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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE TRANSPORTES
IMPLEMENTAÇÃO DO EQUIPAMENTO TRETON NO LABORATÓRIO DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL (LMCC/UFSM) PARA
CARACTERIZAÇÃO DE AGREGADOS DE PEDREIRAS DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
Tairine Rodrigues Sanguebuche
Santa Maria, RS, Brasil.
2017
IMPLEMENTAÇÃO DO EQUIPAMENTO TRETON NO LABORATÓRIO DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL
(LMCC/UFSM) PARA CARACTERIZAÇÃO DE AGREGADOS DE PEDREIRAS DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL
por
Tairine Rodrigues Sanguebuche
Trabalho de Conclusão de Curso, Graduação em Engenharia Civil, Concentração em Geotecnia e Pavimentação, da Universidade
Federal de Santa Maria (UFSM, RS), como requisito para obtenção de grau de Engenheira Civil
Orientador: Professor Doutor Rinaldo José Barbosa Pinheiro
Santa Maria, Rio Grande do Sul, Brasil 2017
Universidade Federal de Santa Maria
Centro de Tecnologia
Departamento de Transportes
A Comissão Examinadora, abaixo assinada, aprova o Trabalho de
Conclusão de Curso
IMPLEMENTAÇÃO DO EQUIPAMENTO TRETON NO LABORATÓRIO
DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL (LMCC/UFSM) PARA
CARACTERIZAÇÃO DE AGREGADOS DE PEDREIRAS DO ESTADO
DO RIO GRANDE DO SUL
ELABORADA POR
Tairine Rodrigues Sanguebuche Como requisito parcial para obtenção do grau de
Engenheira Civil
Comissão Examinadora
Rinaldo José Barbosa Pinheiro (Presidente/Orientador)
Andrea Valli Nummer (Professora Avaliadora)
Ildomar Schneider Tavares (Professor Avaliador)
Santa Maria, 20 de Janeiro de 2017.
FOLHA DE DEDICATÓRIA
Dedico este trabalho aos meus pais, Fábio Martins Sanguebuche e Floraci
Rodrigues Sanguebuche, que sempre estiveram presentes e me ajudaram na
execução deste trabalho mais do que eu poderia imaginar que fariam.
AGRADECIMENTOS
Primeiramente gostaria de agradecer à minha família, meu pai e minha mãe, Fábio e
Floraci Sanguebuche, que apesar de todos os problemas que tinham para resolver,
encontraram um tempo para me ajudar a fazer os ensaios na reta final deste trabalho e à
minha irmã, Taissane Sanguebuche, que aguentou firme minhas mudanças de humor ao
longo do semestre. Também gostaria de agradecer a todos os familiares que de alguma forma
me ajudaram a chegar até o presente momento.
Agradeço também às minhas amigas Nathália Beckert Bertão, que me ajudou não
somente em alguns ensaios, mas também me impulsionou a continuar seguindo em frente,
apesar de as vezes parecer que o fardo é mais pesado do que aparenta ser; Ana Helena
Back, que sem a sua ajuda não teria saído da estaca zero e que me fez ver que dando um
passo de cada vez, tudo dá certo no final; Gessica Almeida, a irmã que a vida me deu, que
me envia pensamentos positivos e segurança apesar da distância que nos separa; Priscila
Diniz e Fernanda Duarte, que com suas graças e alegria me ajudaram a seguir, vendo que a
vida não é tão pesada a ponto de se desistir dos sonhos. Agradeço também às amigas que a
faculdade me deu Anielly Covari Härter e Julia Hücker Brust, que não me deixaram viver
sozinha nos cinco ou sete anos dentro e fora da UFSM. Além destes, agradeço à Débora
Beckert, que faz as vezes de mãe postiça quando a minha não está por perto. Também
agradeço a todos os amigos que estiveram presentes durante a elaboração deste trabalho,
dando motivos para continuar.
Agradeço ao Professor Rinaldo J. B. Pinheiro por ter orientado a execução deste
trabalho e compreendido os motivos da apresentação tardia. Também à Ildomar Schneider
Tavares, agradeço por ter encontrado as peças do equipamento e por toda a preocupação
em montá-lo o mais adequadamente possível de acordo com as necessidades do LMCC.
Agradeço também a imensa ajuda da Professora Andrea Nummer quanto à análise geológica
das amostras, uma ótima surpresa.
Agradeço muito aos alunos da geologia da UNIPAMPA de Caçapava do Sul, Andreas
Glass Dalmas, Camila Alves Viana e Haline Ceccato, os quais ajudaram a analisar as
amostras constituintes deste trabalho, como parte de seus estágios finais de graduação, foi
um auxílio muito bem-vindo.
E por último, mas não menos importante, a todos os alunos do laboratório de materiais
de construção civil da universidade, que ajudaram de várias maneiras para que o processo
de elaboração deste trabalho fosse concluído.
RESUMO
Trabalho de Conclusão de Curso
Curso de Graduação em Engenharia Civil
Universidade Federal de Santa Maria
IMPLEMENTAÇÃO DO EQUIPAMENTO TRETON NO LABORATÓRIO
DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL (LMCC/UFSM) PARA
CARACTERIZAÇÃO DE AGREGADOS DE PEDREIRAS DO ESTADO
DO RIO GRANDE DO SUL
AUTOR: TAIRINE RODRIGUES SANGUEBUCHE
ORIENTADOR: RINALDO JOSÉ BARBOSA PINHEIRO
DATA E LOCAL DA DEFESA: 20 de janeiro de 2017, UFSM.
A atual situação das rodovias brasileiras traz a preocupação com a infraestrutura dos pavimentos existentes. O ensaio de abrasão Los Angeles é o ensaio mecânico mais utilizado no Brasil para qualificar os agregados para a utilização em obras rodoviárias, os quais por vezes são descartados por apresentarem alto grau de desgaste quando submetidos ao ensaio. Para solucionar este problema, considerando que em alguns locais torna-se inviável o transporte de rochas mais adequadas para a execução da obra, criaram-se ensaios alternativos, os quais, muitas vezes, quando aplicados nos mesmos agregados, resultam em rochas adequadas para uso em pavimentação. Um dos ensaios alternativos é o ensaio de perda ao choque, executado com o equipamento Treton, o qual se tornou importante no Laboratório de Materiais de Construção Civil (LMCC), para aumentar os detalhes e informações sobre os agregados que chegam para análise e prestação de serviços. O objetivo deste trabalho é implementar o equipamento Treton no LMCC, que mede a perda ao choque dos agregados. No presente trabalho foram analisados quatro agregados distintos, sendo eles mármore, arenito, seixo rolado e riodacito. Os resultados dos ensaios de resistência foram satisfatórios e condizentes com as características observadas na análise macroscópica das amostras de rocha. Na abrasão Los Angeles obteve-se 29,37% para o mármore, 33,71% para o arenito, 9,02% para o seixo e 14,20% para o riodacito. Na perda ao choque obteve-se 61,39% para o mármore, 67,05% para o arenito, 50,30% para o seixo e 46,51% para o riodacito. Portanto, foi possível implementar o equipamento Treton no LMCC/UFSM, este se demonstrando um bom desempenho durante os ensaios. Além disso, pode-se concluir que as características mineralógicas e formação das rochas podem influenciar na resistência mecânica do agregado e explicar alguns resultados que parecem incorretos a primeira impressão.
Descritores: Treton, Pavimentação, Perda ao Choque.
ABSTRACT
IMPLEMENTATION OF THE EQUIPMENT TRETON IN THE
LABORATÓRIO DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL
(LMCC/UFSM) FOR CHARACTERIZATION OF AGGREGATES FROM
QUARRIES OF THE STATE OF RIO GRANDE DO SUL
The current situation of the Brazilian roads brings the concerning about the
infrastructure of the existing pavements. The Los Angeles Abrasion Test is the most
mechanical test used in Brazil to characterize the aggregates to be used in road works,
sometimes aggregates are discarded because the abrasion index is high when
submitted to the test. To solve the issue, considering that in some locations is
economically unfeasible the transportation of suitable aggregates to execute the work,
alternative tests were created, which, in many times, when applied to the same
aggregates, results in more adequate rocks to use in paving. The impact test, executed
with the equipment Treton, is one of those alternative tests, which became important
to the Laboratório de Materiais de Construção Civil (LMCC) to increase the details and
information about the aggregates that come to the laboratory to analysis and provision
of services. The aim of this paper is to implement the equipment Treton in the LMCC,
which measure the impact loss of the aggregates. This paper analyses four different
aggregates, being marble, sandstone, rolled pebble and rhyodacite. The results of the
resistance tests were satisfactory and consistent with the characteristics observed in
the macroscopic analysis of the rock samples. In the Los Angeles abrasion test, it was
obtained 29.37% for marble, 33.71% for sandstone, 9.02% for rolled pebble and
14.20% for rhyodacite. In the impact loss test, it was obtained 61.39% for marble,
67.05% for sandstone, 50.30% for rolled pebble and 46.51% for rhyodacite. Therefore,
it was possible to implemente the Treton aquipment in the LMCC/UFSM,
demonstrating a good performance during the tests. In addition, it can be concluded
that the mineralogical characteristics and the genesis of the rocks may influence in the
mechanical resistance of the aggregate and explain some results that appear to be
incorrect on first impression.
Key-Words: Treton, Paving, Impact Test.
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Identificação das amostras.
Tabela 2 – Massa Mínima, por amostra de ensaio, retirada do método de ensaio DNER-ME 083/98.
Tabela 3 – Quantidade mínima de material para ensaio de índice de forma, retirada da ABNT NBR 7809:2006.
Tabela 4 – Massa mínima de agregado de cada amostra para execução de ensaio de massa específica e absorção, retirada da DNER-ME 195/97
Tabela 5 – Massa necessária para execução do ensaio de Abrasão Los Angeles, retirada do método de ensaio DNER-ME 035/98.
Tabela 6 – Número de carga abrasiva para cada graduação do ensaio de abrasão Los Angeles.
Tabela 7 – Resultados das porcentagens passantes em cada fração da amostra de mármore proveniente da cidade de Hulha Negra.
Tabela 8 – Resultado das porcentagens de partículas passantes nas peneiras do ensaio, na amostra de arenito.
Tabela 9 – Resultado da granulometria da amostra de seixo rolado.
Tabela 10 – Resultados de granulometria da amostra de Riodacito, proveniente da pedreira da empresa Della Pasqua.
Tabela 11 – Resultados do índice de forma dos agregados.
Tabela 12 – Resultados do índice de lamelaridade das amostras.
Tabela 13 – Resultado da massa específica real de cada amostra.
Tabela 14 – Resultado do ensaio de massa específica aparente das amostras.
Tabela 15 – Resultados dos índices de absorção de água das amostras.
Tabela 16 – Resultados do ensaio de Abrasão Los Angeles.
Tabela 17 – Resultados do ensaio de perda ao choque das amostras.
Tabela 18 – Análise dos graus de esfericidade e arredondamento após os testes abrasão Los Angeles e perda ao choque
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Domínios geomorfológicos do Rio Grande do Sul.
Figura 2 – Equipamento Treton do LMCC/UFSM.
Figura 3 – Croqui do cilindro do equipamento Treton e as medidas especificadas no
método de ensaio do DNER.
Figura 4 – Croqui da chapa de base de aço e cilindro maciço do equipamento e as medidas relacionadas a cada um deles.
Figura 5 – Croqui do encaixe do cilindro oco entre os pinos de aço e o cilindro maciço do equipamento treton.
Figura 6 – Croqui mostrando o encaixe entre o cilindro, a chapa de aço, os pinos de aço, o cilindro maciço e o martelo cilíndrico.
Figura 7 – Croqui do equipamento completo, mostrando o aparato de sustentação da chapa de aço e a haste que controla a distância de queda do martelo cilíndrico.
Figura 8 – Diferentes alturas de queda para as normas ABNT NBR 8938:1985 e DNER-ME 39/99.
Figura 9 – Adaptação do equipamento Treton da UFSM.
Figura 10 - Pesos necessários para a realização do ensaio para ambas as normas.
Figura 11 – Equipamento Treton da Universidade Federal de Santa Maria.
Figura 12 – Peneiras utilizadas para executar o peneiramento das amostras.
Figura 13 – Paquímetro utilizado para executar o ensaio de índice de forma.
Figura 14 – Placa de lamelaridade para execução do ensaio de lamelaridade.
Figura 15 – Amostras de mármore separadas em duas amostras de cada fração, preparadas para o início do ensaio de massa específica, massa específica aparente e absorção.
Figura 16 – Máquina Los Angeles do LMCC da UFSM para realização do ensaio de abrasão.
Figura 17 – Execução do ensaio de perda ao choque no aparelho Treton.
Figura 18 – Análise de esfericidade e arredondamento de partículas.
Figura 19 – Amostra de mármore analisada.
