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UNIVERSIDADE FEDERAL DO TRIÂNGULO MINEIRO Instituto de Ciências Tecnológicas e Exatas Relatório referente à disciplina de Materiais de Construção Civil I Prática I: Determinação do tempo de pega Nomes: Matheus Pereira Camargo R.A.: 201510492 Matheus Vaz Cruvinel R.A.: 201410448 Mylena Tosta Pamplona Silva R.A: 201410229 Paula Andrade Cunha J. Guimarães R.A.: 201410031 Pedro Jose Trindade Campos R.A.: 201410382 Professor: Paulo de Castro Guetti Uberaba 2016 1 INTRODUÇÃO Aglomerante é um material ligante que promove a união entre os grãos dos agregados. Ele é utilizado na obtenção de concreto, argamassa e algumas pastas. Os principais aglomerantes são o cimento, o gesso e a cal (aérea ou hidráulica). Como propriedade desses materiais, pode-se citar a pega. A pega ou tempo de pega é o tempo de início do endurecimento e se dá quando a pasta começa a perder sua plasticidade. O fim da pega é notado quando a pasta se solidifica em sua totalidade. Sua importância está em permitir uma aplicação adequada do material, ao se analisar a plasticidade e trabalhabilidade. O cimento pode ser classificado como aglomerante hidráulico, ou seja, endurece pela ação da água. O gesso é um aglomerante aéreo, que necessita do ar para endurecer. O início da sua pega depende do constituinte de pega mais rápida. Já a cal é um aglomerante inorgânico ou mineral. A cal aérea necessita do ar para endurecer, enquanto a cal hidráulica endurece pela adição de água, sem intervenção do ar, resistindo à umidade depois de endurecida. O aparelho de Vicat, por sua vez, é o aparelho utilizado para a determinação do tempo de pega. Ele possui uma agulha, que penetra na pasta a ser estudada, determinando o tempo em que esta deixa de penetrar até o fundo da amostra (início da pega). Sendo assim, o objetivo do seguinte experimento é determinar, com o uso do aparelho de Vicat, o tempo de pega do cimento, do gesso e da cal, de forma a se analisar a plasticidade e trabalhabilidade dos materiais, importantes utilidades na construção civil. 2 MATERIAIS E MÉTODOS 2.1 MATERIAIS Para a realização desse experimento foram utilizados os seguintes materiais: a) Cimento Portland; b) Cal hidratada; c) Gesso; d) Água; e) Proveta; f) Argamassadeira; g) Balança de Precisão; h) Molde com formato em tronco de cone; i) Aparelho de Vicat; j) Agulha de Vicat; k) Cronômetro; l) Recipiente para colocar os aglomerantes; m) Espátula. 2.2 MÉTODOS Primeiramente, o recipiente foi colocado em cima da balança e a balança foi tarada. Após isso, para os três diferentes aglomerantes, o aglomerante foi colocado no recipiente e a massa desse aglomerante foi anotada. Depois a balança foi tarada para a massa da proveta e a mesma foi preenchida com uma determinada quantidade de água, a massa inicial de água foi colhida. O próximo passo foi realizado com o auxílio da argamassadeira. A água foi sendo adicionada ao aglomerante gradualmente até que a massa ficar homogênea. Após a homogeneização da massa, ela foi colocada no molde com o auxílio da espátula. A massa de água usada no procedimento foi anotada. A próxima etapa foi feita utilizando o aparelho de Vicat. Esse aparelho é usado para a determinação do tempo de pega. Inicialmente ele é nivelado, ou seja, a haste é fixada no ponto zero, e solta-se a agulha próximo a superfície do tronco, determinando assim quantos mm de penetração, quanto menor for a penetração mais perto do fim do tempo de pega a massa estará. Considera-se o início da pega quando a haste graduada marcar 1 mm. Para o gesso e o cimento o fim da pega é considerado quando a haste marcar 38 mm e para o gesso quando a marcação for de 34 mm. Os dados foram coletados e organizados em tabelas. 