Massa específica do ART

Em virtude da composição granulométrica do ART apresentar partículas de dimensões variadas, desde pó até 9,5 mm, abrangendo os agregados miúdos e graúdos, foram executados ensaios pelos diversos métodos de ensaio.

5.4.2.1 Determinação da massa específica pelo método do picnômetro (massa específica real)

A NBR 6508 (ABNT, 1984) – Grãos de solo que passam na peneira de 4,8 mm, especifica o método de determinação da massa específica dos grãos de solo por meio de picnômetro.

Neste caso a massa específica determinada corresponde à relação entre a massa seca dos grãos do material dividida pelo volume da fase sólida excluídos todos os vazios,

internos e externos aos grãos. Poderia ser, então denominada de massa específica real, ou absoluta.

A massa específica real do ART, determinada em doze ensaios, apresentou o resultado médio de 2,742 g/cm3.

5.4.2.2 Determinação da massa específica segundo a NBR 9776 (ABNT, 1987) Este método prescreve a determinação da massa específica de agregados miúdos para concreto pelo Frasco de Chapman.

Várias dificuldades foram encontradas para a realização deste ensaio com o ART. Primeiramente observou-se que não seria possível obter a condição saturado superfície seca para o agregado que contivesse frações finas. No caso das areias este estado é distinguido pelo método do tronco de cone, que deve desmoronar nesta condição. As partículas do ART formam pasta (veja Figura 5.8, p.140) e porque não são arredondadas, na desmoronam. Concluiu-se que esta condição de saturada superfície seca somente seria possível de ser obtida para agregados graúdos, que pudessem ser secados com uma toalha, por exemplo.

Em seguida, ao utilizar a massa seca inicial de 500 g especificada na norma brasileira para este ensaio, a coluna de água formada pelo conjunto água + material, no frasco de Chapman, ultrapassou muito a marca máxima da escala do frasco que é 450, obrigando a repetir o ensaio com uma massa menor. O Frasco de Chapman apresenta como menor valor da escala de Leitura 375, e o maior valor 450, correspondendo a massas específicas: máxima de 2,85 g/cm3 e mínima de 2,00 g/cm3 respectivamente. Os resultados assim obtidos apresentaram grande variabilidade o que, em primeira instância foi creditado ao conteúdo de finos e também à absorção de água do material, sendo então desprezados.

Várias tentativas foram feitas, mas concluiu-se que: como método é dependente de se estabelecer a situação de agregado saturado superfície seca e o agregado é poroso e apresenta frações finas, isso não seria possível pelos métodos convencionais conhecidos.

Foi necessário então desenvolver uma metodologia para a determinação da absorção deste agregado, conforme se descreve no item 5.4.3, p.142.

Figura 5.8 Ilustração da formação de "pasta" no ART saturado

5.4.2.3 Determinação da massa específica pelo método da balança hidrostática (massa específica aparente)

A NBR 6458/1984 define massa específica aparente dos grãos aquela que inclui seus vazios permeáveis e impermeáveis e exclui os vazios entre os grãos.

A determinação da massa específica do ART pelo método da balança hidrostática também é dependente de se estabelecer a condição de agregado saturado superfície seca, e foi realizada de tres formas:

a. Utilizando-se grãos de ART retidos na peneira de malha 12,5 mm. b. Utilizando-se telhas inteiras.

c. Utilizando uma porção do agregado saturado e descontando, posteriormente o valor da absorção.

Procedimento (a).

Cinco grãos de ART secos retidos na peneira de malha 12,5 mm foram recobertos com uma fina película de parafina e determinaram-se os valores das massas específicas.

O resultado médio da massa específica aparente (ρ) considerando as cinco determinações foi de 1,86 g/cm3. Porém, neste ensaio a dispersão dos resultados foi grande e a diferença entre os valores obtidos superou o valor máximo recomendado pelas normas brasileiras de 0,02 g/cm3 _{na NBR 6458, na NBR 6508 e NBR 9937, e}

Procedimento (b).