Figura 20 – Amostra de arenito analisada.
Figura 21 – Amostra de seixo rolado avaliada.
Figura 22 – Amostra de riodacito analisada.
Figura 23 – Amostras antes da execução do ensaio de abrasão Los Angeles e perda ao choque.
Figura 24 – Amostras depois da execução do ensaio de abrasão Los Angeles.
Figura 25 – Amostras depois da realização do ensaio de perda ao choque.
Figura 26 – Amostras vistas por macroscopia, foto em lupa binocular Olympus, com aumento de 10x1,7 para o arenito e 10x0,67 para as demais.
LISTAS DE REDUÇÕES (siglas, símbolos e abreviaturas)
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas CBUQ Concreto Betuminoso Usinado a Quente CCP Concreto de Cimento Portland CNT Confederação Nacional do Transporte CT Centro de Tecnologia DNER Departamento Nacional de Estradas de Rodagem DNIT Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes LMCC Laboratório de Materiais de Construção Civil ME Método de Ensaio NBR Norma Brasileira RS Rio Grande do Sul UFSM Universidade Federal de Santa Maria
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO.............................................................................................................. 14
2. OBJETIVOS ................................................................................................................. 17
2.1 Objetivo Geral ............................................................................................................ 17
2.2 Objetivos Específicos ................................................................................................. 17
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA.......................................................................................... 18
3.1 Formação Geológica das Rochas .............................................................................. 18
3.2 Formação Geológica do Rio Grande do Sul ............................................................... 19
3.3 Rochas como Material de Construção ........................................................................ 20
3.4 Utilização de Rochas na Pavimentação ..................................................................... 21
3.5 Ensaios de Caracterização de Agregados .................................................................. 23
3.5.1 Análise Petrográfica ............................................................................................. 24
3.5.2 Granulometria ...................................................................................................... 24
3.5.3 Índice de Forma e Lamelaridade .......................................................................... 25
3.5.4 Massa Específica ................................................................................................. 25
3.5.5 Absorção ............................................................................................................. 26
3.5.6 Resistência à Abrasão – Abrasão Los Angeles .................................................... 26
3.5.7 Resistência ao Choque – Treton .......................................................................... 27
3.6 O Equipamento Treton – Análise de Perda ao Choque .............................................. 27
4. MATERIAIS E MÉTODOS ............................................................................................ 37
4.1 Coleta, Compra e Identificação das Amostras ............................................................ 37
4.2 Ensaios Laboratoriais ................................................................................................. 38
4.2.1 Granulometria ...................................................................................................... 38
4.2.2 Ensaio de Índice de Forma e Lamelaridade ......................................................... 40
4.2.3 Ensaios de Massa Específica Real, Massa Específica Aparente e Índice de
Absorção ...................................................................................................................... 43
4.2.4 Ensaio de Abrasão Los Angeles .......................................................................... 45
4.2.5 Ensaio de Perda ao Choque – Treton .................................................................. 48
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO .................................................................................... 51
5.1 Resultados dos Ensaios Laboratoriais ........................................................................ 51
5.1.1 Análise Petrográfica ............................................................................................. 51
5.1.2 Ensaio de Granulometria ..................................................................................... 55
5.1.2 Ensaio de Índice de Forma e Lamelaridade ......................................................... 57
5.1.3 Ensaios de Massa Específica Real, Massa Específica Aparente e Índice de
Absorção ...................................................................................................................... 59
5.1.4 Ensaio de Resistência à Abrasão - Los Angeles .................................................. 60
5.1.5 Ensaio de Perda ao Choque – Treton .................................................................. 63
5.2 Discussão dos Resultados ......................................................................................... 65
5.2.1 Impressões do Equipamento Treton .................................................................... 70
6. CONCLUSÃO ............................................................................................................... 71
REFERÊNCIAS ................................................................................................................... 72
14
1. INTRODUÇÃO
De acordo com a definição prescrita no manual do DNIT (2006), pavimentos
são superestruturas constituídas de diversas camadas de diferentes espessuras
finitas assentadas sobre um subleito constituído de solo em estado natural.
O dimensionamento de pavimentos determina as diferentes composições e
espessuras de cada camada dependendo das propriedades mecânicas do concreto
asfáltico, do tipo de carregamento implementado e principalmente da capacidade de
suporte do solo de subleito (PITTA, 1998).
Os pavimentos podem ser rígidos, quando são revestidos por placas de
concreto de cimento Portland (CCP) ou flexíveis, os quais possuem revestimento de
concreto betuminoso usinado à quente (CBUQ). Independentemente do tipo de
pavimento, as camadas granulares são responsáveis por transmitir as cargas
aplicadas no revestimento para o solo de subleito, o qual muitas vezes não possui
uma boa capacidade de suporte (FRAZÃO, 2002). Assim, os agregados constituintes
das camadas de base e sub-base do pavimento, devem absorver parte dos esforços
sem sofrer grandes deformações para que as tensões cheguem ao subleito de forma
que este seja capaz de resistir aos esforços transmitidos a ele, bem como os
agregados constituintes da camada de revestimento asfáltico devem a tornar mais
rígida possível para não perder a qualidade de rolagem e ter a durabilidade adequada
a sua vida de serviço (DNIT, 2006).
A escolha dos materiais componentes da camada granular dos pavimentos,
tanto rígidos como flexíveis, deve ser feita com muita cautela e várias possibilidades
devem ser analisadas antes da escolha definitiva do tipo de composição
granulométrica das camadas. Isso se deve ao fato de que a base e sub-base dos
pavimentos possuem a finalidade de absorver tensões provenientes das cargas de
veículos passantes na camada de revestimento, sem se deformarem além do
esperado, sem contar que promovem uma drenagem subsuperficial ao pavimento
(DNIT,2006).
Segundo a norma ABNT NBR 9935/2011, agregado é definido como o ‘material
sem forma ou volume definidos, geralmente inertes, com dimensões e propriedades
adequadas para produção de argamassas e de concreto’, sendo classificados com
base em sua obtenção como agregados naturais ou artificiais.
15
Segundo a Confederação Nacional do Transporte (CNT) (2016) apenas 12,3%
das rodovias brasileiras são asfaltadas, incluindo as redes federal, estadual e
municipal. Isso implica que a maioria das rodovias são não pavimentadas e possuem
um grande déficit de qualidade quanto à serventia do pavimento e à segurança ao
usuário. As rodovias pavimentadas são executadas após uma série de planejamentos
e de escolha de materiais, visando um bom desempenho durante sua vida útil. No
caso de rodovias não pavimentadas, o controle de qualidade dos materiais é
inexistente, visto que não existem camadas de diferentes materiais, em geral, o solo
natural é a própria rodovia.
No Brasil, a grande maioria das rodovias é constituída de pavimentos de CBUQ,
ou seja, pavimentos flexíveis. Isso se deve ao fato de o custo de implantação ser mais
baixo em pavimentos de concreto asfáltico do que em pavimentos de concreto de
cimento Portland. O Rio Grande do Sul, assim como no restante do Brasil, possui
malha rodoviária composta em sua maioria por pavimentos com revestimento
asfáltico, sendo eles flexíveis ou semirrígidos (JOHNSTON, 2001).
O controle de qualidade dos materiais componentes das camadas granulares
e revestimento dos pavimentos é executado com uma série de testes laboratoriais.
Esses ensaios são feitos para prever o comportamento dos agregados durante a vida
útil do pavimento e assim selecionar os materiais mais adequados para as camadas
de revestimento, base ou sub-base (FRAZÃO, 2002). Os ensaios de maior impacto
na análise dos agregados são os ensaios de desgaste das rochas, como resistência
mecânica e resistência química, como os ensaios de abrasão Los Angeles e sanidade
respectivamente.
O ensaio de abrasão Los Angeles é o teste mais utilizado para caracterizar os
agregados graúdos qualitativamente e os componentes de cada camada do
pavimento precisam obedecer certos limites de resistência, porém, alguns estados
brasileiros possuem rochas muito alteradas, as quais não obedecem aos limites
estabelecidos pelo DNIT. Por este motivo, algumas metodologias complementares de
avaliação mecânica dos agregados foram elaboradas, as quais possuem diferentes
limites de aceitação das características mecânicas dos agregados graúdos e, após a
utilização destes ensaios complementares, algumas rochas antes consideradas
inadequadas para fins de pavimentação são consideradas apropriadas. O ensaio de
perda ao choque, executado com o aparelho Treton, de metodologia de nome DNER-
16
ME 399/99 é um dos testes complementares que determina a perda ao choque de
material pétreo britado (BERNUCCI et al., 2008) e o principal ensaio deste trabalho.
A Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) tem o objetivo de implementar
este ensaio de caracterização ao seu Laboratório de Materiais de Construção Civil
(LMCC), no Centro de Tecnologia (CT). Este trabalho tem o objetivo de apresentar os
primeiros resultados de calibração do aparelho Treton e fazer a comparação com os
ensaios de abrasão Los Angeles para quatro amostras de rocha diferentes, através
de correlações entre o tipo de rocha e cada um dos ensaios, traçando um parâmetro
de resultados esperados para as próximas utilizações do equipamento.
É importante ressaltar que tais parâmetros podem não se mostrar
completamente satisfatórios, já que o número de amostras de rocha é reduzido e seria
necessário um número maior de amostras de rocha para análise e também agregados
do mesmo tipo de rocha com diferentes índices de forma, para analisar, além de como
a composição mineralógica influencia na resistência das rochas, como a forma do
agregado influencia nos mesmos fatores. Porém, como primeira utilização do aparelho
e calibração do instrumento, o trabalho se mostra muito útil para futuras necessidades
laboratoriais.
17
2. OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO GERAL
Este trabalho de conclusão de curso tem como objetivo geral a implantação do
equipamento Treton no Laboratório de Materiais de Construção Civil (LMCC) da
Universidade Federal de Santa Maria, bem como calibrar o equipamento, traçando
parâmetros de resultados para futuras análises durante a prestação de serviços do
laboratório e pesquisas de alunos da graduação e pós-graduação.
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
O presente trabalho tem como objetivos específicos:
Confeccionar o equipamento, utilizando as medidas especificadas pelo DAER
no método de ensaio DNER-ME 399/99 e pela norma brasileira vigente, a
ABNT NBR 8938:1985;
Calibrar o equipamento Treton, realizando várias repetições, a fim de obter um
padrão de resultados para a mesma amostra;
Selecionar quatro amostras de rochas diferentes quanto à gênese e estrutura
para realização dos ensaios;
Realizar ensaios de granulometria, índice de forma, lamelaridade, massa
específica real, massa específica aparente e absorção;
Analisar os agregados quanto à abrasão, utilizando o ensaio de Abrasão Los
Angeles;
Analisar os agregados quanto à perda ao choque, utilizando o equipamento
Treton;
Correlacionar os resultados das análises mecânicas obtidos nos ensaios de
Abrasão Los Angeles e Perda ao Choque com as características mineralógicas
e forma das amostras, por meio de uma análise petrográfica de cada tipo de
agregado.
18
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1 FORMAÇÃO GEOLÓGICA DAS ROCHAS
Rochas são agregados naturais formados por um aglomerado de diferentes
minerais ou fragmentos de outras rochas que formam a crosta terrestre. (MACIEL
FILHO, NUMMER, 2014). Rocha é todo corpo sólido constituído por um ou mais tipos
de minerais (FRAZÃO, 2002).
As rochas podem ser formadas de três maneiras distintas, pertencendo à um
dos três grandes grupos: as rochas ígneas, as metamórficas e as sedimentares
(FRAZÃO, 2002).
As rochas ígneas são formadas durante e após erupções vulcânicas onde o
magma é resfriado quando chega a superfície, se tornando rígido (MACIEL FILHO,
NUMMER, 2014). O material rochoso em estado líquido, quando se resfria no interior
da crosta terrestre, caracteriza rochas ígneas intrusivas e quando é expelido durante
as atividades vulcânicas, se resfriando na superfície terrestre, caracteriza rochas
ígneas extrusivas (FRAZÃO, 2002).
As rochas metamórficas são formadas por modificações das rochas ígneas,
sedimentares e até mesmo outras rochas metamórficas devido à altas temperaturas
e pressões, formando rochas diferentes das que lhe deram origem, muitas vezes com
minerais totalmente distintos (MACIEL FILHO, NUMMER, 2014). Essas modificações
resultam em recristalização de minerais e formação de texturas e estruturas típicas do
metamorfismo, sendo os principais agentes do processo metamórfico a temperatura,
a pressão e a ação de fluidos (FRAZÃO 2002).
