Aula 4 Cimento Portland

Prévia do material em texto

Aula 4 – Cimento Portland
Disciplina: Disciplina: CCE1593 – Materiais de Construção Civil
Docente: Prof.ª Dr.ª Julyenne M. C. Bampa
Cotia - SP
1. º semestre de 2020
INSERIR TEXTO
DEFINIÇÃO
✓ O Cimento Portland é um aglomerante hidráulico constituído de
silicatos de cálcio que endurece através de reações com a água,
formando um produto sólido e resistente à ação da água.
✓ Segundo ASTM C150-07 (Standard Specification for Portland
Cement), o cimento Portland “é um aglomerante hidráulico
produzido pela moagem do clínquer, que consiste
essencialmente de silicatos de cálcio hidráulicos, usualmente
com uma ou mais formas de sulfato de cálcio como um
produto de adição”.
Fonte: Lintz & Martinês (2018). 2
INSERIR TEXTO
HISTÓRICO
✓ 1756 – Na Inglaterra o pesquisador John Smeaton inicia
experiências com cales que tinham minerais argilosos em sua
composição na construção do Farol de Eddystone, na costa de
Cornwall. Esta cal provou ser resistente à água nas muralhas
construídas sob a água e mais resistente nas muralhas expostas ao
ar. Este produto utilizado por Smeaton ficou conhecido como “cal
d’água”.
✓ 1818 – O Francês L. J. Vicat estabeleceu os princípios racionais da
fabricação da cal hidráulica.
✓ 1822 – O inglês James Frost patenteou um cimento produzido com
duas partes de calcário e uma parte de argila com o nome de British
cement, uma cal hidráulica, sem obter a mesma popularidade que o
cimento Portland alcançaria.
Fonte: Lintz & Martinês (2018). 3
INSERIR TEXTO
HISTÓRICO
✓ 1824 – Na Inglaterra, o pedreiro de Leeds, Joseph Aspdin
patenteou o cimento Portland, produzido a partir da moagem de
calcário e argila em meio úmido, seguido de calcinação em
fornos semelhantes aos de calcinação da cal, a temperaturas
bem inferiores à necessária a formação do clínquer e
composição distinta dos cimentos Portland atuais.
✓ O nome dado a este cimento foi por causa das semelhanças
de cor e qualidade do cimento depois de hidratado com a
pedra de Portland, um calcário extraído de Dorset.
Fonte: Lintz & Martinês (2018). 4
INSERIR TEXTO
HISTÓRICO
✓ 1845 – Isaac Johnson criou o protótipo do cimento moderno
produzindo o clínquer.
✓ 1850 - Na Inglaterra já existiam 4 indústrias de cimento Portland e
na França surgia a primeira.
✓ 1898 - No Brasil, país pioneiro na fabricação de cimento na América
Latina, a Usina Rodovalho colocou no mercado o cimento Santo
Antônio.
Fonte: Lintz & Martinês (2018). 5
INSERIR TEXTO
DEFINIÇÃO
✓ O cimento utilizado no concreto armado é denominado cimento
Portland.
✓ Cimento Portland é um aglomerante hidráulico artificial, obtido pela
moagem de clínquer Portland, sendo geralmente feita a adição de uma
ou mais formas de sulfato de cálcio, segundo a ABNT NBR
11172:1990.
✓ O clínquer, de acordo com esta mesma norma, é um produto
granulado resultante da queima até a fusão parcial ou completa de
constituintes minerais e que, após sua moagem, constitui-se em um
produto com propriedades hidráulicas.
