ME-089: Avaliação da durabilidade pelo emprego de soluções de sulfato de sódio ou de magnésio magnésio Quais são as soluções empregadas na avaliação de durabilidade dos agregados?
Os agregados são submetidos a soluções de sulfatos de sódio ou de magnésio. Qual é a fórmula dos sulfatos utilizados na avaliação de durabilidade dos agregados?
As fórmulas são: Na2SO4: Sulfato de Sódio; MgSO4: Sulfato de Magnésio. Qual é o resultado da deterioração química dos basaltos?
Os basaltos são suscetíveis à deterioração química com formação de argilas. Qual é o objetivo dessa norma?
Essa norma tem o objetivo de determinar a resistência do agregado à desintegração dos agregados sujeitos à ação do tempo (ação do intemperismo) pelo ataque de soluções saturadas de sulfato de sódio ou de magnésio. É a maneira utilizada para simular a desintegração ao longo prazo dos agregados. A ação dos dois sulfatos é equivalente?
Não são equivalentes os resultados obtidos pelos sulfatos. Dessa maneira, os limites devem ser diferentes. Nas normas de ES (Especificações de s erviços) quando esse ensaio é primordial para a caracterização do agregado os valores limites são definidos. Aparelhagem Qual é a aparelhagem utilizada nesse ensaio?
A aparelhagem utilizada nesse ensaio é a seguinte: - Peneiras; - 2 balanças: com capacidade de 1kg e 5kg; - Cestos cilíndricos (de tela metálica): aberturas de 4,8 mm e de 0,15 mm (parece que dois cestos) com 20 cm de diâmetro e 20 cm de altura munidos com alça;
- Dispositivo capaz de manter temperatura entre 20 a 22°C; - Estufa. Preparação das soluções Como são preparadas as soluções de sulfato?
As soluções de sulfato devem ser preparadas dissolvendo-se uma quantidade de sal tal que assegure não só a saturação, mas também a presença de excesso de cristais nas soluções após o preparo. Qual é a quantidade de reagentes por litro d’água deve ser utilizados?
Sulfato de sódio: 750 g ou mais de decaidratado (Na2SO4 .10 H20) e 350 g ou mais anidro (Na 2SO4). Essa quantidade é para saturação a 22 °C; Sulfato de magnésio: 1400 g ou mais de heptaidratado (MgSO4 .7 H20) e 350 g ou mais de anidro (MgSO4). Essa quantidade é para saturação a 23°C; NOTA:
a quantidade aqui é a mínima para uma dada temperatura. Como se sabe a solução deve estar
mais do que saturada. Assim, na s ua preparação deve ser observada a saturação e posterior presença de excesso de cristais nas soluções. Não sendo, portanto definida uma quantidade fixa. Qual é a faixa de temperatura para a preparação das soluções de sulfatos?
As soluções de sulfatos devem ser preparadas na faixa de temperatura entre 25 °C a 30°C. Qual é a função da agitação da solução?
A agitação da solução promove a homogeneização da solução. Comente sobre a frequência de agitação da solução.
A solução deve ser agitada a intervalos frequentes até sua utilização (mesmo após o passo seguinte). O que deve ser feita com a solução após preparada?
A solução deve ser esfriada e mantida em temperaturas de 20 a 22°C por no mínimo 48 horas antes da realização do ensaio. O que deve ser feito e verificado no momento da utilização das soluções?
As soluções devem ser agitadas e devem ter uma densidade na seguinte faixa: Solução de Na2SO4: com densidade no intervalo de 1,151 e 1 ,174; Solução de MgSO4: com densidade no intervalo de 1,295 e 1,308. Preparação das amostras O que deve ser feito antes da preparação das amostras?
Antes da preparação das amostras deve ser feita a análise granulométrica para caracterização dos percentuais das frações (faixas de dimensões). O percentual é importante para definição da degradação das frações que representam menos 5% do total e 0%. Quais são as faixas de extensão ( frações) ensaiadas da análise granulométrica?
As frações da granulométrica do agregado são divididas, de certa forma, em dois grupos: Primeiro grupo: agregados de 0,3 mm a 9,5 mm;
Segundo grupo: agregados de 4,8 mm a 63,5 mm.
Nota:
Repare que a faixa 4,8 mm a 9,5 mm está presente nas duas partes.
Como é selecionado o primeiro grupo de frações dos agregados?
A amostra passando da peneira 9,5 mm (primeiro grupo) deve ser lavada em peneira de 0,3 mm e seca em estufa até constância de peso e, em seguida, separada as massas indicadas nas tabelas. Cada fração é imersa em solução separada em cada cesto. Nota: a parte da amostra que passar pela peneira de abertura 0,3 mm é descartada. Como é selecionado o segundo grupo de frações dos agregados (graúdos)?