As rochas sedimentares são formadas pela ação de intemperismo, o qual forma
depósitos de rochas transportadas do local de origem, formando uma rocha diferente
(MACIEL FILHO, NUMMER, 2014). Esse tipo de rocha pode ser subdividido em
rochas sedimentares clásticas ou detríticas ou rochas sedimentares químicas. As
primeiras provêm de sedimentos de rochas pré-existentes, as quais se depositam em
locais diferentes ao da rocha que as originou e se consolida pela ação da pressão das
camadas superiores. Já o segundo grupo sofre ação da água misturada à agentes
químicos, que quando precipitada, forma sedimentação da rocha original, formando
uma rocha diferente (FRAZÃO, 2002).
19
Dentre os três principais tipos de rocha supracitados, as rochas ígneas são as
que apresentam melhor resistência mecânica. Isso se deve ao fato da alta coesão
entre os minerais que as constituem. Em contrapartida, as rochas ígneas apresentam
grande abrasividade, característica importante para agregados utilizados em rodovias.
As rochas sedimentares apresentam menor resistência mecânica dentre as
classificações mencionadas e por este motivo espera-se um comportamento friável e
abrasivo. As rochas metamórficas possuem características mecânicas e composições
mineralógicas muito diferentes entre si, sua capacidade de suporte varia de acordo
com as rochas que as originam (GOUVEIA, 2002).
3.2 FORMAÇÃO GEOLÓGICA DO RIO GRANDE DO SUL
O território brasileiro possui estrutura geológica muito antiga, datada do início
da formação da Terra. Os escudos cristalinos do Brasil são datados dos períodos
Arqueozoico e Proterozoico da idade da Terra (Ab’SABER, 1975 apud Becker e
Nunes, 2012, p. 120). Já as bacias sedimentares brasileiras datam do período
Paleozoico ao Mesozoico, exceto as bacias de sedimentação recente, as quais datam
dos períodos Terciário e Quaternário (ROSS, 2005, apud BECKER e Nunes, 2012, p.
120).
Apesar da formação geológica e litológicas antigas, o relevo brasileiro tem
formação recente, devido principalmente aos incessantes processos erosivos e à
movimentação das placas tectônicas, formando as diferentes paisagens de planaltos
e planícies em todo o território nacional (BECKER e Nunes, 2012).
Como parte do território brasileiro, o Rio Grande do Sul possui um relevo de
formação litológica antiga, com pouca movimentação tectônica expressiva devido ao
fato de o Estado estar localizado fora da zona de encontro entre placas (BECKER e
Nunes, 2012).
O estado do Rio Grande do Sul é dividido em quatro principais domínios
geomorfológicos, o Planalto Norte-Rio-Grandense, a Planície Costeira, a Depressão
Central e o Escudo Sul-Rio-Grandense. O Planalto Norte-Rio-Grandense, formado por
derrames basálticos da era mesozoica é caracterizado pelas maiores altitudes do
estado e relevo acidentado. A Planície Costeira é formada terrenos arenosos e de
baixa altitude e ocorrem formações de restingas, lagunas e lagoas. A depressão
Central é formada por rochas sedimentares e relevo plano e relativamente ondulado,
20
ficando localizada entre o Planalto Norte-Rio-Grandense e o Escudo Sul-Rio-
Grandense. Por sua vez, o Escudo Sul-Rio-Grandense possui rochas datadas do
período Pré-Cambriano do tipo ígneas plutônicas e metamórficas; a região possui
relevo plano, com raras elevações (BECKER e Nunes, 2012). Na Figura 1 pode ser
visualizado um mapa com a localização dos principais domínios geomorfológicos do
Rio Grande do Sul.
Figura 1 – Domínios geomorfológicos do Rio Grande do Sul. Fonte: Atlas Sócio -
Econômico do Estado do Rio Grande do Sul, Secretaria da Coordenação e Planejamento – 1998.
As amostras utilizadas neste trabalho pertencem a três dos quatro domínios
geomorfológicos do Rio Grande do Sul. O seixo rolado e riodacito são provenientes
do planalto meridional, o arenito provém da depressão central e o mármore do escudo
Sul-Rio-Grandense.
3.3 ROCHAS COMO MATERIAL DE CONSTRUÇÃO
Os materiais naturais, como madeira e pedras, são utilizados pela humanidade
desde os primórdios da civilização por sua grande resistência às intempéries e devido
21
ao fato de as rochas se conservarem por mais tempo, grandes construções da
antiguidade se fazem existentes até a atualidade (PETRUCCI, 1973).
Apesar da grande imponência das construções com rocha, com o surgimento
de estruturas metálicas e de concreto nos séculos XIX e XX, respectivamente, a rocha
como material de construção perdeu o seu espaço devido aos novos materiais serem
resistentes à tração além da compressão, característica que as rochas não possuem,
tendo resistência à tração muito menor que a resistência à compressão. Ao perder
espaço como material estrutural, a rocha passou a ser utilizada como material
agregado em estruturas de contenção, blocos para pavimentos, lastros de rodovias,
etc. (PETRUCCI, 1973).
Atualmente, devido à boa qualidade de durabilidade, resistência e menores
custos, os agregados rochosos são amplamente utilizados como material de
enrocamento, fundações superficiais, lastro para ferrovias, parte das misturas na
produção de concreto e nas misturas betuminosas de pavimentos asfálticos (FILHO,
1994). Os agregados rochosos podem ser utilizados em diversas áreas da
engenharia, tanto por razões técnicas como por razões econômicas. Por exemplo, os
agregados podem ser utilizados em misturas para concreto de cimento Portland, como
agregado de lastro de ferrovias, como agregados para pavimentos, rocha de
enrocamentos e como revestimento e para cada um dos campos de utilização
mencionados, existem diferentes requisitos que os agregados devem possuir para que
desempenhe suas funções satisfatoriamente durante a vida útil da obra da qual fazem
parte (FRAZÃO, 2002).
Dentre os tipos de rocha mais utilizados como materiais de construção estão
os granitos, sienitos, monzonitos, dioritos, gabros, diabásios e basaltos, gnaisses,
arenitos, quartzitos, mármores, calcários e ardósias (FRAZÃO, 2002).
3.4 UTILIZAÇÃO DE ROCHAS NA PAVIMENTAÇÃO
Na construção de rodovias são utilizados diversos tipos de agregados. Dentre
eles estão os agregados minerais, os sintéticos, os reciclados e os rejeitos. Os
agregados minerais possuem duas subclasses, sendo elas os agregados naturais e
os agregados processados. Os agregados minerais naturais não sofrem qualquer tipo
de tratamento adicional após sua retirada de jazidas. Os agregados minerais
processados sofrem um melhoramento de suas propriedades antes de serem
22
utilizados, como por exemplo, peneiramento, lavagem e britagem. Os agregados
sintéticos não são extraídos de jazidas, são subprodutos de algum processo industrial,
como a produção de escória de alto forno. Agregados reciclados são aqueles
reutilizados a partir de outras obras rodoviárias já existentes, como material fresado
de rodovias reforçadas. Por último, os agregados de rejeito são materiais que não são
passíveis de reciclagem e são geralmente utilizados para a camada de revestimento,
como exemplo tem-se a borracha de pneus que após triturada é incorporada na
mistura asfáltica para melhoramento da qualidade do concreto asfáltico (GOUVEIA,
2002).
Segundo Manyang Technological University, quando um agregado é
manufaturado a um tamanho específico, ele é estocado, carregado, transportado,
descarregado, espalhado e compactado. Caso o agregado não seja suficientemente
resistente, alguma degradação pode ocorrer durante um ou mais destes processos,
como por exemplo uma mudança no tamanho das partículas e/ou produção de finos
indesejáveis. Portanto, o agregado pode não resistir à aplicação de cargas depois de
incorporado ao pavimento. Bases granulares e revestimentos asfálticos estão sujeitos
a repetidas cargas de pneus de caminhões e as tensões nos pontos de contato com
as partículas do agregado podem ser altas. Por esta razão é de suma importância a
escolha de agregados de boa qualidade na fase de projeto para fins de pavimentação.
Na fase de projeto de pavimentação, a gama de materiais existentes para
compor as diversas camadas do pavimento é muito grande. O projetista não precisa
necessariamente conhecer as propriedades mineralógicas de cada tipo de rocha, nem
mesmo como são formadas, mas necessita ter um conhecimento básico das
propriedades mecânicas esperadas de cada agregado passível de utilização na obra
(GOUVEIA, 2002). Além disso, o mesmo deve estudar a geologia dos locais que a
estrada será implantada para fazer a escolha correta dos materiais. A necessidade do
conhecimento geológico das áreas de implementação da rodovia se deve ao fato de
que o custo de transporte dos materiais se eleva à medida que a distância entre a
jazida de extração dos agregados e a obra aumenta.
Considerando a otimização entre custo e qualidade dos pavimentos, as rochas
utilizadas na implementação de pavimentos devem ser extraídas de jazidas próximas
ao local da obra, pois os custos com transporte e ciclo de serviço serão reduzidos,
diminuindo, assim, o custo final da obra. Daí a importância da caracterização dos
agregados utilizados na pavimentação, onde muitas vezes o engenheiro precisa
23
utilizar uma rocha local, porém com baixa resistência ao esmagamento ou ao choque,
influenciando no dimensionamento e consequentemente no custo final da obra
(BERNUCCI et al; 2008).
Quando utilizados em pavimentação, os agregados devem possuir
características específicas para obter um bom desempenho ao longo da vida útil do
pavimento. Algumas características essenciais dos agregados para uso em
pavimentação são: boas tenacidade e resistência à abrasão, para resistir as
solicitações e desgaste que as rodas dos veículos promovem; boa resistência à
compressão, para suportar o peso dos veículos comerciais e distribuí-los ao subleito
de maneira sutil; alta resistência à alteração, para resistir às ações intempéries de
forma a promover um bom embricamento entre os grãos e melhor resistência
mecânica; boa adesividade com os ligantes betuminosos bem como a forma dos
agregados, para que sejam o mais equidimensionais possível, permitindo uma maior
resistência mecânica, ao impacto e à compressão (FRAZÃO, 2002).
3.5 ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO DE AGREGADOS
Agregados são materiais inertes que possuem propriedades adequadas para
comporem camadas ou misturas para utilização na engenharia civil. Quanto ao
tamanho dos grãos, os agregados são classificados como britas, cascalhos, seixos,
etc. que ficam retidos na peneira de n°10 (CARDOSO, 2002). Os materiais pétreos,
chamados de agregados quando empregados em pavimentação, são especificados
para que se obtenha uma obra que atenda apropriadamente às especificações
desejadas (DNIT, 2006).
Em pavimentação, as partículas do agregado devem possuir características
que as permitam resistir aos carregamentos e à ação do intemperismo. Nos serviços
de pavimentação, granulometria, forma, absorção de água, resistência ao choque,
resistência à abrasão, sanidade, limpeza, adesividade, massa específica aparente,
densidade aparente do grão são características importantes na análise do agregado
(CARDOSO, 2002).
24
3.5.1 Análise Petrográfica
A análise petrográfica macroscópica das rochas pode ser feita diretamente por
análise macroscópica a olho nu, a qual tem o objetivo de descrever características
como cor, granulação, mineralogia, classificação genética sumária, textura e estrutura,
compreendendo dobras, foliações, lineações, vesículas, eventuais coberturas com
indicação de natureza e fraturas (forma, densidade de ocorrência, natureza e
espessura do preenchimento. Também, a análise macroscópica descreve alterações
e coerência das rochas, com avaliação qualitativa do estado de alteração e grau de
ocorrência (DNER-IE 006/94); ou por microscopia óptica, através da análise de
lâminas petrográficas, minerais deletérios ou grau de alteração e microfissuramento.
A análise petrográfica também pode ser feita de forma indireta, através da análise
difratométrica por raios X e pelas análises térmica diferencial e química; essas
análises são feitas em rochas cujos minerais não apresentam suas características a
olho nu (FRAZÃO, 2002).
A composição mineralógica das rochas influencia na resistência mecânica dos
agregados, dependendo de sua origem e das condições climatológicas do ambiente
ao qual pertencia antes de sua extração. Muitas vezes rochas de mesma composição
mineral, mas vindas de ambientes diferentes possuem diferentes características por
causa das modificações que sofreram nos ambientes em que se situavam.
3.5.2 Granulometria
A granulometria é a separação das frações do agregado em zonas ou
graduações de acordo com o tamanho das partículas constituintes da amostra. A
granulometria é usada para classificar os agregados para fins de engenharia e
agricultura, uma vez que o tamanho das partículas influencia na velocidade que a
água percola entre os grãos (ASTM, 2014).
O ensaio de granulometria tem como objetivo a análise da composição
granulométrica dos agregados de cada amostra por meio de peneiramento mecânico
ou manual (DNER-ME 083/98).
25
3.5.3 Índice de Forma e Lamelaridade
A forma dos agregados é importante pela influência que exercem na resistência
do pavimento. O índice de forma avalia a qualidade dos agregados graúdos em
relação à forma que apresentam e é calculado pela relação entre o comprimento e a
espessura dos grãos. Considerando que a forma cúbica dos agregados é a forma ideal
e que seu índice é aproximadamente 1, os grãos de forma lamelar, ou seja, de
comprimento grande e espessura pequena, terão seus índices mais altos, de máxima
tolerância igual a 3 (GUERRA, 2008).