✓ Já o clínquer Portland é composto, em sua maior parte, por silicatos e
aluminatos de cálcio hidráulicos, obtidos por queima, até a fusão
parcial, de uma mistura homogênea e convenientemente
proporcionada, constituída basicamente de calcário e argila.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 
6
INSERIR TEXTO
CONSTITUINTES
✓ Os constituintes fundamentais do cimento Portland são a cal (CaO),
a sílica (SiO2), a alumina (Al2O3), o óxido de ferro (Fe2O3), certa
proporção de magnésia (MgO) e uma pequena porcentagem de
anidrido sulfúrico (SO3), que é adicionado após a calcinação para
retardar o tempo de pega do produto:
Fonte: Oliveira & Miranda (2019); Lintz & Martinês (2018). 7
INSERIR TEXTO
CONSTITUINTES
✓ Ainda como constituintes menores, possui impurezas, como óxido de
sódio (Na2O), óxido de potássio (K2O), óxido de titânio (TiO2) e outras
substâncias de menor importância.
✓ Os óxidos de potássio e sódio constituem os denominados álcalis do
cimento.
✓ Cal, sílica, alumina e óxido de ferro são os componentes essenciais do
cimento Portland e constituem, geralmente, 95 a 96 % do total na
análise de óxidos.
✓ A magnésia, que parece permanecer livre durante todo o processo de
calcinação, está presente, em geral, na proporção de 2 a 3 %, limitada
pelas especificações a um máximo permissível de 5 %.
✓ No Brasil, esse limite é um pouco superior (6,4 %). Os óxidos menores
comparecem em proporção inferior a 1 %, excepcionalmente 2 %.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 
8
INSERIR TEXTO
CONSTITUINTES
✓ A mistura de matérias-primas que contenha, em proporções
convenientes os constituintes anteriormente relacionados,
finamente pulverizada e homogeneizada, é submetida à ação do
calor no forno produtor de cimento, até a temperatura de fusão
incipiente, que resulta na obtenção do clínquer.
✓ Nesse processo ocorrem combinações químicas, principalmente no
estado sólido, que conduzem à formação dos seguintes compostos:
• silicato tricálcico (3CaO ∙ SiO2 = C3S);
• silicato bicálcico (2CaO ∙ SiO2 = C2S);
• aluminato tricálcico (3CaO ∙ Al2O3 = C3A);
• ferro aluminato tetracálcico (4CaO ∙ Al2O3 ∙ Fe2O3 = C4AF).
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 
9
INSERIR TEXTO
CONSTITUINTES
✓ A análise química dos cimentos Portland resulta na determinação
das proporções dos óxidos inicialmente mencionados.
✓ As propriedades do cimento são, entretanto, relacionadas
diretamente com as proporções dos silicatos e aluminatos,
proporções estas que podem ser determinadas a partir do resultado
da análise em óxidos.
✓ Denomina-se essa operação determinação da composição
potencial do cimento. Normalmente, usa-se para o cálculo o
chamado método de Bogue.
✓ Nesse método, o cálculo parte da proporção total de cal, deduzindo-
se, a princípio, as parcelas necessárias à formação do sulfato de
cálcio e a cal livre eventualmente encontrada.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 
10
INSERIR TEXTO
CONSTITUINTES
✓ Determinam-se a seguir as proporções de cal necessária para a
formação do ferro aluminato de cálcio, do aluminato tricálcico e do
silicato bicálcico.
✓ O saldo na proporção original de óxido de cálcio é a seguir
associado à proporção de silicato bicálcico já calculada, resultando
na determinação da proporção atual de silicato tricálcico.
✓ A sobra de silicato bicálcico constitui o teor desse composto no
cimento.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 11
INSERIR TEXTO
CONSTITUINTES
✓ O cálculo pode ser efetuado dessa maneira, ou então resolvendo-se
o sistema de equações que engloba a seguinte sequência:
• %C3S = 4,071 × %CaO – 7,600 × %SiO2 – 6,718 × %Al2O3 –
1,430 × %Fe2O3 – 2,850 × %SO3;
• %C2S = 2,867 × %SiO2 – 0,754 × C3S;
• %C3A = 2,650 × %Al2O3 – 1,692 × %Fe2O3; 4.%C4AF = 3,043 ×
%Fe2O3.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 12
INSERIR TEXTO
CONSTITUINTES
✓ Na figura ao lado 
encontra-se um 
nomograma 
apropriado para o 
cálculo da 
composição 
potencial do 
cimento Portland 
pelo método de 
Bogue.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 13
INSERIR TEXTO
CONSTITUINTES
✓ Esse método não conduz a resultados estritamente corretos para a
composição potencial do cimento Portland, que varia em função das
condições de operação do forno e do subsequente resfriamento do
clínquer.
