Relatório I materiais (Salvo Automaticamente)

Prévia do material em texto

Ensaios para Determinação da massa de consistência normal; 
Determinação do tempo de pega; Determinação da finura por 
meio da peneira 75 micrometros 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Integrantes: 
Camila Ramiro 
Heloah Análio 
Jennipher da Silva Barbosa 
Maria Patrícia Estevam 
Curso/Turma: Engenharia Civil, B 
Profª: Patrícia Pereira 
Data da realização do ensaio: 17/03/2017 
 
 
1) INTRODUÇÃO 
O relatório refere-se detalhadamente os ensaios realizados no laboratório de materiais 
da Unisal-Lorena, no dia 17 de março de 2017. Foram realizados três ensaios durante 
essa aula prática, ministrada pela Professora Patrícia Pereira. 
A pasta de consistência normal é toda aquela pasta preparada com uma quantidade 
de água na medida suficiente para atingir uma consistência padrão. Essa pasta chega 
a ser normal quando a sonda de Tetmajer do aparelho de Vicat se infiltra na pasta até 
uma distância entre 5 e 7 mm do fundo. 
O fenômeno de pega do cimento compreende a evolução das propriedades mecânicas 
da pasta no inicio de endurecimento, propriedades essencialmente físicas, 
consequente, entretanto, a um processo químico de hidratação. E um fenômeno 
artificialmente definido como o momento em que a pasta adquire certa consistência 
que a torna imprópria a um trabalho (BAUER, 2000, p. 42). 
Na prática, os tempos de pega referem-se às etapas do processo de endurecimento, 
solidificação ou enrijecimento do cimento e, em consequência, do concreto. Também 
são utilizados os termos perda de plasticidade, perda de trabalhabilidade ou a inda 
cristalização para o entendimento destes tempos. 
A finura do cimento nada mais é do que a determinação de impurezas presentes no 
cimento, podendo ser resíduos da fabricação ou aglomerados de grãos de cimento. 
 
2) REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
PASTA DE CONSISTÊNCIA NORMAL NBR 43:2002 
Segundo a NBR NM 43:2002, que estabelece o método de determinação da 
consistência normal da pasta de cimento portland, pasta de consistência normal é a 
pasta na qual a sonda de Tetmajer penetra uma distância de (6 ± 1) mm da placa 
base, nas condições estabelecidas na presente Norma. 
Aparelhagem: Balança; Misturador; espátulas de borracha e metálica; molde 
(G) com as seguintes dimensões: base maior (80 ± 5) mm, base menor (70 ± 5) mm, 
altura (40,0 ± 0,2) mm; Aparelho de Vicat e Cronômetro. 
O laboratório deve ser mantido à temperatura de (20 ± 2)°C e umidade relativa 
maior que 50 %. Todos os materiais para ensaio e a água de amassamento devem 
estar à mesma temperatura do laboratório quando usados. 
 
Do item 6.2 quanto aos procedimentos para preparação da pasta 
6.2.1 A massa de cimento (mc) a ser utilizada na preparação da pasta deve 
ser de (500,0 ± 0,5)g. 
6.2.2 A massa de água (ma) deve ser determinada por tentativas e ser 
medida com exatidão de 0,5 g. 
6.2.3 Com o misturador parado, em posição de iniciar o ensaio, verter a água 
na cuba, adicionar o cimento e deixar 30 s em repouso. 
6.2.4 Misturar durante 30 s em velocidade lenta, desligar o misturador e 
raspar as paredes da cuba com a espátula de borracha, fazendo com que 
toda a pasta a elas aderida fique no fundo; realizar essa operação em 15s. 
6.2.5 Imediatamente misturar durante 1 min à velocidade rápida. 
Quanto a determinação da consistência, item 6.3: 
6.3.1 Colocar o molde com sua base maior apoiada sobre a placa base e, 
utilizando a espátula metálica, enchê-lo rapidamente com a pasta preparada 
segundo 6.2. A operação de enchimento do molde pode ser facilitada 
sacudindo-o suavemente. Tirar o excesso de pasta e rasar o molde com a 
régua metálica, colocando-a sobre a borda da base menor e fazendo 
movimentos de vai-e-vém sem comprimir a pasta. 
6.3.2 Colocar o conjunto sob o aparelho de Vicat, centrar o molde sob a haste 
(B), descer a haste até que o extremo da sonda (C) entre em contato com a 
superfície da pasta e fixá-la nessa posição por meio do parafuso (E). Após 45 
s do término da mistura, soltar a haste, cuidando para que o aparelho não 
esteja submetido a nenhuma vibração durante o ensaio. 
6.3.3 A pasta é considerada como tendo consistência normal quando a sonda 
se situa a uma distância de (6 ± 1) mm da placa base após 30 s do instante 
em que foi solta. Caso não se obtenha este resultado, devem ser preparadas 
diversas pastas de ensaio variando a quantidade de água e utilizando uma 
nova porção de cimento a cada tentativa. 
 
