Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
2019 MÓDULO I MATERIAIS DE CONTRUÇÃO I TÉCNICO EM EDIFICAÇÕES Professora: Larissa Andrade de Aguiar, DSc 1 Aglomerante de origem mineral: produto com constituintes minerais que, para sai aplicação, se apresenta sob forma pulverulenta e que na presença da água forma uma pasta com propriedades aglutinantes. ◦ Requisitos principais de um aglomerante mineral: Adesividade; Trabalhabilidade; Resistência mecânica; Durabilidade; Economia. 2 3 Aglomerante hidráulico: aglomerante cuja pasta apresenta a propriedade de endurecer apenas pela reação com a água e que, após sei endurecimento, resiste satisfatoriamente quando submetida à ação da água. Aglomerante aéreo: aglomerante cuja pasta apresenta a propriedade de endurecer por reações de hidratação ou pela ação química do anidrido carbônico (CO2) presente na atmosfera e que, após seu endurecimento, não resiste satisfatoriamente quando submetido à ação da água. 4 Cimento: aglomerante hidráulico constituído em sua maior parte de silicatos e / ou aluminatos de cálcio. Cimento Natural: aglomerante hidráulico obtido pela calcinação e moagem de um calcário argiloso, denominado “rocha de cimento” ou “marga”. Cal: aglomerante cujo constituinte principal é o óxido de cálcio ou óxido de cálcio em presença natural com o óxido de magnésio, hidratados ou não. 5 Cal virgem: cal resultante de processos de calcinação, da qual o constituinte principal é o óxido de cálcio ou o óxido de cálcio em associação natural com o óxido de magnésio, capaz de reagir com a água. Em função dos teores dos seus constituintes, pode ser designada de: cálcica (ou altocálcio), magnesiana ou dolomítica. Cal extinta: cal resultante da exposição da cal virgem ao ar ou à água, portanto apresentado sinais de hidratação e, eventualmente, de recarbonatação. Apresenta proporções variadas de óxidos, hidróxidos e carbonatos de cálcio e magnésio. 6 Cal hidratada: cal, sob forma de pó seco, obtida pela hidratação adequada de cal virgem, constituída essencialmente de hidróxido de cálcio ou de uma mistura de hidróxido de cálcio e hidróxido de magnésio, ou ainda, de uma mistura de hidróxido de cálcio, hidróxido de magnésio e óxido de magnésio. Cal hidráulica: cal, sob a forma de pó seco obtida pela calcinação a uma temperatura próxima à fusão de calcário com impurezas sílico- aluminosas, formando silicatos, aluminatos e ferritas de cálcio, que lhe conferem um certo grau de hidraulicidade. 7 Ligantes Hidrófilos (aplicação sobretudo em argamassas e concretos) Aéreos (Ex: cal aérea, gesso – não resiste à água) Hidráulicos (Ex: cal hidráulica, cimento – resiste à água) Hidrófobos (aplicação sobretudo em impermeabilizações e pavimentos) Ex: alcatrão (betumes naturais e artificiais, asfaltos (destilação do petróleo) resinas (materiais plásticos ou sintéticos)). 8 É um aglomerante aéreo, ou seja, é um produto que reage em contato com o ar. Nesta reação, os componentes da cal se transformam em um material tão rígido quanto a rocha original (o calcário) utilizada para fabricar o produto. Pode ser considerada um produto manufaturado mais antigo da humanidade. Há registros do uso deste produto que datam de antes de Cristo. Um exemplo é a Muralha da China, onde pode-se encontrar, em alguns trechos da obra, uma mistura bem compactada de terra argilosa e cal. 9 Pela diversidade de aplicações, a cal está entre os dez produtos de origem mineral de maior consumo no planeta. Estima-se que sua produção mundial esteja em torno de 145 milhões de toneladas por ano. Sua utilização engloba as indústrias siderúrgicas, para remoção de impurezas; o setor ambiental, no tratamento de resíduos industriais; as indústrias de papel e o setor da construção civil. 10 Minerais que constituem as rochas carbonatadas cálcio- magnesianas 11 Calcita e Aragonita (CaCO3) Dolomita (CaCO3.MgCO3) Decomposição térmica Cal virgem = Cal viva CO2 teor CaO MgO Cal cálcica Cal dolomítica Cal magnesiana 12 13 14 Pela exposição ao ar úmido, ou através de hidratadores, ocorre a transformação da cal virgem em cal hidratada ou a “extinção” da cal. A hidratação da cal virgem é uma reação fortemente exotérmica. Por exemplo, 1 kg de cal virgem cálcica pode elevar a temperatura de 2,3 litros de água de 12º C para 100º C. A cal hidratada é mais conhecida e estudada pela propriedade aglomerante que transmite as argamassas. O processo de fabricação da cal hidratada consiste na calcinação da matéria prima, ou seja, queima de rochas. Desta queima, o resultado é a cal virgem ou cal aérea. A cal hidratada endurece em contato com o ar por recarbonatação dos óxidos, ao absorver CO2 do ar. 15 Anidrido Carbônico (CO2): é liberado na queima das rochas que formarão a cal virgem. Se a rocha que deu origem à cal foi pouco “queimada”, diminui o seu poder de “colar” na parede e de unir os outros constituintes da argamassa. Logo, neste ensaio “queima-se” a cal e verifica-se o quanto de CO2 foi liberado. 16 Óxidos não hidratados: este ensaio avalia a quantidade de cal virgem que não hidratou com a água. Quanto maior essa quantidade, menor a fração de cal hidratada efetivamente no produto final e, quanto menos cal hidratada, menor o poder de “colar” a argamassa terá. Esse ensaio também verifica se há possibilidade de ocorrer o surgimento de pequenas “bolhas” na parede, que podem surgir na argamassa depois de seca, na parede. Óxidos totais: quanto maior for a fração de impurezas presentes na amostra, menor será a fração de óxidos totais. Pode-se dizer então que este ensaio verifica a qualidade da matéria prima utilizada na fabricação da cal hidratada. 