A amostra passando retida na peneira 9,5 mm deve ser lavada e seca em estufa até constância de peso, por fim, separada nas frações indicadas nas tabelas. Cada fração é imersa em solução separada em cada cesto. Qual é a quantidade em massa (g) para cada fração da amostra?
A quantidade em massa (g) da amostra é variável e função das faixas granulométrica: - Primeiro grupo: retidos na peneira 4,8 mm (agregado graúdo); Faixa ()
(%)
Massa (g)
*Acima de 63,5 mm
-
-
A cada 25 mm
100%
3000
38 a 63,5 mm
100%
3000
50 a 63,5 mm
50%
1500
38 a 50 mm
50%
1500
19 a 38 mm
100%
1500
25 a 38 mm
67%
1005
19 a 25 mm
33%
495
9,5 a 19 mm
100%
1000
12,7 a 19 mm
67%
670
9,5 a 12,7 mm
33%
330
4,8 mm a 9,5 mm
100%
300
- Segundo grupo: passando na peneira 9,5 mm (agregado miúdo e uma pequena parcela dos agregados graúdos); Faixa (retido e passando)
(%)
Massa ( g)
4,8 mm a 9,5 mm
-
100
2,4 mm a 4,8 mm
-
100
1,2 mm a 2,4 mm
-
100
0,6 mm a 1,2 mm
-
100
0,3 mm a 0,6 mm
-
100
O que acontece quando o percentual de uma das frações na análise granulométricas for menor que 5,0%?
A fração com o valor menor que 5,0% na análise granulométrica não é ensaiada. O seu valor é obtido de forma indireta e convencionada. Existem duas possibilidades: 1.
Tirar a média das médias das perdas das frações imediatamente superior e inferior;
2.
Se um dos valores não existir – 0%: o mesmo percentual para fração imediatamente superior ou superior (é um dos dois valores que no item anterior é retirada a média).
NOTA: no anexo informativo tem-se o exemplo 2 em
que o percentual é menor que 5,0 % (4,6%) e é adotado
o valor de 11,2 % (perda da porção acima dessa), lembrando que a média não foi tirada, porque não existe uma porção menor que essa (apenas superior que é a faixa 4,8 mm a 2,4 mm). O número de partículas existentes deve se r contabilizado para quais frações?
O número de partículas existentes deve ser contabilizado para as frações retidas na peneira 19 mm (dimensões maiores que essa abertura). Quer dizer, todas as partículas do primeiro grupo devem ser contabilizadas. Ensaio Por quanto tempo a amostra deve s er imersa?
A amostra deve ser imersa na solução por um período de 16 a 18 horas de modo que o nível da solução fique 1 cm acima da amostra. Por que cada recipiente com solução e amostra deve ser coberto?
Deve ser coberto cada recipiente para que cada porção não perca solução por evaporação nem ocorra contaminação (entrar substâncias estranhas que interfiram no ensaio). Qual é a faixa de temperatura para a solução?
A solução deve estar dentro da faixa de temperatura de 20 a 22°C. O que deve ser feito após o período de imersão?
A amostra deve ser retirada da solução e drenada durante um tempo (de 10 a 20 minutos) e seca em estufa (tomando-se o cuidado para não perder material que ainda seja retido na menor peneira da fração ensaiada). O que é feito após a secagem?
A amostra deve ser esfriada à temperatura ambiente depois da secagem na estufa. O que configura um ciclo nesse ensaio?
Nesse ensaio o ciclo configura a imersão e secagem que deve ser repetido até que o número desejado de ciclos seja completado. O número de ciclos geralmente é es pecificado em especificações de serviços (ES). Quais são os tipos de exames aplicados aos agregados ao final do ensaio?
O ensaio de durabilidade tem dois exames: quantitativo e qualitativo. Exame quantitativo Comente sobre o exame quantitativo.
O exame quantitativo é aplicado a todas as porções: - Depois de completo o ciclo final (já que são vários os ciclos) e após o resfriamento da amostra, esta deve ser lavada em solução de cloreto de bário a 10 % (para remoção de excessos de sulfato de sódio ou de magnésio, conforme o caso); - Lava-se a amostra em água corrente: retirar a solução de sulfato (de sódio ou de magnésio) e de cloreto de bário; - Livres da solução as frações da amostra devem ser secas até constância de peso e pesadas; - Peneiramento: a fração mais fina (segundo grupo) deve ser submetida as mesmas peneiras que foram retidas antes do ensaio, enquanto que para a parte mais grossa a abertura da peneira é um pouco menor (vide a seguir).