✓ O encontro das correções apropriadas é objeto de trabalho de
diversos investigadores, sendo, entretanto, aceita a aplicação pura e
simples do método de Bogue como um instrumento de controle da
mistura de matérias-primas no processo de fabricação do cimento.
✓ A importância do conhecimento das proporções dos compostos
constituintes do cimento reside na correlação existente entre estes e
as propriedades finais do cimento e também do concreto.
✓ O silicato tricálcico (C3S) é o maior responsável pela resistência em
todas as idades, especialmente até o fim do primeiro mês de cura.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 14
INSERIR TEXTO
CONSTITUINTES
✓ O silicato bicálcico (C2S) adquire maior importância no processode
endurecimento em idades mais avançadas, sendo largamente
responsável pelo ganho de resistência a um ano ou mais.
✓ O aluminato tricálcico (C3A) também contribui para a resistência,
especialmente no primeiro dia.
✓ O ferro aluminato de cálcio (C4AFe) em nada contribui para a
resistência. Possui grandes vazios estruturais responsáveis pela
reatividade elevada.
✓ Por exemplo:
1. SO3 = 1,5 %
CaO = 1,0 %
CaSO4 = 2,5 %
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 15
INSERIR TEXTO
CONSTITUINTES
2. Fe2O3 = 4,9 %
Al2O3 = 4,3 %
CaO (livre) = 1,0 %
CaO = 8,8 %
C4AF = 15,0 %
C3A = 3,0 %
3. CaO = 61,8 %
SiO2 = 24,0 %
CaO anterior = 10,8 %
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 16
INSERIR TEXTO
CONSTITUINTES
✓ Diferença: 61,8 – 10,8 = 51,0 %
C2S = 50,0 %
C3S = 25,0 %
✓ O aluminato de cálcio (C3A) muito contribui para o calor de
hidratação, especialmente no início do período de cura.
✓ O silicato tricálcico é o segundo componente em importância no
processo de liberação de calor.
✓ Os dois outros componentes pouco contribuem para a liberação de
calor.
✓ O aluminato de cálcio, quando presente em forma cristalina, é o
responsável pela rapidez de pega.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 17
INSERIR TEXTO
CONSTITUINTES
✓ Com a adição de proporção conveniente de gesso, o tempo de
hidratação é controlado.
✓ O silicato tricálcico (C3S) é o segundo componente com
responsabilidade pelo tempo de pega do cimento.
✓ Os outros constituintes se hidratam lentamente, não tendo efeito
sobre o tempo de pega.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 18
INSERIR TEXTO
PROPRIEDADES FÍSICAS
✓ As propriedades físicas do cimento Portland são consideradas sob
três aspectos distintos:
- propriedades do produto em sua condição natural;
- em pó;
- da mistura de cimento e água e proporções convenientes de pasta;
- e, finalmente, da mistura da pasta com agregado normalizado
(argamassa com areia normal, conforme a ABNT NBR 7214:2015).
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 19
INSERIR TEXTO
PROPRIEDADES FÍSICAS
✓ As propriedades da pasta e argamassa são relacionadas com o
comportamento desse produto quando utilizado, ou seja, as suas
propriedades potenciais para a elaboração de concretos e
argamassas.
✓ Tais propriedades se enquadram em processos artificialmente
definidos nos métodos e especificações padronizados, oferecendo
sua utilidade quer para o controle de aceitação do produto, quer
para a avaliação de suas qualidades para os fins de utilização dos
mesmos.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 20
INSERIR TEXTO
Massa Específica
✓ A utilidade do conhecimento da massa específica se encontra nos
cálculos de consumo do produto nas misturas geralmente feitas
com base nos volumes específicos dos constituintes.
✓ Com relação aos cimentos permite, ainda durante o processo de
fabricação, controlar os teores de escória, pozolana ou calcário na
mistura com o clínquer e o gesso.
