DETERMINAÇÃO DA MASSA UNITÁRIA SOLTA DOS AGREGADOS -

A Massa Unitária em Estado Solto dos agregados é uma propriedade física que se refere à quantidade de massa de agregado por unidade de volume quando os grãos estão soltos e não compactados. Esse ensaio é fundamental na caracterização dos agregados, materiais granulares como areia e brita, frequentemente utilizados na produção de concreto.

A avaliação da Massa Unitária em Estado Solto dos agregados é de fundamental importância ao transformar um “traço em massa” (em que os materiais para a produção do concreto são meticulosamente pesados em balanças de alta precisão) para um “traço em volume” (em que os agregados são mensurados em termos de volume, geralmente utilizando padiolas).

Para entender mais sobre a transformação do “traço em massa” para “traço em volume”, bem como o dimensionamento de padiolas para a produção de concreto em obra, confira o post: TRAÇO EM VOLUME – DIMENSIONAMENTO DE PADIOLAS.

ENSAIO PARA A DETERMINAÇÃO DA MASSA UNITÁRIA EM ESTADO SOLTO

A norma que estabelece o método de ensaio é a NBR 16972 : 2021 – Agregados – Determinação da massa unitária e do índice de vazios. A seguir, serão descritas as etapas para a realização do ensaio.

MÉTODO C, ABNT NBR 16972 : 2021

1º PASSO: selecionar um molde cilíndrico de acordo com a tabela abaixo. O cilindro deve ser fabricado em material não atacável pela umidade, suficientemente rígido e provido de alças.

2º PASSO: determinar a massa do recipiente vazio em balança com precisão compatível.

3º PASSO: medir o diâmetro e altura do cilindro disponível para confirmar o atendimento à tabela apresentada anteriormente. Após confirmadas as medidas, realizar o cálculo do volume do cilindro utilizado.

OBS: realizar ao menos 3 medidas do diâmetro e 3 medidas da altura do cilindro. Adotar os valores médios.

$V = \frac{\pi \cdot D^{2}}{4} \cdot h$

Onde:
V = volume
D = diâmetro
h= altura

4º PASSO: utilizar uma concha para adicionar o agregado (seja areia ou brita) no cilindro. O material deve ser despejado a uma altura que não supere 50 mm (5 cm) da borda superior do cilindro, deixando que o material transborde e preencha todo o recipiente.

5º PASSO: após o material preencher todo o cilindro, a ponto de transbordar, realizar o nivelamento dos agregados com sua borda superior. O nivelamento pode ser feito utilizando uma espátula ou haste de adensamento de concreto para os ensaios em areias ou utilizando as mãos para os ensaios de britas.

6º PASSO: pesar o conjunto “cilindro + agregado” com precisão melhor ou igual a 50 g.

O ensaio (4º, 5º e 6º passo) deve ser realizado ao menos 3 vezes. Utilizar o valor médio como resultado.

CÁLCULO:

A Massa Unitária em Estado Solto do agregado é calculado por:

$\rho_{ap} = \frac{M_{ar} - M_{r}}{V}$

Onde:
$\rho_{ap} =$ Massa Unitária em Estado Solto do agregado, expresso em quilogramas por metro cúbico (kg/m³)
$M_{ar} =$ massa do recipiente com o agregado, expresso em quilogramas (kg)
$M_{r} =$ massa do recipiente vazio, expresso em quilogramas (kg)
$V =$ volume do recipiente, expresso em metros cúbicos (m³)

EXEMPLO:

Para a realização do ensaio da Massa Unitária em Estado Solto de uma areia, foi selecionado um recipiente cilíndrico que pesa 6500 g (6,5 kg). Suas dimensões, confirmadas utilizando um paquímetro, são de 220 mm (22 cm) de diâmetro e 270 mm (27 cm) de altura.

$M_{r} = 6,5 kg$

Calculando o volume do cilindro, temos que:

$V = \frac{\pi \cdot D^{2}}{4} \cdot h = \frac{\pi \cdot 22^{2}}{4} \cdot 27 = 10.263,58 cm^{3} = 0,01026358 m^{3}$

$V = 0,01026358 m^{3}$

Conforme o processo descrito no “4º, 5º e 6º PASSO“, foram obtidos os seguintes valores para o conjunto “cilindro + areia”:

1º ensaio: $M_{r} = 22,75 kg$
2º ensaio: $M_{r} = 22,80 kg$
3º ensaio: $M_{r} = 22,60 kg$

Adotando a média, temos que o conjunto “cilindro + areia” pesa cerca de 22,7 kg. Portanto:

$M_{ar} = 22,7 kg$

Calculando a Massa Unitária em Estado Solto de uma areia, temos que:

$\rho_{ap} = \frac{M_{ar} - M_{r}}{V} = \frac{22,7 - 6,5}{0,01026358} \cong 1.578 kg/m^{3}$

$1.578 kg/m^{3} = 1,578 kg/dm^{3} = 0,001578 kg/cm^{3}$

OBSERVAÇÕES IMPORTANTES

A determinação da massa unitária solta dos agregados é um procedimento fundamental na indústria da construção civil, especialmente no contexto do traço do concreto. Em laboratório, as condições são controladas meticulosamente, garantindo resultados altamente precisos. Equipamentos especializados e técnicos qualificados asseguram que cada etapa do ensaio seja conduzida com rigor científico.

No entanto, nem sempre é viável ou necessário realizar o ensaio de massa unitária solta em laboratório, especialmente em situações onde o acesso é limitado ou o tempo é escasso. Embora a precisão dos ensaios em laboratório seja inegável, a capacidade de realizar o ensaio de massa unitária solta no campo com relativa precisão é uma habilidade valiosa para profissionais da construção civil.

A utilização de técnicas de campo não apenas oferece conveniência, mas também promove uma abordagem prática e adaptável à realidade das obras de construção.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

NBR 16972 : 2021 – Agregados – Determinação da massa unitária e do índice de vazios