ROTEIROS DE ENSAIOS:

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1 ROTEIROS DE ENSAIOS: CIMENTO E AGREGADOS Professora: Marilia Pereira de Oliveira Técnico do Laboratório: Allyson Bezerra Mossoró, 2013

2 1. CIMENTO PORTLAND: DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO NORMA: NBR 7215: 1996 MATERIAIS/EQUIPAMENTOS: Balança com capacidade mínima de 1000g e precisão de 0,1g; 624 ± 0,4g de cimento; 300 ± 0,2g de água; 468 ± 0,3g de areia normal fração fina(# 0,15); 468 ± 0,3g de areia normal fração média fina(# 0,30); 468 ± 0,3g de areia normal fração média grossa(# 0,60); 468 ± 0,3g de areia normal fração grossa(# 1,18); Misturador mecânico; Moldes cilíndricos, colarinho ou gola e soquete; Prensa universal; Régua metálica; Paquímetro; Placa de vidro; Espátula metálica; Desmoldante pano limpo e úmido; Copo de Becker. EXECUÇÃO: 01) Misturar a seco todas as frações de areia; 02) Preparar argamassa padrão: a. Ligar o misturador na velocidade baixa;

3 b. No espaço de 30seg. colocar com o auxílio do copo de Becker toda a água na cuba do misturador, bem como adicionar todo o cimento (anote o horário); c. Não desligue o misturador; d. No espaço de 30seg., colocar as areias já homogeneizadas; e. Mudar a velocidade do misturador para alta, por 30seg; f. Desligar o misturador; g. No espaço de 90seg., faça: Nos primeiros 15seg., raspe com a espátula a cuba e a pá, de modo que toda a argamassa fique no fundo da cuba; Espere 75seg. com a cuba coberta com um pano limpo e úmido; Retire o pano; Ligar o misturador na velocidade alta por 60seg.; Desligar o misturador. 03) Moldagem dos corpos de prova: a. Untar com o óleo a parte interna dos moldes; b. Colocar a argamassa nos moldes com o auxílio da espátula, em quatro camadas (¼ + ¼ + ¼ + ¼), promovendo em cada camada 30 golpes uniformes e homogeneamente distribuídos pela superfície, para isso use o soquete; c. Rasar todos os topos para posterior reconhecimento. 04) Cura inicial: a. Colocar sobre cada um dos moldes placas de vidro, de modo a protegeros topos; 05) Cura final: b. Levar todos os moldes com suas respectivas placas à câmara úmida; c. Deverão permanecer ali por um período de 20 à 24h; a. Desformar os corpos de prova;

4 b. Identifique-os melhor (marque-os com giz de cera em sua superfície lateral); c. Imergir todos os corpos de prova, separados entre si, em um tanque com água parada e saturada com cal, localizado dentro da câmara úmida; d. Deverão permanecer ali até o instante de seus rompimentos. 06) Capeamento: Durante a cura final, os corpos deverão se capeados com uma mistura fundida de enxofre, caulim, pozolanas, quartzo em pó ou outras substâncias que não alterem o ensaio, de modo a uniformizar os topos do corpo de prova (face do cilindro) promovendo um paralelismo entre os topos. O processo abaixo exige EPI s, tais como luvas de raspo de couro, óculos de segurança, avental e máscara com filtro para gases ácidos. a. Retirar os corpos de prova do tanque; b. Promover a liquefação dos componentes da camada capeadora; c. Untar o prato do capeador; d. Colocar a mistura liquefeita no prato do capedor, para isso use um cadinho; e. Sempre tangenciando a cantoneira do capeador, deslize o corpo de prova em direção ao prato do mesmo; f. Espere a solidificação da camada capeador; g. Repita esse procedimentos para a outra face, bem como para todos os corpos de prova; h. Colocar todos os corpos de prova novamente no tanque da câmara úmida. 07) Determinação da carga de ruptura: Os corpos de prova capeados deverão ser levados até à prensa universa, de modo a serem ensaiados quanto as resistência dos mesmos à compressão. O prato da prensa deverá estar limpo e o corpo de prova deverá estar centrado no mesmo, para a execução do ensaio. A velocidade de carregamento transmitida ao corpo de prova pela prensa, deverá ser de 0,20 a 0,30 Mpa por segundo.

