Associação Educativa Evangélica UniEvangélica Curso de Engenharia Civil Professora Moema Castro, MSc. Apresentação 2 A qualidade do cimento é fundamental para a produção de um bom concreto; MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL II ENSAIOS EM CIMENTO AULAS 02 E 03 É recomendável que o comprador ou um laboratório independente realize ensaios de aceitação periódicos ou examine as propriedades de um cimento a ser utilizado para algum propósito especial. Anápolis, 2017/1. Ensaios de Aceitação do Cimento 1. Finura 3 1. Finura do cimento 4 A área superficial total de cimento representa o material disponível para hidratação; 2. Consistência de pasta normal A hidratação começa na superfície das partículas de cimento; 3. Tempo de pega 4. Expansabilidade 5. Resistência A velocidade de hidratação depende da finura das partículas de cimento; Para um rápido desenvolvimento da resistência, é necessária uma finura elevada.
1. Finura do cimento 5 Tanto a BS quanto a ASTM exigem a determinação da superfície específica(em m²/kg). Distribuição do tamanho das partículas por sedimentação ou decantação. MétodosbaseadosnaLeideStokes Dá a velocidade terminal de queda, pela ação da gravidade, de uma partícula esférica em um meio fluido. 2.1 Finura do cimento 6 No Brasil, as normas de cimento especificam valores de finura em relação à área específica. Métodos: Blaine ABNT NBR 16372:2015 Peneira 75 µm(nº200) ABNT NBR 11579:2012 Peneirador aerodinâmico ABNT NBR 12826:2014 Norma técnica ABNTNBRNM43:2003 Objetivo 7 Determinar, para qualquer tipo de cimento, a quantidade de água necessária para obter uma pasta com consistência padrão. Aplicação Paraadeterminaçãodostemposdeinícioefimdepega; Metodologia 8 A consistência é determinada peloaparelhodevicat, que mede a profundidade de penetração de uma sonda de 10 mm de diâmetro (sondadetetmajer)sobaaçãodopesopróprio. A pasta de consistência normal é estabelecida quando a profundidade de penetração atinge um determinado valor. A quantidade de água necessária expressa como uma porcentagem damassadecimentosecositua-seentre26e33%. Para o ensaio de expansabilidade de Le Chatelier.
Aparelhagem 9 Procedimento de ensaio 10 Balança com capacidade mínima de 1000g e resolução de 0,1g; Misturador mecânico; Espátula; Molde troncocônico e placa de vidro; Aparelho de Vicat com sonda de Tetmajer acoplada. Cronômetro Introduzir a água no recipiente do misturador, medida com precisãode0,5g; Adicionar lentamente a quantidade de cimento e aguardar 30 s; Ligar o misturador em velocidade baixa durante 30 s; Parar a mistura e raspar as paredes da cuba, fazendo com quetoda a pasta aderida a elas fique no fundo; realizar essa operaçãoem15s; Ligar o misturador na velocidade alta durante 1 min. ARGAMASSADEIRA COM PÁ E CUBA Procedimento de ensaio Introduzir uma quantidade da pasta no molde troncocônico colocado sobre uma placa de vidro com auxílio da espátula, regularizando e alisando a superfície; No aparelho de Vicat, colocar a sondadetetmajeremcontatocoma superfície da pasta e, após 45 segundos do final de amassamento dapasta,soltarahastedasonda; Após 30 segundos, efetuar a leitura da distância, em milímetros, da extremidade da sonda ao fundo da forma- índice de consistência; A consistência da pasta é considerada normal quando o índice de consistência for igual a 6mm ± 1mm. 11 VICAT P/ENSAIO DE CIMENTO NBR11581/ NM43 RESULTADO 12 A água da pasta de consistência normal é expressa em percentagem de massa relativa ao cimento, arredondada ao décimo mais próximo. EXEMPLO Massadecimento =500g Massa de água: a ser determinada por tentativas Consistência normal: pasta em que a sonda de Tetmajer fica a 6mm ±1mmdaplacadevidrodabase.
