ENSAIOS EM CIMENTO - Weebly · 2019. 3. 25. · Blaine –ABNT NBR 16372:2015 ... Produzidos com...

Instituto Federal da BahiaCampus Feira de Santana

Curso Técnico Integrado em EdificaçõesProfessora Moema Castro, MSc.

F e i r a d e S a n t a n a , 2 0 1 9 / 1 .

M A T E R I A I S D E C O N S T R U Ç Ã O C I V I L I

ENSAIOS EM CIMENTO

Apresentação

Notas de aula Profª. MSc. Moema Castro

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A qualidade do cimento é fundamental para aprodução de um bom concreto;

É recomendável que o comprador ou um laboratórioindependente realize ensaios de aceitaçãoperiódicos ou examine as propriedades de umcimento a ser utilizado para algum propósitoespecial.

Ensaios de Aceitação do Cimento


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1. Finura

2. Consistência de pasta normal

3. Tempo de pega

4. Expansabilidade

5. Resistência

1. Finura do cimento


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A área superficial total de cimento representa omaterial disponível para hidratação;

A hidratação começa na superfície das partículas de cimento;

A velocidade de hidratação depende da finura das partículas decimento;

Para um rápido desenvolvimento da resistência, é necessáriauma finura elevada.

1. Finura do cimento


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Tanto a BS quanto a ASTM exigem a determinaçãoda superfície específica (em m²/kg).

Distribuição do tamanho das partículas porsedimentação ou decantação.

Métodos baseados na Lei de Stokes

Dá a velocidade terminal de queda, pela ação da gravidade, deuma partícula esférica em um meio fluido.

2.1 Finura do cimento


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No Brasil, as normas de cimento especificam valoresde 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

2.2 Pasta de consistência normal


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Norma técnica

ABNT NBR NM 43:2003

Objetivo

Determinar, para qualquer tipo de cimento, a quantidade de água

necessária para obter uma pasta com consistência padrão.

Aplicação

Para a determinação dos tempos de início e fim de pega;

Para o ensaio de expansabilidade de Le Chatelier.



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Metodologia

A consistência é determinada pelo aparelho de Vicat, que mede a

profundidade de penetração de uma sonda de 10 mm de diâmetro

(sonda de Tetmajer) sob a ação do peso próprio.

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

da massa de cimento seco situa-se entre 26 e 33%.



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Aparelhagem

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



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Procedimento de ensaio

Introduzir a água no recipientedo misturador, medida comprecisão de 0,5 g;

Adicionar lentamente aquantidade de cimento eaguardar 30 s;

Ligar o misturador emvelocidade baixa durante 30 s;

Parar a mistura e raspar asparedes da cuba, fazendo comque toda a pasta aderida a elasfique no fundo; realizar essaoperação em 15 s;

Ligar o misturador navelocidade alta durante 1 min.

ARGAMASSADEIRA COM PÁ E CUBA



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Procedimento de ensaio

Introduzir uma quantidade da pastano molde troncocônico colocadosobre uma placa de vidro comauxílio da espátula, regularizando ealisando a superfície;

No aparelho de Vicat, colocar asonda de Tetmajer em contato com asuperfície da pasta e, após 45segundos do final de amassamentoda pasta, soltar a haste da sonda;

Após 30 segundos, efetuar a leiturada distância, em milímetros, daextremidade da sonda ao fundo daforma - índice de consistência;

A consistência da pasta éconsiderada normal quando o índicede consistência for igual a 6mm ±1mm.

VICAT P/ENSAIO DE CIMENTO NBR11581/ NM43



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RESULTADO

A água da pasta de consistência normal é expressa em percentagemde massa relativa ao cimento, arredondada ao décimo mais próximo.

EXEMPLO

Massa de cimento = 500 g

Massa de água: a ser determinada por tentativas

Consistência normal: pasta em que a sonda de Tetmajer fica a 6mm± 1mm da placa de vidro da base.

2.3 Tempo de pega


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Descreve o enrijecimento da pasta de cimento.

Pega se refere à mudança do estado fluido para o estado rígido.

A pega é causada principalmente pela hidratação do C3A e C3S e é

acompanhada pela elevação da temperatura na pasta de cimento.