5 Os corpos de prova deverão ser ensaiados nas seguintes idades: IDADE DE RUPTURA TOLERÂNCIA 24 horas ± 30 minutos 3 dias ± 1 hora 7dias ± 2 horas 28 dias ± 4 horas 91 dias ± 1 dia OBS.: a idade de um corpo de prova é contada a partir do instante que a água entrou em contato com o cimento, até o instante atual. RESULTADOS: Idade de dias. Corpo de Força Área Tensão Tensão Tensão Desvio Relativo Prova (Kgf) (cm²) (Kgf/cm²) (Mpa) Média (Mpa) Máximo (%) * ** *** **** ***** ****** ******* Onde: * identificação do corpo de prova. ** força obtida no manômetro (visor) da prensa.

6 *** Área da seção do corpo de prova. Área = π x R² ou π x ² **** Tensão em Kgf/cm² = Força Área ***** Tensão em Mpa = Tensão em Kgf/cm² 10 ****** Média aritmética das tensões em Mpa. Tensão Média = Tensões em Mpa nº de corpos ensaiados ******* DRM = a maior das diferenças entre a tensão média e cada uma das tensões em Mpa dividido pela tensão média e multiplicado por cem. D.R.M. = maior das diferenças x 100 Tensão média Logo: D.R.M. 6% - série aceita. D.R.M. > 6% - calcula-se uma nova média, desconsiderando o valor discrepante. Persistindo o fato (D.R.M. > 6%), refazer todo o ensaio. Série rejeitada. Comparar a tensão média com os dados extraídos da (NBR 7215) conforme o quadro: CP I S 32 CP II F 32 CP IV 32 CP V ARI Resistência à compressão 1 dia (Mpa) 14 Resistência à compressão 3 dia (Mpa) Resistência à compressão 7 dia (Mpa)

7 Resistência à compressão 28 dia (Mpa)

8 2. CIMENTO: DETERMINAÇÃO DA FINURA POR MEIO DA PENEIRA 75 mm (nº 200) NORMA : NBR 3432: 1991 MATERIAIS / EQUIPAMENTOS: Balança com precisão de 0,01g; Tampa, peneira # 0,075mm e fundo; Pincel médio e pequeno; Bastão de PVC; Flanela; Relógio ou cronômetro; Vidro-relógio; (vidraria) Amostra de cimento (50 ± 0,05g) Mi. EXECUÇÃO: 01) Peneiramento eliminação dos finos ( 3 a 5 min): a. A peneira deve estar limpa e ancaixada no fundo; b. Colocar o cimento sobre a malha da peneira; c. Imprimir suaves movimentos de vaivém na horizontal de maneira que o cimento se espalhe sobre a superfície da malha, peneiras até que os grãos mais finos passem quase que totalmente pela malha da peneira. 02) Peneiramento etapa intermediária (15 a 20min): a. Tampas a peneira; b. Retirar o fundo e dar suaves golpes no rebordo esterior do caixilho com o bastão de PVC para desprender as partículas aderidas à tela e ao caixilho da peneira; c. Limpar com o auxílio do pincel médio toda a superfície inferior da tela ; d. Esvaziar e limpar o fundo com a flanela;

9 e. Encaixar o fundo à peneira; f. Destampar e promover suaves movimentos de vaivém na horizontal de modo que o cimento fique uniformemente espalhado na tela, bem como girar e limpar a tela por baixo com o pincel médio a intervalos regulares. 03) Peneiramento peneiramento final (60seg): a. Colocar a tampa e o fundo da peneira; b. Segurar o conjunto com as duas mãos e, mantendo ligeiramente inclinado, imprimir movimentos rápidos de vaivém, girando o conjunto ± 60 (1/6 de volta) a cada 10seg; c. Limpar a tela por baixo com o auxílio do pincel médio recolhendo todo material ao fundo; d. Repetir esta etapa (item 3) do ensaio até que a massa de cimento que passa ao fundo durante o item 3 seja inferior a 0,05g (0,1% da massa inicial), para isso use o pincel pequeno. 04) Transferência do resíduo a. Transferir a parte retirada na peneira para um recipiente (vidro-relógio), para isso use o pincel médio; b. Pesar este material retido R com precisão de 0,01g. RESULTADO: O índice de finura é calculado pela fórmula: IF = R x 100(%) Mi O resultado é dado por uma única determinação e calculado até os décimos. OBS.: No processo mecânico utiliza-se o peneirador aerodinâmico com amostra de 20 ± 0,02g durante 3 minutos.