NOTA: nada comenta sobre as possíveis frações superiores a 63,5 m. Quais são as peneiras utilizadas para a determinação das perdas percentuais ( exame quantitativo) após os ensaios?
o p u r g o r i e m i r P
o p u r g o d n u g e S
Faixa
Peneira para determinar a perda
65,3 a 38 mm
32 mm
38 a 19 mm
16 mm
19 a 9,5 mm
8 mm
9,5 a 4,8 mm
4 mm
9,5 a 4,8 mm
4,8 mm
4,8 a 2,4 mm
2,4 mm
2,4 a 1,2 mm
1,2 mm
1,2 a 0,6 mm
0,6 mm
0,6 a 0,3 mm
0,3 mm
Quais são as informações valiosas a dicionais possíveis para esse ensaio?
As informações valiosas adicionais possíveis para esse ensaio são: - O exame visual de cada fração verificando se houve fendilhamento excessivo dos grãos ensaiados; - Sugere-se que todas as frações sejam misturadas e peneiradas para a determinação do módulo de finura (MF) após o ensaio (ciclo final); - O outro resultado da análise granulométrica é a determinação das percentagens acumuladas retidas em cada peneira. Exame qualitativo Como é feito o exame qualitativo?
O exame qualitativo é feito em duas partes: - Observação do efeito e a natureza da ação; - Contagem do número de partículas afetadas. Quais são os tipos de natureza da ação dos sulfatos sobre os agregados?
Os tipos de natureza da ação dos sulfatos sobres os agregados são: - Desintegração; - Fendilhamento; - Esmagamento; - Quebra ou laminagem.
O exame qualitativo é obrigatório para qual fração de agregados?
O exame qualitativo é obrigatório para partículas maiores que 19 mm, mas recomenda-se que o exame qualitativo das partículas menores pelo menos para fendilhamento excessivo aconteça. Resultados Quais são os resultados para o ensaio de durabilidade?
O ensaio de durabilidade deve apresentar os seguintes resultados e informações: - Solução utilizada; - Percentagem das perdas: em cada peneira i ndicada após o ensaio (antes não pass ava por essa peneira); - Média ponderada: calculada em função da percentagem de perda de cada fração e com base na análise granulométrica da amostra ou em relação à fração representativa do agregado. É preferível essa última (conforme a graduação do agregado, existem frações que são as representativas conforme normas de especificações de materiais - EM). Atenção! Nesse cálculo não estão presentes a fração que passa pela peneira 0,3 mm; - Indicar o número de partículas maiores que 19 mm, número das partículas afetadas e qual ação (desintegração, fendilhamento, esmagamento, quebra, laminagem). Anexo informativo Comente sobre o anexo informativo.
O anexo informativo possui um exemplo para o ensaio: - Nas 3 primeiras colunas está o resultado da análise granulométrica (peneiras retidas, peneiras passando e percentual de massa em relação ao grupo). Repare que as frações abaixo de 0,3 mm estão apenas com valores de análise granulométrica; - Na quarta coluna os valores util izados de massa para o ensai o de durabilidade que nada tem relação com os valores obtidos com a análise granulométrica (aqueles valores mínimos anteriormente tabelados); - Na quinta coluna estão os valores dos percentuais que passam nas peneiras utilizadas após o ciclo final (percentual de perda em relação ao peso da fração); Exemplo: na porção de 2,4 mm a 4,8 mm foi ensaiado 100 gramas que ficava retido na peneira 2,4 mm. Após o ensaio 4,2 gramas passaram pela peneira 2,4 mm, quer dizer, 4,2 % de perda. - Na sexta coluna: representa o produto da terceira e da quinta coluna dividida por 100 (média ponderada) com os valores somados para faixa mais g rossas e mais finas; Exemplo: na porção de 2,4 mm a 4,8 mm a perda de material foi de 4,2% e que representa 26% na análise granulométrica. 0,042 x 0,26 = 0,01092 = 1,09 % em relação ao total.
Adendo Quais são os limites superiores?
Os limites são diferentes conforme a aplicação do agregado: Misturas asfálticas do revestimento: no máximo 12% (para qualquer sulfato); Camadas inferiores (base e sub-base): 20% para sulfato de sódio e 30% para su lfato de magnésio (lembrar que S de sódio vem depois de M de magnésio na ordem alfabética, mas os valores se invertem. O maior para o S e o menor para M).
O que acontece nesse ensaio entre a molhagem e a secagem?
A cristalização dos sais dentro dos poros do agregado, durante a secagem, irá provocar uma pressão de expansão, que por sua vez provocará trincamento e amígdalas.
