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NORMA BRASILEIRA

ABNT NBR 15577-3 Primeira edição 14.04.2008 Válida a partir de 14.05.2008 Versão corrigida 24.11.2008

Agregados — Reatividade álcali-agregado Parte 3: Análise petrográfica para verificação da potencialidade reativa de agregados em presença de álcalis do concreto Aggregates – Alkali reactivity of aggregates Part 3: Petrographic analysis for evaluation of the potential reactivity of aggregates with alkali compounds from concrete

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Palavras-chave:: Agregado. Concreto. Reação álcali-agrega Palavras-chave álcali-agregado. do. Descriptors: Aggregate. Concrete. Alkali aggregate reactivity.

ICS 91.100.30 ISBN 978-85-07-00621-3

Número de referência ABNT NBR 15577-3:2008 15577-3:2008 8 páginas © ABNT 2008

ABNT NBR 15577-3:2008


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Sumário

Página

Prefácio....................................................................................................................................................................... iv 1

Escopo ............................................................................................................................................................ 1

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Referências normativas ................................................................................................................................ 1

3

Termos e definições ...................................................................................................................................... 1

4

Considerações gerais ................................................................................................................................... 3

5 5.1 5.2 5.3

Aparelhagem .................................................................................................................................................. 3 Sistema para confecção de seções delgadas de rocha ............................................................................ 3 Microscópio petrográfico ............................................................................................................................. 3 Equipamentos adicionais ............................................................................................................................. 3

6

Amostragem ................................................................................................................................................... 4

7

Procedimento de análise .............................................................................................................................. 4

8

Classificação do agregado quanto à RAA .................................................................................................. 5

9

Relatório ......................................................................................................................................................... 5

Anexo A (informativo) Rochas e minerais suscetíveis à reação álcali-agregado ................................................ 6 Anexo B (informativo) Análise petrográfica de agregados graúdos quanto à reatividade álcali-agregado ...... 7 Anexo C (informativo) Bibliografia ............................................................................................................................ 8


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Prefácio A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) é o Foro Nacional de Normalização. As Normas Brasileiras, cujo conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB), dos Organismos de Normalização Setorial (ABNT/ONS) e das Comissões de Estudo Especiais (ABNT/CEE), são elaboradas por Comissões de Estudo (CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delas fazendo parte: produtores, consumidores e neutros (universidade, laboratório e outros). Os Documentos Técnicos ABNT são elaborados conforme as regras das Diretivas ABNT, Parte 2. A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) chama atenção para a possibilidade de que alguns dos elementos deste documento podem ser objeto de direito de patente. A ABNT não deve ser considerada responsável pela identificação de quaisquer direitos de patentes. A ABNT NBR 15577-3 foi elaborada no Comitê Brasileiro de Cimento, Cimento e Agregados (ABNT/CB-18), pela Comissão de Estudos de Requisitos e Métodos de Ensaios de Agregados (CE-18:200.01). O Projeto circulou em Consulta Nacional conforme Edital nº 12, de 19.12.2007 a 18.02.2008, com o número de Projeto 18:200.01-001/3. A ABNT NBR 15577, sob o título geral “Agregados – Reatividade álcali-agregado”, tem previsão de conter as seguintes partes: 



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Parte 1: Guia para avaliação da reatividade potencial e medidas preventivas para uso de agregados em concreto; Parte 2: Coleta, preparação e periodicidade de ensaios de amostras de agregados para concreto; Parte 3: Análise petrográfica para verificação da potencialidade reativa de agregados em presença de álcalis do concreto;



Parte 4: Determinação da expansão em barras de argamassa pelo método acelerado;



Parte 5: Determinação da mitigação da expansão em barras de argamassa pelo método acelerado;



Parte 6: Determinação da expansão em prismas de concreto.

Esta versão corrigida da ABNT NBR 15577-3:2008 incorpora a Errata 1 de 24.11.2008.