10 3. CIMENTO: DETERMINAÇÃO DO TEMPO DE PEGA NORMA: NBR NM 65: 2003 MATERIAIS /EQUIPAMENTOS: Balança com precisão de 0,01g; Misturador mecânico; Espátula; Capo de Becker; 500 ± 0,1g de cimento; Molde tronco cônico e placa de vidro; Aparelho de Vicat; Relógio / cronômetro. EXECUÇÃO: 01) Zerar o aparelho: a. Descer a agulha até a placa de vidro; b. Deixar a haste solta e em repouso, de modo que a agulha fique livremente encostada na placa de vidro; c. Ajustar o indicador do aparelho no zero; d. Subir a haste e fixá-la através do parafuso específico; 02) Preparar a pasta padrão, observando o instante em que se deu o contato do cimento com a água (anote o horário); 03) Encher e rasar o topo da fora tronco-cônica (que se apóia na placa de vidro) com a pasta padrão, para isso utilize a espátula: a. Colocar a forma tronco-cônica sobre a base do aparelho Vicat; b. Fazer descer suavemente a agulha até que haja contato com a pasta. Fixe-a então como o parafuso. Depois, soltar rapidamente a Agulha de Vicat (haste) sobre o modelo tronco-cônico, após 30 segundos fixe-a através do parafuso;

11 RESULTADO: UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO c. Efetuar a leitura no indicador; d. Tempo de início de pega: i. O início de pega é constatado no momento em que a agulha estacionar a (4 ± 1)mm da placa de vidro (anote o horário); ii. Caso não seja constatado o início de pega, levante a haste com a agulha, limpe-a e volte a descê-la até a superfície da pasta de modo que a nova tentativa não se de a menos de 10mm da borda do molde e entre as tentativas anteriores; iii. Até a constatação do início de pega fazer a leitura a cada 15 min. (respeitando os espaçamentos citados) e após o fim do início da pega, continuar a fazer as leituras em intervalos de 30 min. e. Tempo de início de pega: i. 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 da pega, cujo acessório anular facilita a observação exata de penetrações pequenas; ii. Inverter o molde cheio, de forma que os ensaios sejam feitos na face oposta (que estava em contato com a base), e efetuar as medidas conforme anteriormente; iii. O fim de pega é constatado quando a agulha penetrar pela primeira vez 0,5mm na pasta. (anote o horário); iv. É proibido o uso da mesma pasta que já foi utilizada para determinar a água de consistência normal. O resultado tempo de início de é expresso em horas e minutos, com aproximação de 5min., sendo seu valor obtido em uma única determinação. O mesmo se aplica ao resultado do tempo de fim de pega. O tempo de início de pega é o intervalo decorrido entre o instante em que se deu o contato do cimento com a água e o instante em que se constatou o início da pega.

12 O tempo de fim de pega é o intervalo decorrido entre o instante em que se deu o contato do cimento com a água e o instante em que se constatou o fim da pega. Dados obtidos: Conforme a água da pasta de consistência normal calculada: M água = M cimento = a/c = água/cimento = Massa da água / Massa de cimento = Tempo do início de pega =

