Caracterização reológica de argamassas

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1 universidade de aveiro Caracterização reológica de argamassas H. Paiva 1, L.M. Silva 2, J.A. Labrincha 3, V.M. Ferreira 1 1 Dep to de Engenharia Civil, Universidade de Aveiro 2 St Gobain Weber-Cimenfix, Aveiro 3 Dep to de Engenharia Cerâmica e do Vidro, Universidade de Aveiro 1º Congresso Nacional de Argamassas da Construção (APFAC) Lisboa, 24-25/11/25 25/11/25

2 Objectivo Estudo do comportamento reológico de argamassas; Definição de um procedimento de análise reológica fiável e sensível que permitisse a compreensão do comportamento em fresco destes materiais e também do seu próprio desenvolvimento;

3 A reologia é a ciência do fluxo e deformação dos materiais que estuda as relações entre a tensão, a deformação e o tempo. Tensão (τ) Fluidificante Newtoniano Binghamiano Espessante Deformação (γ) As argamassas são suspensões que podem envolver ligantes, agregados, água, cargas e ainda adjuvantes e que apresentam um comportamento reológico de acordo com o modelo de Bingham (τ = τ + µγ);

4 Para a avaliação do comportamento reológico tem-se recorrido a diversos métodos: Método de espalhamento - processo simples, rápido, de fácil instalação que caracteriza as argamassas em termos de trabalhabilidade. Pouco sensível a variações nas características reológicas e não permite separar componentes como a tensão de cedência e a viscosidade plástica. Com o reómetro (Viskomat PC), é possível estudar o comportamento ao longo do tempo ou construir curvas de fluxo, a partir de medidas da variação do torque (T) com a velocidade de rotação (N): No caso das argamassas, o seu comportamento é descrito por: T = g + h N coeficientes g e h, proporcionais à tensão de cedência e à viscosidade plástica, τ = (K/G)g e µ = (1/G)h, sendo K e G constantes do aparelho.

5 O comportamento reológico e o fenómeno da destruição estrutural: Em suspensões concentradas de sólidos em líquidos, a proximidade entre as partículas promove a floculação; Sob agitação, as partículas separam-se, retirada a agitação, pode-se observar refloculação que, se for totalmente reversível, pode-se chamar de tixotropia; Só que no caso de pastas de cimento ou de argamassas, deve falar-se de destruição /reconstrução estrutural uma vez que não existe uma recuperação total, ou seja, há uma destruição estrutural irreversível. Modelo: (a) Partículas de cimento secas em contacto; (b) Formação de membrana quando o cimento contacta com a água; a) b) c) (c) Ruptura das pontes das membranas sob acção de corte; (d) Reconstrução das membranas; (e) Em repouso, as partículas aproximam-se para uma distância mínima de acordo com a energia repulsiva, mas diferente da inicial (a). d) e)

6 O comportamento reológico e o fenómeno da destruição estrutural: É possível acompanhar este fenómeno de destruição estrutural pela evolução da área da histerese com o tempo nas curvas de fluxo (tensão vs. deformação ou T vs. N): Tensão Energia para destruir a estrutura Deformação

7 Procedimento experimental 1. Materiais Argamassa de reboco para exteriores (tipo monomassa); 2. Comportamento reológico das argamassas Estudo através de dois procedimentos distintos de execução do ensaio no reómetro : com um perfil de velocidade de rotação constante (patamar) e, com um perfil de velocidade descendente (escada). patamar Escada velocidade (rpm) velocidade (rpm) tempo (min) tempo (min)

8 Pretende-se com o perfil em patamar estudar o comportamento reológico ao longo do tempo e observar a evolução do fenómeno de destruição estrutural, patente nos cimentos e argamassas, através das curvas de fluxo (T vs. N) medidas ao longo do tempo de ensaio. Com o perfil em escada pretende-se uma avaliação mais precisa dos parâmetros reológicos de acordo com o modelo de Bingham (T=g+hN), ou seja, a tensão de cedência e a viscosidade plástica, uma vez que se atinge para cada valor de Velocidade (N) um valor de equilíbrio ou estacionário para o Torque (T).

9 Resultados 1. Comportamento reológico das argamassas ao longo do tempo: Perfil tipo patamar: Reprodutibilidade do ensaio 3 Argamassa base (AB) (3 ensaios a amostras de igual composição) Torque (Nmm) tempo (min) No valor de equilíbrio de torque, a estrutura está completamente destruída ou então existe um equilíbrio entre a velocidade de destruição e a velocidade de reconstrução.

10 (t= min, 16 rpm) (t=15 min, 16 rpm) T (N m m ) N (rpm) T (N m m ) N (rpm) T (N m m ) (t=3 min, 16 rpm) N (rpm) Curvas de fluxo retiradas ao longo do tempo de ensaio; Constata-se o comportamento típico de um fluido de Bingham; Observa-se ainda o fenómeno da destruição estrutural irreversível pela área da histerese nas curvas de fluxo e a sua diminuição ao longo do tempo de ensaio (agitação);

11 2. Avaliação dos parâmetros reológicos: T (Nm m ) (a) N (rpm) A avaliação dos parâmetros reológicos (g e h) é mais adequada utilizando o perfil tipo escada, uma vez que se retira os valores de torque de equilíbrio; Perfil patamar (T=g+hN) Perfil escada (b) T (Nm m ) y =.249x R 2 = N (rpm) T (Nmm) y =.118x R 2 = N (rpm)

12 Conclusões Avaliadas as condições ideais para a utilização da reometria em argamassas conclui-se que é possível medir o comportamento reológico quase até ao início da presa, apresentando este método uma elevada reprodutibilidade. É possível observar, através do perfil em patamar, o fenómeno de destruição estrutural, patente nos cimentos e argamassas, pela evolução da área de histerese nas curvas de fluxo (pode analisar-se também o efeito que os adjuvantes ou qualquer outro componente exercem neste fenómeno*). Estas curvas permitiram também concluir que o comportamento reológico de argamassas se descrevem com um modelo de Bingham, permitindo o cálculo de uma tensão de cedência e da viscosidade plástica destes materiais. Concluiu-se que para o cálculo destes dois parâmetros é mais fiável utilizar as curvas de fluxo decorrentes do perfil em escada (torque em equilíbrio).

13 universidade de aveiro Caracterização reológica de argamassas H. Paiva 1, L.M. Silva 2, J.A. Labrincha 3, V.M. Ferreira 1 1 Dep to de Engenharia Civil, Universidade de Aveiro 2 St Gobain Weber-Cimenfix, Aveiro 3 Dep to de Engenharia Cerâmica e do Vidro, Universidade de Aveiro 1º Congresso Nacional de Argamassas da Construção (APFAC) Lisboa, 24-25/11/25 25/11/25