As partículas lamelares tendem a quebrar durante a construção e com o
tráfego, enfraquecendo a mistura do agregado, deixando-o suscetível à ruptura por
cisalhamento, resultando em uma deformação permanente da mistura asfáltica.
Restringindo a porcentagem de partículas lamelares, assegura-se um maior ângulo
de atrito do agregado, resultando em uma maior resistência ao cisalhamento e maior
resistência à deformação permanente (LITTLE et al, 2003).
O ensaio de índice de forma é especificado pelo método de ensaio NBR
7809:2008 e o de lamelaridade pelo método de ensaio DAER-EL 108/01, ambos
podem ser executados simultaneamente, fazendo a relação entre o comprimento e a
espessura das partículas, e após passando na placa de lamelaridade, separando as
partículas passantes e as não passantes.
3.5.4 Massa Específica
Em seu estado natural, as rochas possuem uma fração composta por minerais
e uma fração composta por vazios. A quantidade de vazios no interior das partículas,
define um pior ou melhor desempenho mecânico da rocha e uma maior ou menor
massa específica, sendo a massa específica aparente mais significativa na análise
das rochas, pois não considera o volume de vazios dentro das partículas (FRAZÃO,
2002).
A massa específica dos agregados na condição seca, segundo a DNER-ME
195/97, é a relação entre a massa do agregado seco e seu volume, sem considerar
os vazios permeáveis, os quais são descontinuidades ligadas à superfície externa do
agregado. Ainda segundo a norma rodoviária, a massa específica na condição
saturada superfície seca é a relação entre a massa do agregado na condição saturada
26
com a superfície seca e o seu volume, desconsiderando os vazios permeáveis, os
quais na condição saturada superfície seca podem reter água.
3.5.5 Absorção
Em pavimentação, a porosidade dos agregados constituintes da mistura
asfáltica e também das camadas granulares, faz com que a rocha absorva asfalto ou
água (em caso de falha das estruturas de drenagem da subsuperfície do pavimento),
diminuindo sua qualidade, considerando que agregados de maior qualidade possuem
menor porosidade se comparados com agregados de menor qualidade. A absorção é
uma propriedade complexa, pois por um lado aumenta a resistência quando a rocha
precisa ser compactada, mas também mascara a estimativa de volume de vazios,
propriedade importante, já que define a quantidade de ligante da mistura asfáltica
(LEE et al, 1990).
A absorção também normatizada pela DNER-ME 195/97 e segundo a norma,
é definida como o aumento de massa do agregado, devido ao preenchimento dos
vazios permeáveis com água. A absorção é expressa como porcentagem da massa
do agregado na condição seca. O ensaio de absorção tem o objetivo de determinar a
absorção de água pelo agregado graúdo para aplicação nos estudos de dosagem
asfáltica e produção de concreto.
3.5.6 Resistência à Abrasão – Abrasão Los Angeles
Abrasão é o desgaste sofrido pelos agregados devido ao atrito e choque entre
os grãos, entre os grãos e uma superfície e entre os grãos e esferas metálicas, o que
leva à perda de material e diminuição da resistência mecânica. A propriedade à qual
a abrasão refere geologicamente falando é a dureza, indicando o grau de dureza dos
seus minerais e o grau de compacidade ou coerência da rocha, que é a resistência da
rocha à penetração ou a ser riscada por um objeto mais duro que ela (FRAZÃO, 2002).
A resistência ao desgaste está associada aos movimentos recíprocos das diversas
partículas durante a utilização do pavimento (DNIT, 2006).
O ensaio de Abrasão Los Angeles é especificado pelo método de ensaio
DNER-ME 035/98, o qual define que o agregado deve ser colocado em uma máquina
“Los Angeles” juntamente com esferas de metal. O número de esferas e o número de
27
revoluções que a máquina deve fazer são escolhidos de acordo com a curva
granulométrica do material.
3.5.7 Resistência ao Choque – Treton
A perda ao choque dos agregados é a perda de massa das partículas após
submetido à uma série de batidas. Na geologia, a propriedade que indica a capacidade
de uma rocha resistir à impactos exercidos por corpos sólidos é chamada de
tenacidade (FRAZÃO,2002). O ensaio de perda ao choque, executado com o aparelho
Treton, é uma maneira de mensurar a tenacidade de fragmentos de rocha. A
resistência ao choque está associada à ação do tráfego sobre o pavimento (DNIT,
2006).
O ensaio é especificado pelo método de ensaio DNER-ME 399/99 e consiste
em aplicar dez batidas à amostra de uma distância de 39,37cm com o aparato do
equipamento Treton.
3.6 O EQUIPAMENTO TRETON – ANÁLISE DE PERDA AO CHOQUE
Em regiões com rochas de alto índice abrasivo, os agregados disponíveis para
pavimentação não poderiam ser utilizados por estarem fora dos limites de aceitação
dos órgãos responsáveis pela infraestrutura de transportes. Sendo assim, surgiu a
necessidade de utilização de ensaios laboratoriais que auxiliassem na caracterização
de resistência dos agregados para pavimentação, resultando em índices melhores
que fariam possível a utilização das rochas disponíveis localmente (BERNUCCI et al,
2008).
Dentre os ensaios complementares estão os ensaios de resistência ao
esmagamento, 10% de finos e perda ao choque. O ensaio de esmagamento avalia o
desgaste sofrido pela rocha por atrito interno, simulando a compactação da camada
por rolos compressores; o ensaio de 10% de finos consiste em determinar o índice de
degradação Washington (IDW), semelhantemente ao primeiro. Outro ensaio
complementar ao ensaio de abrasão é o ensaio de perda ao choque, realizado com o
equipamento Treton, cujo método de ensaio é especificado pela norma DNER 399/99
(BERNUCCI ET AL, 2008). Além de ser normatizado pela DNER-ME 399/99, o ensaio
de perda ao choque também é especificado pela ABNT NBR 8938:1985.
28
Na Figura 2 a seguir, o equipamento completo pode ser visualizado. O
equipamento Treton é composto por uma placa de aço de base (1), um cilindro maciço
(2) (o qual está localizado no interior do cilindro oco na figura), um cilindro oco (3) para
condução do peso, um peso (4) que cai em queda livre sobre o cilindro maciço, uma
haste de sustentação (5) do peso, uma haste horizontal móvel (6) adaptável tanto para
a NBR como para a ABNT, uma haste horizontal fixa (7) de sustentação da roldana
(8) e do cabo de aço (9) que conduz o peso.
Figura 2 – Equipamento Treton do LMCC/UFSM.
29
O equipamento Treton consiste, de acordo com método de ensaio do DNER
399/99, em um cilindro de aço oco, aberto em ambas as extremidades, com 10,16 cm
de diâmetro interno, 17,16 cm de diâmetro externo e 47,62 cm de altura como
demonstrado na Figura 3.
Figura 3 – Croqui do cilindro oco do equipamento Treton e as medidas especificadas no método de ensaio do DNER.
30
O cilindro oco é mantido em posição por seis pinos de aço de 2,54 cm de
diâmetro fixados à chapa de base, como representado na Figura 5.
O cilindro oco é colocado sobre uma chapa de base de aço com 38,10 cm de
diâmetro e 0,95 cm de espessura, sobre a qual se assenta um outro cilindro maciço,
também de aço, com 9,84 cm de diâmetro e 3,81 cm de altura, de tal forma que
coincidam os eixos de revolução; ambos representados na Figura 4.
Figura 4 – Croqui da chapa de base de aço e cilindro maciço do equipamento
e as medidas relacionadas a cada um deles.
31
Figura 5 – Croqui do encaixe do cilindro oco entre os pinos de aço e o cilindro
maciço do equipamento treton.
Um martelo cilíndrico pesando 14,9 Kg deverá cair livremente, pelo orifício do
cilindro, do topo deste sobre a amostra a ensaiar, de uma altura de 39,37 cm, como
representado nas figuras 6 e 7. A suspensão do martelo fer-se-á por quaisquer meios
que garantam sua queda nas condições exigidas.
32
Figura 6 – Croqui mostrando o encaixe entre o cilindro, a chapa de aço, os pinos de
aço, o cilindro maciço e o martelo cilíndrico.
Figura 7 – Croqui do equipamento completo, mostrando o aparato de sustentação
da chapa de aço e a haste que controla a distância de queda do martelo cilíndrico.
33
A ABNT NBR-8938:1985 não traz especificações de dimensões do aparelho
Treton, nem como montar o aparato em caso de usinagem. A norma apenas indica a
distância de queda do cilindro maciço, a qual deve ser de 380 mm e sua massa, a
qual deve ser de 16 kg.
As peças do equipamento Treton da Universidade Federal de Santa Maria,
foram usinadas de acordo com as dimensões prescritas no método de ensaio DNER-
ME 399/99, porém, sendo adaptável para a distância de queda do cilindro maciço e o
seu peso de acordo com a NBR-8938:1985, como pode ser visualizado na Figura 8.
Figura 8 – Diferentes alturas de queda para as normas ABNT NBR 8938:1985
e DNER-ME 39/99.
34
Algumas alterações foram feitas no aparato do equipamento, cujas peças
usinadas foram encontradas em um ferro velho da cidade de Santa Maria/RS com as
dimensões exigidas pelo método de ensaio. Dentre as alterações estão a ausência
dos pinos de aço para suporte do cilindro oco, ao invés de pinos, apenas o cilindro
maciço impede sua movimentação, como mostrado na Figura 9 a seguir. A chapa de
aço fica livre em cima da base do aparelho.
Figura 9 – Adaptação do equipamento Treton da UFSM.
Para proporcionar uma adaptação para qualquer uma das normas, foram
confeccionados dois cilindros maciços, um com massa de 14,9 kg, para realização do
ensaio pela norma do DAER e outro com 1,1 kg, para execução do ensaio pela norma
da ABNT, totalizando 16 kg, como pode ser visualizado na Figura 10 a seguir.
35
Figura 10 – Pesos necessários para a realização do ensaio para ambas as
normas.
Outra adaptação necessária está na haste de sustentação vertical do aparato,
a qual possui duas hastes menores na horizontal, uma fixa, localizada no topo, que
serve para fixar uma roldana, permitindo a movimentação do peso na direção vertical
e outra, móvel, que pode ser adaptada para a altura de queda de 39,37 cm caso o
procedimento de ensaio desejado seja pela DNER-ME 399/99 ou uma altura de 38 cm
caso se deseje executar o ensaio pela ABNT NBR-8938:1985.
Após a usinagem de todas as peças, formando o equipamento, foi colocada
uma camada de tinta galvanizada verde para evitar a corrosão das peças e seguir o
padrão dos outros equipamentos localizados no laboratório. O equipamento finalizado
foi assentado sobre um bloco de concreto para evitar danos ao piso, devido ao grande
impacto que o aparelho causa, o equipamento completo pode ser visto na Figura 11
abaixo. Além destas características, foi feito um bloco de concreto para posicionar o
equipamento Treton em cima, com o objetivo de deixar o aparelho em uma posição
mais alta, ergonomicamente melhor posicionada, para facilitar a execução do ensaio.
36
Figura 11 – Equipamento Treton da Universidade Federal de Santa Maria.
37
4. MATERIAIS E MÉTODOS
4.1 COLETA, COMPRA E IDENTIFICAÇÃO DAS AMOSTRAS
Do total de quatro amostras, duas foram coletadas em pedreiras localizadas
nas regiões sul e central do Rio Grande do Sul. A coleta dos materiais foi feita de
acordo com as especificações da DNER-PRO 120/97. As amostras restantes foram
adquiridas na Floricultura Progresso, localizada na BR-158 na cidade de Santa Maria.
A primeira amostra é composta por mármore branco, coletado na pedreira
Mineração Mônego, localizada na cidade de Hulha Negra, na região sul do estado. A
segunda amostra é composta por riodacito, rocha ígnea vulcânica intermediária à
ácida coletada na pedreira Della Pasqua, localizada na cidade de Itaara, na região
central do estado. A terceira amostra é composta por arenito médio da região central
do estado com acabamento marcado por oxidação. A quarta e última amostra,
composta por seixo rolado de basalto e calcedônia. As amostras de arenito e riodacito
foram adquiridas na empresa Casa w Jardim no município de Lajeado, a qual fornece
pedra britada e seixos para ornamentação de jardins. Foram adquiridos 15 Kg de
arenito e 25 Kg de seixo rolado, comprados na Floricultura Granja Progresso
localizada no bairro Camobi em Santa Maria/RS. Uma tabela resumo das amostras é
apresentada a seguir, na Tabela 1, com as amostras devidamente identificadas.
