Manual de Laboratório – Massa Unitária e Volume de Vazios

Introdução

Objetivo

O objetivo deste experimento é calcular a massa unitária e o volume de vazios do agregado. Ao final, você será capaz de:

• Calcular a massa unitária do agregado usando o método A
• Calcular o índice de vazios do agregado com base no valor encontrado para massa unitária

Aplicações

Os agregados representam a maior parte do consumo de materiais em concretos. Portanto, seu conhecimento e controle de qualidade têm grande relevância. Os ensaios de massa unitária e volume de vazios dos agregados são essenciais para os cálculos de dosagem de concreto, já que os traços podem ser utilizados em massa e volume de materiais.

O Experimento

Visão Geral

Neste experimento, você realizará os procedimentos para calcular a massa unitária e o índice de vazios do agregado. O ensaio segue as diretrizes da NBR NM 45 (ABNT, 2006) – Agregados – Determinação da massa unitária e volume de vazios. O ensaio consiste em preencher um recipiente cilíndrico em camadas compactadas e determinar a massa e o volume.

Requisitos de Segurança

Equipamentos de segurança necessários para esta prática:

• Jaleco
• Máscara
• Luvas
• Óculos de proteção
• Calça comprida
• Sapato fechado

Resumo Teórico

Conceitos Básicos

Para a dosagem de um concreto é necessário conhecer diversos aspectos dos materiais que o compõem, como:

• Massa específica
• Massa unitária
• Índice de vazios
• Umidade
• Volume ocupado pelos grãos
• Poros existentes

Estes parâmetros são utilizados para:

• Transformação de massa para volume com vazios entre os grãos de agregado
• Controle de recebimento e estocagem de agregados em volumes
• Classificação do agregado quanto à densidade

Referência Normativa

A NBR NM 45 (ABNT, 2006) determina os procedimentos e materiais corretos para execução do ensaio. A norma define:

• Massa unitária: relação entre a massa do agregado e o volume de um recipiente utilizado
• Volume de vazios: espaço entre grãos de uma massa de agregado

Materiais e Equipamentos

Materiais necessários:

• Amostra de agregado
• Recipiente de ensaio
• Balança
• Espátula
• Concha
• Haste de compactação

Especificações do Recipiente

O recipiente deve ser rígido, e sua capacidade mínima e dimensões devem estar em função da dimensão máxima característica do agregado ensaiado, conforme:

Dimensão máxima característica (mm)	Capacidade mínima (dm³)	Diâmetro interior (mm)	Altura interior (mm)
d≤ 37,5	10	220	260
37,5 < d ≤ 50	15	260	282
50 < d ≤ 75	30	360	294

Procedimento de Ensaio

Método A

Utilizado para determinar a massa unitária compactada para agregados com dimensão característica máxima de 37,5 mm ou menor.

Etapas

1. Determinar a massa do recipiente vazio
2. Preencher o recipiente com agregado em três camadas
3. Compactar cada camada com 25 golpes uniformes
4. Nivelar a superfície com a borda do recipiente
5. Registrar a massa do recipiente mais material

Cálculos

Massa Unitária

Calcular usando a equação:

Onde:

• ρap = massa unitária do agregado (kg/m³)
• mar = massa do recipiente mais agregado (kg)
• mr = massa do recipiente vazio (kg)
• V = volume do recipiente (m³)

Índice de Vazios

Calcular usando a equação:

Onde:

• Ev = índice de volume de vazios (%)
• d1 = massa específica relativa do agregado seco (kg/cm³)
• ρap = massa unitária do agregado (kg/cm³)
• ρw = massa específica da água (kg/cm³)

Classificação dos Agregados

Com base na massa unitária:

• Leves: < 1000 kg/m³ (ex.: vermiculita, EPS)
• Normais: 1000-2000 kg/m³ (ex.: areias naturais de cava, pedras britadas, pedregulho)
• Pesados: > 2000 kg/m³ (ex.: hematita, magnetita)

Avaliação dos Resultados

Critérios de Aceitação

• A massa unitária final é a média de pelo menos três determinações
• Os resultados individuais não devem diferir mais que 1% da média calculada
• Arredondar a massa unitária para 10 kg/m³ mais próximo
• Arredondar o índice de volume de vazios para 1% mais próximo

Referências

• ABCP. Manual de ensaios de agregados, concreto fresco e concreto endurecido. Associação Brasileira de Cimento Portland, 2011.
• ABNT. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR NM 45 – Agregados – Determinação de massa unitária e volume de vazios. Rio de Janeiro, Brasil. 2006.