Doze telhas inteiras, amostradas à época da coleta dos cacos em Monte Carmelo, originárias de seis indústrias distintas serviram de amostra para o ensaio. Os pares de telhas, um de cada indústria, foram submetidos à secagem (uma telha do par) e à molhagem (a outra telha do par), de forma contínua, até à secagem completa e à completa saturação. Na condição saturada superfície seca, estado obtido por secagem da superfície com pano levemente umidecido, foi determinada a massa saturada com superfície seca e posteriormente a massa imersa. O resultado médio da massa específica (ρ) do ART considerando as doze determinações em telhas inteiras foi 1,81 g/cm3.

Procedimento (c).

Três amostras de ART, de mesma distribuição granulométrica, foram submetidas ao procedimento de secagem estabelecido por Dias; Agopyan, 2004, determinando-se a absorção SSS. Posteriormente determinou-se a massa específica pelo método da balança hidrostática, descontando-se o valor da absorção. O resultado médio de três determinações da massa específica aparente (ρ) foi 1,81 g/cm3.

5.4.2.4 Conclusões a respeito da determinação da massa específica aparente (ρ) do ART.

Em virtude da porosidade dos grãos e da existência de partículas finas na composição do ART, a determinação da massa específica aparente deste agregado, considerando todas as suas frações granulométricas, desde graúdos até os finos, utilizando os procedimentos normalmente empregados aos solos e agregados naturais não se mostraram aplicáveis. O procedimento desenvolvido para a determinação da absorção na condição saturado superfície seca, permitiu a determinação da massa específica aparente do material poroso na balança hidrostática.

Os valores obtidos nos ensaios para determinação da massa específica aparente do ART atenderam as exigências das variações de valores permitidas pelos métodos de ensaio da ABNT.

Observa-se que os valores determinados para massa específica aparente, absorção de água e porosidade do ART estão dentro do universo dos resultados encontrados na

pesquisa bibliográfica, os quais estão relacionados com materiais cerâmicos produzidos com argilas de diversas regiões, queimados em diversas temperaturas, conforme dados da tabela seguinte.

Tabela 5-8 Massa específica, Absorção de água e porosidade de massas cerâmicas

Argila(s) - procedência

Massa específica

aparente - ρ - (g/cm3₎ Absorção de _{água (%)} Porosidade _(%) Fonte

Campo dos Goytacazes-RJ 1,68 – 1,84 18,8 – 22,0 34,8 – 37,4 Alexandre, J. et al (2001) Campo dos Goytacazes-RJ 1,80 17,5 - Oliveira, G.I. et al (2001) Rio Verde de Mato Grosso 1,98 15,8 - Rebmann, M.S. et al (2001) Goiânia-GO 1,77 21,24 37,73 Menezes, R.R. et _{al (2001)} Bariri-SP 1,75 -1,81 - 1,82 21,2-14,5-20,2 37,2-27,9-_36,4 Santos, P.S. ₍₁₉₇₅₎ Monte Carmelo- MG 1,7 – 2,1 15,1 – 22,9 28,6 – 37,5 Kozievtch et al. (2000) ART 1,81 17,1 32,535 Ensaios realizados

Desta forma o valor médio de 1,81 g/cm3 obtido para a massa específica (neste caso é a massa específica aparente dos grãos) do ART foi adotado como representativo de um material de cerâmica vermelha. Comparando estes resultados com as rochas naturais estudadas por IPR (1998), com valores da ordem de 2,5 a 2,7 g/cm3, verifica-se que o ART está bem aquém destes valores.

Do ponto de vista do emprego do ART em concreto, somente como ilustração, o valor de 1,81 g/cm3 para sua massa específica o coloca na faixa de valores de agregados leves segundo Mehta (1994) que cita como valores correntes de massa específica 2600 a 2700 g/cm3. Esta característica pode se constituir em um diferencial interessante para a produção de concretos para artefatos de cimento como blocos para alvenaria, mourões para cerca, etc., mas isto deve ser investigado.