Os agregados são materiais granulares com forma e volume variáveis que, para o uso em obras de Engenharia em geral, possuem dimensões e propriedades adequadas. Com aplicação muito diversificada, os agregados se prestam, entre outras coisas, para a confecção de argamassas e concretos, desempenhando relevantes papéis dos pontos de vista técnico e econômico. O agregado pode, além de limitar a resistência, influenciar fortemente na durabilidade e no desempenho estrutural do concreto.
O fato de se exigir que o agregado ocupe o maior volume relativo possível é, em primeiro lugar, de caráter econômico, visto que o agregado tem custo menor que a pasta de cimento, mas existem razões técnicas para que se evitem misturas com quantidade muito grande de agregados.
Segundo o seu tamanho, os agregados se dividem em agregados miúdos e graúdos. O agregado miúdo corresponde àquele cujos grãos passam pela peneira de abertura nominal 4,8mm, e o agregado graúdo fica retido nesta mesma peneira, de acordo com a NBR 7211(1983). Um aspecto importante na composição dos concretos consiste na combinação de agregados miúdos e graúdos para obter uma granulometria adequada.
Para concretos projetados não existe um consenso quanto à granulometria ideal. As divergências são basicamente as que se referem à dimensão máxima característica do agregado graúdo.
O ACI 506-R-40 (1994) especifica três faixas granulométricas recomendadas para agregados destinados a concreto projetado, indicadas na tabela 4.1.
TABELA 4.1 – Valores-limites para curvas granulométricas (agregado total) utilizados em concreto projetado
Percentagem Acumulada de Material Passante Abertura da peneira
(mm) Graduação No 1 Graduação No 2 Graduação No 3
19 - - 100 12 - 100 80-95 10 100 90-100 70-90 4,75 95-100 70-85 50-70 2,4 80-100 50-70 35-55 1,2 50-85 35-55 20-40 0,6 25-60 20-35 10-30 0,3 10-30 8-20 5-17 0,15 2-10 2-10 2-10
Nas argamassas também é interessante a combinação de agregados miúdos com várias dimensões, devendo-se lembrar que a adição de mais grãos com dimensões maiores pode favorecer bastante a diminuição do consumo de pasta. Quanto maiores as partículas de agregados, menor a área a ser molhada por unidade de massa. Assim, estendendo-se a granulometria do agregado a um tamanho máximo maior, reduz-se a demanda de água do concreto, de modo que, para uma mesma trabalhabilidade e mesmo teor de cimento, pode ser reduzida a relação água-cimento, com um conseqüente aumento da resistência.
As características da estrutura do agregado dependem do tamanho das partículas, da sua forma e granulometria e, em menor grau, do tamanho e da forma do recipiente que contém o agregado.
A granulometria exerce forte influência sobre a qualidade das argamassas e dos concretos, em especial no que se refere à compacidade e à resistência aos esforços mecânicos.
Pode-se definir uma granulometria ótima como aquela correspondente a um mínimo consumo de cimento, para uma desejada consistência e uma relação água- cimento pré-fixada. NEVILLE (1982) faz a seguinte observação: "Como a
resistência de um concreto completamente adensado, com uma dada relação água- cimento, é independente da granulometria do agregado, a granulometria é, em primeira aproximação, importante até o ponto em que influencia a trabalhabilidade. Como, no entanto, a obtenção da resistência correspondente a uma determinada relação água-cimento exige adensamento completo, o que só pode ser conseguido com uma mistura suficientemente trabalhável, é necessário que se prepare uma mistura que possa ser adensada no máximo possível com um quantidade de energia razoável".
Embora não existam granulometrias ideais, certas características são desejadas para uma boa curva granulométrica, podendo-se executar concretos e argamassas com granulometrias diferentes. Alguns dos fatores que atuam sobre uma granulometria desejada são a área superficial dos agregados, o volume relativo ocupado pelos agregados, a trabalhabilidade da mistura e a tendência à segregação. A superfície específica de um agregado é definida pela relação da somatória da superfície dos grãos e o seu volume. A superfície específica dá uma indicação da água de molhagem, o que é de grande importância na consistência e, portanto, na trabalhabilidade do concreto. Para uma dada consistência (para uma trabalhabilidade e relação água-cimento dadas), quanto menor a superfície específica, menor a quantidade de água necessária, o que significa que, quanto maior é a granulometria, mais pobre é a mistura. No entanto, uma mistura muito pobre não será coesiva sem a quantidade suficiente de finos, e por isso deve-se ter o cuidado de atentar para este fato ao se trabalhar com granulometrias maiores.
Em relação ao volume relativo ocupado pelos agregados nas misturas de concretos e argamassas, por razões econômicas utiliza-se o maior volume possível de agregado para acarretar uma diminuição do consumo de pasta, o que faz aumentar a resistência. Porém, é necessário um excesso de pasta ou argamassa, além da quantidade que preenche os vazios da areia e do agregado graúdo. Por sua vez, a pasta é a grande responsável pela retração das argamassas e dos concretos, que acaba
por afetar a durabilidade do material, fazendo aparecer fissuras indesejáveis nas peças executadas.
Segundo NEVILLE (1982), o agregado é o material que tem maior influência sobre a retração hidráulica de pastas, e ele acrescenta que não é o tamanho nem a granulometria do agregado em si que influenciam na retração, mas sim o fato de um agregado maior permitir o emprego de uma mistura mais pobre, o que resulta numa menor retração. Nos casos das argamassas, onde a retração é maior do que nos concretos, a diminuição do consumo de pasta com o aumento de agregado na mistura parece favorável à questão da durabilidade dos materiais, com a diminuição da retração. Deve-se procurar alcançar o equilíbrio entre a economia de pasta para diminuição da retração e a quantidade de pasta suficiente para promover o envolvimento total dos grãos de agregado, bem como favorecer a trabalhabilidade. A ausência de segregação é outro requisito importante na execução de concretos e argamassas. Pode-se definir segregação como a separação dos componentes da mistura, prejudicando a uniformidade da distribuição. Em geral, nas argamassas, a segregação quase não é observada. Nos concretos, uma das causas da segregação é a diferença de tamanho das partículas do agregado, o que pode ser amenizado com o estudo de uma adequada granulometria, além dos cuidados de manuseio da mistura, durante a execução.
No caso de se fixarem as proporções de uma mistura e a quantidade de água, a consistência fica dependente do agregado e de suas características correlatas, seja a dimensão máxima característica, granulometria, forma ou textura. É essencial o conhecimento prévio dos agregados disponíveis para se fazer a dosagem de concretos e argamassas. A granulometria, entretanto, deve ser considerada juntamente com a relação água-cimento, pois a variação desta última para a granulometria fixa faz variar a consistência das misturas. Para uma trabalhabilidade máxima, necessita-se de uma granulometria tanto mais fina quanto maior for a relação água-cimento. Verifica-se que a influência da granulometria sobre a dosagem de concretos e argamassas acaba por determinar o estudo criterioso da combinação mais adequada de agregados, para que, ao lado de outros fatores atuantes na dosagem, se consiga alcançar misturas com propriedades desejáveis.