específica aparente, pois o volume a ser considerado é o volume do agregado e dos vazios presentes.

Forma dos Grãos

Influencia na trabalhabilidade (fluidez) e no grau de compacidade dos concretos. Grãos de formato de agulha ou disco geram concretos menos trabalháveis e requerem mais pasta de cimento.

• Arredondados: Seixo rolado (menor quantidade de pasta de cimento e relação água/cimento mais baixa).
• Angulares e de Arestas Vivas: Agregado graúdo britado.
• Lamelares: Grande variação na ordem de grandeza de uma ou mais dimensões.
• Esféricos (seixos): Melhor agregado graúdo para o concreto.
• Cúbicos: Três dimensões de mesma ordem de grandeza.

Composição Granulométrica

Proporção relativa dos diferentes tamanhos de grãos que constituem o material. Possui grande influência nas propriedades (fluidez, trabalhabilidade e densidade). É determinada por peneiramento (série normal das peneiras: $75$, $37,5$, $19$, $9,5$, $4,75$, $2,36$, $1,18\text{ mm}$, $600\,\mu\text{m}$, $300\,\mu\text{m}$, $150\,\mu\text{m}$).

Parâmetros Granulométricos

• Dimensão Máxima Característica: Abertura de malha, em mm, à qual corresponde uma porcentagem retida acumulada igual ou imediatamente inferior a $5\%$ de massa.
• Dimensão Mínima Característica: Abertura de malha, em mm, à qual corresponde uma porcentagem retida acumulada igual ou imediatamente superior a $95\%$ em massa.
• Módulo de Finura: Valor da soma das porcentagens retidas acumuladas nas peneiras de série normal, dividido por $100$.
• Agregado Miúdo: Grãos passam pela peneira de $4,75\text{ mm}$ e ficam retidos na peneira de $0,15\text{ mm}$.
• Agregado Graúdo: Grãos passam pela peneira de $75\text{ mm}$ e ficam retidos na peneira de $4,75\text{ mm}$.
• Agregado Total: Agregados graúdos e miúdos combinados.

Módulo de Finura e Zonas Utilizáveis

O módulo de finura da zona ótima (fina/média $\rightarrow$ agregados miúdos com melhor desempenho) varia de $2,20$ a $2,90$:

• Zona utilizável inferior (muito fina): de $1,55$ a $2,20$.
• Zona utilizável superior (grossa): de $2,90$ a $3,50$.

Agregados miúdos mais grosseiros geram misturas ásperas e necessitam de maiores teores de areia para alcançar melhor trabalhabilidade.