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO As Tabelas 1 e 2, a seguir, contêm os dados práticos referentes ao cimento realizados por dois grupos distintos e trazem a massa de material e água adicionados e seus respectivos fatores água-cimento. Além disso, os tempos sucessivos em que foram realizadas as quedas da agulha de Vicat e o valor da subtração entre 40 mm (comprimento da agulha) pela penetração da mesma no material também foram mostrados nas Tabelas 1 e 2. Tabela 1 – Dados referentes ao cimento da turma T01 Massa cimento: 500 g Massa de água: 152,78 g a/c: 0,306 Tempo (min) 40 - Penetração (mm) 0 0 10 0 20 0 30 0 40 0 50 0 60 0 70 0 80 1 90 1 100 1 110 1 120 1 130 1 Tabela 2 - Dados referentes ao cimento da turma T02 Massa cimento: 506g Massa de água: 171g a/c: 0,338 Tempo (min) 40- Penetração(mm) 0 0 10 0 20 0 30 0 40 0 50 0 60 0 Valendo-se dos dados das Tabelas 1 e 2, foi possível construir o gráfico de 40 – Penetração em função do tempo de queda da agulha de Vicat, mostrado na Figura 1, a seguir: Figura 1 – Gráfico 40 – Penetração da agulha em função do tempo de queda do cimento Na Tabela 1, tomou-se como tempo zero o tempo decorrente do final da preparação da pasta de cimento. De posse dessa informação, dos demais dados elucidados na Tabela 1 e da análise e interpretação do gráfico, pode-se concluir que o início de pega foi de 1h e 29min, onde os 80 minutos (Tabela 1) foram adicionados aos 9 minutos de preparação da pasta, uma vez que, segundo a NBR 11581 em condições de ensaio normalizadas, o tempo de início de pega é o intervalo decorrido entre o instante em que se lançou a água de amassamento à pasta e o momento em que se constatou o início da pega, isto é, quando a agulha de Vicat, descendo sobre a pasta de consistência normal, estacionou-se a 1 mm da placa de vidro. Por outro lado, a pasta do grupo da turma T02, cujos dados são evidenciados na Tabela 2, não atingiu o tempo de início da pega por ausência de tempo disponível para a continuação do ensaio. Percebe-se, ao comparar os dados relativos aos dois grupos, que os fatores água-cimento para a pasta de cada um deles se mostram bastante próximos. Nesse contexto, admitindo-se que o ensaio foi realizado em condições de ensaio normalizadas é possível inferir que a mistura desse grupo também atingiria o tempo de início de pega. No entanto, nada se pode concluir acerca da reprodutibilidade dos 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 0 50 100 150 4 0 - P en et ra çã o ( m m ) Tempo (min) 40 mm - Penetração x Tempo 40- Penetração (mm) resultados obtidos, tampouco do tempo de fim de pega em função do tempo reduzido disponível para a realização da prática. As Tabelas 3 e 4 a seguir, análogas as tabelas anteriores, mostram os dados referentes à cal, coletados pelas turmas T01 e T02, respectivamente: Tabela 3 - Dados referentes à cal realizados pela turma T01 Massa de cal: 412g Massa de água: 204,5 a/c: 0,496 Tempo (min) 40 - Penetração(mm) 0 0 10 0 20 0 30 0 40 0 50 0 60 0 70 0 Tabela 4 - Dados referentes à cal realizados pela turma T02 Massa de cal: 500g Massa de água: 113g a/c: 0,226 Tempo (min) 40 - Penetração(mm) 0 0 10 0 20 0 30 0 Utilizando os valores das Tabelas 3 e 4 construiu-se um gráfico de 40 – Penetração (mm) em função do tempo de queda (min) da agulha de Vicat, mostrado na Figura 2, seguinte: Figura 2 – Gráfico 40 – Penetração x Tempo da cal Analisando as Tabelas 3 e 4 e a Figura 2, pode-se notar que não houve o início da “pega” da cal durante os primeiros 70 minutos de realizaçãoda prática. Esse fato pode ser explicado pela quantidade de água em excesso colocada na preparação da pasta, a qual retarda o tempo de início de pega da cal, devido à sua propriedade aérea ou pelo prazo de validade ultrapassado do material utilizado. O curto tempo de realização da prática também foi um problema, se esse tempo fosse maior, as chances de observação do tempo total de pega seriam maiores. Dessa maneira, o resultado desse tempo total de pega da cal foi inconclusivo. Para a análise do gesso foram coletados os mesmos dados dos materiais descritos anteriormente e esses, foram expostos nas Tabelas 5, 6, 7 e 8, a seguir: 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 0 20 40 60 80 4 0 - P en et ra çã o ( m m ) Tempo (min) 40 - Penetração x Tempo Série1 Tabela 5 - Dados referentes ao gesso realizados pela T01 no dia 29/03 Massa de gesso 300g Massa de água 194g a/c: 0,647 Tempo (min) 40 – Penetração (mm) 0 0 10 0 20 0 30 0 40 0 50 0 60 0 70 0 Tabela 6 – Dados referentes ao gesso realizados pela T01 no dia 06/04 Massa de gesso 300g Massa de água 263,5g a/c: 0,878 Tempo (min) 40 – Penetração (mm) 0 0 5 0 10 0 15 0 20 0 25 0 30 0 35 0 40 0 45 0 50 0 55 0 60 0 65 0 70 0 Tabela 7 - Dados referentes ao gesso realizados pela T02 no dia 29/03 Massa de gesso 300g Massa de água 162,5g a/c: 0,542 Tempo (min) 40 - Penetração(mm) 0 0 10 0 20 0 Tabela 8 - Dados referentes ao gesso realizados pela T02 no dia 06/04 TESTE 1 Massa de gesso 299,5g Massa de água 105,5g a/c: 0,353 Tempo (min) 40 - Penetração(mm) 0 0 9 36 TESTE 2 Massa de gesso 305g Massa de água 273g a/g: 0,895 0 0 10 0 20 0 30 0 40 0 Utilizando os dados das Tabelas 5, 6, 7 e 8 construiu-se o gráfico da Figura 3, exposta a seguir: Figura 3 – Gráfico 40 – Penetração em função do tempo para o gesso Pode-se observar pelas Tabelas 5, 6 e pelo teste 2 da Tabela 8 que não houve determinação do início do tempo de pega devido ao excesso de água colocado na pasta. Esse fato pode ser observado pela relação a/g (água-gesso da pasta) das tabelas, cujos índices são altos. O gesso, assim como a cal é um material aéreo e seu início de pega é influenciado pela água, que atrasa o mesmo. Além disso, a validez ultrapassada do gesso pode ter influenciado na coleta dos dados prejudicando a análise da prática. No entanto, no teste 1 da Tabela 8, ao utilizar-se pouca quantidade de água, com baixa relação a/g, foi possível encontrar o tempo final de pega em que a medida de 40 – penetração foi de 36 mm. Esse valor corresponde a 11 minutos, aproximadamente, pois o tempo da medida que atingiu 36 mm foi adicionado ao tempo de preparação da pasta (aproximadamente 2 minutos). Vale ressaltar que devido a pequena quantidade de água colocada, o tempo necessário para o processo de pega se desenvolver foi menor que o usual. Dessa maneira, ao utilizar um intervalo de 9 minutos entre as medidas de perda de plasticidade do gesso, foi possível a obtenção apenas do tempo final da pega do gesso, não sendo possível avaliar o tempo inicial do processo. 4 CONCLUSÃO O ensaio tinha como objetivo verificar o tempo de pega dos três principais aglomerantes estudados teoricamente e, correlacionar, portanto, as características do material para empregabilidade na engenharia civil. Sendo assim, analisou-se, através do 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 2 4 6 8 10 4 0 - P en et ra çã o ( m m ) Tempo (min) 40 - Penetração x Tempo 40 - Penetração(mm) aparelho de Vicat, o tempo de endurecimento de cada material e a influência que a proporção água/aglomerante tinha sobre esse intervalo. Em razão da baixa disponibilidade de tempo para realização do experimento, não foi possível observar o início da pega em diversas tentativas, concomitante consequência à alta porcentagem de água na mistura, retardante da principal propriedade a ser observada. Além disso, todos aglomerantes se encontravam com prazo de validade vencido, o que, provavelmente, interferiu nos resultados obtidos. Especificamente, os ensaios com cal não atingiram o tempo de pega e, consequentemente, não foram conclusivos, já o gesso e o cimento foram passíveis de observação, o primeiro, apresentou, com baixa porção de água, um endurecimento brusco, concordando com o que nos foi apresentado em sala de aula, e o segundo, demonstrou essa condição de forma lenta e gradual, evidenciando o que era esperado. Ainda assim, apesar dos erros cometidos em laboratório e da não excelência em condições para a experiência, este se mostrou produtivo e conseguiu aplicar prática à teoria, evidenciando sua validade. Por fim, o experimento demonstrou-se suficiente para o desenvolvimento do conhecimento do discente e, deste modo, obteve êxito. 5 REFERÊNCIAS BAUER, L. A. F. Materiais de construção. v. 2. 5. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2004. John V.M. Argamassas de Gesso. Disponível em <http://www.seer.ufrgs.br/ambienteconstruido/article/viewFile/3409/1823> Acesso em: 10 de maio de 2016.
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