17 A cal hidratada pode ser classificada em três tipos: CHI, CHII e CHIII. Todos os tipos têm que ser submetidos aos mesmos ensaios, mas as exigências de resultados melhores para a cal CHI são maiores do que para a CHII, que exigem mais do que para a CHIII. Isto significa que se o consumidor quiser uma cal mais “pura”, ele deve adquirir uma CHI, já que para ser definida desta maneira, seus resultados obedecem a limites acima dos exigidos para a CHIII. 18 19 20 No estado fresco, a cal propicia maior plasticidade à argamassa, permitindo melhor trabalhabilidade e, consequentemente, maior produtividade na execução do revestimento. Outra propriedade no estado fresco é a retenção de água, importante no desempenho da argamassa, relativo ao sistema base / revestimento, por não permitir a sucção excessiva de água pela base. No estado endurecido a capacidade de absorver deformações, devido ao seu baixo módulo de elasticidade, é de extrema importância no desempenho da argamassa, que deve acompanhar as movimentações da estrutura. Possibilita diminuição da retração gerando menor variação dimensional, além de carbonatar lentamente ao longo do tempo, tamponando eventuais fissuras ocorridas no endurecimento da argamassa mista. 21 Os ensaios físicos verificam se a cal foi bem moída no processo de fabricação, se é econômica, se é boa para o pedreiro trabalhar com ela e se a argamassa desta cal retém a água da mistura ou a perde para a parede onde a argamassa foi assentada. 22 Finura: Neste ensaio faz-se um peneiramento das amostras, em duas peneiras diferentes, e verifica-se quanto de material ficou retido em cada peneira. A norma especifica um valor máximo para estas quantidades, porque quantidades maiores do que as especificadas demonstram que a cal não foi bem moída. Plasticidade: este ensaio avalia se a argamassa feita com a amostra de cal está bem trabalhável, ou seja, se tem uma boa plasticidade. Uma mistura com boa plasticidade permite uma maior qualidade no serviço, pois facilita o trabalho do pedreiro no manuseamento da argamassa. 23 Retenção de água: a água utilizada na argamassa não deve ser rapidamenteperdida para os tijolos ou para a estrutura de concreto onde esta argamassa foi aplicada, caso contrário, a argamassa poderá apresentar pequenas rachaduras, depois de seca, comprometendo a beleza da argamassa colocada na parede. Este ensaio avalia então a capacidade da cal de reter água. Incorporação de areia: a argamassa é constituída de areia, água e cal hidratada. Se o pedreiro puder acrescentar mais areia na argamassa, sem prejudicar seu desempenho, mais econômica será a cal. Logo, este teste verifica se a quantidade de areia incorporada na argamassa atende a um valor mínimo. Estabilidade: este ensaio verifica a presença de substâncias expansivas na cal hidratada, ou seja, que têm a tendência de reagir depois que a argamassa já está colocada e seca na parede. Pode ocorrer então uma expansão de volume dos grãos da argamassa e deslocamento de pedaços de argamassa da parede. 24 Pintura; Blocos construtivos; Estabilização de solos; Adição no Cimento Portland (filler calcáreo) 25 Pintura: ◦ componente de diferentes tipos de tintas (excelente poder de cobertura) ◦ utilizada com água para pintura. 26 Estabilização do solo: processo no qual o solo é melhorado, adquirindo propriedades necessárias para o fim a que se destina. ◦ O tratamento consiste basicamente na alteração das propriedades mecânicas do solo “in situ” , conferindo ao maciço maior resistência, menor compressibilidade e relativa impermeabilidade. ◦ OBS.: Na estabilização do solo, em função de suas caracteristicas pode-se empregar cal , ainda com adição de materiais pozolânicos. ◦ Estudos recentes utilizando cinza-cal (FURG). 27 Estabilização do solo: pavimentação 2 8 Estabilização do solo: tijolo solo-cal 2 9 Estabilização do solo: ◦ Jet grouting é uma técnica de melhoria de solos realizada diretamente no interior do terreno sem escavação prévia, utilizando para tal um ou mais jactos horizontais de grande velocidade (cerca de 250m/s) ◦ Utilizado em diversas situações como por exemplo: Obras provisórias e definitivas, em escavações, reforço de fundações,estabilidade de taludes, cortinas impermeáveis e túneis. 30 Jet grouting: Sequência executiva de uma coluna injetada 1- Perfuração rotativa, com injeção d´água sob pressão; 2- Vedação da saída d’água seguida do início do processo de injeção;3- Subida ascencional da haste, a velocidade constante, com injeção de calda a alta pressão e alta velocidade; 4- Prosseguimento do tratamento, alternadamente, se consegue a formação de corpos cilíndricos com diâmetro de até 2 m. 31 32 33 34 Consolidação vertical de abóbadas de túneis 35 36 37 38 Concreto celular ◦ Blocos de cimento, cal, areia e outros ( materiais silicosos e alumínio em pó). ◦ Produzidos em autoclave (sistema através do qual a peça é exposta a altíssima temperatura e pressão). ◦ Blocos leves, porosos e têm boas qualidades termoacústicas. Paredes internas. 39 Concreto celular 40 Lamas asfálticas 41 Blocos sílicos- calcários ◦ Mistura de areia e cal virgem moída. São blocos prismáticos para alvenaria, fabricados com cal e agregados finos, de natureza predominantemente de quartzo, que depois da mistura íntima são moldados em peças por pressão e compactação sofrendo posteriormente endurecimento sob ação de calor e pressão de vapor. 