DETERMINAÇÃO DO TEMPO DE PEGA NBR 45:2002 
Segundo a NBR NM 45:2002, quanto as definições de inicio e fim de pega: 
3.1 tempo de início de pega 
É, em condições de ensaio normalizadas, o intervalo de tempo transcorrido 
desde a adição de água ao cimento até o momento em que a agulha de Vicat 
correspondente penetra na pasta até uma distância de (4 ± 1) mm da placa 
base. 
3.2 tempo de fim de pega 
É, em condições de ensaio normalizadas, o intervalo de tempo transcorrido 
desde a adição de água ao cimento até o momento em que a agulha de Vicat 
penetra 0,5 mm na pasta. 
Item 7.3 da determinação do tempo de inicio de pega: 
 
Depois de um tempo mínimo de 30 min após o enchimento do molde, colocá-
lo com a placa base no aparelho de Vicat, situando-o sob a agulha. Fazer 
descer suavemente a agulha até que haja contato desta com a pasta. 
Aguardar 1 s a 2 s nessa posição, evitando qualquer ação sobre as partes 
móveis, para que a agulha parta do repouso. Soltar rapidamente as partes 
móveis, permitindo que a agulha penetre verticalmente na pasta. Ler a 
indicação na escala quando houver terminado a penetração ou 30 s após o 
instante em que a agulha foi solta, o que ocorrer primeiro. 
Anotar a leitura na escala e o tempo contado a partir do instante em que a 
água e o cimento entram em contato. Repetir o ensaio de penetração no 
mesmo corpo-de-prova em posições convenientemente separadas, que 
distem no mínimo 10 mm da borda do molde e entre elas, a intervalos de 
tempo convenientemente espaçados, de, por exemplo, 10 min. Entre os 
ensaios de penetração o molde contendo a pasta deve ser mantido na 
câmara úmida definida em 5.2. Limpar a agulha de Vicat imediatamente após 
cada penetração. 
Anotar os resultados de todas as penetrações e, por interpolação, determinar 
o tempo em que a distância entre a agulha e a placa base é de (4 ± 1) mm. 
A precisão requerida é de 5 min e pode ser garantida reduzindo o intervalo de 
tempo entre determinações sucessivas à medida que se aproxima o final do 
ensaio. 
Item 7.4 da determinação do tempo de fim de pega: 
Substituir a agulha de Vicat para a determinação do tempo de início de pega 
pela agulha de Vicat para a determinação do tempo de fim de pega, cujo 
acessório anular facilita a observação exata de penetrações pequenas. 
Inverter o molde cheio, utilizado em 7.1, sobre sua placa base, de forma que 
os ensaios para a determinação do fim de pega sejam realizados na face 
oposta do corpo-de-prova, que estava originalmente em contato com a placa 
base. Para a realização das medidas, deve ser utilizado o procedimento 
descrito no item 7.3. Os intervalos de tempo entre ensaios de penetração 
podem ser ampliados para até 30 min, por exemplo. 
Registrar, com aproximação de 15 min, o tempo transcorrido a partir do 
instante zero, até que a agulha penetre pela primeira vez apenas 0,5 mm na 
pasta, como tempo de fim de pega do cimento. Este é o momento em que o 
acessório anular não provoca nenhuma marca no corpo-de-prova, a precisão 
do ensaio pode ser maior reduzindo o intervalo de tempo entre penetrações 
próximas ao final da determinação e observando se os resultados de ensaios 
sucessivos não variam excessivamente. 
 