Tabela 1 – Identificação das Amostras
Número da Amostra
Tipo de Material Local Gênese
1 Mármore Escudo Sul-Rio-Grandense Metamórfica
2 Riodacito Planalto Meriodional Ígnea Vulcânica
3 Arenito Depressão Central Sedimentar
4 Seixo Marrom Planalto Meridional Ígnea Vulcânica
As amostras foram armazenadas no Laboratório de Materiais de Construção
Civil da UFSM em local abrigado da chuva e em sacos apropriados para este fim.
Após a realização de cada ensaio, as partículas restantes foram guardadas caso fosse
preciso fazer alguma análise posterior.
38
4.2 ENSAIOS LABORATORIAIS
Devido à sua importante atuação nas obras de engenharia e especialmente em
obras rodoviárias, onde os carregamentos são mais expressivos e repetitivos, os
agregados constituintes das camadas do pavimento não somente devem possuir boas
propriedades de resistência mecânica e química, como abrasão, choque e sanidade,
mas também devem possuir forma uniforme e serem livres de partículas friáveis e
lamelares. Os ensaios laboratoriais desempenham um papel crucial na escolha e
caracterização dos agregados.
Esta seção apresentará os ensaios necessários para fazer tal caracterização e
calibração do equipamento para posterior utilização no LMCC da universidade. Foram
realizados para as quatro amostras os ensaios de análise petrográfica, granulometria,
massa específica real, massa específica aparente, absorção, abrasão Los Angeles e
perda ao choque, cujas metodologias de ensaio serão apresentadas na sequência.
É importante ressaltar que todos os ensaios realizados possuem normas tanto
pertencentes à ABNT como ao DNIT. Tendo em vista a aplicação dos resultados na
área rodoviária, todos os procedimentos de ensaio serão realizados de acordo com
os métodos de ensaio do DNER, atualmente incorporados pelo DNIT.
Ainda, é importante acrescentar que a amostra de riodacito não foi ensaiada
durante a execução deste trabalho, todos os ensaios necessários para chegar a
conclusões plausíveis foram executados anteriormente durante a prestação de
serviços do LMCC à empresa Della Pasqua, para análise do material de sua pedreira.
4.2.1 Granulometria
O ensaio de granulometria de agregados graúdos é especificado pela DNER-
ME 083/98 tem como objetivo determinar a composição granulométrica de agregados
graúdos e miúdos para utilização na produção de concreto, por peneiramento.
A amostra foi coletada conforme as determinações da DNER-PRO 120/97,
sendo cuidadosamente misturada para depois ser enviada ao laboratório e os ensaios
serem devidamente executados, conforme descrito na DNER-PRO 199/96.
Após chegar ao laboratório a amostra foi reduzida por quarteamento manual de
amostra, nas quantidades indicadas na Tabela 2.
39
Tabela 2 – Massa Mínima, por amostra de ensaio, retirada do método de ensaio
DNER-ME 083/98.
Dimensão máxima
característica do agregado (mm)
Massa mínima da amostra de
ensaio (Kg)
Agregados miúdos:
4,8
1
Agregados graúdos:
9,5
19,00
25,00
38,00
50,00
5
7
10
15
20
Para a amostra de mármore, a dimensão característica do agregado foi de 19
mm, portanto, 9 Kg de material foi necessário para fazer o ensaio. No caso das
amostras compradas, todo o material adquirido foi lavado e peneirado para execução
de todos os ensaios, logo, os 15 Kg de arenito e os 25 Kg de seixo rolado foram
peneirados no ensaio de granulometria.
O ensaio foi executado através de peneiramento manual, para o qual utilizou-
se as peneiras de número 1”, ¾”, ½”, 3/8” ¼”, 4, 10, 40, 200 e fundo e aplicou-se o
material na peneira de maior abertura e em seguida agitando-as para que os grãos de
menor diâmetro possam passar por todas as peneiras, as quais estão demonstradas
na Figura 12.
O peneiramento se deu pela agitação das peneiras com movimentos laterais e
circulares alternadamente nos planos horizontal, vertical e inclinado. As massas
retidas em cada peneira foram anotadas no certificado de ensaio, cujos resultados
foram utilizados posteriormente para o cálculo de obtenção da granulometria da
amostra e em outros ensaios. O procedimento foi repetido para as quatro amostras,
de mármore, riodacito, arenito e seixo rolado.
40
Figura 12 – Peneiras utilizadas para executar o peneiramento das amostras.
Os cálculos para obtenção da granulometria dos agregados foram feitos
somando-se as massas retidas em cada peneira e os resultados do somatório foram
comparados com a massa inicial da amostra seca. A partir dos valores da massa retida
em cada peneira, foi possível calcular a porcentagem da amostra total seca retida em
cada peneira. Ainda, foi possível calcular a porcentagem acumulada de material seco
em cada peneira, somando-se a porcentagem retida na peneira com as porcentagens
retidas nas peneiras de aberturas maiores. Também foi possível calcular a
porcentagem de material seco passando em cada peneira, subtraindo-se a
porcentagem acumulada em cada peneira de 100%.
Ao final da execução do ensaio, cada amostra foi identificada de acordo com a
zona/graduação em que se situa.
4.2.2 Ensaio de Índice de Forma e Lamelaridade
4.2.2.1 Preparação da Amostra
Primeiramente foi separada uma amostra inicial de cada tipo de rocha, de
acordo com a Tabela 3. As amostras foram lavadas e colocadas para secar em estufa
a aproximadamente 105oC, exceto do riodacito, o qual já havia sido realizado.
41
Tabela 3 – Quantidade mínima de material para ensaio de índice de forma,
retirada da ABNT NBR 7809:2006
Fração Granulométrica (abertura da peneira) Massa mínima da amostra inicial
Kg
≤ 19 mm 5
>19 mm e ≤ 25 mm 10
>25 mm e ≤ 37,5 mm 15
>37,5mm 20
Em seguida foram separadas 200 partículas de cada tamanho conveniente
para executar o ensaio, ou seja, partículas maiores que 9,5 mm (retidas na peneira
#3/8). Da amostra de mármore, foram separadas 200 partículas de brita #3/4, #1/2 e
#3/8, totalizando 600 partículas. Do arenito foram separadas 200 partículas de brita
#1/2 e #3/8. Do seixo, assim como na amostra de mármore, foram separadas 200
partículas da brita #3/4, #1/2 e #3/8.
4.2.2.2 Execução do ensaio
O ensaio de índice de forma consistiu em medir o comprimento e a espessura
de cada uma das 200 partículas de cada fração de cada amostra utilizando um
paquímetro Digimess modelo 100.176BL, como pode ser visto na Figura 13.
Figura 13 – Paquímetro utilizado para executar o ensaio de índice de forma.
As medidas de cada partícula foram anotadas em uma tabela, depois a divisão
comprimento/espessura foi feita para todas as partículas e após foi feita uma média
de todos os resultados desta divisão, chegando ao valor do índice de forma. Além
42
disso, não foi realizado o ensaio para a amostra de arenito na fração #3/4 por
insuficiência de material.
Como mencionado anteriormente, para fins de pavimentação, é importante que
o agregado graúdo tenha forma cúbica ou alto grau de angularidade para promover
um maior embricamento entre os grãos e um baixo índice de lamelaridade. O índice
de forma de um agregado cúbico é de 1, já para agregados lamelares possuem índice
de forma igual a 3. Por esta razão, é importante que o índice de forma seja menor que
3 para ser utilizado em pavimentação.
O ensaio de lamelaridade consistiu em passar as 200 partículas de cada fração
de cada tipo de rocha em uma placa de lamelaridade, a qual pode ser vista na Figura
14, que consiste em uma placa com aberturas elípticas que indicam uma alta
lamelaridade para as partículas que passam por suas aberturas.
Figura 14 – Placa de lamelaridade para execução do ensaio de lamelaridade.
Sabendo-se o peso total das 200 partículas, medindo o peso das partículas
passantes pela placa e aplicando a Equação 1, sabe-se o índice de lamelaridade de
cada fração.
𝐿 = 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑃𝑎𝑠𝑠𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑛𝑎 𝐿𝑎𝑚𝑒𝑙𝑎
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑎𝑠 𝑃𝑎𝑟𝑡í𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠∗ 100
(1)
Multiplicando-se o valor do índice de lamelaridade de cada fração pela
porcentagem de cada fração, obtém-se o índice de lamelaridade ponderado de cada
fração e por sua vez, para obter-se o valor do índice de lamelaridade do agregado,
43
divide-se o somatório dos valores do índice de lamelaridade de cada fração pelo
somatório da porcentagem de cada fração.
4.2.3 Ensaios de Massa Específica Real, Massa Específica Aparente e
Índice de Absorção
4.2.3.1 Preparação da Amostra
Primeiramente a quantidade necessária de material para execução do ensaio
foi separada de acordo com a Tabela 4.
Tabela 4 – Massa mínima de agregado de cada amostra para execução de
ensaio de massa específica e absorção, retirada da DNER-ME 195/97
Dimensão máxima característica do agregado
(mm)
Massa mínima da amostra de ensaio (Kg)
12,5 ou menor
19
25
38
50
64
76
100
125
152
2,0
3,0
4,0
5,0
8,0
12,0
18,0
40,0
75,0
125,0
Considerando que a dimensão máxima dos agregados foi de #3/4, ou seja, 19
mm, as amostras de partículas retidas na peneira #3/4 contiveram 3Kg e as amostras
de partículas retidas nas peneiras #1/2 e #3/8 contiveram 2 Kg. É válido lembrar que
cada fração retida em cada peneira deve possuir duas amostras de 2 ou 3 Kg para
fazer-se a média aritmética dos dois resultados, obtendo-se, assim, apenas um
resultado para cada fração. Além disso, não foi realizado o ensaio para a amostra de
arenito na fração #3/4 por insuficiência de material.
44
As duas amostras de cada fração foram divididas em bandejas diferentes, como
pode ser visualizado na Figura 15 abaixo nas amostras de mármore. Na fotografia
superior esquerda estão as duas amostras retidas na peneira #3/4, na superior direita
as amostras retidas na peneira #1/2 e na inferior as amostras retidas na peneira #3/8.
Nas etiquetas estão a identificação da rocha, o ensaio a ser realizado e o nome do
laboratorista.
Figura 15 – Amostras de mármore separadas em duas amostras de cada
fração, preparadas para o início do ensaio de massa específica, massa específica
aparente e absorção.
Após a etapa de separação das amostras, elas foram lavadas e secas em
estufa a aproximadamente 105oC. Posteriormente, todas as amostras foram
mergulhadas em água durante 24 horas ± 4 no intuito de os vazios no interior das
partículas ficarem preenchidos com água.
4.2.3.2 Execução do Ensaio
Após a retirada das amostras da água, a sua superfície foi seca com um pano
e sua massa foi aferida em uma balança – massa saturada superfície seca - e seu
peso foi anotado. Depois, as amostras foram despejadas em um cesto conectado à
balança e mergulhadas novamente em água e pesadas – massa imersa em água – e
45
seu peso foi anotado. Por último as amostras foram secas em estufa a
aproximadamente 105oC por aproximadamente 24 horas e seu peso foi aferido –
massa seca.
De porte das massas saturada superfície seca, imersa em água e seca a massa
específica real, massa específica aparente e absorção de água foram calculadas,
utilizando as Equações 2, 3 e 4:
𝛾𝑠 =𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑆𝑒𝑐𝑎
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑆𝑒𝑐𝑎 − 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝐼𝑚𝑒𝑟𝑠𝑎
(2)
𝛾𝑠𝑠𝑠 =𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑆𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑑𝑎 𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓í𝑐𝑖𝑒 𝑆𝑒𝑐𝑎
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑆𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑑𝑎 𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓í𝑐𝑖𝑒 𝑆𝑒𝑐𝑎 − 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝐼𝑚𝑒𝑟𝑠𝑎
(3)
𝑎 =𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑆𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑑𝑎 𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓í𝑐𝑖𝑒 𝑆𝑒𝑐𝑎 − 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑆𝑒𝑐𝑎
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑆𝑒𝑐𝑎∗ 100
(4)
A equação (2) é o cálculo da massa específica real das amostras, a equação
(3) da massa específica aparente das amostras e a equação (4) é da absorção de
água dos agregados.
4.2.4 Ensaio de Abrasão Los Angeles
4.2.4.1 Preparação da Amostra
A amostra primeiramente é lavada e seca em estufa. Após, é separada de
acordo com a faixa de graduação do agregado, a qual é proveniente do ensaio de
granulometria. As amostras de mármore, arenito e seixo rolado não se encaixaram
em nenhuma das faixas de graduação, porém, a norma prevê que a faixa pode ser
escolhida de acordo com a percepção do pesquisador. Portanto, foi escolhida para as
amostras de mármore e seixo rolado a faixa de graduação B e para a amostra de
arenito a faixa de graduação C, sendo que para as duas últimas a faixa foi escolhida
de acordo com a disponibilidade de material.