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Agregados — Reatividade álcali-agregado Parte 3: Análise petrográfica para verificação da potencialidade reativa de agregados em presença de álcalis do concreto

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Escopo

1.1 Esta Parte da ABNT NBR 15577 especifica um método para execução de análise petrográfica de amostras representativas de rochas para uso como agregados em concreto, com ênfase nos fatores condicionantes para a ocorrência da reação álcali-agregado (RAA). 1.2 Esta Parte da ABNT NBR 15577 não se aplica a agregado miúdo, para o qual se recomenda a ABNT NBR 7389.

2 Referências normativas Os documentos relacionados a seguir são indispensáveis à aplicação deste documento. Para referências datadas, aplicam-se somente as edições citadas. Para referências não datadas, aplicam-se as edições mais recentes do referido documento (incluindo emendas). ABNT NBR 7389, Apreciação petrográfica de materiais naturais, para utilização como agregado em concreto ABNT NBR 9935, Agregados – Terminologia ABNT NBR 15577-1, Agregados – Reatividade álcali-agregado – Parte 1: Guia para avaliação da reatividade 1 3 6 3 0 0 / 7 6 1 . 0 0 0 . 3 3 O R I E L I S A R B O E L O R T E P o v i s u l c x e o s u a r a p r a l p m e x E

potencial e medidas preventivas para uso de agregados em concreto

ABNT NBR 15577-2, Agregados – Reatividade álcali-agregado – Parte 2: Coleta, preparação e periodicidade de ensaios de amostras de agregados para concreto

ABNT NBR NM 66, Agregados – Constituintes mineralógicos dos agregados naturais – Terminologia

3 Termos e definições Para os efeitos desta Parte da ABNT NBR 15577, aplicam-se os termos e definições das ABNT NBR 9935, ABNT NBR NM 66, ABNT NBR 15577-1, e os seguintes. 3.1 textura mirmequítica textura encontrada geralmente em granitos, rochas de alto grau de metamorfismo e milonitos, caracterizada pelo intercrescimento entre plagioclásio (geralmente oligoclásio) e quartzo, geralmente substituindo o feldspato potássico. O quartzo ocorre com formato em gotas ou vermicular. É importante para a RAA quando indicar, junto com outras feições, deformação; deve ser considerado na estimativa da quantidade de quartzo microgranular 3.2 textura pertítica textura geralmente encontrada em granitos e rochas gnáissicas, caracterizada pelo intercrescimento de feldspato rico em sódio, tipicamente albita (hóspede) em feldspato potássico, tipicamente microclínio (hospedeiro). Apresenta importância para a RAA apenas no caso de pertita em chama, por indicar deformação da rocha


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3.3 opala forma hidratada de sílica (SiO2.nH2O) que consiste em um arranjo de esferas de sílica, com estrutura cristalina pouco definida. Seu teor de água varia geralmente de 3 % a 9 %, com valores de massa específica e dureza sempre menores que os do quartzo. Apresenta brilho resinoso a vítreo. É encontrado em diversos tipos de rocha, principalmente em rochas sedimentares do tipo cherts e como o principal componente de diatomitos. Também ocorre como material secundário, preenchendo cavidades e fissuras de rochas ígneas ou como impregnações em cascalhos e areias 3.4 calcedônia mineral que tem sido considerado tanto uma variedade de quartzo criptocristalino quanto um mineral distinto. É freqüentemente composta de uma mistura de fibras microscópicas de quartzo, com expressivo número de poros submicroscópicos preenchidos por água e ar. As propriedades da calcedônia são intermediárias entre aquelas da opala e do quartzo, sendo algumas vezes distinguíveis do quartzo somente por ensaios de laboratório. É o principal constituinte de cherts. A calcedônia é encontrada especialmente em areias e cascalhos 3.5 zeólitas minerais que formam um grande grupo de aluminossilicatos hidratados de elementos alcalinos e alcalino-terrosos, com coloração esbranquiçada ou clara. São encontrados como material de preenchimento de cavidades e fissuras de rochas ígneas, ou como constituintes da própria rocha, como produto de alteração hidrotermal. Algumas espécies de zeólitas, particularmente heulandita, natrolita e laumontita, são consideradas deletérias quanto à RAA, principalmente as duas primeiras, por liberar álcalis no concreto por meio dos fenômenos de troca catiônica