42 Blocos sílicos- calcários 43 NBR 7175: 06/1992 – Cal hidratada para argamassas; NBR 9289: 07/2000 – Cal hidratada para argamassas – Determinação da finura; NBR 9205: 12/2001 – Cal hidratada para argamassas – Determinação da estabilidade. NBR 9206: 07/2003 – Cal hidratada para argamassas – Determinação da plasticidade; .NBR 9206: 03/2000 – Cal hidratada para argamassas – Determinação da capacidade de incorporação de areia no plastômero de Voss. NBR 9290: 04/1996 – Cal hidratada para argamassas – Determinação de retenção de água; NBR 6473: 04/1996 – Cal virgem e cal hidratada – Análise química. 44 Aglomerante inorgânico obtido por calcinação do minério natural gipso. Caracerísticas: ◦ Endurecimento rápido: Divisórias de gesso acartonado Proteção ao fogo de estruturas metálicas ◦ Plasticidade da pasta fresca e lisura da superfície endurecida: Acabamentos decorativos de paredes e tetos Ornamentos pré moldados ◦ Retração evitada por pequena expansão dimensional ◦ Após endurecido, não é estável na água (aglomerante aéreo) Principais aplicações nacionais: revestimento de alvenaria, placas para forros, panéis acartonados para divisórias e forros. 45 46 47 48 49 50 51 Decoração 52 Forros de gesso 53 54 Revestimentos: Pastas e argamassas (não exterior) substituindo o chapisco, emboço e reboco (revestimentos em de cimento e cal) 55 Gesso reforçado com fibras de vidro ◦ Blocos de gesso especiais, com fibra de vidro uso em áreas úmidas, ou que serão submetidas a impactos 56 Blocos, colas ◦ Bloco de gesso para paredes divisória ◦ Cola de gesso: produto em pó específico para colagem de pré-moldados de gesso. 57 58 59 É matéria hidrocarbonada, de cor preta, presente em muitos petróleos crus, nos quais se encontra dissolvido Os depósitos naturais onde o asfalto se encontra impregnado em rochas porosas são conhecidos como rochas betuminosas São aglomerantes, sendo um poderoso ligante, rapidamente adesivo, altamente impermeável e de longa durabilidade 60 61 62 63 64 65 Definição: aglomerante hidráulico obtido pela moagem do clínquer, que consiste essencialmente de silicatos de cálcio hidráulicos, usualmente com uma ou mais formas de sulfato de cálcio, com um produto de adição. Clínquer: são nódulos de 5 a 25 mm de diâmetro de um material sinterizado, produzido quando uma mistura de matérias-primas de composição pré-determinada é aquecida a altas temperaturas. Resultante da mistura de argila + calcário (carbonato de cálcio) 66 Fabricação de cimento A produção de cimento é semelhante em qualquer lugar do mundo. Em pedreiras são retiradas as matérias primas: calcário, argila e outros aditivos. Estas são desintegradas e moídas em um moinho. O cru é então transformado em clínquer, em um forno tubular rotativo a 1450 graus centígrados. Em um outro equipamento de moagem é acrescentado gesso para formar o produto final - o cimento Portland. 67 O que vamos ver? ◦ O que é cimento; ◦ História do cimento; ◦ Matéria prima; ◦ Etapas do processo produtivo; ◦ Tipos de cimento; ◦ Mercado. 68 O que é cimento? ◦ O cimento é uma commodity de baixa subistitutibilidade. Está presente em todos os tipos de construção (desde a mais simples moradia até a mais complexa obra de infra-estrutura), do início ao acabamento final. ◦ É o componente básico do concreto. ◦ É um produto homogêneo, com variedade limitada de tipos e com especificações e processo de fabricação semelhantes no mundo todo. 69 História do cimento 70 Matéria prima 71 O processo de fabricação ◦ Extração da matéria prima; ◦ Britagem; ◦ Pré-homogeneização e dosagem; ◦ Moagem do “cru”; ◦ Homogeneização; ◦ Pré-aquecimento; ◦ Cozedura; ◦ Resfriamento; ◦ Moagem e adições; ◦ Embalagem e expedição 72 73 Extração da matéria prima 74 Britagem O material, após extração, apresenta-se em blocos, sendo necessário reduzir seu tamanho a uma granulometria adequada. 75 Pré-homogenezação e dosagem ◦ O material britado é transportado para a fábrica e armazenado em silos verticais ou armazéns horizontais; ◦ Essa armazenagem pode ser combinada com a função de pré-homogeneização que consiste em dispor por camadas o calcário e a argila. 76 Pré-homogenezação e dosagem ◦ As matérias primas selecionadas são depois dosificadas, tendo em consideração a qualidade do produto a se obter (clínquer). ◦ Essa dosagem é efetuada com base em parâmetros químicos pre-estabelecidos. 77 Moagem do “cru” ◦ Definidaa proporção das matérias-primas, elas são retomadas dos locais de armazenagem e transportadas para moinhos onde se produz o chamado “cru” (mistura finamente moída); ◦ Simultaneamente à moagem ocorre um processo de adição de outros materiais: areias (SiO2), cinzas de pirite (Fe2O3) e bauxite (Al2O3), de forma a se obter as quantidades pretendidas dos compostos que constituem o “cru”: cálcio, silica, alumínio e ferro, essenciais na fabricação do cimento. 78 Moagem do “cru” 79 Homogeneização ◦ A mistura de “cru”, devidamente dosada e com a finura adequada, deve ter a sua homogeneização assegurada para permitir uma perfeita combinação dos elementos formadores do Clínquer. ◦ A homogeneização é executada em silos verticais de grande porte, por meio de processos pneumáticos por gravidade. 80 Pré-aquecimento ◦ Antes do “cru” entrar no forno, este será aquecido ao passar pela torre de ciclones, onde é iniciada a fase de pré-aquecimento; ◦ Na torre dá-se a descarbonatação e inicia-se a pré-calcinação do material. 81 Cozedura ◦ Com as transformações físico-químicas ocorridas na torre de ciclones devido às variações térmicas, o “cru” dá lugar à farinha, produto apto para entrar no forno. ◦ Ao entrar no forno, a farinha desloca-se lentamente até o fim deste passando por um processo de clinquerização (1300~1500ºC), resultando no clínquer, produto com aspect de bolotas escuras. 