13 5. AGREGADO: MASSA ESPECÍFICA: DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA DO AGREGADO MIÚDO POR MEIO DO FRASCO DE CHAPMAN NBR 9776 MATERIAIS /EQUIPAMENTOS: 1 Kg de areia; 400 ml de água. Balança com capacidade de 1 Kg e resolução de 1g; Frasco de Chapman; Funil de plástico; Pincel; Flanela. EXECUÇÃO: OBS.: Agregado miúdo (passante na peneira 4,75 mm). 01) Colocar água no frasco (até marca de 200 cm³); 02) Introduzir 500g de agregado seco, com a ajuda do funil; 03) Agitar até eliminar as bolhas de ar, com a ajuda de uma flanela; 04) Efetuar a leitura do nível atingido pela água. RESULTADO: A massa específica do agregado miúdo é calculada pela seguinte expressão: Onde: s = 500 L L 0 L 200 massa específica do agregado miúdo expressa em Kg/dm³; M s = massa do material seco (500 g); L 0 = leitura inicial do frasco (200 cm³); L = leituras do frasco final. OBS.: Duas determinações consecutivas não devem divergir entre si de mais de 0,05 Kg/dm³; Resultado expresso com três algarismos significativos.

14 6. AGREGADO: DETERMINAÇÃO DA MASSA UNITÁRIA NM 7251* MATERIAIS /EQUIPAMENTOS: A amostra deve ser coletada segundo o procedimento adotado na norma NBR NM 26 de maio de 2001; O volume do material deverá ser no mínimo o dobro do volume do recipiente utilizado; Balança com resolução de 100 g; Concha ou pá; Recipiente paralelepípedo de material metálico, conforme a tabela 1 abaixo. Dimensão máxima do agregado (mm) Volume mínimo do recipiente (dm³) D max 4,8 15 4,8 < D max D max > EXECUÇÃO: 01) Secar previamente o material ao ar; 02) Lançar o agregado a uma altura de 10 a 12 cm do recipiente, preenchendo-o totalmente; 03) Rasar o agregado miúdo com horizontais de haste metálica, evitando comprimir o agregado, rasar o agregado graúdo e, com os dedos, compensar os vazios que houver abaixo do nível do topo do recipiente com grãos deixados acima desse nível e determinar sua massa. RESULTADOS: A massa unitária é obtida como se segue: Massa unitária = Massa do agregado / volume do recipiente, g/cm³ OBS.: os resultados obtidos com duas determinações de massa unitária feita com o mesmo agregado não deve, diferir em mais de 0,02 g/cm³. *Cancelada e substituída pela NBR NM 45:2006, porém o laboratório não dispõe do equipamento como consta na nova norma.

15 7. AGREGADOS - DETERMINAÇÃO DO TEOR DE UMIDADE TOTAL PELO MÉTODO DA ESTUFA NBR 9939:2011 Teor de umidade do agregado é por definição a relação expressa em porcentagem entre a massa total da água envolvida na superfície dos grãos dos agregados a qual preenche os poros permeáveis do agregado em relação a sua massa seca. MATERIAIS/EQUIPAMENTOS 500 g de areia; Estufa; Espátula; Balança. AMOSTRAGEM a. Coletar a amostra do agregado úmido em vários pontos, o mais homogêneo possível, tomando cuidado para não perder umidade. b. Para agregado miúdo (areia) amostra mínima de 100 g. Quanto maior a amostra mais precisão no ensaio. EXECUÇÃO: a. Determinar a massa da amostra úmida Um; b. Coloque o recipiente com a amostra úmida na estufa por 24 horas na temperatura a 105 C, c. Após o tempo na estufa, determine a massa do agregado seco (Ms). OBS.: Faça o ensaio para 2 amostras de agregado miúdo.

16 8. AGREGADO: INCHAMENTO DO AGREGADO MIÚDO MATERIAIS /EQUIPAMENTOS: Encerado de lona; Balanças com capacidade de 50 Kg e resolução de 100 g e com capacidade de 200 g e resolução de 0,01 g; Recipiente padronizado (NBR 7251); Régua; Estufa; Cápsulas com tampa; Concha ou pá; Proveta graduada; A amostra deve ser o dobro do volume do recipiente. EXECUÇÃO: 01) Secar a amostra em estufa até constância de massa; 02) Resfriá-la sobre a lona e homogeneizar; 03) Determinar sua massa unitária conforme NBR 7251; 04) Adicionar água sucessivamente para a umidade de 0,50%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 7%, 9% e 12%. Teor de Umidade (%) Água (ml) 0, , , , , , , , ,0 3600

