ESTUDO PRELIMINAR EM ARGAMASSAS CONVENCIONAIS

Após a aquisição e a caracterização dos materiais constituintes, foi realizado um estudo preliminar em 6 composições de argamassas convencionais, cujo objetivo foi analisar o comportamento destas misturas, variando o tipo de cimento e o teor de nanomaterial.

A seguir, é apresentado o detalhamento destas composições, o procedimento de preparo destas misturas e os ensaios realizados.

3.2.1 Composições

Os cimentos testados foram os cimentos compostos CP II F – 40 e CP II E – 40, denominados de C1 e C2 neste trabalho, respectivamente. Os teores escolhidos de nanomaterial para a análise foram 0%, 1% e 3% em substituição à massa de cimento, definidos com base nas Tabelas 1 a 4.

Vale mencionar que não foram analisados teores maiores de nS, pois compromete a fluidez da argamassa para uma mesma quantidade de água. A razão para não se considerar teores maiores de nS está na verificação que foi feita com 5% deste material, na qual a mistura se apresentou bastante seca no estado fresco para a mesma quantidade de água das outras argamassas, o que inviabilizou a análise neste estudo.

Decidiu-se manter padronizados a relação aglomerante/agregado; a relação água/cimento ou fator a/c e o teor de aditivo plastificante. A relação aglomerante/agregado escolhida foi de 1:3, já que boa parte dos trabalhos levantados no estado arte utilizam esta mesma relação. Para a determinação do fator a/c, o ensaio de consistência de mesa Flow Table foi realizado numa argamassa de referência 1:3 sem nanomaterial (Figura 24) com 1% de aditivo, a fim de identificar os espalhamentos para as diferentes relações água-cimento, conforme a NBR 13276 (ABNT, 2016).

Figura 24 - Antes (a) e Depois (b) do ensaio de consistência Flow Table

Fonte: A Autora (2022)

Dessa forma, foi possível obter graficamente este parâmetro para um espalhamento de 265 mm, como recomenda a referida norma. O gráfico da Figura 25 apresenta esta relação gráfica, na qual é possível identificar que este fator a/c para o espalhamento de 265 mm é de 0,52 com R² próximo de 1.

Figura 25 - Relação entre fator a/c e espalhamento para uma relação 1:3 com 1% de aditivo

Fonte: A Autora (2022)

Assim, as 6 composições analisadas estão detalhadas na Tabela 10, identificadas pelo tipo de cimento e o teor de nanossílica utilizado.

0,52

Tabela 10 - Composições analisadas no estudo preliminar

Argamassas Tipo de cimento

Nano material

Composição Cimento Areia

Natural

Agregado Leve

Nano material

Aditivo Plastificante

C01 C1, 0%nS CPII F 40 - 1 3 - 0% 1%

C02 C1, 1%nS CPII F 40 nS 1 3 - 1% 1%

C03 C1, 3%nS CPII F 40 nS 1 3 - 3% 1%

C04 C2, 0%nS CPII E 40 - 1 3 - 0% 1%

C05 C2, 1%nS CPII E 40 nS 1 3 - 1% 1%

C06 C2, 3%nS CPII E 40 nS 1 3 - 3% 1%

Fonte: A Autora (2022)

Por se tratar de um estudo inicial, não foram considerados agregados leves, deixando esta análise para o estudo experimental com as argamassas leves.

3.2.2 Preparo das misturas

Para o preparo das misturas, a NBR 16541 (ABNT, 2016) estabelece um procedimento padrão para as argamassas dosadas em laboratório. Porém, esta norma não determina o momento de inserção do nanomaterial e do plastificante.

Por isso, o procedimento de preparo das misturas neste trabalho foi adaptado, considerando não apenas a norma, como também os trabalhos de Haruehansapong, Pulngern e Chucheepsakul (2014), Sonebi et al. (2015) e Mendes, Repette e Reis (2017).

Também foi considerada a dispersão correta do nanomaterial na água, juntamente com o aditivo, através de um dispersor elétrico de 10000 rpm (Figura 26), a fim de potencializar suas propriedades.

Figura 26 - Dispersor elétrico de 10000 rpm

Fonte: A Autora (2022)

Um teste preliminar foi realizado para a mesma quantidade de materiais (água, nS e aditivo), obtendo resultados visuais distintos. A Figura 27 comprova a diferença visual entre as misturas sem dispersão (Figura 27a), com dispersão manual (Figura 27b) e com dispersão elétrica (Figura 27c) com duração de 1 minuto.

Nota-se a formação de grumos de nS não hidratados na mistura sem dispersão e com dispersão manual, assim como a formação de espuma na mistura que fez o uso do dispersor elétrico devido ao aditivo plastificante. Estas características, conforme já apontado por outros autores no Capítulo 2, podem levar aos melhores resultados nas misturas com dispersão mecanizada.