3.6 vidro vulcânico rochas compostas essencialmente de vidro de composição silicática, sem estrutura cristalina definida, ou seja, cristalograficamente amorfo. O vidro vulcânico, quando apresenta coloração escura e alto teor de sílica, é denominado obsidiano; já as variedades mais claras, espumosas e vítreas, com bolhas alongadas e tubulares, são designadas pumicito. Outros tipos são escória natural e perlita. Essa denominação aplica-se também à parte amorfa, não cristalizada, de rochas vulcânicas como basaltos, andesitos e riolitos 3.7 vidro devitrificado termo genérico utilizado para designar os materiais cristalinos resultantes da modificação do vidro vulcânico, decorrente principalmente de processos magmáticos tardios ou intempéricos. Os principais produtos da devitrificação são argilominerais e feldspatos 3.8 quartzo mineral bastante comum, composto de sílica (SiO2) e que risca o vidro. Quando puro, é incolor, com brilho vítreo e fratura concoidal. É resistente ao intemperismo, sendo constituinte freqüente de areias e cascalhos, arenitos e também de rochas ígneas e metamórficas 3.9 quartzo deformado quartzo que apresenta deformações intracristalinas decorrentes de processos tectônicos. Sob microscópio óptico de luz transmitida polarizada, exibe extinção ondulante, bandas de deformação, subgrãos e outras feições, dependendo do processo intracristalino envolvido e do arranjo dos defeitos 3.10 quartzo microgranular quartzo de granulação diminuta, menor que 0,15 mm, equivalente ao quartzo microcristalino

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3.11 clorofeíta corresponde a uma mistura de argilominerais de magnésio, ferro e cálcio. Apresenta coloração esverdeada a marrom avermelhada. Por processos secundários, substitui de forma pseudomórfica olivinas, piroxênios e vidros vulcânicos. Ocorre normalmente preenchendo fraturas e vesículas ou ainda, ocupando os espaços intersticiais entre ripas de plagioclásio em basaltos 3.12 tridimita e cristobalita polimorfos de alta temperatura do quartzo (SiO2), encontrados em rochas vulcânicas ácidas. São meta-estáveis em condições de temperatura e pressão ambiente

4 Considerações gerais 4.1 Esta parte da ABNT NBR 15577 estabelece os procedimentos de análise petrográfica por microscopia ótica. Entretanto, pode requerer técnicas complementares, como coloração seletiva de minerais, análise por difração de raios-X (DRX ), análise termodiferencial ( ATD), espectroscopia de infravermelho, microscopia eletrônica de varredura (MEV ) e análise de raios-X por energia dispersiva ( EDX ). 4.2 A validade da análise petrográfica depende em larga escala da representatividade das amostras examinadas, da abrangência e exatidão da informação fornecida ao petrógrafo com relação à fonte e ao uso pretendido do material. Depende principalmente da experiência e habilidade do petrógrafo em correlacionar esses dados com as informações da análise. Uma análise difere de um ensaio por seu caráter subjetivo e interpretativo. 4.3 Esta parte da ABNT NBR 15577 não descreve as técnicas de análise petrográfica. A análise deve ser realizada por pessoas qualificadas, com formação e experiência para aplicar as técnicas de reconhecimento das propriedades características de rochas e minerais, bem como descrever e classificar os constituintes de uma amostra de agregado.

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Aparelhagem

A aparelhagem necessária para a execução do ensaio é a descrita em 5.1 a 5.3.

