PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS DOS CIMENTOS

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1 LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS DOS CIMENTOS Fundamental para: Determinar composição do betão superfície específica do cimento Determinar (às vezes) se o cimento está já parcialmente hidratado Massa volúmica Parâmetros de cálculo: MASSA e VOLUME Definição do VOLUME: a partir do deslocamento de 1 líquido (gasolina ou petróleo) num velumenómetro Se MV < 3,05 cimento adulterado, mal cozido, parcialmente hidratado Velumenómetro de 1 Le Châtelier

2 LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Massa volúmica 2

3 LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Propriedade muito importante Finura Moagem CLÍNQUER + GESSO operação de fabrico + cara Exige controlo cuidado Existem vários métodos de definição Veloc. hidratação = f (finura) finura >> resist. >> inicial >> taxa de calor inicial > Finura + gesso Moagem >>> cara Pasta de cimento com: Retracção > Fendilhação > 3 < exsudação Cimento + deteriorável ao ar

4 LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Finura Métodos de determinação da finura do cimento 1 Resíduo de peneiração NP EN (1990) Métodos de ensaio de cimentos. Determinação da finura Método limitado impossível peneirar # < 50 µm e # < 75 µm só por via húmida Dantes: Resíduo # 90 µm < 10% Agora: Não há limite imposto MÉTODOS: Processo actual determinação da superfície específica A a partir da curva granulométrica B a partir da permeabilidade de um fluido que atravessa uma camada de partículas C a partir da quantidade de gás inerte adsorvido à superfície das partículas 4

5 LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Finura Métodos de determinação da finura do cimento determinação da superfície específica A a partir da curva granulométrica (cg) Definição de cg φ < 75 µm Sedimentação Lei de Stokes Elutriação sedimentação exemplo método de Wagner Fluido petróleo Absorção luminosa de 1 feixe de luz Fonte luminosa Suspensão Célula fotoeléctrica amperímetro Bureta p/ medição dos tempos 5

6 LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Finura Métodos de determinação da finura do cimento determinação da superfície específica A a partir da curva granulométrica (cg) (cont.) Sedimentação método de Wagner Elutriação método do fluorómetro SECO Velocidade <<< 7,5 φ < 7,5 µm granulometria uniforme φ (médio) = 3,75 µm 6

7 LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Finura Métodos de determinação da finura do cimento determinação da superfície específica B a partir da permeabilidade de um fluido que atravessa uma camada de partículas Princípio: Resistência ao escoamento de 1 gás através de 1 camada de pó com porosidade conhecida depende da superfície específica das partículas que compõem o pó Método de Blaine (NP EN (1990) o + usado Não aplicável a finuras << que a do cimento Portland Ex: sílica de fumo, cinzas volantes Faz-se passar 1 volume de ar (a pressão variável) através da camada de pó Regista-se o tempo que o ar leva a atravessar a camada Define-se o coeficiente de permeabilidade Superfície específica (S) S = K (t) 1/2 K constante (depende do permeabilimetro 7

8 LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Finura Métodos de determinação da finura do cimento determinação da superfície específica B a partir da permeabilidade de um fluido que atravessa uma camada de partículas Permeabilímetro de Blaine Determinação da permeabilidade 8

9 LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Finura Métodos de determinação da finura do cimento determinação da superfície específica C a partir da quantidade de gás inerte adsorvido à superfície das partículas Aplicável a pós + finos do que o cimento Portland Gás utilizado: Azoto (BET) Cimentos com determinada sup. específica Elevada resist. inicial (R i ) + 50% das partículas com 3 µm < φ < 30 µm (i.e. partículas mto finas e partículas mto grossas) Ainda > R i e elevada resist. a longo prazo + 90% de 3 µm < φ < 30 µm 9

10 LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Finura Partículas com: φ < 4 µm mto ricas em SO 3 e álcalis φ > 30 µm mto ricas em C 2 S 4 µm < φ < 30 µm ricas em C 3 S razão da relevância destes diâmetros 10

11 LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Resistência mecânica Avaliação depende: condições de amassadura preparação dos provetes ensaio seleccionado NP EN (1990) Propriedade + importante Com vista a aplicações estruturais Ensaios preconizados: - Flexão - Compressão (+ importante) Argamassa normalizada Traço (em peso) 1 : 3 : 0,5 1 parte de cimento 3 partes de areia Relação água/cimento de 0,5 cimento peneirado # 60 µm água destilada* Areia natural siliciosa grão arredondado granulometria 11

12 LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Resistência mecânica Amassadura Mecânica (misturador) Preparação de Argamassa Normal (NP EN 196-1) 1) 2) 3) 4) 5) 6) 12

13 LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Resistência mecânica Moldagem Molde de 3 prismas Compactação Compactador 4cm 4cm Limites de idade dos provetes desde a amassadura até ao início do ensaio Prisma 16cm 13

14 LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Resistência mecânica Flexão Ensaio Equipamento de ensaio Razão de crescimento da força 50 ± 10 N/seg Regista-se a força (F f ) correspondente à rotura por flexão de cada provete F f média dos 3 prismas R f resistência à flexão do cimento (MPa) 14

15 LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Resistência mecânica Compressão Ensaio Sobre os 6 meios prismas resultantes do ensaio de flexão Razão de crescimento da força 2400 ± 200 N/seg Regista-se a força (F C ) correspondente à rotura por compressão de cada provete meio prisma Pratos da prensa F C média dos 6 meios prismas (N) R C resistência à compressão do cimento 15(MPa)

16 LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Resistência mecânica Classificação dos cimentos baseia-se na endurecimento normal endurecimento rápido Resistência à compressão Propriedade + importante endurecimento rápido elevada resistência inicial respeitar valores de resistência especificados aos 2 dias 16