✓ Também constitui um método auxiliar necessário para o cálculo da
finura pelo método da permeabilidade ao ar Blaine.
✓ A massa específica do cimento Portland é usualmente considerada
como 3,15 g/cm³, embora possa se situar entre 2,90 e 3,20 g/cm³.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 21
INSERIR TEXTO
Massa Específica
✓ Sendo a massa específica a quantidade de massa contida na
unidade de volume, é preciso que se façam duas medições:
• primeiro, a determinação da massa de cimento por intermédio
de uma balança;
• a seguir, a determinação do volume absoluto relacionado com
essa massa, ou seja, o volume ocupado pelos seus grãos,
excluindo os vazios entre eles e pequenas bolhas de ar,
vesículas etc. existentes em cada uma das partículas.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 22
INSERIR TEXTO
Massa Específica
✓ A determinação da massa específica dos cimentos é regida pela
norma ABNT NM 23:2001, que especifica que seja utilizado o frasco
de Le Chatelier para tal, no qual o volume de um corpo é
determinado por meio do deslocamento de um líquido (xilol,
querosene ou nafta, livres de água), sendo o aumento do volume
lido diretamente na escala do frasco.
✓ O volume de líquido deslocado é o próprio volume do corpo imerso.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 23
INSERIR TEXTO
Massa Específica
✓ Durante a determinação da massa específica dos cimentos, deve-
se evitar erros na execução dos ensaios, que podem ser causados
por fatores como:
a) falha ou falta de aferição do frasco de Le Chatelier, por exemplo, da
escala graduada ou de perpendicularidade entre o eixo da haste
graduada e a base da ampola, o que dificulta a leitura por ficar o
menisco do líquido inclinado em relação à graduação;
b) falha no controle da temperatura do líquido, no banho
termorregulador;
c) falha na preparação da amostra, que deve ser previamente
peneirada para a remoção de substâncias estranhas;
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 24
INSERIR TEXTO
Massa Específica
d) falha na determinação da massa, por uso de balança com baixa
precisão ou não aferida, por erro de taragem ou por perda de massa
durante o ensaio;
e) falha na eliminação do ar aprisionado durante a introdução do
cimento no frasco;
f) presença de sujeira no colo do frasco;
g) erro de paralaxe nas leituras dos volumes iniciais e finais. Para
evitá-lo é necessário que o operador posicione sua linha de visão em
um plano perfeitamente perpendicular com o eixo do colo do frasco.
Também é importante convencionar que a leitura seja realizada
sempre na parte inferior do menisco formado pelo líquido, pois é ponto
importante para determinação correta do volume deslocado.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 25
INSERIR TEXTO
Exsudação
✓ A exsudação é um fenômeno de segregação que ocorre nas pastas
de cimento.
✓ Os grãos de cimento, sendo mais pesados que a água que os
envolve, são forçados, por gravidade, a uma sedimentação, quando
possível.
✓ Resulta dessa tendência de movimentação dos grãos para baixo
um afloramento do excesso de água, expulso das porções
inferiores, e uma heterogeneidade indesejável.
✓ Esse fenômeno ocorre, evidentemente, antes do início da pega.
✓ A água que se acumula superficialmente é chamada exsudação e é
quantitativamente expressa como a porcentagem do volume inicial
da mesma na mistura.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 26
INSERIR TEXTO
Exsudação
✓ É uma forma de segregação que prejudica a uniformidade, a
resistência e a durabilidade dos concretos.
✓ A finura do cimento influi na redução da exsudação, o que se
compreende facilmente, considerando-se que a diminuição dos
espaços intergranulares aumenta a resistência ao percurso
ascendente da água.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 27
INSERIR TEXTO
Finura
✓ A finura do cimento é a propriedade relacionada com o tamanho dos
seus grãos e intimamente ligada com a qualidade deste.
✓ O aumento da finura melhora a resistência, particularmente a
resistência na primeira idade, diminui a exsudação e outros tipos de
segregação, aumenta a impermeabilidade, a trabalhabilidade e a
coesão dos concretos e diminui a expansão em autoclave.