5.1 Sistema para confecção de seções delgadas de rocha Equipamentos de corte, desbaste e polimento para elaboração de seção ou lâmina delgada de rocha sobre lâmina de vidro, com aproximadamente de 30 m de espessura e laterais de aproximadamente 20 mm - 30 mm e 30 mm - 50 mm.

5.2 Microscópio petrográfico Microscópio de luz transmitida (ou melhor) de dupla polarização, com sistema para conoscopia.

5.3 Equipamentos adicionais Se necessário, podem ser utilizadas ferramentas adicionais e seus sistemas de preparação. Entre tais técnicas estão: a) análise por difração de raios-X (DRX ); b) análise termodiferencial ( ATD); c)

microscopia eletrônica de varredura (MEV ).


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Amostragem

É fundamental que as amostras enviadas para análise sejam representativas do material em questão. A qualidade e aplicação prática da análise dependem da boa representatividade da amostra. A amostragem dos agregados e sua redução para ensaio devem ser realizadas de acordo com a ABNT NBR 15577-2.

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Procedimento de análise

A execução da análise deve seguir os métodos usuais de análise petrográfica, conforme os procedimentos indicados a seguir: a) examinar macroscopicamente a amostra e classificá-la quanto ao tipo se cascalho, pedrisco, fragmento de rocha, testemunho de sondagem ou pedra britada; b) avaliar as propriedades físico-mecânicas, classificando se a rocha constituinte é muito coerente, coerente, pouco coerente ou friável; c)

examinar macroscopicamente a rocha constituinte e registrar a cor e a estrutura (maciça, foliada, bandada ou outra);

d) examinar a seção delgada ao microscópio e registrar as seguintes características da rocha: textura;

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granulação (distinguir matriz e cimento se houver), classificando-a em grossa, média ou fina; composição mineralógica: minerais principais e subordinados. Caso ocorram minerais opacos, o petrógrafo deve indicar o seu percentual (estimado ou por contagem) de ocorrência. Entre os opacos, os sulfetos merecem atenção especial, pois podem levar a manifestações patológicas alheias a RAA. A presença dos opacos deve ser mencionada no relatório, que deve recomendar ensaios complementares; presença (ou ausência) de minerais e fases deletérios quanto à RAA; estimar o seu teor e, se pertinente, seu modo de ocorrência, granulometria e relação com os outros minerais. As principais fases deletérias estão apresentadas no Anexo A; estimativa da quantidade de quartzo microgranular (menor que 0,15 mm), conforme os campos: menor que 5 %, entre 5 % e 15 % e maior que 15 %; Incluir nesta estimativa o quartzo mirmequítico.

sempre que presente feldspato em rochas deformadas, indicar a sua textura se mirmequítica, pertítica ou não aplicável; estado microfissural, indicando, onde aplicável, se a microfissuração é ausente, moderada ou forte; estado de alteração da rocha, classificando-a como sã, pouco alterada ou alterada e descrevendo, se necessário, o estado de minerais específicos; natureza (ígnea, sedimentar ou metamórfica) e classificação petrográfica da rocha; Preferencialmente, adotar para a classificação da rocha a bibliografia constante no Anexo C.

nas rochas que apresentarem quartzo maior que 0,15 mm em proporção igual ou superior a 5 % do total da rocha e quando solicitado pelo cliente ou a critério do petrógrafo; a extinção ondulante do quartzo pode ser quantificada conforme Dolar-Mantuani (ver Anexo C).



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7.5 Caso a amostra apresente quantidade expressiva de argilominerais e minerais não identificáveis pelas técnicas usuais de petrografia, devem ser usadas técnicas complementares, conforme sua disponibilidade e julgamento do executor da análise petrográfica.

