4. VARIABILIDADE DA COMPOSIÇÃO DO GROUT
4.2. Avaliação das propriedades do grout
O ensaio do cone de Marsh foi utilizado para estudar a perda de fluidez de diferentes grouts ao longo do tempo, tal como recomendado por Aïtcin (Aïtcin, 1998). Neste trabalho, a fluidez do grout foi analisada em três instantes distintos: imediatamente após a sua produção (0 min), e após um tempo de repouso de 30 minutos e 60 minutos, respectivamente. Para cada instante foram testadas dosagens de 0,4%, 0,8% e 1,2% de superplastificante na composição do grout. Na figura 4.2 são apresentados os valores da fluidez obtidos no ensaio do cone.
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Figura 4.2 – Influência da dosagem de superplastificante sobre o factor de fluidez para 0, 30 e 60 minutos de tempo de repouso após preparação do grout
Fazendo uma análise comparativa entre os diferentes grouts, é possível constatar que o aumento da dosagem de superplastificante na composição do grout contribui visivelmente para o aumento da sua fluidez. Um grout com 0,4% de superplastificante possui um factor de fluidez em 60 minutos demasiado baixo quando comparado com as outras duas composições.
Outro aspecto ilustrado na figura 4.2 mostra que a variação do factor de fluidez entre a dosagem mais elevada e a dosagem mais baixa de superplastificante é tanto maior quanto maior for o tempo de repouso. Este comportamento pode ser atribuído a uma maior quantidade de superplastificante disponível durante o ensaio que contribui para uma maior dispersão das partículas de grout, uma vez que o superplastificante impõe forças repulsivas que impedem a floculação de partículas (Banfill, 2011). Por essa razão, esta acção característica do superplastificante é mais importante quanto mais longo for o tempo de repouso que antecede o ensaio.
4.2.2. Ensaio de espalhamento
À semelhança do ensaio do cone de Marsh, no ensaio de espalhamento foi também estudada a influência do superplastificante na fluidez de grouts de cal hidráulica para os mesmos tempos de repouso (0, 30 e 60 minutos, respectivamente). Na figura 4.3 apresentam-se os resultados da fluidez dos diferentes tipos de grout, segundo o diâmetro de espalhamento (em mm) e em função dos diferentes instantes estudados.
200 300 400 500 600 0 30 60 F ac to r d e f lu id e z [mm/s]
Tempo de repouso [min]
HL5 + ≠%SP + w/b =0,5
0,4%SP 0,8%SP 1,2%SP
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Figura 4.3 – Influência da dosagem de superplastificante no diâmetro de espalhamento para 0, 30 e 60 minutos de tempo de repouso após a preparação do grout
Tal como nos resultados obtidos para o ensaio do cone de Marsh (vd. figura 4.2), para o ensaio de espalhamento verifica-se que uma maior trabalhabilidade do grout está associada a uma dosagem de superplastificante mais elevada. Na verdade, independentemente do tempo de repouso, pode ser detectada uma diferença significativa no diâmetro de espalhamento entre 0,4 e 1,2% de superplastificante (figura 4.4). A redução da fluidez, quando avaliada segundo este método, reflecte-se na obtenção de um menor valor de espalhamento. Alguns autores [(Svermova et al., 2003), (Sonebi et al., 2013), (Yamada et al., 2000)] também notaram que, devido a uma melhor desfloculação das partículas na suspensão, a dosagem de superplastificante possui um grande efeito sobre os resultados de espalhamento. Além disso, como pode ser observado na figura 4.3, para maiores tempos de repouso surgem menores diâmetros de espalhamento, o que está relacionado com a perda de trabalhabilidade do grout. Os resultados de avaliação da fluidez pelo método do espalhamento correlacionam-se, de forma negativa, com a tensão de cedência do material (Roussel & Le Roy, 2004), isto é, a um maior diâmetro de espalhamento corresponde uma tensão de cedência menor. Este menor valor da tensão de cedência pode ser explicado pela presença do superplastificante que promove a dispersão das partículas sólidas da suspensão. Face aos resultados obtidos, é possível afirmar que o ensaio de espalhamento é bastante sensível à capacidade de escoamento do grout que, por sua vez, está relacionado com o parâmetro reológico – tensão de cedência.
