PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS DOS CIMENTOScivil.fe.up.pt/pub/apoio/ano3/mc2/Aulas/Aula6.pdf ·...
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CIMENTOSLIGANTES HIDRÓFILOS
PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS DOS CIMENTOS
Massa volúmicaFundamental para:
Se MV < 3,05 ⇒ cimentoadulterado, mal cozido, parcialmente hidratado
Parâmetros de cálculo:MASSA e VOLUMEVOLUME
Determinar• composição do betão• superfície específica do cimento
Definição do VOLUMEVOLUME:a partir do deslocamentode 1 líquido(gasolina ou petróleo)num velumenómetro
Determinar• (às vezes) se o cimento está já
parcialmente hidratado
Velumenómetro deLe Châtelier
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Massa volúmica
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento
Existem vários métodos de definição
Propriedade muito importante
Exige controlo cuidado
>> taxa de calor inicial
Moagem >>> cara
Pasta de cimento com:Retracção >Fendilhação >< exsudação
> Finura ⇒
Cimento + deteriorável ao ar
Finura MoagemCLÍNQUER + GESSO
operação de fabrico + cara
Veloc. hidratação = f (finura) ⇒⇒ finura >> → resist. >> inicial
+ gesso
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Finura
Métodos de determinação da finura do cimento
NP EN 196-9 (1990)Métodos de ensaio de cimentos. Determinação da finura1 – Resíduo de peneiração
Método limitadoimpossível peneirar # < 50 µme # < 75 µm só por via húmida
Processo actualdeterminação da superfície específica
MÉTODOS:
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
Dantes:Resíduo # 90 µm < 10%Agora:Não há limite imposto
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Finura
determinação da superfície específicaMétodos de determinação da finura do cimento
A – a partir da curva granulométrica (cg)
Definição de cg φ < 75 µm Sedimentação → Lei de Stokes ← Elutriação
Fluido – petróleoAbsorção luminosa de 1 feixe de luz
Fonteluminosa
Susp
ensã
o
Célula fotoeléctrica
amperímetro
Bur
eta
p/ m
ediç
ão d
os te
mpo
s
sedimentação• exemplo – método de Wagner
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Finura
determinação da superfície específicaMétodos de determinação da finura do cimento
A – a partir da curva granulométrica (cg) (cont.)
Elutriação – método do fluorómetroSedimentação – método de Wagner
SECO
Velocidade <<<
7,5
φ < 7,5 µm → granulometria uniformeφ (médio) = 3,75 µm
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Finura
determinação da superfície específicaMétodos de determinação da finura do cimento
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 196-6 (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
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Finura
determinação da superfície específicaMétodos de determinação da finura do cimento
B – a partir da permeabilidade de um fluido que atravessa uma camada de partículas
Permeabilímetro de Blaine
Determinação da permeabilidade
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Finura
determinação da superfície específica
C – a partir da quantidade de gás inerte adsorvido à superfície das partículas
Métodos de determinação da finura do cimento
Aplicável a pós + finos do que o cimento Portland Gás utilizado: Azoto (BET)
Cimentos comdeterminada sup. específica Elevada resist. inicial (Ri) ⇒ + 50% das
partículas com 3 µm < φ < 30 µm (i.e. – partículas mto finas e – partículas mto grossas)
Ainda > Ri e elevada resist. a longo prazo ⇒ + 90% de 3 µm < φ < 30 µm
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Finura
Partículas com:φ < 4 µm – mto ricas em SO3 e álcalisφ > 30 µm – mto ricas em C2S4 µm < φ < 30 µm – ricas em C3S razão da relevância destes diâmetros
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento
NP EN 196-1 (1990)
Avaliação depende:• condições de amassadura• preparação dos provetes• ensaio seleccionado
Argamassa normalizada
Traço (em peso) – 1 : 3 : 0,51 parte de cimento3 partes de areiaRelação água/cimento de 0,5
Areia• natural• siliciosa• grão arredondado• granulometria
cimento• peneirado # 60 µm
água• destilada*
Resistência mecânica
Propriedade + importanteCom vista a aplicações estruturais
Ensaios preconizados:- Flexão- Compressão (+ importante)
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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)
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Resistência mecânica
Moldagem Compactação
CompactadorMolde de 3 prismas
Limites de idade dos provetes desde a amassadura até ao início do ensaio
4cm4cm
16cmPrisma
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Resistência mecânica
EnsaioFlexão
Equipamento de ensaio
Razão de crescimento da força 50 ± 10 N/seg
Regista-se a força (Ff) correspondente à rotura por flexão de cada provete
Ff –média dos 3 prismasRf –resistência à flexão do cimento (MPa)
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Resistência mecânica
Compressão Ensaio
Sobre os 6 meios prismas resultantes do ensaio de flexão
Regista-se a força (FC) correspondente à rotura por compressão de cada provete
FC –média dos 6 meios prismas (N)RC –resistência à compressão do cimento (MPa)
meio prisma
Pratos daprensa
Razão de crescimento da força 2400 ± 200 N/seg
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS Propriedades físicas e mecânicas do cimento Resistência mecânica
Propriedade + importante
endurecimento normalendurecimento rápido
Classificação dos cimentos baseia-se na
Resistência à compressão
endurecimento rápido ⇒ elevada resistência inicial ⇒⇒ respeitar valores de resistência especificados aos 2 dias