DETERMINAÇÂODA FINURA POR MEIO DA PENEIRA 75 MICROMETROS 
11579:1991 
 
 Segundo a NBR 11579 estabelece o método para a realização do ensaio para 
a especificação da finura do cimento Portland com a utilização da peneira 75 μm 
(nº200), pelos procedimentos manuais e mecânico. Determinando a porcentagem, em 
massa de cimento, a qual as dimensões de grão são superiores a 75 μm (fração 
retida). 
 Aparelhagem: Balança; Conjunto de peneiramento (peneira de 75 μm, fundo e 
tampa); Pincéis; Bastão (Confeccionado a partir de tubo PVC, com medidas 
aproximadas de 250mm de comprimento e 20mm de diâmetro para auxiliar na 
remoção do material fino aderido à tela); Flanela; Registrador de tempo; Vidro-relógio 
(com diâmetro aproximado de 100mm). 
 
 
Figura 1 - Seção transversal da peneira com acessórios 
Fonte: NBR 11579:1991 
 
Do item 3.1.2 quanto aos procedimentos de peneiramento manual: 
3.1.2.1 Eliminação de finos 
A peneira deve estar seca, limpa e encaixada no fundo. Colocar (50 ± 0,05) g 
(M) de cimento sobre a tela da peneira. O operador deve segurar o conjunto 
com as duas mãos e imprimir-lhe um movimento suave de vaivém horizontal 
com os pulsos, de maneira que o cimento se espalhe sobre a superfície da 
tela. Deve-se evitar qualquer perda de material. Peneirar até que os grãos 
 
mais finos passem quase que totalmente pelas malhas da tela, o que 
geralmente ocorre no intervalo entre 3 min e 5 min. 
3.1.2.2 Etapa intermediária 
Tampar a peneira, retirar o fundo e dar golpes suaves no rebordo exterior do 
caixilho com o bastão para desprender as partículas aderidas à tela e ao 
caixilho da peneira. Limpar com o auxílio do pincel médio toda a superfície 
inferior da tela da peneira encaixando-a no fundo após a limpeza deste com a 
flanela. retirar a tampa e continuar o peneiramento com suaves movimentos 
de vaivém horizontais, durante 15 min a 20 min, girando o conjunto e 
limpando a tela com o pincel médio a intervalos regulares. Nesta operação, o 
material deve movimentar-se de maneira que fique uniformemente espalhado 
sobre toda a superfície da tela. No final do período, colocar a tampa e limpar 
a tela e o fundo como indicado anteriormente. O material passante deve ser 
desprezado. 
3.1.2.3 Peneiramento final 
Colocar a tampa e o fundo na peneira, segurar o conjunto com as duas mãos 
e, mantendo-o ligeiramente inclinado, imprimir-lhe movimentos rápidos de 
vaivém durante 60 s, girando o conjunto de mais ou menos 60º a cada 10 s. 
Completado esse período, limpar a tela da peneira com auxílio do pincel 
médio, recolhendo todo o material e transferindo-o para o fundo. Juntar todo 
o material do fundo (passante), recolhendo todos os grãos nele contidos com 
auxílio do pincel pequeno e passando-o para um recipiente (vidro-relógio) 
para ser pesado com precisão de 0,01 g (P). Se a massa do material 
passante for superior a 0,05 g, desprezá-la. Repetir esta etapa do ensaio até 
que a massa de cimento que passa durante um minuto de peneiramento 
contínuo seja inferior a 0,05 g (0,1% da massa inicial). 
3.1.2.4 Transferência do resíduo 
O cimento retido na peneira deve ser transferido para um recipiente (vidro-
relógio) a fim de ser pesado, tomando-se o cuidado de limpar com o pincel 
médio ambos os lados da tela para garantir a remoção e tomada de todo o 
material retido pela peneira. A pesagem desse resíduo (R) deve ser feita com 
precisão de 0,01 g. 
 No intem 4.1 da NBR 11579, quanto aos resultados: 
4.1 Cálculo: Calcular o índice de finura do cimento pela expressão: 
Onde: 
 