46
A massa necessária para executar o ensaio está prevista na norma DNER-ME
035/98 e está reproduzida na Tabela 5.
Tabela 5 – Massa necessária para execução do ensaio de Abrasão Los
Angeles, retirada do método de ensaio DNER-ME 035/98.
Peneiras
Abertura em
mm
Amostra – massa parcial em gramas
Passan
do em
Retid
o em Grad. A Grad. B Grad. C Grad. D Grad. E Grad. F Grad. G
76
63
50
38
25
19
12,5
9,5
6,3
4,8
63
50
38
25
19
12,5
9,5
6,3
4,8
2,4
-
-
-
1250 ±
25
1250 ±
25
1250 ±
10
1250 ±
10
-
-
-
-
-
-
-
-
2500 ±
10
2500 ±
10
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
2500 ±
10
2500 ±
10
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
5000 ±
10
2500 ± 50
2500 ± 50
5000 ± 50
-
-
-
-
-
-
-
-
-
5000 ±
50
5000 ±
25
-
-
-
-
-
-
-
-
-
5000 ±
25
5000 ±
25
-
-
-
-
-
Massas totais
em gramas
5000 ±
10
5000 ±
10
5000 ±
10
5000 ±
10
10000 ±
100
10000 ±
75
10000 ±
50
No de rotações
do tambor 500 500 500 500 1000 1000 1000
De acordo com a tabela, as amostras de mármore e seixo rolado foram
compostas por 2,5 Kg de brita retida na peneira #3/4 e 2,5 Kg de brita retida na peneira
47
#1/2 e a amostra de arenito foi constituída por 2,5 Kg de brita retida na peneira #3/8 e
2,5 Kg de brita retida na peneira #4.
O número de rotações do tambor também é definido de acordo com a faixa de
graduação de cada agregado. Sendo assim, os ensaios de todas as amostras foram
feitos com 500 rotações.
O número de esferas abrasivas é definido pela faixa de graduação assim, como
os outros parâmetros, porém, é obtido a partir da Tabela 6 a seguir. Portanto, para os
ensaios com mármore e seixo rolado foram utilizadas 11 esferas de aço e para a
amostra de arenito foram utilizadas 8 esferas.
Tabela 6 – Número de carga abrasiva para cada graduação do ensaio de
abrasão Los Angeles.
Graduação No de esferas Massa de carga (g)
A
B
C
D
E
F
G
12
11
8
6
12
12
12
5000 ± 25
4584 ± 25
3330 ± 20
2500 ± 15
5000 ± 25
5000 ± 25
5000 ± 25
4.2.4.2 Execução do Ensaio
Sabendo-se a massa da amostra, o número de rotações e o número de esferas
necessários para realizar o ensaio, pode-se iniciar o procedimento. O material é
colocado por inteiro no tambor da máquina Los Angeles, mostrado na Figura 16,
juntamente com as esferas de aço e a máquina é fechada com parafusos para evitar
o escape do material. A contagem de rotações deve ser zerada para acompanhar o
número de rotações necessárias para o ensaio. Depois de tudo pronto, a máquina é
ligada e o ensaio é iniciado.
48
Figura 16 – Máquina Los Angeles do LMCC da UFSM para realização do ensaio
de abrasão.
Após completas as 500 rotações, a máquina é aberta e o material restante é
retirado e passado na peneira #12 (1,7 mm), lavando e secando em estufa o material
retido. Depois de seca, a massa da amostra retida é medida e anotada. O cálculo da
abrasão do agregado é dado pela Equação 5.
𝐴𝑛 =𝑚𝑛 − 𝑚𝑛
′
𝑚𝑛
(5)
Sendo:
An – Abrasão Los Angeles da graduação n
mn – Massa total da amostra seca, colocada na máquina.
m’n – Massa da amostra lavada e seca, após o ensaio (retida na peneira de 1,7
mm)
4.2.5 Ensaio de Perda ao Choque – Treton
4.2.5.1 Preparação da Amostra
Primeiramente a amostra foi lavada e seca em estufa. Após este procedimento,
foi calculada a massa necessária para o ensaio de perda ao choque. A massa
49
necessária é igual a 50 vezes a massa específica aparente de cada tipo de rocha.
Além disso, as partículas elegíveis para o ensaio devem ter entre 16 e 19 mm, com
forma cúbica, bem angulares e aproximadamente do mesmo tamanho. Em geral, o
número de partículas de cada amostra fica entre 15 e 20, porém, estes valores são
aproximados, podendo ter mais ou menos.
4.2.5.2 Calibração do Equipamento
A calibração do equipamento se deu de maneira simples, apenas para verificar
se todas as suas partes estavam funcionando de acordo com o exigido em norma. Foi
utilizada uma amostra de riodacito para o teste inicial, mostrando que as rochas se
tornaram em grande parte, material pulverulento.
Durante a calibração, verificou-se um mau posicionamento do martelo em
relação ao cilindro oco, então a placa de aço foi ajustada até que o martelo fosse
centralizado no cilindro, para evitar uma influência negativa tanto nos resultados, pois
algumas partículas não receberiam o choque do martelo em toda a sua extensão,
como no desgaste do interior do cilindro, descascando a camada de aço galvanizado.
4.2.5.3 Execução do Ensaio
Após concluída a preparação da amostra, as partículas são assentadas sobre
o cilindro maciço, dentro do cilindro oco. É importante salientar que o número de
partículas é insuficiente para cobrir o espaço sobre o cilindro maciço completamente.
O ensaio consiste em largar o martelo da altura especificada pela norma que o
pesquisador desejar de modo que este caia sobre as partículas assentadas sobre o
cilindro maciço. O martelo será conduzido pelo cilindro oco, fazendo com que todas
as partículas recebam o impacto do peso. A Figura 17 mostra o momento de queda
do martelo sobre a amostra.
50
Figura 17 – Execução do ensaio de perda ao choque no aparelho Treton.
Cada uma das três amostras deve receber 10 choques em sequência. Após o
término das batidas, o peso é retirado de dentro do cilindro oco e o cilindro oco, por
sua vez, é retirado de cima da chapa de aço e do entorno do cilindro maciço. O
material restante depois das batidas deverá ser varrido com uma pá e depois
peneirado na peneira #12. O material retido na peneira é pesado e o cálculo da perda
ao choque é dado pela Equação 6. A ficha de ensaio de perda ao choque está no
Anexo A deste trabalho.
𝑇 =𝑀𝑝
𝑀1∗ 100 (6)
Sendo: Mp – Massa do material passante na peneira de 1,7 mm.
M1 – Massa original da amostra, em g
T – Perda ao choque, expressa em porcentagem.
51
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.1 RESULTADOS DOS ENSAIOS LABORATORIAIS
5.1.1 Análise Petrográfica
As amostras foram submetidas à avaliação petrográfica, como um
complemento aos ensaios de caracterização e ensaios mecânicos, para promover um
entendimento de como as propriedades microscópicas das rochas podem influenciar
na resistência mecânica do agregado. Algumas vezes, resultados não esperados de
resistência são explicados pela constituição mineralógica da rocha de origem do
agregado, reforçando o fato de que a engenharia e a geologia andam lado a lado,
complementando-se.
As amostras de mármore, arenito, seixo rolado e riodacito foram submetidas à
análise quanto à sua estrutura, textura, estado de alteração, composição
mineralógica, esfericidade e arredondamento, por meio de uma análise macroscópica
com lupa binocular.
Para a análise de esfericidade e arredondamento dos agregados e dos minerais
constituintes da amostra de arenito, foi utilizada a tabela apresentada na Figura 18 a
seguir, a qual consta na NBR 7389.
Figura 18 – Análise de esfericidade e arredondamento de partículas. Fonte: NBR
7389.
52
5.1.1.1 Amostra de mármore
O mármore, proveniente da cidade de Hulha Negra/RS, é uma rocha
metamórfica; de estrutura maciça; textura holocristalina de granulação média, ou seja,
constituída essencialmente de cristais, fanerítica equigranular, isto é, os cristais são
visíveis sem a utilização de equipamentos de ampliação e granoblástica, quer dizer,
apresenta minerais sem orientação definida; estado de alteração pouco alterado;
constituída de 75% de dolomita, 20% de calcita e 5% de outros minerais, em outras
palavras, o mármore é uma rocha inequigranular composta por cristais anédricos de
calcita e dolomita e minerais que não são visíveis em porções da lâmina. A calcita e a
dolomita são minerais de dureza baixa, em torno de 3 conforme a Escala de Dureza
de Mohs. O grau de esfericidade das partículas da amostra é baixo e o grau de
arredondamento é anguloso, características que podem ser visualizadas na Figura 19.
Figura 19 – Amostra de mármore analisada
5.1.1.2 Amostra de Arenito
O arenito é uma rocha sedimentar; classificada como quartzo-arenito; com
estrutura acamadada; composta essencialmente por 99% de quartzo e 1% de
feldspato; tem como cimento a sílica; a rocha é muito porosa, com cimentação pós-
compactacional. O quartzo possui dureza igual a 7, segundo a Escala de Mohs. A
tenacidade da rocha é baixa, pois o quartzo é considerado frágil. Da mesma forma, o
53
que diminui a tenacidade da rocha é o contato entre os grãos, a cimentação e a
porosidade da rocha. Os minerais do arenito possuem arredondamento subanguloso,
baixa esfericidade e rugosidade recortada irregular. A brita possui arredondamento
arredondado, baixa esfericidade e rugosidade ondulada irregular. A Figura 20 mostra
a amostra de arenito analisada.
Figura 20 – Amostra de arenito analisada
5.1.1.3 Amostra de Seixo Rolado
A amostra de seixo rolado é uma mistura de diversas rochas ígneas. São
rochas ígneas extrusivas devido à alta porcentagem de vítreos e minerais pequenos,
indicando uma formação rápida; em sua maior parte são rochas maciças, porém
podem apresentar vesículas e amígdalas; em sua maioria, as amostras possuem
textura holocristalina, com variações entre as texturas hipocristalina (constituída por
uma parte cristalina e uma parte vítrea, com textura fanerítica) e holohialinas
(constituídas essencialmente por vidro com textura afanítica, onde os cristais não
podem ser vistos a olho nu).
Em geral, a amostra foi considerada equigranular; seu grau de alteração é
pouco alterado. A brita é constituída de riolitos, basaltos com estrutura maciça e
algumas partículas de estrutura vesicular, ardósia e calcedônia em sua constituição;
a maior parte das partículas possuem mais parte vítrea do que cristalina, por isso a
superfície lisa (polida).
54
Seu grau de arredondamento varia entre arredondado e subarredondado, com
uma das amostras sendo subarredondada; o grau de esfericidade varia entre alto e
baixo e; a rugosidade das partículas são do tipo ondulado irregular, ondulado uniforme
e ondulado polido, com maior parte sendo ondulado uniforme. A Figura 21 mostra as
partículas avaliadas.
Figura 21 – Amostra de seixo rolado avaliada
5.1.1.4 Amostra de Riodacito
O riodacito, proveniente da cidade de Itaara/RS, é uma rocha vulcânica
extrusiva intermediária; possui textura fanerítica equigranular, lamelar, hipocristalina,
de granulometria de média a fina, resultado de um resfriamento rápido durante sua
formação; é constituída de 30% de quartzo, 35% de plagioclásio, 20% de biotita, 10%
de feldspato alcalino e 5% de feldspato opaco. A brita possui arredondamento
anguloso e alta esfericidade. A Figura 22 mostra a amostra de riodacito analisada.
55
Figura 22 – Amostra de riodacito analisada
5.1.2 Ensaio de Granulometria
Após a execução do ensaio e os valores de peso retido em cada peneira, as
porcentagens de partículas passantes em cada peneira puderam ser calculadas. Os
resultados de todas as amostras estão apresentados nas Tabelas 7, 8, 9 e 10 a seguir.
Tabela 7 – Resultados das porcentagens passantes em cada fração da amostra
de mármore proveniente da cidade de Hulha Negra.
% PASSANTE DA AMOSTRA TOTAL PENEIRA Pilha 0 Pilha 1 Pilha 2 Pilha 3
MÁRMORE - HULHA NEGRA
3/4" 100 100 93,55 29,31
1/2" 100 100 35,99 0,47
3/8" 100 96,73 5,47 0,17
4 99,86 20,47 0,41 0,15
10 65,34 1,36 0,24 0,15
40 22,22 0,94 0,24 0,15
200 6,53 0,60 0,24 0,09
Como pode ser visto na Tabela 7, o agregado coletado na pedreira Mineração
Mônego Ltda. é dividido em pilhas de diferentes tamanhos. As diferentes pilhas foram
nomeadas de acordo com a impressão visual de cada uma, sendo a pilha de menor
graduação nomeada de pilha 0 e as pilhas com agregados maiores foram nomeadas
de pilha 1, pilha 2 e pilha 3, a medida que o tamanho dos agregados aumentaram.