✓ A finura do cimento é determinada naturalmente durante o processo
de fabricação para controle do mesmo, como também nos ensaios
de recepção do produto, quando deve estar dentro dos limites
determinados nas especificações correspondentes.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 28
INSERIR TEXTO
Finura
✓ A determinação da finura do cimento ocorre, em geral, de duas
maneiras distintas: pelo tamanho máximo do grão, por meio da
determinação da massa do material retido na peneira com abertura
de malha 75 µm e, alternativamente, pelo valor da área específica
(soma das áreas superficiais dos grãos contidos em um grama de
cimento). Esses dois métodos cumprem os requisitos de
praticidade, rapidez e baixo custo.
✓ A determinação da finura do cimento pela determinação da
porcentagem de cimento retida na peneira de abertura de malha 75
µm é importante, pois, em termos práticos, partículas de cimento
maiores que 75 µm não contribuemsignificativamente na
resistência aos 28 dias de idade.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 29
INSERIR TEXTO
Finura
✓ As especificações brasileiras ABNT NBR 5732:1991, ABNT NBR
5733:1991 e ABNT NBR 11578:1991 prescrevem limite de retenção
na peneira no 200 (de malha de 75 µm de abertura) para os
cimentos Portland comum, de alta resistência inicial (ARI) e
compostos, respectivamente.
✓ Para o cimento Portland comum e os compostos, o resíduo deixado
nessa peneira não deve exceder 12 % em massa (para cimentos de
classes 25 e 32 MPa). Para os cimentos Portland ARI, tal índice não
deve exceder 6 %.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 30
INSERIR TEXTO
Finura
✓ O procedimento para a determinação do percentual de cimento
retido na peneira 75 µm é regido pela ABNT NBR 11579:2013 e
pode ser realizado manualmente ou com o uso de um peneirador
aerodinâmico.
✓ Entre as principais causas de erros neste ensaio, podem ser
citados:
a) falta de aferição das telas ou telas com defeitos (furos, rasgos,
estufadas);
b) preparação incorreta do cimento;
c) erro na determinação da massa durante a pesagem;
d) perda de massa durante o ensaio. Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 31
INSERIR TEXTO
Finura
✓ A determinação da finura do cimento por meio de sua área
específica é de grande importância, pois é este o fator que governa
a velocidade da reação de hidratação do mesmo e tem também sua
influência comprovada na qualidade de pastas, argamassas e
concretos.
✓ As especificações brasileiras ABNT NBR 5732:1991), ABNT NBR
5733:1991 e ABNT NBR 11578:1991) prescrevem os limites
mínimos de área específica pelo método de permeabilidade ao ar
(método de Blaine) para os cimentos Portland comum, de alta
resistência inicial (ARI) e compostos, respectivamente, não devendo
ser inferior a 260 m²/kg para cimento Portland comum e compostos
(classe de resistência de 32 MPa) nem inferior a 300 kg/m² para
cimento Portland ARI.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 32
INSERIR TEXTO
Finura
✓ Na prática, a área específica dos cimentos brasileiros varia
normalmente entre 300 e 450 m²/kg.
✓ A determinação da finura pela área específica Blaine é regida pela
ABNT NBR NM 76:1998.
✓ Neste processo, mede-se o tempo de percolação de determinado
volume de ar a partir dos vazios intergranulares de uma amostra de
cimento de características definidas; segundo a NM 76, este
método pode não fornecer resultados significativos para cimentos
contendo materiais ultrafinos.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 33
INSERIR TEXTO
Finura
✓ Na figura a seguir está esquematizado o aparelho de
permeabilidade Blaine.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 34
INSERIR TEXTO
Finura
✓ Esse aparelho é composto de uma célula cilíndrica, de metal
inoxidável, no fundo da qual repousa um pequeno disco perfurado,
que suporta um pequeno disco de papel-filtro.
✓ O cimento é introduzido nessa pequena cuba e comprimido por um
pistão apropriado.