 
 
 
F = índice de finura do cimento, em porcentagem; 
R = resíduo do cimento na peneira 75 μm, em g 
M = massa inicial do cimento, em g 
 
C = fator de correção da peneira utilizada no ensaio, determinado de acordo 
com o disposto na EB-22, devendo estar compreendido no intervalo de 1,00 ± 
0,20. 
3) OBJETIVOS 
 Objetivo geral 
Realizar ensaios baseados nas normas da NBR (43:2003, 45:2003 e 
11579:1991). Determinando a massa de consistência normal, o tempo de 
pega e a finura por meio da peneira 75 µm. 
 Objetivos específicos 
Determinar a quantidade de água necessária para obter a consistência 
normal do cimento, o tempo em que o de pega do Cimento Portland 
composto com pozolana (CP II –Z- 32), e o módulo de finura do Cimento 
Portland de alta resistência inicial (CP V- ARI). 
 
4) MATERIAIS UTILIZADOS 
Determinação da massa de consistência normal e determinação do tempo 
de pega; 
 Uma balança com resolução de 0,1 g; 
 Um misturador: uma cuba e uma pá; 
 Uma espátula metálica; 
 Uma régua metálica; 
 Um molde (G): Com forma tronco-cônica e de material não absorvente e 
resistente ao ataque da pasta de cimento. Com as seguintes dimensões: a) 
Diâmetro interno: base maior (80 ± 5) mm; base menor (70 ± 5) mm; b) 
Altura: (40,0 ± 0,2) mm; 
 Um aparelho de Vicat: Suporte com uma haste móvel de metal, em um de 
cujos extremos se encontra a sonda de Tetmajer, tendo em seu outro 
extremo uma agulha desmontável. A haste é fixada por meio de um 
parafuso que suporta um ponteiro indicador, o qual se move sobre uma 
escala graduada em milímetros, fixada no suporte; 
 Cronômetro; 
 
 500g de Cimento Portland composto com pozolana (CP II –Z- 32) 
 155,5g de água; 
Determinação da finura por meio da peneira 75 micrometros 
 Uma balança com resolução de 0,1 g; 
 Um conjunto de peneira (peneira tampa e base) de 75 μm (malha 200mm); 
 Um pincel; 
 Um bastão; 
 Uma flanela; 
 Um cronômetro; 
 Um vidro-relógio; 
 50g de Cimento Portland de alta resistência inicial (CP V- ARI); 
 
5) METODOLOGIA 
Determinação da massa de consistência normal: Primeiramente foi ajustado 
o aparelho de Vicat provido da sonda de modo que ele fosse abaixado até 
encostar-se à placa base e foi marcado o zero da escala. Levantou-se a sonda 
até a posição de espera e começou-se a preparação da pasta. Adicionou-se 
500g de CP II -Z-32 na cuba suavemente para evitar perda do material, a 
disposição do cimento na cuba foi feita de modo que ficasse um espaço no 
centro da cuba para a adição da água. Logo em seguida adicionaram-se as 
155,5g de água a cuba e com um cronometro marcamos 30 segundos o qual 
deixamos em repouso. Passado os 30 segundos começou a misturar 
manualmente o cimento com a água (com o auxilio da pá) de maneira lenta 
durante 1 minuto. Demos um descanso à mistura de 1 minuto e depois 
voltamos a mexer, dessa vez de mais rápido. 
Colocamos o molde (que foi tratado com óleo mineral) apoiado com sua base 
maior apoiada sobre a placa, e utilizando a espátula metálica enchemos 
rapidamente com a pasta em camadas, tomando o cuidado para adensar. Esse 
adensamento foi facilitado, pois demos suaves batidas no molde. Tiramos o 
excesso de pasta do molde com a régua metálica, colocando-a sobre a borda 
da base menor fazendo movimentos de vai-e-vem sem comprimir a pasta. 
Colocamos o conjunto sob o aparelho de Vicat centrando o molde sob a haste, 
 
descemos a haste até que o extremo da sonda entrasse em contato com a 
superfície da pasta e fixamos nessa posição por meio do parafuso. Após 45 
segundo do término da mistura, soltamos a haste, cuidando para que o 
aparelho não estivesse submergido a nenhuma vibração durante o ensaio e por 
fim obtivemos o resultado desse experimento. 
 