8 Classificação do agregado quanto à RAA Com base na análise petrográfica da rocha, classificar o agregado quanto à RAA em potencialmente inócuo ou potencialmente reativo. Os limites máximos aceitáveis de fases reativas geralmente adotados para classificar um agregado como potencialmente inócuo são: 5 % (quartzo deformado), 3 %( calcedônia), 1 % (tridimita ou cristobalita), 3 % (vidro vulcânico) e 0,5 % (opala). Entretanto, com base em sua experiência e nas feições presentes, o petrógrafo pode admitir limites distintos. O Anexo B apresenta uma sugestão de modelo de análise petrográfica, com as características que devem ser apuradas para possibilitar ao petrógrafo essa classificação.

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Relatório

O documento técnico resultante da análise petrográfica deve conter: a) identificação da amostra e demais informações fornecidas pelo cliente; b) informações listadas na Seção 7; c)

classificação petrográfica da rocha constituinte da amostra;

d) classificação quanto à RAA; 1 3 6 3 0 0 / 7 6 1 . 0 0 0 . 3 3 O R I E L I S A R B O E L O R T E P o v i s u l c x e o s u a r a p r a l p m e x E

e) recomendação de ensaios e análises complementares para verificação da reatividade potencial do agregado frente aos álcalis; f)

recomendação, se necessário, de ensaios e análises complementares, se houver fases ou minerais suspeitos de provocar outras manifestações patológicas não ligadas a RAA;

g) data de início e término da análise; h) nota informando que os resultados apresentados restringem-se à amostra ensaiada.


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Anexo A (informativo) Rochas e minerais suscetíveis à reação álcali-agregado A Tabela A.1 apresenta uma relação de rochas e minerais suscetíveis ao desenvolvimento de reação com álcalis. Tabela A.1 – Minerais e rochas suscetíveis à reação álcali-agregado1) Minerais reativos, com cristalinidade baixa ou sílica meta-estável e vidros vulcânicos Rochas de ocorrência Material reativo Opala, tridimita ou cristobalita, vidro vulcânico ácido, intermediário ou básico

Rochas sedimentares

Rochas vulcânicas

Rochas sedimentares contendo opala, como folhelho, arenito, rochas silicificadas, alguns cherts e flints e diatomito

Rochas vulcânicas com vidro ou vitrofíricas: rochas ácidas, intermediárias ou básicas como riolito, dacito, latito, andesito, tufo, perlita, obsidiana e todas as variedades contendo uma matriz vítrea, alguns basaltos

Rochas reativas contendo quartzo Material reativo 1 3 6 3 0 0 / 7 6 1 . 0 0 0 . 3 3 O R I E L I S A R B O E L O R T E P o v i s u l c x e o s u a r a p r a l p m e x E

Tipos de rocha Chert, flint, veio de quartzo, quartzito, quartzo arenito, arenito quartzoso, calcário silicoso

Calcedônia, quartzo micro e criptocristalino. Quartzo macrogranular, com o retículo cristalino deformado, rico em inclusões, intensamente fraturado, com quartzo microcristalino no contato do grão

Rochas vulcânicas com vidro devitrificado micro ou criptocristalino Rochas micro ou macrogranulares que contenham quartzo micro ou criptocristalino ou quantidade significativa de quartzo moderadamente ou intensamente tensionado:  



rochas ígneas: granito, granodiorito e charnockito rochas sedimentares: arenito, grauvaca, siltito, argilito, folhelho, calcário silicoso, arenito e arcóseo rochas metamórficas: gnaisse, quartzo-mica xisto, quartzito, filito, ardósia

1)

Elaborada com base na Tabela B.1 da Canadian Standards Association A23.1-04 Concrete materials and methods of concrete construction.



