RELATÓRIO 3 - DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DO CIMENTO

Prévia do material em texto

2 
 
ÍNDICE 
1. Introdução........................................................................................................3 
2. Objetivos..........................................................................................................3 
3. Materiais Utilizados.........................................................................................3 
4. Procedimento Experimental.............................................................................4 
4.1. Preparação da argamassa de cimento........................................................4 
4.2. Moldagem dos corpos de prova................................................................5 
4.3. Determinação da carga de ruptura............................................................5 
5. Cálculos e Discussão........................................................................................6 
6. Conclusão.........................................................................................................8 
7. Bibliografia.......................................................................................................9 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
O cimento Portland é um dos principais componentes do concreto e é constituído 
principalmente por: Cal (CaO), Sílica (SiO2), Alumina (Al2O3), Óxido de Ferro 
(Fe2O3), Magnésia (MgO) e Anidrido Sulfúrico (SO3). No processo de produção do 
cimento Portland ocorre a queima da mistura dos componentes citados acima, 
resultando no clinker. Nesse processo, ocorrem combinações químicas que resultam na 
formação de compostos que estão diretamente ligados a propriedade química do 
cimento. O C3S, por exemplo, é o mais responsável pela resistência do cimento em 
todas as idades; Já o C2S, contribui para a resistência em idades mais avançadas. 
Dito isso, o processo de determinação da resistência por compressão do cimento 
é fundamental para estudos sobre sua qualidade de forma a garantir que atinja valores 
mínimos previstos por norma. No processo, serão utilizados corpos-de-prova elaborados 
com argamassa composta de uma parte de cimento. 
 
 
2. OBJETIVOS 
 
Este experimento visa determinar a resistência à compressão do cimento 
Portland CPII-F32 e CPV-ARI tendo como base as normas da NBR 7215. 
 
3. MATERIAIS UTILIZADOS 
Para a realização do experimento foram utilizados os seguintes materiais: 
 Cimento Portland (1000g); 
 Areia (3000g); 
 Água (480ml). 
Já os equipamentos utilizados foram: 
 Misturador mecânico; 
 Espátula; 
4 
 
 Moldes; 
 Soquete; 
 Máquina de ensaio controls. 
 
4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
4.1. Preparação da argamassa de cimento 
Colocamos na cuba toda a quantidade de água estabelecida e adicionamos cimento 
à mesma. A mistura desses materiais foi realizada com um misturador na velocidade 
baixa, durante 30s (Figura 4.1.1). Transcorrido esse tempo, foi iniciada a colocação da 
areia de maneira que ela fosse colocada em aproximadamente 30s (Figura 4.1.2). Com a 
areia inserida, o misturador foi ligado novamente, mas em velocidade alta durante 30s. 
 
Figura 4.1.1 Figura 4.1.2 
 
A mistura ficou em repouso durante 1min e 30s. Durante os primeiros 15s, 
retiramos com o auxílio de uma espátula, a argamassa aderida às paredes da cuba. 
Durante o tempo restante, a argamassa ficou em repouso com um pano úmido sobre ela. 
5 
 
Transcorrido esse tempo, o misturador voltou a ser ligado na velocidade alta durante 
1min. 
4.2. Moldagem dos corpos de prova 
Com a pasta obtida (Figura 4.2.1), moldamos os corpos de provas com o auxilio 
da espátula em quatro camadas de alturas aproximadamente iguais, recebendo cada uma 
30 golpes uniformes com o soquete na maior rapidez possível (Figura 4.2.2). 
 
Figura 4.2.1 Figura 4.2.2 
 
4.3. Determinação da carga de ruptura 
*Os procedimentos necessários para a obtenção da carga de ruptura foram feitos pelos 
técnicos do laboratório de estruturas da universidade. 
Os corpos de prova foram submetidos à compressão nas idades, contadas a partir 
do instante em que o cimento reagiu à água, especificadas (3, 7 e 28 dias), respeitando a 
norma para o tipo de cimento usado. 
Nas datas estabelecidas, os corpos de prova foram cuidadosamente colocados no 
prato interior da prensa, de maneira com que ficassem centrados em relação ao eixo do 
carregamento (Figura 4.3.1). Os técnicos controlaram a velocidade de carregamento da 
máquina de ensaio de acordocom 1
a
 norma (0,20 a 0,30 MPa/s). Foram então 
registradas as cargas de ruptura para cada um dos corpos de prova. 
6 
 
 
Figura 4.3.1 
 
5. CÁLCULOS E DISCUSSÃO 
 
Realizado o experimento, os resultados dos ensaios de compressão para os 6 
corpos de prova dos cimento CPV-F32 e CPV-ARI foram colocados na tabela 5.1 a 
seguir juntamente com a carga de ruptura média para os dois tipos de cimento: 
 