82 Cozedura 83 Resfriamento 84 Moagem e adições ◦ O cimento resulta da moagem do clínquer, gesso e adições (cinzas volantes, escória de alto forno, filler calcário) que irão dar as características do cimento. ◦ Após a moagem, o cimento produzido é normalmente transportado por via pneumática ou mecânica e armazenado em silos ou armazéns horizontais. 85 Moagem e adições 86 CP II – F - 32Cimento Portland Composto Fíller, pode ser pozolana (Z) ou escória (E) Resistência à compressão aos 28 dias em MPa 87 Tipos de cimento produzidos no Brasil Cimento Portland Comum (clínquer + gesso): CP I CPI S (pequena adição de calcário – até 5%) Cimento Portland Composto: CP II – F (fíller calcário) CP II – E (escória) CP II – Z (pozolana) Cimento Portland de alto forno: CP III (escória em alto teor – 35 a 70 %) Cimento Portland Pozolânico CP IV Cimento Portland de alta resistência inicial CP V ARI Mesma composição do CP I. Diferença é a finura do material; Possui alto calor de hidratação – mais fácil de ocorrer retração e fissuras. 88 Moagem e adições 89 Pozolanas: são materiais silicosos ou sílico- aluminosos que em si não apresentam propriedades cimentíceas, mas que finamente moídos e na presença de água, reagem quimicamente com hidróxido de cálcio a temperaturas ambientes para formar produtos com propriedades cimetíceas. Exemplo: cinza de casca de arroz, cinzas vulcânicas, sílica ativa (rejeito da produção de ferro-silício). Escória: rejeito 90 Principais propriedades: ◦ Finura: peneiramento na peneira nº 200 Área específica no aparelho de Blaine Quanto maior a área específica, maior a finura, maior a resistência, logo melhor hidratação de um grão fino em relação a um grão maior. ◦ Pega: tempo de início de pega ≥ 1,0 hora – é o tempo mínimo para utilizar a trabalhabilidade do material, início do endurecimento; Tempo de fim de pega ≤ 10 horas (ensaio facultativo) – endurecimento e início da cura. ◦ Expansibilidade: presença de CaO livre ou MgO O CaO reage e forma Ca(OH)2, é uma reação expansiva e provoca fissurações. O MgO é menos reativo que o CaO, logo é menos nocivo quando em igual quantidade. ◦ Resistência à Compressão - maior com o tempo (até 28 dias) Quanto maior a relação a/c, menor a resistência; Possui um limite mínimo de a/c de 23% (sem o uso de aditivos) 91 Cimento CP-I (NBR 5.732) ou Cimento Portland Comum: recebe este nome porque não possui nenhum tipo de aditivo, apenas o gesso, que tem a função de retardar o início de pega do cimento para possibilitar mais tempo na aplicação. Tem alto custo e menos resistência. Sua produção é direcionada para a indústria. 92 Cimento CP-II (NBR 11.578) ou Cimento Portland Composto: assim conhecido porque tem a adição de outros materiais na sua mistura, que conferem a este cimento um menor calor de hidratação, ou seja, ele libera menos calor quando entra em contato com a água. O CP-II é apresentado em três opções: CP-II E – cimento portland com adição de escória de alto-forno; CP-II Z – cimento portland com adição de material pozolânico; e CP-II F – cimento portland com adição de material carbonático – fíler. 93 Cimento CP-III (NBR 5.735) ou Cimento Portland de Alto-forno: tem em sua composição de 35% a 70% de escória de alto- forno. Apresenta maior impermeabilidade e durabilidade, além de baixo calor de hidratação, assim como alta resistência à expansão devido à reação álcali-agregado, além de ser resistente a sulfatos. É menos poroso e mais durável. 94 Cimento CP-IV (NBR 5.736) ou Cimento Portland Pozolânico: tem em sua composição de 15% a 50% de material pozolânico. Por isso, proporciona estabilidade no uso com agregados reativos e em ambientes de ataque ácido, em especial de ataque por sulfatos. Possui baixo calor de hidratação, o que o torna bastante recomendável na concretagem de grandes volumes e sob temperaturas elevadas. É pouco poroso, sendo resistente à ação da água do mar e de esgotos. 95 Cimento CP-V ARI (NBR 5.733) ou Cimento Portland de Alta Resistência Inicial: em função do seu processo de fabricação, tem alta reatividade nas primeiras horas de aplicação, fazendo com que atinja resistências elevadas em um curto intervalo de tempo. Ao final dos 28 dias de cura, também atinge resistências maiores que os cimentos convencionais. É muito utilizado em obras industriais que exigem um tempo de desforma menor. É recomendado apenas para a fabricação de concretos. 96 Cimento RS (NBR 5.737) ou Cimento Portland Resistente a Sulfatos: Os materiais sulfatados estão presentes em redes de esgoto, ambientes industriais e água do mar. Sendo assim, seu uso é indicado para construções nesses ambientes. 