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Anexo B (informativo) Análise petrográfica de agregados graúdos quanto à reatividade álcaliagregado A Tabela B.1 apresenta um modelo que pode ser aplicado à apreciação petrográfica de agregados graúdos para verificação de sua potencialidade quanto ao desenvolvimento de reação expansiva com álcalis. Tabela B.1 – Modelo de apresentação da análise petrográfica de agregados graúdos quanto à


RAA

IDENTIFICAÇÃO TIPO: Cascalho Pedrisco Fragmento de rocha Testemunho de sondagem Pedra britada FORMA DOS FRAGMENTOS / ÍNDICE DE FORMA (para pedra britada e pedrisco): Lamelar Eqüidimensional Alongada Não se aplica PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS: Rocha muito coerente Rocha coerente Rocha pouco coerente Rocha friável CARACTERÍSTICAS MACROSCÓPICAS: COR: ESTRUTURA: Maciça Foliada Bandada Outra:______________________ CARACTERÍSTICAS MICROSCÓPICAS: COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA PRINCIPAL: SUBORDINADA: DELETÉRIOS Opala Clorofeita Calcedônia Zeólita Vidro vulcânico Quartzo deformado Vidro devitrificado Quartzo microgranular Outros: ____________________________ ESTIMATIVA PARA CADA FASE <1% 1%a5% >5% ausente TEXTURA: GRANULAÇÃO: Grossa (3 cm e 5 mm) Média (5 mm e 1 mm) Fina (< 1 mm) ESTADO DE ALTERAÇÃO: Rocha sã Rocha pouco alterada Rocha alterada Observações:_______________ QUARTZO: ÂNGULO EXTINÇÃO ONDULANTE: < 15° 15° a 30° > 30° Não se aplica PROCENTAGEM DE QUARTZO MICROGRANULAR: <5% 5 % a 15 % > 15 % Não se aplica FELDSPATOS – Texturas potencialmente reativas: Mirmequita (quartzo vermiforme) Pertita em chama Não se aplica GRANULAÇÃO DA MATRIZ / CIMENTO (PARA ROCHAS SEDIMENTARES): > 1 mm 1 mm a 0,20 mm < 0,20 mm Não se aplica MICROFISSURAÇÃO: Ausente ou fraco Moderado Forte Não se aplica TIPO DE ROCHA: Ígnea Sedimentar Metamórfica CLASSIFICAÇÃO PETROGRÁFICA: REATIVIDADE POTENCIAL ÁLCALI-AGREGADO: Potencialmente inócuo Potencialmente reativo


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Anexo C (informativo) Bibliografia

Dolar-Mantuani, L.M.M. 1981. Undulatory extintion in quartz used for identifying potentially alkali-reactive rocks. International conference on alkali-aggregate reaction in concrete, 5. Cape Town. Proceedings.... Pretoria. National Building Research Institute of the CSIR. S252/36. Le Maitre, R.W. (ed.) 1989. A classification of igneous rocks and glossary of terms: Recommendations of the International Union of Geological Sciences - Subcommission on the Systematics of Igneous Rocks. Oxford. Blackwell Scientific Publications. 193 p. Winkler, H.G. 1976. Petrogenesis of metamorphic rocks. 4. ed. New York: Springer-Verlag. 334p. Williams, H; Turner, F.J.; Gilbert, C.M. 1970. Petrografia – Uma introdução ao estudo em seções delgadas. São Paulo. Ed. Polígono. 445p. Pettijohn, F.J. 1975. Sedimentary rocks. 3. ed. New York. Harper & Row, Publishers. 628p. Spry, A. 1969. Metamorphic textures. Oxford. Pergamon Press. 350p. Passchier, C. W., Trouw, R.A.J. 1996. Microtectonics. Springer –Verlag. Berlin Heidelberg.289p. CSA 1994a - Appendix B — Alkali–aggregate reaction. CSA A23.2-4 — concrete materials and methods of concrete construction. Canadian Standards Association, Toronto, Ont. 1 3 6 3 0 0 / 7 6 1 . 0 0 0 . 3 3 O R I E L I S A R B O E L O R T E P o v i s u l c x e o s u a r a p r a l p m e x E



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