 
Figura 2 - Pesagem do Cimento 
 
 
Figura 3 - Mistura do cimento com a água 
 
 
 
Figura 4 - Colocação da pasta no molde 
 
Determinação do tempo de pega: 
Assim como na determinação da massa de consistência normal, primeiramente 
foi ajustado o aparelho de Vicat provido da sonda de modo que ele fosseabaixado até encostar-se à placa base e foi marcado o zero da escala. 
Levantou-se a sonda até a posição de espera e começou-se a preparação da 
pasta. Adicionou-se 500g de CP II -Z-32 na cuba suavemente para evitar perda 
do material, a disposição do cimento na cuba foi feita de modo que ficasse um 
espaço no centro da cuba para a adição da água. Logo em seguida 
adicionaram-se as 155,5g de água a cuba e com um cronometro marcamos 30 
segundos o qual deixamos em repouso. Passado os 30 segundos começou a 
misturar manualmente o cimento com a água (com o auxilio da pá) de maneira 
lenta durante 1 minuto. Demos um descanso à mistura de 1 minuto e depois 
voltamos a mexer, dessa vez de mais rápido. 
Colocamos o molde (que foi tratado com óleo mineral) apoiado com sua base 
maior apoiada sobre a placa, e utilizando a espátula metálica enchemos 
rapidamente com a pasta em camadas, tomando o cuidado para adensar. Esse 
adensamento foi facilitado, pois demos suaves batidas no molde. Tiramos o 
excesso de pasta do molde com a régua metálica, colocando-a sobre a borda 
da base menor fazendo movimentos de vai-e-vem sem comprimir a pasta. 
Depois de 30 minutos após o enchimento do molde, o colocamos com a placa 
base no aparelho de Vicat, situando sob a agulha, descemos a agulha 
suavemente até que entrasse em contato com a pasta, aguardamos cerca de 
 
um segundo nessa posição para que a agulha partisse do repouso e soltamos 
rapidamente as partes móveis, permitindo que a agulha penetrasse 
verticalmente na pasta. Lemos a indicação na escala e a anotamos. Repetimos 
o ensaio de penetração no mesmo corpo de prova em posições separadas de 
modo conveniente e distanciadas no mínimo dez milímetros da borda do 
molde. Limpamos a agulha de Vicat após cada penetração e anotamos os 
resultados de todas elas. 
 
Determinação da finura por meio da peneira 75 micras: O procedimento foi 
manual de modo que com a peneira limpa e seca e com o fundo encaixado, 
adicionamos as 50g do CP V – ARI sobre a tela da peneira. O operador 
segurou com as duas mãos e fez movimentos suaves de vai-e-vem horizontal 
com os pulsos, de maneira com que o cimento se espalhasse sobre a 
superfície da tela, evitando perda do material, isso durante 5 minutos. Logo em 
seguida tampamos a peneira, retiramos o fundo e demos golpes suaves no 
rebordo exterior do caixilho com o bastão para que desprendesse as partículas 
presas à tela e ao caixilho da peneira, limpamos com o auxilio do pincel toda a 
parte inferior da tela e a encaixamos no fundo após limpa-lo com a flanela. 
Retiramos a tampa e continuamos o peneiramento com outro operador, 
realizando movimentos de vai-e-vem horizontais girando o conjunto de peneira 
durante 15 minutos, revisando os operadores e limpando a tela com o pincel a 
cada 3 minutos. No final do período, colocamos a tampa e limpamos a tela e o 
fundo como indicado anteriormente. O material passante foi desprezado. Na 
etapa final, colocamos a tampa e o fundo na peneira, o operador segurou o 
conjunto com as duas mãos e o mantendo ligeiramente inclinado, foi feito 
movimentos rápidos de vai-e-vem durante um minuto, girando o conjunto de 
mais ou menos 60º a cada 10 segundos. Completando esse período, limpamos 
a tela da peneira com o auxilio do pincel, recolhemos todo o material e 
transferindo para o fundo. Juntamos todo o material passante e o transferimos 
para o vidro-relógio para ser pesado. Repetimos esta ultima etapa do ensaio 
até que a massa de cimento atingisse o que se pede a NBR 11579 (1991). 
 