Figura 27 - Efeito visual em função da forma de dispersão

Fonte: A Autora (2022)

Fukui et al. (2018) destacam que o procedimento de mistura pode influenciar no desempenho das argamassas. Estes autores confirmam que a mistura da Água no Pó resulta em um melhor desempenho da trabalhabilidade da argamassa. Em contrapartida, o tipo de mistura Pó na Água não é capaz de desfazer todos os aglomerados de materiais, acarretando na formação de grumos e prejudicando a reologia da pasta. Assim, foi adotada a mistura da água no pó.

Portanto, o preparo das misturas seguiu o seguinte procedimento, conforme se observa na Tabela 11.

No passo 2, o uso do dispersor elétrico somente foi necessário nas misturas com o nanomaterial, conforme visto nos trabalhos de Haruehansapong, Pulngen e Chucheepsakul (2014) e Sonebi et al. (2015), que utilizaram o equipamento para melhorar a dispersão da nanossílica e evitar a formação de aglomerados.

Tabela 11 - Procedimento de preparo das argamassas

Procedimento Descrição

PASSO 1 Foi preparado, no mínimo, material para 2,5 kg somados de areia e cimento (anidros) PASSO 2 A água (75%), nS e o plastificante foram agitados por 1 minuto no dispersor elétrico

(quando for utilizado a nS)

PASSO 3 O material seco (cimento+areia) foi inserido no misturador

PASSO 4 75% da água já com nS (se for o caso) e o plastificante foi adicionada no recipiente misturador nos primeiros 10 s, deixando misturar por 30 s em velocidade baixa PASSO 5 O misturador foi acionado em velocidade alta por 60s

PASSO 6 Desligou-se o equipamento para raspar o recipiente com espátula e limpar as pás num intervalo de 90 s

PASSO 7 Foram adicionados os 25% restante de água em 10 s e misturado por 60s em velocidade baixa

Fonte: Adaptado de NBR 16541 (ABNT, 2016); Haruehansapong, Pulngern e Chucheepsakul (2014); Sonebi et al. (2015); Mendes, Repette e Reis (2017)

3.2.3 Ensaios

A Tabela 12 apresenta o resumo dos ensaios realizados, com as respectivas normas de referência e o local de realização.

Tabela 12 - Tabela resumo dos ensaios experimentais

Grupo de ensaio Ensaio

Nº de amostras

por composição

Nº de composições

Nº total de amostras

Norma de referência

Local de realização

Microestrutural Difratômetro com Raios X (DRX)

1 3 3

- LabTag/

UFPE

Térmicos Diferencial (ATD) 1 3 3 - LTM/UFPE

Gravimétrico (TG) 1 3 3 - LTM/UFPE

Caracterização no Estado fresco

Consistência 1 6 6 NBR 13276

(ABNT, 2016) UFPE Densidade de massa

fresca

1 6 6 NBR 13278

(ABNT, 2005) UniFBV Teor de ar

incorporado

1 6 6 NBR 13278

(ABNT, 2005) UniFBV Caracterização

no Estado endurecido

Absorção de água por capilaridade

3 6 18 NBR 15259

(ABNT, 2005) UniFBV Densidade de massa

aparente

3 6 18 NBR 13280

(ABNT, 2005) UniFBV Mecânicos

Resistência à tração na flexão

6 6 36 NBR 13279

(ABNT, 2005)

UniFBV/

UFPE Resistência à

compressão axial

12 6 72 NBR 13279

(ABNT, 2005);

UniFBV/

UFPE Fonte: A Autora (2022)

Os ensaios de caracterização por Difratometria de Raios X (DRX) foram realizados apenas nas pastas, tendo em vista que o agregado miúdo pode promover o aparecimento de picos no gráfico, comprometendo a identificação dos componentes presentes.

Já os ensaios de ATD e TG foram realizados nas argamassas convencionais apenas, não sendo possível a realização nas argamassas leves, pois o ensaio requer temperaturas até 1000ºC. Isto pode fundir o EPS ou queimar o pó de serra, comprometendo as condições do cadinho utilizado para a armazenagem do material.

Também foram realizados os ensaios de caracterização das argamassas no estado fresco e endurecido, bem como os ensaios de resistência mecânica aos 7 e 28 dias.

Os detalhes destes ensaios relacionados ao preparo dos moldes, como adensamento e cura, estão descritos ao final deste capítulo no tópico 3.5. Já os resultados estão apresentados no capítulo 4, indicando que o teor de 3% de nS possui resultados mais promissores.