 Carga de Ruptura 
(kN) (kN) (kN) (kN) 
Cimento Idade 1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 
 
 
CPV-ARI 
CP1 46,1 73,5 81,9 83,1 
CP2 53,1 72,1 92,5 84,0 
CP3 47,6 75,9 90,3 90,9 
CP4 50,8 67,3 83,9 98,6 
CP5 53,3 65,3 85,1 96,4 
CP6 51,5 80,5 85,1 95,8 
Carga de Ruptura Média 50,4 72,4 86,5 91,5 
 
 
 
CPII-F32 
CP1 25,1 52 59,8 61,5 
CP2 23,2 46,9 57,4 66,3 
CP3 27,4 47,1 64,2 79,7 
CP4 26,7 46,3 68,1 76,3 
CP5 28,0 49,9 62,5 70,1 
CP6 28,3 44,9 64,5 62,2 
Carga de Ruptura Média 26,5 47,9 62,8 69,4 
Tabela 5.1 – Carga de Ruptura média para cada cimento. 
 
7 
 
Cálculo da área do corpo de prova: 
 
 
𝐴 = 𝜋.
𝐷2
4
 = 0,0019635 m2 
 
(equação 5.1) 
 
Para o cálculo da tensão foi utilizada a fórmula: 
 
𝜎 = 
𝐹
𝐴
 (equação 5.2) 
Onde: 
A: Área do corpo de prova; 
F: Força de compressão. 
 
Como os valores na tabela de resistência estão mostrados em MPa, foi necessário 
converter os valores de tensão por meio da seguinte equação: 
1𝑀𝑃𝑎 = 
1
1000
∗ 
𝐾𝑔
𝑚2
 (equação 5.3) 
Os resultados desses cálculos foram inseridos na tabela 5.2 e no gráfico 5.1: 
 
 Resistência à compressão 
(MPa) (MPa) (Mpa) (MPa) 
Cimento Idade 1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 
 
 
CPV-ARI 
CP1 23,48 37,43 41,71 42.32 
CP2 27,04 36,72 47,11 42.78 
CP3 24,24 38,66 45,99 46.29 
CP4 25,87 34,28 42,73 50.22 
CP5 27,15 33,26 43,34 49.10 
CP6 26,23 41,00 43,34 48.80 
Resistência à compressão média 25,67 36,90 44,04 46,59 
 
 
 
CPII-F32 
CP1 12,78 26,48 30,46 31.32 
CP2 11,82 23,89 29.23 33,77 
CP3 13,95 23,99 32,70 45,60 
CP4 13,60 23,58 34,68 38,86 
CP5 14,26 25,41 31,83 35,70 
CP6 14,41 22,87 32,85 31,68 
Resistência à compressão média 13,47 24,37 31,96 36,16 
Tabela 5.2 – Resistência à compressão média para cada cimento. 
 
8 
 
 
 
Gráfico 5.1 – Resistência a Compressão Média x Idade 
 
A tabela 5.3 mostra os erros relativos referentes as NBR de cada cimento: 
Tabela 5.3 – Erros experimentais. 
 
6. CONCLUSÃO 
Através deste experimento, podemos analisar a evolução da resistência à 
compressão do concreto. O fato de termos obtido alguns valores maiores do que o 
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0 5 10 15 20 25 30
R
e
si
st
ê
n
ci
a 
a 
co
m
p
re
ss
ão
 (
M
P
a)
Idade (Dias)
Resistência a Compressão Média x Idade
CPV-ARI
CPII-F32
Erros Relativos referentes as NBR 
Cimento Idade 1 3 7 28 
 
CPV-ARI 
Valor teórico (MPa) 14 24 34 - 
Valor experimental (MPa)25,67 36,90 44,04 46,59 
Erro 83,36% 53,75% 29,53% - 
 
 
CPII-F32 
Valor teórico (MPa) 
- 10 20 32 
Valor experimental (MPa) 13,47 24,37 31,96 36,16 
Erro - 143,7% 59,80% 13,00% 
9 
 
esperado pode ter diferentes explicações, como a temperatura do ambiente em que os 
corpos de provas ficaram guardados. Outro motivo seria a fabricação do cimento com 
clinquer em proporções que favorecem a maior resistência. Entretanto, devemos nos 
atentar para isto já que uma resistência muito acima da esperada pode ser um fator 
negativo em uma obra, pois um valor muito alto pode indicar que está sendo usado mais 
material que o necessário, o que significa desperdício de recursos. 
7. BIBLIOGRAFIA 
ABNT NBR 5733 - Cimento Portland CPVARI Alta Resistencia Inicial. 
ABNT NBR 11578 - Cimento Portland Composto. 
ABNT NBR 7215 – Cimento Portland Resistência a Compressão.