97 1. Cimento Portland – determinação da finura por meio da peneira 0,075 mm (nº 200) (NBR 11579/2012 – Versão corrigida: 2013) 2. Cimento Portland – Determinação da pasta de consistência normal (NBR 16606/2017) – sonda de tetmajer do aparelho de Vicat 3. Cimento Portland – determinação do tempo de pega (NBR 16607/2017) – agulha de Vicat, aparelho de Vicat 4. Cimento Portland – determinação da expansibilidade Le Chatelier (NBR 11582/2016) 5. Cimento Portland – determinação da resistência à Compressão (NBR 7215/1996 Versão corrigida: 1997) 98 1. Normas técnicas pertinentes ◦ MN 3432 – Cimento Portland – Determinação da finura por meio da peneira 75 μm (nº200) ◦ EB 22 – Peneiras para ensaio com telas de tecido metálico – Especificação 99 2. Equipamentos ◦ A balança deve apresentar resolução de 0,01 g; ◦ Peneira n° 200; ◦ Pincéis: Um de tamanho médio, provido de cerdas de náilon ou naturais com largura de 30 mm a 35 mm. O outro, de tamanho pequeno, provido de cerdas naturais com diâmetro de 5 mm a 6 mm; ◦ Um bastão, confeccionado a partir de tubo de PVC, com medidas aproximadas de 250 mm de comprimento e 20 mm de diâmetro para auxiliar na remoção do material fino aderido à tela da peneira; ◦ Uma flanela pequena, limpa e seca; ◦ Cronômetro com resolução de 1 s; ◦ Um vidro-relógio com diâmetro aproximado de 100 mm. 10 0 10 1 3. Procedimento experimental a) Pesar a amostra a ser ensaiada: 50 ± 0,05g. b) Eliminação de finos: peneirar o cimento com um movimento suave de vaivém de 3 a 5 minutos, até que os grãos mais finos passem quase que totalmente pelas malhas da tela. 10 2 3. Procedimento experimental (continuação) c) Etapa intermediária: colocar a tampa e retirar o fundo da peneira, desprendendo as partículas aderidas à tela e parede com auxílio de golpes de bastão. Limpartoda a superfície inferior com um pincel. Limpar o fundo com uma flanela. Encaixar o fundo, retirar a tampa e peneirar com um movimento suave de vaivém por 15 a 20 minutos, girando o conjunto a intervalos regulares e buscando movimentar o material de forma que fique uniformemente espalhado por toda a superfície da tela. Colocar a tampa e retirar o fundo da peneira, desprendendo as partículas aderidas à tela e parede com auxílio de golpes de bastão. Limpar toda a superfície inferior com um pincel. Limpar o fundo com uma flanela. 10 3 3. Procedimento experimental (continuação) d) Peneiramento final: colocar a tampa e o fundo na peneira, e, mantendo- a ligeiramente inclinada, imprimir-lhe um movimento rápido de vaivém, girando o conjunto a 60º a cada 10 segundos. Logo após, pesar todo o material contido no fundo da peneira, com incerteza máxima de ± 0,01g. O peneiramento descrito no item anterior deve ser continuado até que a massa de cimento, que passa durante 1 minuto de peneiramento contínuo, seja inferior a 0,05 g. e) Transferência do resíduo: pesar o material retido na peneira, com incerteza máxima de 0,01 g. 10 4 4. Cálculos Calcular o índice de finura do cimento, F, com a seguinte fórmula: Onde: F = índice de finura do cimento, em percentagem; R = resíduo do cimento na peneira 75μm, em gramas; M = massa inicial do cimento, em gramas; C = fator de correção (adotar 1,00). F= R∗C M ∗100 10 5 5. Observações O resultado do ensaio é o valor obtido em uma única determinação. A diferença entre dois resultados individuais obtidos, a partir de uma mesma amostra submetida ao ensaio e por um mesmo operador utilizando o mesmo equipamento em curto intervalo de tempo, não deve ultrapassar 0,4% em valor absoluto. A diferença entre dois resultados individuais e independentes, obtidos por dois operadores, operando em laboratórios diferentes a partir de uma mesma amostra submetida ao ensaio, não deve ultrapassar 0,8% em valor absoluto. 10 6 1. Normas técnicas pertinentes ◦ MB 3433 – Cimento Portland – Determinação da água da pasta de consistência normal. ◦ MB 1 – Cimento Portland – Determinação da resistência à compressão – Método de ◦ ensaio. ◦ MB 3434 – Cimento Portland – Determinação dos tempos de pega – Método de ensaio. 10 7 2. Aparelhagem ◦ Balança com resolução mínima de 0,1 g e capacidade mínima de 1000 g; ◦ Misturador mecânico; ◦ Espátula; ◦ Molde troncocônico: é destinado a conter a pasta e deve ser em forma de tronco de cone. O molde deve ser acompanhado de uma placa de vidro de pelo menos 5mm de espessura, que lhe serve de base. Vale ressaltar que o molde dever ser feito por um material não absorvente e que resista ao ataque da pasta de cimento; 10 8 2. Aparelhagem (continuação) ◦ Recipiente, que pode ser um béquer de plástico, destinado a conter a água de amassamento; ◦ Aparelho de Vicat: Consiste em um suporte, que sustenta uma haste móvel que pesa (300 ± 0,5) g; ◦ A extremidade de sondagem da haste móvel, denominada de sonda de Tetmajer, é empregada exclusivamente no ensaio da pasta de consistência normal, sendo parte integrante do aparelho de Vicat. Ela tem (10 ± 0,05) mm do diâmetro e um comprimento mínimo de 50 mm. 10 9 11 0 3. Execução do Ensaio a) Condições do ambiente ◦ As condições do ambiente para a execução do ensaio (penetração da agulha) devem ser tais que proporcionam umidade relativa igual ou superior a 50%. b) Ajuste do aparelho de Vicat ◦ Instalar a sonda de Tetmajer no aparelho de Vicat, fazendo-a descer até que sua extremidade repouse sobre a placa de vidro, ajustando-se o indicador no zero da escala graduada. 11 1 3. Execução do Ensaio c) Preparação da pasta de cimento ◦ A massa de cimento a ser utilizada na preparação da pasta deve ser de (500 ± 1) g. A água a ser utilizada na preparação da pasta deve ser medida com precisão de 0,1 g e sua quantidade deve ser determinada por tentativas da seguinte maneira: primeiramente deve se introduzir no recipiente do misturador mecânico uma quantidade de água, medida com precisão de 0,1 g. Em seguida, deve-se adicionar lentamente à água a quantidade de cimento previamente pesada. Após a introdução de todo o cimento, acionar o cronômetro e aguardar 30 s. Deve-se ligar o misturador na velocidade baixa durante 30 s. Interromper a mistura durante 120 s, sendo que, durante os primeiros 15 s devem ser raspadas com uma espátula a parede interna do recipiente e a pá, de modo a juntar toda a pasta no fundo da cuba e finalmente ligar o misturador na velocidade alta durante 60 s. 11 2 3. Execução do Ensaio d) Modo de encher o molde ◦ Imediatamente após a mistura, com o auxílio de uma espátula, introduzir uma quantidade de pasta, no molde troncocônico, assentando-o sobre a placa de vidro colocada sobre uma superfície plana. Esta quantidade deve ser necessária para preencher o molde de uma só vez, com um pequeno excesso. Promover a saída das bolhas de ar eventualmente retidas na pasta por meio de suaves golpes na placa de vidro. Em seguida, proceder a rasadura do topo do molde, removendo o excesso de pasta com uma espátula que é deslocada, com movimentos de vaivém perpendiculares ao seu deslocamento. A superfície rasada deve ser alisada, passando-se levemente a lâmina da mesma espátula em posição quase paralela à borda do molde. 