✓ Essa célula é fixada sobre um tubo em U, com cerca de um
centímetro de diâmetro, dotado de quatro marcas A, B, C e D.
✓ Na parte superior do traço marcado, existe uma derivação dotada
de registro e ligada a um aspirador manual de borracha, do tipo
seringa.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 35
INSERIR TEXTO
Finura
✓ O tubo é cheio até a marca D com um líquido de densidade
conhecida, geralmente um álcool.
✓ Colocada a amostra, o ar existente é aspirado pela seringa até que
o líquido suba até a marca A.
✓ O registro é fechado e inicia-se a observação da queda da coluna,
que corresponde a uma percolação de ar por meio da amostra
contida na cuba superior.
✓ Mede-se o tempo correspondente à descida da coluna de D até P.
✓ A superfície específica da amostra é, então, determinada pela
aplicação da fórmula de Keyes.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 36
INSERIR TEXTO
Finura
✓ A superfície específica determinada por esse ou outros processos
conduz a valores de significado relativo, do ponto de vista de previsão
para o comportamento do cimento examinado.
✓ Isso porque, em tais processos, a distribuição do tamanho dos grãos
não é perfeitamente considerada.
✓ Cimentos de procedências diferentes, com os mesmos valores de
superfície específica, podem mostrar comportamento diverso, tanto
quanto à resistência como quanto à exsudação.
✓ De qualquer forma, porém, cumpre salientar o inestimável valor desses
ensaios no controle de fabricação, quando os parâmetros
perturbadores permanecem os mesmos.
✓ É preciso destacar também que os diferentes processos de
determinação da superfície específica resultam em números diferentes
para o mesmo tipo de material ensaiado. Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 37
INSERIR TEXTO
Pasta de Consistência Normal
✓ A viscosidade de uma pasta é função de diversos parâmetros, como
a quantidade de água, finura do material, composição mineralógica,
tipos e teores de adições etc.
✓ A pasta de cimento, com índice de consistência normal, constitui
uma mistura padronizada de cimento e água que apresenta
propriedade reológica constante, sendo utilizada para a verificação
dos tempos de pega.
✓ Busca-se então, com o uso de pasta de consistência normal, igualar
a viscosidade das pastas testadas e, desta forma, permitir que os
resultados sejam comparáveis.
✓ Essa consistência normal é verificada no aparelho de Vicat,
utilizando-se a chamada sonda de Tetmajer, um corpo cilíndrico,
metálico, liso, de 10 mm de diâmetro e terminado em seção reta.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 38
INSERIR TEXTO
Pasta de Consistência Normal
✓ A sonda é posta a penetrar
verticalmente em pasta fresca por
ação de um peso total (incluindo a
sonda) de 300 g.
✓ Na figura a seguir está
representado o aparelho de Vicat.
✓ No ensaio de consistência da
pasta, a sonda penetra e
estaciona a certa distância do
fundo do aparelho.
✓ Essa distância, medida em
milímetros, é denominada índice
de consistência.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 39
INSERIR TEXTO
Pasta de Consistência Normal
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 40
INSERIR TEXTO
Pasta de Consistência Normal
✓ A pasta, preparada para ensaios de tempo de pega, deve ter uma
consistência normal de 6 mm, isto é, a sonda de Tetmajer deve
estacionar à distância de 6±1 mm do fundo da amostra.
✓ A determinação da água de consistência normal é feita por
tentativas.
✓ Entretanto, o trabalho pode ser simplificado, considerando que a
penetração da sonda varia quase linearmente com a quantidade de
água de amassamento, permitindo, assim, o cálculo da quantidade
de água que forneça a consistência normal, mas este valor
necessita ser confirmado experimentalmente.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 41
INSERIR TEXTO
Tempo de Pega
✓ A partir do instante em que a água entra em contato com o cimento
ocorrem reações químicas, cuja consequência é um gradativo
enrijecimento ou aumento de viscosidade da pasta.
✓ O fenômeno da pega do cimento compreende a evolução das
propriedades mecânicas da pasta no início do processo de
endurecimento, propriedade essencialmente física decorrente de
um processo químico de hidratação.