Início de pega – rápida elevação de temperatura.

Fim de pega – pico de temperatura.

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.

2.3 Tempo de pega


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Início de pega

Para determinação do tempo de início de pega, o aparelho deVicat é novamente utilizado, dessa vez empregando umaagulha de 1 mm de diâmetro, sob a ação de um pesonormalizado, penetrando em uma pasta de cimento deconsistência normal.

Quando a agulha não penetra mais que 5 mm, a partir dofundo do molde, considera-se que o início da pega ocorreu(sendo o tempo medido desde a adição de água ao cimento).

2.3 Tempo de pega


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Início de pega

A BS estabelece o tempo mínimo que pode variar entre 45minutos e 60 minutos, dependendo da classe de resistênciado cimento.

A ASTM especifica o tempo de pega mínimo de 60 minutospara os cimentos Portland.

No Brasil, o tempo mínimo de pega especificado, em horas,para todos os cimentos brasileiros é de 1 hora (60 minutos).

2.3 Tempo de pega


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Fim de pega

O fim de pega é determinado por uma agulha com umacessório vazado de metal, de forma a deixar uma marcacircular de 5 mm de diâmetro, acoplado a 0,5 mm acima daponta da agulha.

O tempo de fim de pega é estabelecido quando a agulha fazuma marca na superfície da pasta, mas a borda cortante nãoconsegue marcar a pasta.

2.3 Tempo de pega


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Fim de pega

As normas britânicas estabelecem que o fim da pega deveocorrer em um tempo máximo de 10 horas para os cimentosPortland, sendo este mesmo valor especificado pelas normasamericanas ASTM.

No Brasil, o tempo máximo de fim de pega é estabelecido em10 horas para todos os cimentos, exceto para os cimentosPortland de alto-forno e pozolânico, em que esse tempo é de 12horas.

2.3 Tempo de pega


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Aparelhagem

Balança com capacidademínima de 1000g eresolução de 0,1g;

Misturador mecânico;

Espátula;

Molde troncocônico eplaca de vidro;

Aparelho de Vicat comagulha de Vicat acoplada.

Câmara úmida

2.3 Tempo de pega


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Execução do ensaio (ABNT NBR NM 65:2003) Condições do ambiente

As condições do ambiente para a execução do ensaio (penetração daagulha) devem ser tais que proporcionam umidade relativa igual ousuperior a 70%.

Ajuste do aparelho de Vicat

Instalar a agulha de Vicat no aparelho de Vicat, fazendo-a descer atéque sua extremidade repouse sobre a placa de vidro, ajustando-se oindicador no zero da escala graduada.

Preparação da pasta de cimento

Preparar uma pasta com 500 g de cimento e água necessária para aconsistência normal. Encher o molde tronco-cônico com a pasta.

2.3 Tempo de pega


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Execução do ensaio Determinação do tempo de início de pega

O início da pega é determinado quando a agulha penetra na pastaaté uma distância de (4 ± 1) mm da placa base de vidro.

Deve-se descer a agulha, sem choque e sem velocidade inicial atéestacionar (condição que pode ser alcançada sustentando-alevemente com os dedos). A leitura é feita 30 segundos após apenetração da agulha na pasta.

O tempo de início de pega é o intervalo decorrido entre o instanteem que se lançou a água de amassamento à pasta e o instante emque se constatou o fim da pega.

2.3 Tempo de pega


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Execução do ensaio

Determinação do tempo de fim de pega

Após a constatação do início da pega, fazer leituras a intervalosregulares de 10 min.

O tempo de fim de pega é o intervalo decorrido entre o instante emque se lançou a água de amassamento à pasta e o instante em quese constatou o fim de pega.

O fim de pega é estabelecido no momento em que a agulha penetra0,5 mm na pasta.

2.4 Expansabilidade


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É essencial que a pasta de cimento, após a pega, nãosofra uma grande alteração de volume.

Uma expansão significativa (acima de uma limiteestabelecido) pode causar a desagregação da pasta decimento endurecida.

Essas expansões podem ser causadas devido àsreações de cal livre, magnésio e sulfato decálcio. Os cimentos que apresentam esse tipo deexpansão são classificados como expansivos.

