Para se verificar a atividade pozolânica existem diversos métodos de ensaio que podem ser utilizados. Os métodos químicos baseiam-se, essencialmente, na quantidade de hidróxido de cálcio que o material consegue fixar. Como exemplo destes métodos temos o Método de FRATINI conforme a NBR 5753 , o Método de CHAPELLE e de LUXAN(1989). Há também os métodos baseados na resistência mecânica, como os métodos descritos pelas normas NBR 5751(1977), NBR 5752(1992). Os métodos que foram utilizados especificamente nesta pesquisa são descritos a seguir.
4.6.1 Determinação de atividade pozolânica
De acordo com a NBR 5752 (ABNT,1992), o índice de atividade pozolânica com cimento portland é calculado pela relação entre à resistência a compressão da argamassa A e da Argamassa B descrita pela equação 4.3.
100 % x f f IAP cc cp (4.3)
Onde: fcp - resistência à compressão média, aos 28dias, de três corpos-de-prova
fcc - resistência à compressão média, aos 28 dias, de três corpos-de-prova
moldados somente com cimento Portland como material cimentíceo – argamassa B.
A argamassa A teve substituição de 35% do volume de cimento por material pozolânico, no traço 1:3 (cimento + pozolana : areia normal), em massa. A argamassa B deve conter somente cimento Portland, no traço 1:3 (cimento: areia normal), em massa. A mistura dos materiais e a moldagem dos corpos-de-prova são feitas seguindo a NBR 7215 (ABNT,1996). Nesta etapa, para cada tipo de cinza foram moldados 12 corpos-de-prova cilíndricos cujas dimensões são 50x100 mm e 3 prismáticos 40x40x160 mm, totalizando 60 corpos de prova ensaiados. As quantidades dos materiais utilizados para confecção dos corpos de prova estão descritos na tabela 4.6.
Nas primeiras 24 horas de cura, os corpos-de-prova foram mantidos nas formas em câmara úmida, sendo desmoldados após este período e colocados em recipientes hermeticamente fechados e estanques à temperatura de 38 ± 2°C, em câmara quente, durante 27 dias.
Tabela 4-6: Proporção de materiais utilizados para confecção do compósito cimenticios
Referência Cinza in natura Cinza moída requeimada Cinza
Materiais 0% 35% 35% 35% Cimento 624 399,6 399,6 399,6 Cinza 0 83,43 146,74 176,93 Água 300 300 300 300 Areia natural 1872,00 1872,00 1872,00 1872,00
A NBR 5751 (ABNT, 1977) estabelece a determinação do índice de atividade pozolânica com cal no traço 1:9 em massa, na qual a quantidade de pozolana adicionada em massa é dada por:
ycal
pozolana y
PHC
Onde : Q é a quantidade de pozolana em massa
PHC é a quantidade de Hidróxido de Cal utilizado У pozolana é a massa específica da pozolana
У cal é a massa específica da cal
A quantidade necessária de água é aquela determinada para o índice de consistência Flow table de (225±5) mm, determinado segundo a NBR 7215 (ABNT, 1996). Foram moldados três corpos de prova segundo a NBR 7215 e sua cura ocorre em duas etapas: nas primeiras 24 horas, nos moldes à temperatura de 21(±2) ºC, e em seguida feita a desforma, por 6 dias, a 55ºC. Em seguida os corpos de prova foram resfriados à temperatura ambiente, capeados a quente com enxofre, e logo a seguir ensaiados à compressão. A pozolanicidade é dada pela média da compressão dos três exemplares.
Tabela 4-7: Proporção de materiais utilizados para confecção corpos de prova com cal
Materiais Cinza in natura moída Cinza requeimada Cinza
Cal 104 104 104
Cinza
Água 150 150 150
Areia Normal 920 920 920
A figura 4.17 mostra os corpos de prova confeccionados de acordo com a NBR 5751.
O método CHAPELLE modificado é uma medida quantitativa da atividade de uma pozolana (RAVERDY et al, 1980). O ensaio é realizado em uma suspensão de 1g CaO puro proveniente da calcinação do CaCO3, juntamente com 1 g de pozolana em
250 ml de água. A mistura é colocada em um Erlenmeyer submetido em um banho- maria na temperatura de 90°C com agitação mecânica por 16 horas. Após o resfriamento da solução em temperatura ambiente, é acrescentada solução de sacarose seguida de agitação. Na filtragem da solução resultante adiciona-se Fenolftaleina como indicador e faz-se a titulação de HCl 0,1N. A atividade pozolânica por Chapelle é calculado conforme a Equação 1.3.
xFc
m
m
m
m
V
m
V
material
g
mgCaO
2 3 4 4 2 3 3.
.
)
.
.
.(
28
)
(
/
(4.5) Onde:m2 – massa de material pozolânico em g.
m3– massa de CaO empregado no ensaio com a amostra.
m4 – massa de CaO empregado no ensaio em branco.
V2 – volume de HCl 0,1N consumido no ensaio com amostra em ml.
V3– volume de HCl 0,1N consumido no ensaio em branco.
Fc – fator de correção do HCl para uma concentração de 0,1N.
O resultado do ensaio dependerá da capacidade do material em se dissolver previamente na solução para reagir com o hidróxido de cálcio. Outros fatores que influenciam a atividade Chapelle são o grau de pureza, amorfização e finura (JOHN et al, 2003). Além disso, podem existir diferenças quanto à metodologia de procedimento adotado no ensaio como tamanho de recipientes, utilização de dispersores de barras, velocidade de agitação e temperatura do banho-maria. Devido à complexidade deste ensaio, optou-se por contratá-lo junto ao Instituto de Pesquisas Tecnológicas-IPT em São Paulo-SP.
LUXAN et. al (1989), propuseram que a atividade pozolânica pode ser medida pela condutividade elétrica. Neste método, é definido um índice de atividade pozolânica baseado na variação da condutividade elétrica de 200ml de solução saturada de
hidróxido de cálcio Ca(OH)2, a 40ºC, sob agitação constante de 5,0g de pozolana.
Após adição a condutividade decresce, pois existe pois existem uma menor quantidade de íons de cálcio Ca+2 e hidroxilas OH- na solução, sendo o índice de atividade pozolânica definido como a relação entre a condutividade elétrica antes da adição de cinzas de cavaco de lenha de Eucalipto e a obtida após decorridos 600s da adição. Quanto maior a diferença de condutividade iônica da solução após a mistura de Ca(OH)2, maior a reatividade pozolânica do material. A figura 4.18 mostra
detalhes do ensaio
Figura 4-18: Método de Luxan
A tabela 4.8 traz a classificação de materiais pozolânicos proposta por Luxan et. al (1989).
Tabela 4-8: Classificação dos materiais pozolânicos (LUXAN, 1989) Pozolanicidade do material Condutividade (mS) = mili Siemens
Não pozolânico < 0,4
Pozolanicidade variável 0,4 a 1,2
Boa pozolanicidade > 1,2