17 OBS.: A cada adição de água, considerar o complemento da água já adicionada antes. Para cada adição de água: a. Homogeneizar a amostra; b. Determinar sua massa unitária úmida ; c. Coletar material em cápsulas para determinação da umidade em estufa. RESULTADO: 01) Para cada massa unitária determinada, calcular o teor de umidade do agregado; 02) Para cada teor de umidade, calcular: Cl = V h = µ x (100 + h) V s µ h 100 Onde: Cl = coeficiente de inchamento; H = umidade do agregado (%); µ = massa unitária do agregado seco (Kg/dm³); µ h = massa unitária do agregado com h% de umidade (Kg/dm³). 03) Assinalar os pares de valores (h, V h /V s ) em gráfico, e traçar curva de inchamento; 04) Traçar a tangente a curva, paralela ao eixo das umidades, pelo ponto Cl máximo; 05) Traçar a corda que une a origem de coordenadas ao ponto de tangência da reta traçada anteriormente (Cl máximo); 06) Traçar nova tangente à curva, paralela a esta corda, e determinar: a. A umidade crítica que corresponde, na abscissa, ao ponto de interseção das duas tangentes; b. O coeficiente de inchamento médio que corresponde à média aritmética entre os Cl máximos e aquele correspondente à umidade crítica. OBS.: O coeficiente de inchamento médio é empregado para correção do volume dop agregado miúdo; Seu emprego é adequado quando a umidade do agregado é superior ou igual à umidade crítica.

18 9. AGREGADO: ANÁLISE GRANULOMÉTRICA NBR 248: 2003 MATERIAIS /EQUIPAMENTOS: Balança com resolução de 0,1g da massa da amostra; Estufa; Peneiras (tabela 1) + tampas + fundo; Agitador de peneiras; Bandejas; Escova ou pincel. A massa mínima para o ensaio é proporcional à dimensão máxima do agregado e deve estar de acordo com a tabela 2. Tabela 1

19 Tabela 2 EXECUÇÃO: O ensaio deve ser realizado para duas amostras de agregados (M1 e M2).

20 01) Formar as amostras para o ensaio seguindo a tabela 2 para agregado graúdo e para agregado miúdo considerar 0,5Kg para o ensaio; 02) Montar a série de peneiras, observando-se a ordem crescente (base para topo) da abertura das malhas; 03) Colocar a amostra (M1) ou porções da mesma sobre a peneira superior do conjunto, de modo a evitar a formação de uma camada espessa de material sobre qualquer uma das peneiras; 04) Executar o peneiramento, com o agitador de peneiras (mecânico) ou de forma manual; 05) Pesa-se o material que ficou retido em cada peneira; 06) Repetir o ensaio para uma segunda amostra (M2). RESULTADOS: Para cada amostra, calcular: 01) A percentagem retida em cada peneira com aproximação de 0,1%; 02) A percentagem média retida e acumulada com aproximação de 1%; 03) O módulo de finura, com aproximação de 0,01. OBS.: a) O somatório de todas as massas retidas nas peneiras e no fundo não pode diferir mais de 0,3% da massa inicial da amostra; b) As amostras M1 e M2 devem apresentar necessariamente a mesma dimensão máxima característica; c) Nas duas amostras, valores de percentagem retida individualmente não devem diferir de mais de 4% entre peneiras da mesma abertura de malha. 04) A partir dos dados coletados preencher a tabela 3.

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22 10. AGREGADO: ÍNDICE DE FORMA DE AGREGADO GRAÚDO PELO MÉTODO DO PAQUÍMETRO NBR 7809/83 MATERIAIS /EQUIPAMENTOS: A amostra deve ser coletada segundo o procedimento adotado na norma NBR NM 26 de maio de 2001; A quantidade de material utilizado no ensaio é de acordo com a dimensão máxima apresentada na tabela 1. Dimesão máxima (mm) Massa mínima (Kg) D max < D max < < D max < D max > Tabela 1: relação massa mínima / dimensão máxima Paquímetro; Balança (resolução 0,1 g); Balança (resolução 1 g); Serie normal de peneiras, com as seguintes aberturaas de malha: 0,15; 0,3; 0,6; 1,2; 2,4;4,8; 9,5; 19; 38; 76 mm, de acordo com a NBR NM-ISO 3310 parte 1 e 2; Peneiras intermediárias, com as seguintes aberturas de malha: 6,3; 12,5; 25; 32; 50mm, de acordo com a NBR NM-ISSO 3310 parte 1 e 2; Escova com cerdas de náilon; Escova com cerdas de latão; Recipiente plástico para a determinação da massa; Estufa (110 ± 5) C. EXECUÇÃO: 01) Seca o material em estufa até constância de peso;