 
 
 Figura 5 - Procedimento de pesagem do material passante 
 
6) RESULTADOS E DISCUSSÕES 
Determinação da massa de consistência normal: 
Conforme a norma é necessária utilizar uma formula para medir a água da 
pasta de consistência normal, a qual é expressa em porcentagem de massa, a 
formula utilizada é a seguinte: 
 
 
 , onde Ma é a massa de água e Mc a 
massa de cimento. 
Então, aplicando a quantidade utilizada: 
 
 
 
 
 
 
Com a proporção usada, quando se realizou o experimento a sonda situou-se a 
uma distancia de (6 ± 1) mm da placa base após 30 segundos do instante em 
que foi solta. Segundo a NBR NM 43 (2003) podemos considerar essa pasta 
como tendo uma consistência normal. 
 
Determinação do tempo de pega: 
A mistura foi feita as 21:18h e as medições foram as seguintes: 
Medição Horário 
Deslocamento 
(mm) 
1 21:48 0 
2 21:58 0 
3 22:08 0 
4 22:18 0 
5 22:28 0 
 
 
Devido ao término da aula, não conseguimos determinar o tempo de pega, já 
que a pasta demoraria cerca de 2 horas para começar a atingir o tempo de 
pega e a analisamos a pasta durante uma hora e dez minutos apenas. 
 
Determinação da finura por meio da peneira 75 micrometros: 
CP V - ARI 
Peneiramento Tempo (min) Massa retida(g) 
1 5 não foi medido 
2 15 não foi medido 
3 1 4,2 
4 1 1,1 
5 1 0,8 
6 1 1 
7 1 > 0 
 
Ao final do peneiramento, portanto: 
Amostra Peso inicial Peso retido 
CP IV 50g 7,1 
 
Calculando o índice de finura através da formula: 
 
 
 
Em que: F = índice de finura do cimento, em porcentagem; 
R = resíduo do cimento na peneira 75 μm, em g; 
M = massa inicial do cimento, em g; 
C = fator de correção da peneira utilizada no ensaio; 
Sabendo que o fator de correção da peneira é igual à 1,0, obtivemos os seguintes 
resultados: 
 
Amostra Cálculo Índice de finura (%) 
 
CP V 
 
 
 
 
 
 
 
14,2% 
 
 
 
 
7) CONCLUSÃO 
Foi possível adotar as normas da NBR para a realização dos experimentos. 
Constatamos a necessidade e importância do passo a passo de cada norma, 
pois esses tipos de ensaios não podem ter descontrole durante o processo. 
Com isso verificamos quanto ao primeiro ensaio que a porcentagem de 31,12% 
de água é suficiente para obtenção de uma massa de com consistência 
normal. Quanto ao segundo ensaio (determinação do tempo de pega), não 
conseguimos determinar o tempo de pega devido ao tempo da aula, entretanto 
esse experimento é de suma importância, já que reflete diretamente no 
concreto e é feito não só em laboratório como também é precedido em campo 
para constatar, por exemplo, a existência de um cimento em processo muito 
lento de pega. Por fim no ensaio de determinação da finura obtivemos 
resultados satisfatórios, e constatamos o quanto é útil esse ensaio para 
verificar a existência de impurezas, ou “grumos” de grão de cimento agrupado, 
devido ao envelhecimento, ou hidratação pelo contato com a umidade do ar. 
 
8) REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
 NBR NM 43:2003 
 NBR NM 45:2003 
 NBR 11579:1991