✓ É um fenômeno artificialmente definido como o momento em que a
pasta adquire certa consistência que a torna imprópria a um
trabalho.
✓ Tal conceituação se estende, evidentemente, tanto à argamassa
quanto aos concretos nos quais a pasta de cimento está presente e
com missão aglutinadora dos agregados.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 42
INSERIR TEXTO
Tempo de Pega
✓ No processo de hidratação, os grãos de cimento que, inicialmente,
se encontram em suspensão vão-se aglutinando paulatinamente
uns aos outros, por efeito de floculação, conduzindo à construção
de um esqueleto sólido, finalmente responsável pela estabilidade da
estrutura geral.
✓ O prosseguimento da hidratação em subsequentes idades conduz
ao endurecimento responsável pela aquisição permanente de
qualidades mecânicas, características do produto acabado.
✓ A pega e o endurecimento são dois aspectosdo mesmo processo
de hidratação do cimento, vistos em períodos diferentes — a pega
na primeira fase do processo e o endurecimento na segunda e
última fase do mesmo.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 43
INSERIR TEXTO
Tempo de Pega
✓ A partir de certo tempo após a mistura, quando o processo de pega
alcança determinado estágio, a pasta não é mais trabalhável, não
admite operação de remistura.
✓ Tal período de tempo constitui o prazo disponível para as operações
de manuseio das argamassas e concretos, após o qual esses
materiais devem permanecer em repouso, em sua posição
definitiva, para permitir o desenvolvimento do endurecimento.
✓ A caracterização da pega dos cimentos é determinada em dois
tempos distintos — o tempo de início e o tempo de fim de pega.
✓ O início de pega caracteriza o início do crescimento brusco da
viscosidade e, em geral, não ocorre antes de uma hora após a
adição de água.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 44
INSERIR TEXTO
Tempo de Pega
✓ O tempo de fim de pega caracteriza-se pela passagem da pasta do
estado plástico para o estado sólido.
✓ O procedimento de determinação dos tempos de pega é definido
pela ABNT NBR NM 65:2003.
✓ Os ensaios são realizados com pasta de consistência normal e com
o aparelho de Vicat.
✓ Nesse aparelho mede-se a resistência à penetração de uma agulha
(agulha de Vicat) na pasta de cimento.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 45
INSERIR TEXTO
Tempo de Pega
✓ Essa amostra de consistência normal é ensaiada no aparelho de
Vicat à penetração de uma agulha de corpo cilíndrico circular, com 1
mm² de área de seção e terminando em seção reta.
✓ A amostra é ensaiada periodicamente à penetração pela agulha de
Vicat, determinando-se o início da pega no momento em que a
agulha de Vicat, descendo sobre a pasta de consistência normal,
estacionar a 1 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 realizada 30 s após o início da penetração da agulha na
pasta.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 46
INSERIR TEXTO
Tempo de Pega
✓ 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 início da pega.
✓ Após a constatação do início de pega, recomenda-se fazer leituras
a intervalos regulares de 10 min.
✓ A primeira entre três leituras sucessivas e iguais, superiores a 38,0
mm, constitui a indicação do fim de pega.
✓ Na obra procede-se, quando necessário — por exemplo, para
eliminar a suspensão de um cimento geralmente em processo muito
lento de pega — a um ensaio grosseiro, que consiste na moldagem
de uma série de pequenas bolas com pastas de consistência
semelhante à normal de laboratório.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 47
INSERIR TEXTO
Tempo de Pega
✓ Submetendo-as a posteriores esmagamentos com os dedos,
quando o esmagamento deixa de ser plástico, tem-se,
grosseiramente, o início da pega; quando as bolas se esfarinham
por ação de esforço muito maior, tem-se o fim da pega.
✓ A importância prática deste ensaio está no controle de qualidade do
cimento, verificar se as adições de gesso estão nos teores
preestabelecidos, uma vez que é este que controla o fenômeno de
pega no cimento ou, no caso de concretagens, o concreto precisa
ser lançado no estado plástico.