Descreve o enrijecimento da pasta de cimento. 13 Pegaserefereàmudançadoestadofluidoparaoestadorígido. A pega é causada principalmente pela hidratação do C 3 A e C 3 S e é acompanhada pela elevação da temperatura na pasta de cimento. Início de pega rápida elevação de temperatura. Fimdepega picodetemperatura. Falsa pega não há liberação de calor e o concreto pode ser remisturado sem a adição de água. Pega instantânea é caracterizada pela liberação de calor. Iníciodepega 14 Para determinação do tempo de início de pega, o aparelho de Vicat é novamente utilizado, dessa vez empregando uma agulha de 1 mm de diâmetro, sob a ação de um peso normalizado, penetrando em uma pasta de cimento de consistência normal. Quando a agulha não penetra mais que 5 mm, a partir do fundo do molde, considera-se que o início da pega ocorreu (sendootempomedidodesdeaadiçãodeáguaaocimento). Iníciodepega 15 A BS estabelece o tempo mínimo que pode variar entre 45 minutos e 60 minutos, dependendo da classe de resistência do cimento. A ASTM especifica o tempo de pega mínimo de 60 minutos para os cimentos Portland. No Brasil, o tempo mínimo de pega especificado, em horas, paratodososcimentosbrasileiroséde1hora(60minutos). Fimdepega 16 O fim de pega é determinado por uma agulha com um acessório vazado de metal, de forma a deixar uma marca circular de 5 mm de diâmetro, acoplado a 0,5 mm acima da ponta da agulha. O tempo de fim de pega é estabelecido quando a agulha faz uma marca na superfície da pasta, mas a borda cortante não consegue marcar a pasta.
Fimdepega 17 Aparelhagem 18 As normas britânicas estabelecem que o fim da pega deve ocorrer em um tempo máximo de 10 horas para os cimentos Portland, sendo este mesmo valor especificado pelas normas americanas ASTM. No Brasil, o tempo máximo de fim de pega é estabelecido em 10 horas para todos os cimentos, exceto para os cimentos Portlanddealto-fornoepozolânico,emqueessetempoéde12 horas. Balança com capacidade mínima de 1000g e resolução de 0,1g; Misturadormecânico; Espátula; Molde troncocônico e placa de vidro; Aparelho de Vicat com agulha de Vicat acoplada. Câmaraúmida Execuçãodoensaio(ABNTNBRNM65:2003) Condições do ambiente 19 As condições do ambiente para a execução do ensaio (penetração da agulha) devem ser tais que proporcionam umidade relativa igual ou superiora70%. AjustedoaparelhodeVicat 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. 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. Determinação do tempo de início de pega 20 O início da pega é determinado quando a agulha penetra na pasta atéumadistânciade(4±1)mmdaplacabasedevidro. 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 30 segundos 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 queseconstatouofimdapega.
Determinação do tempo de fim de pega 21 Após a constatação do início da pega, fazer leituras a intervalos regulares de 10 min. Otempodefimdepegaéointervalodecorridoentreoinstanteem que se lançou a água de amassamento à pasta e o instante em que seconstatouofimdepega. Ofimdepegaéestabelecidonomomentoemqueaagulhapenetra 0,5mmnapasta. 2.4 Expansabilidade 22 É essencial que a pasta de cimento, após a pega, não sofra uma grande alteração de volume. Uma expansão significativa (acima de uma limite estabelecido) pode causar a desagregação da pasta de cimento endurecida. Essas expansões podem ser causadas devido às reações de cal livre, magnésio e sulfato de cálcio. Os cimentos que apresentam esse tipo de expansão são classificados como expansivos. Callivre 2.4 Expansabilidade 23 Magnésio(MgO) 2.4 Expansabilidade 24 Está presente no clínquer, intercristalizada com outros compostos e, em função disso, hidrata-se muito lentamente, ocupando um volume maior que o óxido de cálcio livre original. Acallivrenãopodeserdeterminadapelaanálisequímicadocimento por não ser possível distinguir entre o CaO que não reagiu e o Ca(OH) 2 produzido pela hidratação parcial dos silicatos quando o cimentoéexpostoaoar. Na prática, a expansabilidade decorrente da cal livre é bastante rara. Reage com água de maneira similar ao CaO, mas somente sua forma cristalina tem uma reação deletéria que causa expansabilidade. Sulfatodecálcio(CaSO 4) Causa expansão pela formação de sulfoaluminato de cálcio (etringita) devido à reação com o sulfato de cálcio excedente (nãoutilizadopeloc 3 Aduranteapega).