Figura 4.4 – Diâmetro de espalhamento de grout com 0,4 % (esq.) e 1,2 % (dir.) de superplastificante
15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 0 30 60 ɸ e spa lh ame nto [mm]
Tempo de repouso [min]
HL5 + ≠%SP + w/b = 0,5
0,4%SP 0,8%SP 1,2%SP
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4.2.3. Ensaio de estabilidade
De acordo com Miltiadou-Fezans (Miltiadou-Fezans & Tassios, 2013), as propriedades física e química na fase sólida e a possível presença e quantidade de quaisquer aditivos são factores importantes na estabilidade de uma suspensão, à medida que intervêm no equilíbrio das forças inter- partículas. Assim, foi analisado neste estudo o efeito da dosagem de superplastificante sobre a estabilidade do grout. De forma a avaliar a estabilidade da mistura de grout, foi registada a percentagem da massa volúmica de grout em relação à massa volúmica inicial, até 70 minutos após o processo de mistura.
Como se pode observar na figura 4.5, no que diz respeito à dosagem de superplastificante, o seu aumento melhora a estabilidade do grout. Como a acção dispersiva do superplastificante se opõe à sedimentação (porque menos quantidade de água é livre de sair, como se observará mais adiante em 4.2.4), o processo de sedimentação ocorre mais lentamente e as partículas posicionam-se de forma mais homogénea (Assaad & Daou, 2014).
Figura 4.5 – Percentagem de massa volúmica inicial em função do tempo para diferentes dosagens superplastificante, de acordo com o ensaio de estabilidade proposto
4.2.4. Ensaio de retenção de água
No caso de alteração da dosagem de superplastificante, o grau de dispersão (dependente da dosagem de superplastificante) determina a capacidade de retenção de água na suspensão do grout, uma vez que permite que mais partículas de ligante sejam humedecidas ou, por outras palavras, que mais água seja absorvida na superfície das partículas e menos água livre de sair (Biçer-Şimşir et al., 2009). Como se pode observar na figura 4.6, este fenómeno tem mais impacto para a dosagem de 1,2% de superplastificante. É possível constatar que consoante o aumento da dosagem de superplastificante na composição do grout, maior é a capacidade de retenção de água. Isto significa que existe uma melhor ligação entre as moléculas de água e as partículas de ligante, resultando num
70% 75% 80% 85% 90% 95% 100% 0 20 40 60 80 M assa v o lú mi ca in ic ial [ % ] Tempo [min] HL5 + ≠%SP + w/b =0,5 0,4%SP 0,8%SP 1,2%SP
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incremento da conexão ao nível da microestrutura do grout. Este comportamento associado a uma maior quantidade de superplastificante irá, consequentemente, permitir obter um maior grau de fluidez do grout dentro do meio poroso a injectar.
Figura 4.6 – Influência da dosagem de superplastificante no tempo de retenção de água
4.2.5. Ensaio de determinação das resistências à flexão e à compressão
Nesta secção são apresentados e analisados os resultados obtidos na campanha experimental referida em 3.1.4.1, onde os provetes constituídos por grout com as diferentes dosagens de superplastificante são ensaiados à flexão e à compressão. No quadro 4.1 apresentam-se as diferenças de resistência mecânica dos grouts em estudo que, como expectável, apresentam maiores valores em ambos os ensaios consoante a maior presença de superplastificante. Os valores de resistência à flexão e à compressão apresentados neste quadro foram calculados segundo a equação 3.1 e equação 3.2, respectivamente, presentes em 3.1.4.1. Refira-se que estes resultados que se apresentam em seguida correspondem à média dos valores obtidos em 9 provetes com 28 dias de idade, para cada tipo de grout.
Quadro 4.1 – Tensão de resistência à flexão e à compressão dos grouts em estudo
Grout 0,4%SP 0,8%SP Grout 1,2%SP Grout Tensão de resistência à flexão [MPa] 1,48 2,08 2,41 Tensão de resistência à compressão [MPa] 4,53 5,11 5,57 0 500 1000 1500 0,4% 0,8% 1,2% Tempo d e r e te n ção d e ág u a [ s] Dosagem de superplastificante [%] HL5 + ≠%SP + w/b = 0,5
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