✓ A ocorrência da pega do cimento deve ser regulada tendo em vista
os tipos de aplicação do material, devendo-se processar
ordinariamente em períodos superiores a uma hora após o início da
mistura.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 48
INSERIR TEXTO
Tempo de Pega
✓ Nesse prazo são desenvolvidas as operações de manuseio do
material, mistura, transporte, lançamento e adensamento.
✓ Há casos, entretanto, em que o tempo de pega deve ser diminuído
ou aumentado.
✓ Nas aplicações em que se deseja uma pega rápida, como, por
exemplo, nas obturações de vazamentos, são empregados aditivos
ao cimento, conhecidos como aceleradores de pega.
✓ Tais aditivos serão tratados mais adiante, cabendo, no momento, a
citação de dois exemplos de aceleradores, o cloreto de cálcio e o
silicato de sódio.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 49
INSERIR TEXTO
Tempo de Pega
✓ Contrariamente, em outros processos tecnológicos, ressalta-se a
conveniência de um tempo de pega mais longo, como, por
exemplo, nas operações de injeção de pastas e argamassas e nos
lançamentos de concretos sob água, quando então se empregam
aditivos denominados retardadores.
✓ Entre estes, citam-se os açúcares ordinários, a celulose e outros
produtos orgânicos.
✓ Em alguns cimentos, ocorre, mesmo que raramente, o fenômeno da
falsa pega, que tem as características da pega ordinária, mas o
período é mais curto e não corresponde à evolução já descrita para
o fenômeno.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 50
INSERIR TEXTO
Tempo de Pega
✓ Trata-se de uma anomalia, geralmente atribuída ao comportamento
do gesso adicionado ao cimento no processo de manufatura, que
pode ser corrigida por destruição do incipiente esqueleto sólido e
formação mediante ação enérgica de mistura ou remistura.
✓ Têm sido tentados outros procedimentos para a medida de outras
características físicas da mistura que conduzissem a uma melhor
caracterização de fenômenos da pega.
✓ A medida da evolução do valor do atrito interno da pasta de cimento
mostra claramente pontos de estreita correlação com os ensaios de
penetração de agulha, confirmando, pelo crescimento rápido desse
valor no intervalo entre o tempo de início e o de fim de pega, a
ocorrência de uma aglomeração de marcantes características
mecânicas no interior da massa durante essa fase do processo de
hidratação. Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 51
INSERIR TEXTO
Tempo de Pega
✓ Medições realizadas sobre os valores de velocidade de propagação
do som durante o início de hidratação das pastas têm mostrado
pontos característicos coincidentes com os tempos de início e fim
de pega definidos por penetração de agulha.
✓ O mesmo ocorre no exame dos valores de resistência elétrica a
correntes de alta frequência, em que as curvas também mostram
pontos característicos coincidentes com os tempos de início e fim
de pega.
✓ Não há dúvida de que, embora artificialmente definido o fenômeno,
ele corresponde a uma realidade física caracterizada por pontos
importantes no desenvolvimento do processo de endurecimento de
aglomerante nos seus primeiros tempos de vida.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 52
INSERIR TEXTO
Tempo de Pega
✓ Na figura a seguir é representada a evolução dos valores das
velocidades de propagação do som e da resistividade elétrica.
Fonte: Oliveira & Miranda (2019). 53
INSERIR TEXTO
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
✓ ABITANTE, A. L.; LISBOA, E. S. Materiais de construção. 2.ª
ed. Porto Alegre, SAGAH, 2017.
✓ LINTZ, R. C. C.; MARTINÊS, M. Cal, gesso e argamassa. Notas
de aula: EB603 – Ciência e Tecnologia dos Materiais. Faculdade
de Tecnologia, Universidade Estadual de Campinas.
✓ OLIVEIRA, H. M.; MIRANDA, L. F. R. In: BAUER, L. A. F.
Materiais de construção. Coordenação João Fernando Dias.
6.ª ed. Rio de Janeiro, LTC, 2019.
54