56
Analisando a tabela de composição granulométrica, pode-se verificar que a
pilha 0 tem a maior parte de seus agregados retidos na peneira de no 200, a pilha 1
com maior parte dos agregados retidos na peneira de no 10, a pilha 2 verifica-se que
a maioria dos agregados ficam retidos na peneira 3/8” e a pilha 3 de maioria retida na
peneira 1/2”.
Posteriormente, será possível compreender que apesar da pilha de maior
granulometria ser a pilha 3, cujas partículas são em maior parte retidas na peneira
#1/2”, foi possível executar o ensaio de abrasão Los Angeles pela faixa de graduação
B, cujos tamanhos de agregado devem ser os retidos nas peneiras #3/4” e #1/2”.
Tabela 8 – Resultado das porcentagens de partículas passantes nas peneiras
do ensaio, na amostra de arenito.
PENEIRA % PASSANTE DA AMOSTRA TOTAL
ARENITO
1" 100
3/4" 95,12
1/2" 58,58
3/8" 23,89
4 0
Ao analisar as porcentagens que passantes nas peneiras do ensaio, pode-se
verificar que a maior parte dos agregados ficam retidos na peneira de abertura 1/2",
logo, pode-se afirmar que a amostra de arenito, a qual foi adquirida em floricultura,
tem graduação de 12,5 mm em sua maior parte.
Tabela 9 – Resultado da granulometria da amostra de seixo rolado.
PENEIRA % PASSANTE DA AMOSTRA TOTAL
SEIXO ROLADO
1" 92,68
3/4" 46,23
1/2" 14,2
3/8" 3,01
4 0,01
A amostra de seixo rolado, comprada na Floricultura Progresso, assim como a
amostra de arenito, tem graduação retida em sua maior parte na peneira de abertura
3/4". No momento da compra do saco de seixo rolado, o tamanho solicitado foi o retido
57
na peneira 3/4", logo, a graduação obtida é semelhante à especificada pela empresa
Casa & Jardim, fornecedora do produto.
Tabela 10 – Resultados de granulometria da amostra de Riodacito, proveniente
da pedreira da empresa Della Pasqua.
% PASSANTE DA AMOSTRA TOTAL PENEIRA Brita #3/4" Brita 3/8"
RIODACITO - DELLA PASQUA
3/4" 99,8 100
1/2" 15,9 100
3/8" 4 99,1
4 0,2 11,3
10 0,2 0,9
40 0,2 0,7
80 0,2 0,4
200 0,1 0
A granulometria da amostra de riodacito foi feita durante a prestação de
serviços do LMCC da UFSM em 2010 e teve as frações definidas como as
especificadas na tabela.
5.1.2 Ensaio de Índice de Forma e Lamelaridade
Após a execução do ensaio de índice de forma, os resultados para as amostras
de mármore, arenito, seixo rolado e riodacito foram explicitados na Tabela 11.
Tabela 11 – Resultados do índice de forma dos agregados.
ÍNDICE DE FORMA
FRAÇÃO
AMOSTRA #3/4 #1/2 #3/8
MÁRMORE 1,97 2,53 2,75
ARENITO - 3,15 3,07
SEIXO ROLADO 2,19 2,05 1,92
RIODACITO 2,41 - 2,41
Sabe-se que a forma ideal para agregados britados para fins de pavimentação
é a forma cúbica com partículas alongadas e com alto grau de esfericidade. Os índices
58
de forma mais adequados estão entre um e três, o que define agregados de forma
cúbica. Analisando os resultados das amostras, apenas o arenito possui forma
lamelar, a forma menos interessante para a pavimentação, pois apresentam um maior
desgaste e uma perda por impacto muito grandes. Sabe-se que o índice de forma de
um mesmo agregado varia de acordo com o tamanho dos grãos, por exemplo,
partículas de menor dimensão tendem a ser mais lamelares, dando às frações de
menor tamanho um índice de forma mais alto. A pedreira de Hulha Negra se mostra
compatível com esta informação, tendo a amostra de menor dimensão com maior
índice de forma se comparada com a amostra de dimensão maior. Os demais
agregados apresentam forma mais uniforme, com valores próximos, mostrando uma
melhor distribuição da forma das partículas.
Portanto, as amostras de mármore, seixo rolado e riodacito estão dentro dos
limites aceitáveis de forma, dando a esses agregados uma melhor perspectiva para
serem adequados à utilização em pavimentos.
Os resultados do índice de lamelaridade estão explicitados na Tabela 12 a
seguir.
Tabela 12 – Resultados do índice de lamelaridade das amostras.
FRAÇÃO
AMOSTRA #3/4 #1/2 #3/8
MÁRMORE 12,24 11,55 19,6
ARENITO - 37,22 33,42
SEIXO ROLADO 10,73 4,21 2,49
RIODACITO 19,07 - -
Sabendo-se que a porcentagem de partículas lamelares deve ser limitada a
40% da amostra, todas as amostras demonstram se adequar aos padrões exigidos
por norma. A amostra de arenito está praticamente no limite de aceitação, porém,
ainda se mostra elegível quanto a este critério, apesar de saber-se de antemão que o
agregado não é eficiente para fins de pavimentação, tanto para ser usado como
agregado das camadas granulares quanto para ser incorporado na mistura asfáltica
para revestimento.
59
5.1.3 Ensaios de Massa Específica Real, Massa Específica Aparente e
Índice de Absorção
Após executados os ensaios de massa específica real, massa específica
aparente e absorção, foram extraídos os resultados mostrados nas Tabelas 13, 14 e
15 abaixo.
Tabela 13 – Resultado da massa específica real de cada amostra.
MASSA ESPECÍFICA REAL DAS FRAÇÕES (g/cm3)
AMOSTRA #3/4 #1/2 #3/8
MÁRMORE 2,762 2,753 2,739
ARENITO - 2,445 2,450
SEIXO ROLADO 2,700 2,685 2,690
RIODACITO - - -
Verifica-se que as massas específicas reais de todas as amostras ficaram entre
dois e três. A amostra de riodacito não apresenta resultados porque este cálculo não
foi solicitado pela empresa durante a prestação de serviço do laboratório naquele ano.
A amostra de arenito não possui resultado para a amostra retida na peneira #3/4”
porque não houve agregado suficiente para executar o ensaio nesta fração.
Tabela 14 – Resultado do ensaio de massa específica aparente das amostras.
MASSA ESPECÍFICA APARENTE DAS FRAÇÕES (g/cm3)
AMOSTRA #3/4 #1/2 #3/8
MÁRMORE 2,658 2,665 2,689
ARENITO - 2,240 2,250
SEIXO ROLADO 2,595 2,585 2,585
RIODACITO 2,511 - 2,452
A massa específica aparente depende muito do número de vazios no interior
das partículas, sendo partículas com um alto volume de vazios possuem uma massa
específica aparente baixa, pois todos os vazios estarão preenchidos com água
quando o agregado se apresenta saturado, reduzindo a massa de rocha propriamente
dita.
60
Tabela 15 – Resultados dos índices de absorção de água das amostras.
ABSORÇÃO DAS FRAÇÕES (%)
AMOSTRA #3/4 #1/2 #3/8
MÁRMORE 2,292 1,916 1,080
ARENITO - 7,055 7,450
SEIXO ROLADO 1,860 2,030 2,630
RIODACITO 2,190 - 3,330
Sendo a absorção uma das propriedades mais importantes das rochas,
considerando que os vazios preenchidos com ar, após a imersão em água durante 24
horas, ficam preenchidos com água, quanto mais vazios as partículas possuírem, mais
água será absorvida pelas partículas.
Um volume de vazios muito elevado é prejudicial à resistência mecânica, pois
os vazios possuem resistência nula e consequentemente a partícula como um todo
terá baixa resistência mecânica.
Como pode-se observar, a amostra de arenito possui uma alta absorção, o que
resulta em uma resistência mecânica baixa, fato que foi comprovado pelos ensaios de
abrasão e perda ao choque.
Por outro lado, a amostra de mármore teve uma baixa porcentagem de
absorção e uma baixa resistência mecânica, fato que não é explicado pelo índice de
absorção, mas pela composição mineralógica.
5.1.4 Ensaio de Resistência à Abrasão - Los Angeles
Após anotar o peso final das amostras e calculada a abrasão de cada uma
delas, os resultados foram expressos de acordo com a Tabela 16 a seguir.
61
Tabela 16 – Resultados do ensaio de Abrasão Los Angeles.
Passante Retido Massa (g) Massa total (g)
Massa após
abrasão retida
na peneira
n° 12 (1,7mm)
em g
Abrasão (An)
MÁRMORE - HULHA NEGRA
Amostra 1 # 3/4 # 1/2 2504,7
5005,10 3535,10 29,37%
Amostra 2 #1/2 # 3/8 2500,4
ARENITO
Amostra 1 # 1/2 # 3/8 2502,0
5002,50 3316,40 33,71%
Amostra 2 #3/8 # 4 2500,5
SEIXO
Amostra 1 # 3/4 # 1/2 2503,1
5003,70 4552,30 9,02%
Amostra 2 #1/2 # 3/8 2500,6
RIODACITO - SANTA MARIA
Amostra 1 # 3/4 # 1/2
5005,00 4294,00 14,20%
Amostra 2 #1/2 # 3/8
Como esperado, a amostra de arenito foi a mais desgastada de todas as
amostras analisadas, devido ao seu índice de forma lamelar e sua alta absorção de
água, além de sua composição mineralógica e gênese. A amostra de seixo foi a menos
alterada após o ensaio, devido à sua forma arredondada, à sua composição
mineralógica, origem, dureza elevada e minerais constituintes. Ao que se diz respeito
à amostra de mármore, também era esperado um mau desempenho, devido à
natureza de seus minerais, os quais possuem dureza baixa e a amostra de riodacito
se comportou conforme o esperado, pois seu índice abrasivo foi baixo. A Figura 23
mostra as amostras antes da realização do ensaio e a Figura 24 mostra as amostras
após a realização do ensaio.
62
Figura 23 – Amostras antes da execução do ensaio de abrasão Los Angeles e
perda ao choque.
Figura 24 – Amostras depois da execução do ensaio de abrasão Los Angeles.
63
5.1.5 Ensaio de Perda ao Choque – Treton
Após a realização do ensaio em todas as amostras, a Tabela 17 foi elaborada,
resumindo todos as perdas ao choque dos agregados.
A perda ao choque, sendo um ensaio de resistência, complementar ao ensaio
de abrasão Los Angeles, tende a ser maior quanto maior o índice de forma, maior
absorção e um maior desgaste à abrasão. Como visto anteriormente, a Figura 23
mostra as amostras antes do ensaio. A Figura 25 mostra as amostras depois do
ensaio, juntamente com as informações do grau de esfericidade e arredondamento.
Figura 25 – Amostras depois da realização do ensaio de perda ao choque.
É possível observar que antes do ensaio os agregados possuem formas
características, cenário que muda quando as amostras são analisadas após a
realização do ensaio.
Esta afirmação é confirmada pelos resultados de arenito e mármore, pois o grau
de lamelaridade e abrasão são altos. Além disso, as características dos minerais
constituintes das rochas dizem muito a respeito da resistência ao choque dos
agregados.
64
Tabela 17 – Resultados do ensaio de perda ao choque das amostras.
PENEIRAMENTO NA #12
AMOSTRA
MASSA ESPECÍFICA APARENTE
(g/cm3)
MASSA TOTAL DA AMOSTRA
PARA O ENSAIO (g)
IDENTIFICAÇÃO DA AMOSTRA
MASSA DA
AMOSTRA (g)
No DE PARTÍCULAS
DA AMOSTRA
MASSA DA
AMOSTRA (g)
PERDA AO CHOQUE
INDIVIDUAL (%)
PERDA AO
CHOQUE (%)
MÁRMORE -HULHA NEGRA
2,67 133,6
M1 44,4 21 18,8 57,66
61,39 M2 44,6 17 16,2 63,68
M3 44,4 18 16,5 62,84
ARENITO 2,25 112,6
M1 37,5 25 12,4 66,93
67,05 M2 37,5 22 12,0 68,00
M3 37,6 22 12,7 66,22
SEIXO 2,59 129,5
M1 43,4 18 20,8 52,07
50,30 M2 43,1 14 21,9 49,19
M3 43,1 15 21,7 49,65
RIODACITO - DELLA PASQUA
2,45 122,6
M1 40,9 18 18,4 55,01
46,51 M2 40,9 17 21,7 46,94
M3 40,7 18 25,4 37,59
65
5.2 DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
A composição mineralógica das rochas na maior parte das vezes é responsável
por características em nível macroscópico e microscópico e desempenho tecnológico
do agregado como um todo.
