Agregado

Aggregate” é um termo coletivo para os materiais minerais como areia, brita e pedra britada que são usados com um meio de ligação (como água, betume, cimento portland, cal, etc.) para formar materiais compostos (como concreto asfáltico e concreto de cimento portland). Em volume, o agregado geralmente representa 92 a 96 por cento do HMA e cerca de 70 a 80 por cento do concreto de cimento portland. O agregado também é utilizado para camadas de base e sub-base tanto para pavimentos flexíveis como rígidos.

Os agregados podem ser naturais ou fabricados. Os agregados naturais são geralmente extraídos de formações rochosas maiores através de uma escavação aberta (pedreira). A rocha extraída é tipicamente reduzida a tamanhos utilizáveis por trituração mecânica. O agregado manufaturado é frequentemente o subproduto de outras indústrias de manufatura.

Esta seção discutirá brevemente as fontes de agregados e as operações de pedreiras e, em seguida, descreverá as propriedades minerais, químicas e físicas básicas do agregado mais importantes para os pavimentos e os testes típicos usados para determinar essas propriedades. A seguinte fonte contém informações mais detalhadas sobre o agregado:

Fontes agregadas

Os agregados podem vir de fontes naturais ou manufaturadas. Os agregados naturais provêm de rochas, das quais existem três classificações geológicas amplas (Roberts, et al., 1996):

Rocha ígnea Estas rochas são essencialmente cristalinas e são formadas pelo arrefecimento de material rochoso fundido sob a crosta terrestre (magma). Rochas sedimentares Estas rochas são formadas por material insolúvel depositado (por exemplo, os restos de rocha existente depositada no fundo de um oceano ou lago). Este material é transformado em rocha pelo calor e pela pressão. As rochas sedimentares são estratificadas na aparência e são ainda classificadas com base no seu mineral predominante como calcárias (calcário, giz, etc.), siliciosas (inerte, arenito, etc.) ou argilosas (xisto, etc.). Rocha metamórfica Estas são rochas ígneas ou sedimentares que foram submetidas a calor e/ou pressão suficiente para alterar a sua estrutura mineral de modo a serem diferentes da rocha original.

Produtos de rochas manufaturadas tipicamente consistem em subprodutos industriais como escória (subproduto do processamento metalúrgico – tipicamente produzido a partir do processamento de aço, estanho e cobre) ou rochas especiais que são produzidas para ter uma característica física particular não encontrada em rochas naturais (como a baixa densidade de agregados leves).

Produção de agregados

Gregados são produzidos em uma pedreira ou mina (Figura 1) cuja função básica é converter rochas in situ em agregados com características especificadas. Normalmente a rocha é jateada ou escavada das paredes da pedreira e depois reduzida em tamanho usando uma série de peneiras e trituradores. Algumas pedreiras também são capazes de lavar o agregado acabado.

Propriedades Minerais

A composição mineral de um agregado determina em grande parte as suas características físicas e a forma como se comporta como material de pavimentação. Portanto, ao selecionar uma fonte de agregado, o conhecimento das propriedades minerais da rocha de pedreira pode fornecer uma excelente pista sobre a adequação do agregado resultante. Cordon (1979) fornece algumas orientações gerais para o agregado utilizado em HMA.

Tabela 1. Desirable Properties of Rocks for HMA
(from Cordon, 1979 as referredenced in Roberts et al.., 1996)

Em geral, as relações entre as propriedades minerais e físicas são bastante complexas, tornando difícil prever com precisão como uma determinada fonte de agregados se comportará com base apenas nas propriedades minerais.

Propriedades Químicas

Embora relativamente sem importância para agregados soltos, as propriedades químicas dos agregados são importantes em um material de pavimento. No HMA, a química da superfície do agregado pode determinar o quão bem um ligante de cimento asfáltico irá aderir a uma superfície de agregado. A má aderência, geralmente referida como descofragem, pode causar falhas estruturais prematuras. No PCC, os agregados contendo formas reactivas de sílica podem reagir de forma expansiva com os álcalis contidos na pasta de cimento. Esta expansão pode causar rachaduras, salpicos superficiais e respingos. Note que algumas propriedades químicas do agregado podem mudar com o tempo, especialmente depois que o agregado é triturado. Um agregado recém-triturado pode apresentar uma afinidade diferente para a água do que o mesmo agregado que foi triturado e deixado em uma reserva durante um ano.

As propriedades químicas típicas que são medidas para agregados são as seguintes:

• Desincrustação
• Reacção do agregado alcalino

Propriedades físicas

As propriedades físicas do agregado são as propriedades mais prontamente aparentes do agregado e também têm o efeito mais directo na forma como um agregado se comporta como material de pavimento ou por si só como material de base ou sub-base. As propriedades físicas do agregado são geralmente medidas (Roberts et al.., 1996):

• Gradificação e tamanho
• Resistência à abrasão
• Durabilidade e solidez
• Forma da partícula e textura da superfície
• Pleanliness and deleterious materials
• Conteúdo da estrutura

Estas não são as únicas propriedades físicas dos agregados, mas sim as mais comummente medidas. Os testes usados para quantificar estas propriedades são em grande parte empíricos. As propriedades físicas de um agregado podem mudar ao longo do tempo. Por exemplo, um agregado recentemente triturado pode conter mais poeira e assim ser menos receptivo à ligação com um aglutinante asfáltico

Agregado como Material Base

Agregado é frequentemente utilizado por si só como uma base ou camada de base não ligada. Quando usado como tal, o agregado é tipicamente caracterizado pelas propriedades físicas precedentes, bem como pela rigidez geral da camada. A rigidez de camadas é caracterizada pelos mesmos testes usados para caracterizar a rigidez de sub-base.