23 02) Determinar a composição granulométrica do agregado de acordo com o método NBR 7217; Nota: desprezar as frações que passam na peneira de 9,5 mm e aquelas com porcentagens retidas individuais inferior a 5 %. 03) Calcular, para cada fração, o número de grãos necessários para o ensaio: N i = 200 x F i F 1 + F F i F n Onde: N i = némuro de grãos para medição da fração i; F i = porcentagem retida individual da fração i; F 1 +F F i F n = soma das porcentagens retidas individuais das frações que serão medidas; 200 = número total de grãos necessários para o ensaio. 04) Quartear cada fração até obter a quantidade necessária de material; 05) Determinar, com aproximação de 0,1 mm, as dimensões C e e de cada grão (figura 1) sendo: C = comprimento de um grão: é a maior dimensão possível de ser medida e define a direção do comprimento; e = espessura de um grão: é a menor distância possível entre dois planos paralelos à direção do comprimento do grão; 06) Calcular, com aproximação de 0,1, o fator C/e para cada grão; 07) Calcular, com aproximação de 0,1, a média dos duzentos fatores C/e,correspondentes aos duzentos grãos medidos. Expressar o índice de forma do agregado como a média dos duzentos fatores C/e. OBS.: lembrar que a medida e do grão não é simplesmente a menor espessura do grão, e, sim a menos distância possível entre dois planos paralelos à direção da medida C.

24 11. AGREGADO GRAÚDO - ENSAIO DE ABRASÃO "LOS ÁNGELES" NBR 7809/83 MATERIAIS /EQUIPAMENTOS: Brita Calcária, segundo Tabela 2; Brita Granítica, segundo tabela 2; Máquina Abrasão Los Angeles ; Bandeja; Peneira 2,00 mm; Balança; Estufa. Carga abrasiva A quantidade de carga abrasiva depende do tipo de material a ser ensaiado, conforme definido na tabela 1. Preparação da amostra 1) A amostra destinada ao ensaio deve ser obtida separando, por peneiramento, as diferentes frações do agregado, de acordo com a tabela 2.

25 2) Lavar e secar separadamente cada fração do agregado em estufa a (107,5±2,5)oC, até obter, em duas pesagens sucessivas, massa constante (± 0,5 g). 3) Verificar qual o tipo de material definido na tabela 2 que mais se aproxima do agregado em estudo; pesar as quantidades correspondentes das frações obtidas em 4.2, de forma a completar a massa total da amostra, nas proporções estabelecidas na tabela 2 e misturá-las entre si. EXECUÇÃO: 01) Pesar, com precisão de 1 g, a amostra obtida conforme 4.3, secá-la em estufa e colocá-la, juntamente com a carga abrasiva, dentro do tambor. Fazer o tambor girar a uma velocidade compreendida entre 30 rpm e 33 rpm, até completar 500 rotações para graduações A, B, C e D ou até competar rotações para graduações E, F e G de acordo com a tabela 2. 02) Retirar o material do tambor e peneirá-lo na peneira com abertura de malha de 1,7 mm. 03) Lavar e secar em estufa a (107,5±2,5)oC a fração retida na peneira definida em 5.2 e pesá-la, com precisão de 1 g. RESULTADOS Calcular a porcentagem de perda por abrasão através da fórmula seguinte: onde: P, é a perda por abrasão, em porcentagem; m, é a massa da amostra seca, determinada de acordo com 5.1, em gramas; m1, é a massa do material retido na peneira com abertura de malha de 1,7 mm, de acordo com 5.2, em gramas.

26 EEEEEEDDDDE OBS.: TODAS AS TABELAS, LISTAS E INFORMAÇÕES FORAM RETIRADAS DAS NORMAS, DE ACORDO COM CADA ENSAIO E SUA NORMATIZAÇÃO.