Como foi apresentado nos resultados, a abrasão da amostra de mármore foi
29,37%, do arenito foi de 33,71%, do seixo rolado de 9,02% e do riodacito de 14,20%.
Interpretando este resultado, o melhor desempenho foi da amostra de seixo rolado,
seguido pelo riodacito, mármore e por último o arenito. Era esperado uma
performance nestes moldes, devido ao fato de o arenito ser uma rocha sedimentar e
o seixo e riodacito serem rochas ígneas, considerando que rochas sedimentares
geralmente tem baixa resistência mecânica e rochas ígneas apresentam uma boa
resistência mecânica.
Contudo, outros fatores podem explicar esses resultados, como por exemplo,
os graus de esfericidade e arredondamento das partículas constituintes da amostra.
Como foi visto nos itens 5.1.1.1, 5.1.1.2, 5.1.1.3 e 5.1.1.4, o arredondamento e
esfericidade tanto antes como depois dos ensaios de abrasão Los Angeles e perda
ao choque das amostras foram os resumidos na Tabela 18.
Tabela 18 – Análise dos graus de esfericidade e arredondamento após os
testes abrasão Los Angeles e perda ao choque
ESFERICIDADE ARREDONDAMENTO
ANTES DAS
ANÁLISES
ABRASÃO LOS
ANGELES
PERDA AO
CHOQUE
ANTES DAS
ANÁLISES
ABRASÃO LOS
ANGELES
PERDA AO
CHOQUE
MÁRMORE Alta Alta Baixa Anguloso Subarredondado Anguloso a
Subanguloso
ARENITO Baixa Baixa Baixa Arredondado Subarredondado Subanguloso
SEIXO Alta a
Baixa Alta Baixa Subarredondado Subanguloso Subanguloso
RIODACITO Alta - Alta Anguloso - Subarredondado
A propriedade das rochas que mais interfere no desgaste por abrasão é a
dureza dos minerais, que é a resistência de um mineral à abrasão ou ao risco. Ela
reflete a força de ligação dos átomos, íons ou moléculas que formam a estrutura da
66
rocha. A escala de dureza utilizada mais frequentemente é a escala de Mohs, a qual
tem como referências os minerais e suas respectivas durezas: Talco=1, Gesso=2,
Calcita=3, Fluorite=4, Apatita=5, Ortoclásio=6, Quartzo=7, Topázio=8, Corindo=9 e
Diamante=10. A abrasão também está relacionada com a gênese da rocha, se ígnea,
metamórfica ou sedimentar e com a forma do agregado, ou seja, seu arredondamento
e esfericidade.
Considerando o ensaio de abrasão Los Angeles, pode-se compreender que a
origem das rochas influencia sua resistência, pois as rochas ígneas são mais
resistentes, em função de serem formadas por minerais mais duros como quartzo,
feldspatos e plagioclásios, com grande coesão entre eles, resultando em uma menor
perda por abrasão. Este foi o caso das amostras de seixo rolado e de riodacito,
considerando que ambas são rochas ígneas.
Além disso, pode-se observar que o arenito e o seixo rolado apresentaram
comportamentos semelhantes, esfericidades predominantemente baixas e
arredondamento do tipo arredondado a subarredondado, respectivamente. Após o
teste, manteve-se a esfericidade e alterou-se em relação ao arredondamento,
deixaram de apresentar um aspecto arredondado para obter um aspecto mais
anguloso, ou seja, ficaram com a superfície mais rugosa. Essa alteração de
arredondamento de subarredondado para subanguloso foi inesperada, pois as
amostras iniciais já apresentavam um arredondamento artificial proveniente do
beneficiamento do material, no caso do arenito e do seixo. Isto pode ser explicado
pela presença de quartzo no arenito, mesmo apresentando uma dureza alta, quando
submetidos aos impactos do ensaio, se desgastam facilmente, por outro lado, o seixo,
mesmo sendo fragmento de rochas ígneas apresentam bastante amígdalas, ou seja,
espaços vazios preenchidos por materiais moles, situação que facilita a sua
deformação.
O mármore alterou-se por um todo, obtendo um desgaste por abrasão igual a
29.37%, pois apresentava uma esfericidade alta e arredondamento do tipo anguloso
e após o teste, manteve uma esfericidade alta e apresentou um arredondamento do
tipo subarredondado, perdeu seu aspecto de rugosidade. Isso ocorreu porque o
mármore é constituído essencialmente por minerais moles, como dolomita e calcita, e
com baixa dureza, 4 e 3 respectivamente, fato que facilita seu desgaste abrasivo.
No caso do seixo, cujo índice de lamelaridade de aproximadamente 6%,
esfericidade de alta a baixa, arredondamento subarredondado e superfície quase que
67
toda lisa, torna-se mais resistente à abrasão. Porém, devido ao seu arredondamento
artificial antes da realização do ensaio de abrasão, a perda por desgaste se dá apenas
pelo choque entre as partículas e as esferas de aço e pela queda dentro da máquina.
No caso do mármore, suas partículas apresentam esfericidade baixa e
arredondamento anguloso, assim como o riodacito, porém, o mármore teve uma perda
muito maior porque é comporto por minerais muito moles (dolomita e calcita). Já o
riodacito perdeu menos porque seus minerais são mais duros que os de mármore.
Comparando com o seixo, o mármore obteve um pior desempenho por causa da forma
das partículas, as quais se desgastaram mais por terem arredondamento anguloso e
alta esfericidade, o que não ocorre com o seixo.
Além da esfericidade e do arredondamento dos grãos, a textura das rochas
influencia também em sua resistência mecânica, pois em rochas de mesma
composição mineralógica, as mais resistentes são as que apresentam menores
granulometrias e consequentemente um maior embricamento entre as partículas dos
minerais.
Esse fato explica a diferença de resistência entre as amostras de arenito e
seixo, onde a granulação fina do seixo deu uma maior resistência ao agregado,
chegando a um desgaste por abrasão igual a 9,02% e a textura mais grossa do arenito
proporcionou um valor alto de desgaste por abrasão, de 33,71%. Na Figura 26 pode-
se verificar imagens da macroscopia feita com lupa binocular das amostras.
68
Figura 26 – Amostras vistas por macroscopia, foto em lupa binocular Olympus,
com aumento de 10x1,7 pro arenito e 10x0,67 para as demais. Fonte: Andreas Glass
Dalmas.
Mármore
Arenito
Seixo Rolado
Riodacito
Como visto nos resultados, a perda ao choque da amostra de mármore foi de
61,39%, de arenito de 67,05%, seixo de 50,30% e o riodacito de 46, 51%. Analisando
os resultados, pode-se notar que a amostra de arenito teve a maior perda de massa
durante a execução do ensaio, seguida pela amostra de mármore, seixo e riodacito.
A propriedade geológica que se correlaciona com a perda ao choque é a
tenacidade, que é o impacto necessário para levar um material à ruptura, também
pode ser medida como a quantidade de energia que um material pode absorver antes
de fraturar. Pode-se perceber que o arenito teve a maior perda ao choque porque é
uma rocha sedimentar, muito porosa, com contatos principalmente do tipo pontual e
69
tendo seus grãos fracamente cimentados, muito embora o cimento nas amostras em
questão seja de quartzo e algumas vezes de óxido de ferro.
O mármore tem o segundo maior valor de perda ao choque pois é uma rocha
constituída por materiais moles e minerais de tamanho grande, como podem ser vistos
na Figura 26, quando comparados com a textura das demais rochas, assim, possuem
uma maior área de contato entre si e apresenta uma clivagem de fratura preferencial,
ou seja, quebra-se sempre em uma mesma direção.
Por fim, o seixo e o riodacito apresentam uma tenacidade bastante semelhante,
por serem rochas ígneas extrusivas, diferindo principalmente quanto a forma da brita,
arredondamento e esfericidade. Seria esperado uma menor perda de material do
seixo, por causa da menor abrasão das amostras. Porém, a presença de amígdalas
no seixo explica a maior perda ao choque se comparado ao riodacito, pois elas
diminuem a resistência dos materiais.
Com relação à esfericidade e arredondamento, o arenito possuía inicialmente
uma esfericidade baixa e arredondamento arredondado e após o ensaio apresentou
uma esfericidade baixa e arredondamento subanguloso e passou a apresentar uma
superfície rugosa, pois o arenito possui muita quantidade de quartzo, o qual quebra
facilmente quando submetido a força, além de apresentar poros entre grãos,
facilitando sua fragmentação.
O mármore possuía inicialmente uma alta esfericidade e arredondamento
anguloso e passou a ter uma esfericidade baixa e arredondamento anguloso a
subanguloso. Esta amostra não apresentou muita diferença quanto ao seu
arredondamento, mas apresentou diferença em se tratando de sua esfericidade,
passando a ter uma forma mais alongada, isso ocorre devido ao hábito prismático que
a calcita e a dolomita que o compõe.
O seixo apresentava esfericidade de alta a baixa, predominando
arredondamento subarredondado e após o ensaio passou a ter uma esfericidade
baixa e arredondamento subanguloso, além de apresentar aspecto rugoso, explicado
pelo fato dos minerais apresentarem hábito prismático ou tabular e também se
observou a presença de amígdalas preenchidas com calcedônia, facilitando a
mudança de forma, indo de encontro com o que era esperado, já que o
arredondamento se deu naturalmente por serem seixos rolados (encontrados no leito
do rio) e se desgastaram com o processo de transporte no próprio rio, estava presente
desde antes do ensaio.
70
Por fim, o riodacito obteve a menor perda ao choque inicialmente possuía uma
esfericidade alta e arredondamento anguloso, manteve a esfericidade e alterou o
arredondamento para subarredondado, se desgastando apenas superficialmente,
passando a apresentar um aspecto mais arredondado, mesmo sendo uma rocha
ígnea extrusiva. A mudança de aspecto de todas as amostras pode ser vista nas
Figuras 23 e 25.
5.2.1 Impressões do Equipamento Treton
Os primeiros ensaios com o equipamento foram bem-sucedidos, mostrando
que as adaptações feitas não impediram a boa utilização do mesmo e que é possível
chegar a resultados aceitáveis através dele.
Porém, algumas ressalvas podem ser feitas quando se trata de problemas
durante a execução do ensaio. Por exemplo, ao puxar o cabo de aço, muitas vezes
ele se desloca da roldana, impedindo o levantamento do peso. O tempo despendido
para recolocar o cabo alinhado com a roldana novamente impede de realizar as
batidas em ritmo constante. Além disso, a parte móvel que faz com que o peso suba
até a altura correta se desloca para baixo durante a aplicação das 10 batidas, mesmo
os parafusos de fixação estando firmemente fechados; este deslocamento acaba por
influenciar, mesmo que milimetricamente, na altura total de queda.
Ademais, a haste de sustentação do equipamento, algumas vezes gira junto
com a parte móvel, descentralizando o cabo de aço e o peso, fazendo com que este
não bata uniformemente nas partículas. O fato de a chapa cilíndrica de aço da base
estar solta em cima da chapa retangular faz com que a chapa móvel se desloque
sobre a outra quando o cilindro oco é retirado para remoção do agregado já ensaiado;
quando isto ocorre, ou seja, ao final do ensaio de cada amostra, deve-se centralizar
todo o equipamento novamente, fazendo com que seja ainda mais demorado para
concluir todos os ensaios em todas as amostras. Por fim, salienta-se a necessidade
de instrumentos de remoção dos agregados de cima do cilindro maciço exclusivos
para o equipamento Treton, para evitar a mistura com amostras de solo do laboratório,
já que ele se encontra juntamente com equipamentos de ensaio de solos.
71
6. CONCLUSÃO
A execução deste trabalho teve resultados satisfatórios em se tratando de seu
objetivo principal, a implementação do equipamento Treton no Laboratório de
Materiais de Construção Civil (LMCC) na Universidade Federal de Santa Maria. O
aparelho está em boas condições de uso e pode ser utilizado a qualquer momento
para fazer análises de perda ao choque em agregados.
Além da implementação do equipamento no laboratório, os outros objetivos
também foram cumpridos. O equipamento foi planejado em autocad de acordo com a
norma DNER 399/99 e ABNT NBR 8938:85 e foi usinado, composto por peças
encontradas em ferro velho. Além disso, o equipamento foi calibrado, para centralizar
os cilindros e o peso e verificar se seria possível concluir os ensaios. Os ensaios de
caracterização básica foram executados, como granulometria, índice de forma,
lamelaridade, massa específica real, massa específica aparente, absorção. Não
obstante, os ensaios de abrasão e perda ao choque foram realizados com êxito e as
amostras puderam ser analisadas mineralogicamente e algumas questões de nível
macroscópico puderam ser respondidas devido ao conhecimento da gênese e
mineralogia das rochas. Portanto, é possível fazer o ensaio de perda ao choque no
LMCC/UFSM, desde que as ressalvas mencionadas no item 5.2.1 sejam
solucionadas.
72
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