2.4 Expansabilidade


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Cal livre

Está presente no clínquer, intercristalizada com outros compostos e,em função disso, hidrata-se muito lentamente, ocupando um volumemaior que o óxido de cálcio livre original.

A cal livre não pode ser determinada pela análise química do cimentopor não ser possível distinguir entre o CaO que não reagiu e oCa(OH)2 produzido pela hidratação parcial dos silicatos quando ocimento é exposto ao ar.

Na prática, a expansabilidade decorrente da cal livre é bastante rara.

2.4 Expansabilidade


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Magnésio (MgO)

Reage com água de maneira similar ao CaO, mas somente suaforma cristalina tem uma reação deletéria que causaexpansabilidade.

Sulfato de cálcio (CaSO4)

Causa expansão pela formação de sulfoaluminato de cálcio(etringita) devido à reação com o sulfato de cálcio excedente(não utilizado pelo C3A durante a pega).

2.5 Resistência à compressão


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Os ensaios de resistência não são feitos na pasta decimento pura devido à dificuldade de obtenção debons corpos de prova e de ensaio, econseqüentemente variabilidade de resultados.

Existem vários ensaios para determinação daresistência:

Tração direta

Compressão

Flexão



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No Brasil, a determinação da resistência àcompressão do cimento é normalizada pela NBR7215:1996 (versão corrigida 1997).

Nesse ensaio, os corpos de prova são:

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.



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Aparelhagem

balança com capacidademínima de 1000 g eresolução de 0,1 g;

misturador mecânico;

espátula, paquímetro, réguametálica e placas de vidro;

molde cilíndrico comdiâmetro interno de 50 mm ealtura de 100 mm;

Soquete

máquina de ensaio decompressão (prensa).



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Amostra / Materiais

MATERIAL QUANTIDADE (g)

Cimento 624 ± 0,4

Água 300 ± 0,2

Are

ia N

orm

al #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



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Execução do ensaio 01) Misturar a seco todas as frações de areia;

02) Preparar argamassa padrão;a) Ligar o misturador na velocidade baixa;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 por 90Seg;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.



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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, emquatro camadas (¼ + ¼ + ¼ + ¼), promovendo em cadacamada 30 golpes uniformes e homogeneamente distribuídospela superfície, para isso use o soquete;

c) Rasar todos os topos com o auxílio da régua;

d)Identifique-os no topo para posterior reconhecimento (etiqueta).



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Execução do ensaio 04) Cura inicial;

a) Levar todos os moldes com suas respectivas placas à câmara úmida;

b) Colocar sobre cada um dos moldes placas de vidro, de modo aproteger os topos;

05) Cura final;

a) Desformar os corpos de prova;

b) Identifique-os melhor (marque-os com giz de cera em sua superfícielateral);

c) Imergir todos os corpos de prova, separados entre si, em um tanquecom água parada e saturada com cal, localizado dentro da câmaraúmida;

d) Deverão permanecer ali até o instante de seus rompimentos.



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06) Capeamento;

Durante a cura final, os corpos deverão ser capeados com umamistura fundida de enxofre, caulim, pozolanas, quartzo em póou outras substâncias que não alterem o ensaio, de modo auniformizar 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 decouro, óculos de segurança avental e máscara com filtro paragases ácidos.



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07) Determinação da carga de ruptura;

Os corpos de prova capeados deverão ser levados até à prensauniversal, de modo a serem ensaiados quanto a resistência dosmesmos à compressão.

O prato da prensa deverá estar limpo e o corpo de prova deveráestar centrado no mesmo, para a execução do ensaio.

A velocidade de carregamento transmitida ao corpo de provapela prensa, deverá ser de 0,20 a 0,30 MPa por segundo.



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07) Determinação da carga de ruptura;

Os corpos de prova poderão ser ensaiados nas seguintes idades:

Obs: A idade de um corpo de prova é contada a partir doinstante que a água entrou em contato com o cimento, até osinstante atual.

Idade de ruptura Tolerância

24 h ± 30 min

03 dias ± 1h

07 dias ± 2h

28 dias ± 4h

91 dias ± 1dia

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