11 3 3. Execução do Ensaio e) Medida de consistência ◦ Terminada as operações descritas no item anterior, faz- se descer sobre a pasta, na sua parte central, a sonda de Tetmajer, previamente ajustada, até que sua superfície entre em contato com a superfície da pasta, posição em que a haste deve ser fixada por meio de parafuso. Completados os 45 s contados a partir do fim do amassamento da pasta, soltar a haste, desapertando o parafuso. Fazer a leitura da distância, em milímetros, da extremidade da sonda ao fundo da fôrma, 30 s após o momento em que a haste tiver sido solta. O índice de consistência é o valor expresso em milímetros, obtido de acordo com este procedimento. f) Consistência normal da pasta ◦ A consistência da pasta é considerada normal quando seu índice de consistência for igual a (6 ± 1) mm. Enquanto não se obtiver esse resultado, preparam-se diversas pastas, variando a quantidade de água e utilizando nova porção de cimento em cada tentativa. 11 4 4. Expressão do Resultado ◦ A água da pasta de consistência normal é expressa em porcentagem de massa relativa ao cimento, arredondada ao décimo mais próximo. ◦ Obs 1. Repetibilidade – A diferença entre 2 resultados individuais obtidos, a partir de uma amostra submetida ao ensaio, por um mesmo operador utilizando o mesmo equipamento em curto intervalo de tempo, não deve ultrapassar 0,6 % em valor absoluto; ◦ Obs. 2 Reprodutibilidade – A diferença entre dois resultados individuais e independentes, obtidos por 2 operadores, operando em laboratórios diferentes a partir de uma mesma amostra submetida ao ensaio, não deve ultrapassar 1,0% em valor absoluto. ◦ Não é permitido efetuar mais de uma sondagem na mesma pasta. 11 5 1. Normas técnicas pertinentes ◦ NBR11581– Cimento Portland – Determinação dos tempos de pega. ◦ NBR 7215 – Cimento Portland – Determinação da resistência à compressão – Método de ensaio. ◦ NBR11580– Cimento Portland – Determinação da água da pasta de consistência normal – Método de ensaio. 11 6 2. Aparelhagem ◦ Balança com resolução mínima de 0,1 g e capacidade mínima de 1000 g; ◦ Misturador mecânico; ◦ Espátula; ◦ Molde: é destinado a conter a pasta e deve ser em forma de tronco de cone. O molde deve ser acompanhado de uma placa de vidro de pelo menos 5mm de espessura, que lhe serve de base. Vale ressaltar que o molde dever ser feito por um material não absorvente e que resista ao ataque da pasta de cimento. ◦ Recipiente, que pode ser um béquer de plástico, destinado a conter a água de amassamento. 11 7 2. Aparelhagem◦ Aparelho de Vicat: consiste em um suporte que sustenta uma haste móvel que pesa (300 ± 0,5) g. A extremidade de sondagem da haste móvel (sonda de Tetmajer) tem (10 ± 0,05) mm do diâmetro e um comprimento mínimo de 50 mm. A outra extremidade tem uma agulha com dimensões especificadas logo a seguir. ◦ Agulha de Vicat: é empregada exclusivamente no ensaio de determinação dos tempos de pega, sendo esta integrante do aparelho de Vicat. Possui diâmetro compreendido entre 1,11 mm e 1,14 mm e comprimento mínimo de 50mm. 11 8 3. Execução do Ensaio a) Condições do ambiente ◦ As condições do ambiente para a execução do ensaio (penetração da agulha) devem ser tais que proporcionam umidade relativa igual ou superior a 70%. b) Ajuste do aparelho de Vicat ◦ Instalar a agulha de Vicat no aparelho de Vicat, fazendo-a descer até que sua extremidade repouse sobre a placa de vidro, ajustando-se o indicador no zero da escala graduada. c) Preparação da pasta de cimento ◦ Preparar uma pasta com 500 g de cimento e água necessária para a consistência normal. Encher o molde tronco-cônico com a pasta. 11 9 3. Execução do Ensaio d) Determinação do tempo de início de pega ◦ O início de pega é constatado no momento em que a agulha de Vicat, descendo sobre a pasta da consistência normal, estacionar a 1,0 mm da placa de vidro. Deve-se descer a agulha, sem choque e sem velocidade inicial até estacionar (condição que pode ser alcançada sustentando-a levemente com os dedos). A leitura é feita 30s após a penetração da agulha na pasta. ◦ 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 instante em que se constatou o fim da pega. 12 0 3. Execução do Ensaio e) Determinação do tempo de fim de pega ◦ Após a constatação do início da pega, fazer leituras a intervalos regulares de 10 min. A primeira entre 3 leituras sucessivas e iguais, superiores a 38,0 mm constitui a indicação do fim de pega. ◦ O tempo de fim de pega é o intervalo decorrido entre o instante em que se lançou a água de amassamento à pasta e o instante em que se constatou o fim de pega. f) Precauções durante o ensaio ◦ Não é permitida a determinação dos tempos de início e fim de pega na pasta que já tenha sido utilizada para determinar a água de consistência normal. ◦ Nas determinações dos tempos de início e fim de pega, as tentativas não podem ser feitas a menos de 9 mm da borda superior do molde nem a menos de 6 mm uma das outras. ◦ É permitido o emprego de aparelhos de Vicat automáticos, desde que atendam a todas as prescrições da Norma. 