25 Os ensaios de resistência não são feitos na pasta de cimento pura devido à dificuldade de obtenção de bons corpos de prova e de ensaio, e conseqüentemente variabilidade de resultados. Existem vários ensaios para determinação da resistência: Traçãodireta Compressão Flexão 26 No Brasil, a determinação da resistência à compressão do cimento é normalizada pela NBR 7215:1996(versão corrigida 1997). Nesseensaio,oscorposdeprovasão: Cilíndricos com diâmetro de 50mm e altura de 100mm Produzidos com argamassa de cimento e areia normal (NBR 7214:1982) na proporção em massa, de 1:3, sendo a relação água cimento igual a 0,48. Aparelhagem balança com capacidade mínima de 1000 g e resolução de 0,1 g; misturador mecânico; espátula, paquímetro, régua metálica e placas de vidro; molde cilíndrico com diâmetrointernode50mme alturade100mm; Soquete máquina de ensaio de compressão(prensa). 27 Amostra/ Materiais MATERIAL 28 QUANTIDADE (g) Cimento 624 ± 0,4 Água 300 ± 0,2 Areia Normal #1,2 mm - fração grossa 468 ± 0,3 #0,6 mm - fração média grossa 468 ± 0,3 #0,3 mm - fração média fina 468 ± 0,3 #0,15 mm - fração fina 468 ± 0,3
01)Misturarasecotodasasfraçõesdeareia; 29 02) Preparar argamassa padrão; a) Ligar o misturador na velocidade baixa; b)noespaçode30seg.colocarcomoauxíliodocopodebeckertodaaáguana 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 por 90Seg; g) Noespaçode90Seg.,faça: Nos primeiros 15seg., raspe com a espátula a cuba e a pá, de modo que todaaargamassafiquenofundodacuba; Espere75seg.comacubacobertacomumpanolimpoeúmido; Retireopano. Ligar o misturador na velocidade alta por 60seg.; Desligar o misturador. 30 03) Moldagem dos corpos de prova; a)untarcomoóleoaparteinternadosmoldes; 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)rasartodosostoposcomoauxíliodarégua; d) Identifique-os no topo para posterior reconhecimento(etiqueta). 04) Cura inicial; 31 a) Levar todos os moldes com suas respectivas placas à câmara úmida; b)colocar sobre cada um dos moldes placas de vidro, de modo a proteger os topos; 05) Curafinal; a) Desformar os corpos de prova; b) Identifique-os melhor(marque-os com giz de cera em sua superfície lateral); c)imergirtodososcorposdeprova,separadosentresi,emumtanque com água parada e saturada com cal, localizado dentro da câmara úmida; d) Deverão permanecer ali até o instante de seus rompimentos. 06) Capeamento; 32 Durante a cura final, os corpos deverão ser 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 (faces 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.
07) Determinação da carga de ruptura; 33 Os corpos de prova capeados deverão ser levados até à prensa universal, de modo a serem ensaiados quanto a 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 pelaprensa,deveráserde0,20a0,30mpaporsegundo. 34 07) Determinação da carga de ruptura; Os corpos de prova poderão ser ensaiados nas seguintes idades: Idade de ruptura Tolerância 24 h ±30min 03 dias ±1h 07 dias ±2h 28 dias ±4h 91 dias ± 1dia Obs: A idade de um corpo de prova é contada a partir do instante que a água entrou em contato com o cimento, até os instante atual.