12 1 4. Expressão dos resultados ◦ O resultado do tempo de início de pega é expresso em h, min com aproximação de 5 min, sendo o valor obtido em uma única determinação. O mesmo se aplica ao resultado do tempo de fim de pega. ◦ Obs 1. Repetibilidade – A diferença entre 2 resultados individuais obtidos, a partir de uma amostra submetida ao ensaio, por um mesmo operador utilizando o mesmo equipamento em curto intervalo de tempo, não deve ultrapassar 30 min. ◦ Obs. 2 Reprodutibilidade – A diferença entre dois resultados individuais e independentes, obtidos por 2 operadores, operando em laboratórios diferentes a partir de uma mesma amostra submetida ao ensaio, não deve ultrapassar 60 min. 12 2 12 3 1. NORMA ◦ NBR MB 3435:1991 2. MATERIAIS/EQUIPAMENTOS: ◦ Pasta em consistência normal (pasta padrão); ◦ Agulha de “Lê Chatelier”; ◦ Espátula fina; ◦ Placas de vidro (quadrada com 5cm de lado); ◦ Contrapeso; ◦ Régua milimetrada co divisão de 0,5mm (ou paquímetro); ◦ Forma metálica; ◦ Água; ◦ Óleo mineral e pincel. 124 3. Execução do Ensaio i. Verificar a flexibilidade da agulha (aferição da agulha); a) Posicionar a agulha e prendê-la no aferidor de agulhas Le Chatelier; b) Pendurar um peso de 300g (6 x 50g) no local entre a haste e o cilindro de modo a provocar uma abertura entre as hastes na ordem de 15 a 30mm de sua posição inicial; c) Caso a agulha apresente uma abertura maior que 30mm, esta deverá ser considerada imprópria para o ensaio; ii. Lubrificar duas placas de vidro; iii. Apoiar uma das faces do cilindro sobre a placa lubrificada; iv. Preencher com a pasta padrão o cilindro e rasar o topo, para isso use a espátula; v. Colocar a outra placa de vidro em cima, de modo que a agulha fique entre as duas placas; 125 3. Execução do Ensaio (continuação) vi. Colocar o peso sobre o conjunto (placa, agulha, placa); vii. Moldar seis corpos de prova, sendo três destinados ao ensaio a quente e os outros três para ensaio a frio; viii. Efetuar as medidas dos afastamentos iniciais nas extremidades das agulhas, valor esse em milímetros; ix. Cura inicial – após a moldagem os corpos de prova (placa, agulha, placa e contrapeso) devem ser imersos em local com água (forma) durante 20 ± 4h; x. Cura a frio – terminada a cura inicial, retirar os pesos e as placas de vidro e colocar as agulhas em um tanque com água durante seis dias de maneira que as extremidades das hastes fiquem fora da água; xi. Após a cura a frio, efetuar as medidas dos afastamentos finais nas extremidades das agulhas, valor esse em milímetros (L2); 126 127 3. Execução do Ensaio xii. Cura a quente – terminada a cura inicial, retirar os pesos e as placas de vidro e colocar as agulhas em um recipiente com água de maneira que as extremidades das hastes fiquem fora, procede-se o aquecimento até a ebulição permanecendo assim durante 5h ou mais. a) Efetuar as medidas dos afastamentos nas extremidades das agulhas, valor esse em milímetros (L1); b) Após três horas de ebulição, sem que ocorra o resfriamento das agulhas, efetuar as medidas os afastamentos nas extremidades das agulhas, valor esse em milímetros (L2); c) De duas e duas horas até a constância dos afastamentos, efetuar as medidas dos afastamentos nas extremidades das agulhas, valor esse em milímetros (L3); 128 4. Resultado ◦ Expansibilidade a frio: EXP = L2 – L1 ◦ Expansibilidade a quente: EXP = L3 – L1 O resultado da expansibilidade a frio e a quente é a média de três determinações, sendo expresso em milímetros, com aproximação de 0,5 mm. 129 1. Normas técnicas pertinentes ◦ NBR 5739 – Concreto – Ensaio de compressão de corpos-de-prova cilíndricos. ◦ NBR 5738 – Moldagem e cura de corpos-de-prova cilíndricos ou prismáticos de concreto – Método de ensaio. ◦ NBR 6156 – Máquina de ensaio de tração e compressão – Verificação – Método de ensaio. ◦ NBR 7680 – Extração, preparo, ensaio e análise de testemunhos de estruturas de concreto – Procedimento. ◦ NBR 9479 – Câmaras úmidas para cura de corpos-de- prova de cimento e concreto – Especificação. 130 2. Aparelhagem ◦ Balanças com resolução de 0,1 g e carga mínima de 1000g; ◦ Misturador mecânico cujas dimensões estão na figura 01 e velocidades de operação na tabela 01; ◦ Molde composto de fôrma cilíndrica e base de metal não corrosível. A forma deve ter, no mínimo, 3 mm de espessura; ◦ Soquete de material não corrosível; 131 2. Aparelhagem ◦ Máquina de compressão capaz de aplicar cargas de maneira contínua, sem choques, a velocidade constante durante o ensaio; ◦ Paquímetro com resolução de 0,1 mm e capaz de medir espessuras de até 200 mm; ◦ Régua metálica não flexível com aproximadamente 200 mm de comprimento; ◦ Placas de vidro quadradas de 70 mm a 100 mm de aresta e, pelo menos, 5 mm de espessura; ◦ Espátula metálica. 132 3. Ensaio Preparação da argamassa de cimento a) Quantidades de materiais ◦ As quantidades de materiais a misturar de cada vez são as indicadas na Tabela 2. ◦ Notas: i. Para moldar os quatro corpos-de-prova necessários à determinação da resistência à compressão média para 3 idades devem ser realizados dois amassamentos ou misturas; ii. Nos cimentos nos quais se controlam mais de 3 Idades, efetuar amassamento extra, obedecendo à mesma quantidade de materiais. 133 3. Ensaio b) Mistura mecânica◦ Executar a mistura mecânica colocando inicialmente na cuba toda a quantidade de água e adicionar o cimento. A mistura desses materiais deve ser feita com o misturador na velocidade baixa durante 30 s. Após este tempo, e sem paralisar a operação de mistura, inicia-se a colocação da areia (quatro frações de (468 ± 0,3) g de areia normal, previamente misturadas), com o cuidado de que toda esta areia seja colocada gradualmente durante o tempo de 30 s. lmediatamente após o término da colocação da areia, muda-se para a velocidade alta, misturando-se os materiais nesta velocidade durante 30 s. Após esse tempo, desliga-se o misturador durante 1 min e 30 s. Nos primeiros 15 s, retira-se, com auxilio de uma espátula, a argamassa que ficou aderida às paredes da cuba e à pá e que não foi suficientemente misturada, colocando-a no interior da cuba. Durante o tempo restante (1 min e 15 s), a argamassa fica em repouso na cuba coberta com pano limpo e úmido. Imediatamente após este intervalo, liga-se o misturador na velocidade alta, por mais 1 min. Deve ser registrada a hora em que o cimento é posto em contato com a água de mistura. c) Preparo dos moldes ◦ Unta-se toda a superfície interna e o fundo da fôrma com uma leve camada de óleo. Os moldes devem ser preparados antes de se efetuar a mistura. 134 3. Ensaio c) Preparo dos moldes ◦ Unta-se toda a superfície interna e o fundo da fôrma com uma leve camada de óleo. Os moldes devem ser preparados antes de se efetuar a mistura. d) Enchimento dos moldes ◦ A moldagem dos corpos-de-prova deve ser feita imediatamente após o amassamento e com a maior rapidez possível. A colocação da argamassa na fôrma é feita com o auxílio da espátula, em quatro camadas, de alturas aproximadamente iguais, recebendo cada camada 30 golpes uniformes com o soquete normal, homogeneamente distribuídos. Essa operação deve ser terminada com a rasadura do topo dos corpos-de-prova com o uso da régua. 135 3. Ensaio e) Cura ◦ Os corpos-de-prova devem ser submetidos a um período de cura inicial ao ar e a um período final em água, nas seguintes condições: a) Cura inicial ao ar – logo após a moldagem, os corpos-de- prova, ainda nos moldes, devem ser colocados em câmara úmida, onde devem permanecer durante 20 h a 24 h com a face superior protegida por uma placa de vidro plano. Chama-se a atenção para os casos dos corpos-de-prova a serem ensaiados em 24 h, cujas rupturas devem atender às tolerâncias de tempo indicadas na Tabela 3. b) Cura final em água – terminado o período inicial de cura, os corpos-de-prova devem ser retirados das fôrmas, identificados e, exceto aqueles que tenham que ser rompidos com 24 h de idade, devem ser imersos, separados entre si, no tanque de água (não corrente) saturada de cal da câmara úmida, onde devem permanecer até o momento do ensaio. f) Capeamento dos topos ◦ Os corpos-de-prova devem ser capeados com a mistura de enxofre a quente de maneira que apresente espessura máxima de 2 mm. 136 3. Ensaio Determinação da carga de ruptura a) Idade dos corpos-de-prova ◦ Os corpos-de-prova, capeados de acordo devem ser rompidos à compressão nas idades especificadas, de acordo com o cimento em ensaio, obedecidas as tolerâncias Indicadas na Tabela 3. A Idade de cada corpo-de-prova é contada a partir do instante em que o cimento é posto em contato com a água de mistura, sendo registrada na respectiva ficha de controle. 137 4. Resultado a) Resistência individual • Calcular a resistência à compressão, em MPa, de cada corpo-de-prova, dividindo a carga de ruptura pela área da secção do corpo-de-prova. b) Resistência média • Calcular a média das resistências individuais, em MPa. dos quatro corpos-de-prova ensaiados na mesma idade. O resultado deve ser arredondado ao décimo mais próximo. 138 4. Resultado c) Desvio relativo máximo (≤ 6%) • Calcular o desvio relativo máximo da série de quatro resultados, dividindo o valor absoluto da diferença entre a resistência média e a resistência individual que mais se afaste desta média, para mais ou para menos, pela resistência média e multiplicando este quociente por 100. A porcentagem obtida deve ser arredondada ao décimo mais próximo. 139 5. Observações ◦ Nenhum ajuste deve ser efetuado nos controles da máquina, quando o corpo de prova estiver se deformando rapidamente ao se aproximar de sua ruptura. ◦ O certificado de resultados de ensaio de corpos-de- prova moldados segundo a NBR 5738 deve conter as seguintes informações: i. número de identificação do corpo-de-prova; ii. data da moldagem; iii. idade do corpo-de-prova; iv. data do ensaio; v. resistência à compressão, expressa com aproximação de 0,1MPa; vi. tipo de ruptura do corpo-de-prova conforme a Figura a seguir. 140 5. Observações ◦ Informações adicionais que o relatório pode apresentar: i. classe e data da última verificação da máquina de ensaio; ii. carga de ruptura, expressa em MN; iii. área da seção transversal, expressa em m²; iv. defeitos do corpo-de-prova e capeamento; v. marca, tipo e classe do cimento; vi. origem dos agregados; vii. traço em massa do concreto; viii. resistência característica (fck) do concreto. 141 Tabela 4 - Tolerância de tempo para o ensaio de compressão em função da idade de ruptura 142 143 Esboço dos tipos de ruptura Diagrama tensão – deformação do concreto 144 Corpo de prova Idade (dias) Carga de ruptura (N) Área da seção (mm²) Tensão de ruptura (Mpa) Desvio Relativo (%) Individual Média 1 3 39600 2 3 34220 1963,5 3 3 33990 4 7 58530 5 7 55280 1963,5 6 7 49170 7 28 52250 8 28 62900 1963,5 9 28 81230 145 146
Compartilhar