ETAPAS DO PROGRAMA EXPERIMENTAL

ETAPA 1 Caracterização e processamento dos materiais

Caracterização empírica das argamassas no estado fresco frente a uma condição de trabalhabilidade

Avaliação das propriedades das argamassas no estado fresco

ETAPA 2

ETAPA 3

3.2-MATERIAIS

As composições das argamassas foram definidas com base nos materiais que são freqüentemente utilizados na produção das argamassas mistas, dando ênfase aos disponíveis comercialmente na região do Distrito Federal. Maiores detalhes estão apresentados nos próximos itens e no Apêndice A.

3.2.1- Cimento

O cimento empregado na confecção das argamassas foi do tipo Portland, composto com adição de fíler calcário, CP II-F-32 (NBR 11578, 1991). O cimento em questão foi produzido pela fábrica de cimento CIPLAN (Cimento Planalto S.A.), localizada no Distrito Federal, tendo sido fornecido em sacos de 50 kg, de um mesmo lote.

A utilização desse cimento se justifica por apresentar características, que atendem às exigências necessárias ao uso, não apresentando na caracterização física e química (Tabelas 3.1 e 3.2), valores que possam influenciar negativamente as propriedades no estado fresco das argamassas (foco do estudo). Entretanto, deve-se destacar que os valores relativos ao tempo de início de pega e de perda ao fogo são bastante consideráveis (Tabelas 3.1 e 3.2).

Tabela 3.1- Ensaios físicos realizados no cimento.

Característica determinada Resultados Limites

NBR 11578 (1991) Método de ensaio Área específica 364 m2/Kg ≥ 260 m2 /Kg NBR 7224 (1984) Massa unitária 1,12 g/cm3 -- NBR 6474 (1984) Massa específica 3,10 g/cm3 -- NBR 6474 (1984) Finura 1,30 % ≤ 12,0 % NBR 11579 (1991)

Início 3 h 9 min ≥ 1 hora Tempos de pega

Fim 4 h 43 min ≤ 10 horas

NBR 11581 (1991) Expansibilidade a frio 1,2 mm ≤ 5 mm NBR 11582 (1991)

3 dias 24,9 MPa ≥ 10 MPa 7 dias 30,4 MPa ≥ 20 MPa Resistência à

compressão _{28 dias 35,4 MPa ≥ 32 MPa}

NBR 7215 (1996)

Tabela 3.2- Ensaios químicos realizados no cimento.

Composição química do clínquer Teores

(%)

Limites

NBR 11578 (1991) Método de Ensaio Dióxido de silício (SiO2) 20,20 -- NBR 5742 (1977)

Óxido de cálcio total (CaO) 57,51 -- NBR 5742 (1977) Óxido de alumínio (Al2O3) 4,25 -- NBR 5742 (1977)

Óxido de ferro (Fe2O3) 3,35 -- NBR 5742 (1977)

Óxido de magnésio (MgO) 5,23 ≤ 6,50 % NBR 5742 (1977) Trióxido de enxofre (SO3) 1,85 ≤ 4,00 % NBR 5745 (1989)

Óxido de sódio (Na2O) 0,21 -- NBR 5747 (1989)

Óxido de potássio (K2O) 0,74 -- NBR 5747 (1989)

Óxido de cálcio Livre (CaO) 1,45 -- NBR 5748 (1989) Perda ao fogo 7,26 ≤ 6,50 % NBR 5743 (1989) Resíduo insolúvel 2,16 ≤ 2,50 % NBR 5744 (1989)

Adição – calcário 9,50 ≤ 10,00 % --

NOTA: Ensaios realizados em Laboratório de Furnas Centrais Elétricas S.A.

O tempo de início de pega em torno de 3 h pode determinar uma maior folga durante o desenvolvimento das operações de mistura, transporte e aplicação da argamassa de revestimento, sem comprometimento da resistência da argamassa. Todavia, um início de pega dessa ordem pode retardar o início das operações de sarrafeamento e desempeno (acabamento do revestimento).

No caso da perda ao fogo, o valor encontrado é superior ao recomendado por norma, o que pode denunciar a presença de materiais carbonáticos acima do recomendado.

3.2.2- Cal

A cal utilizada na composição das argamassas mistas foi uma cal CH III fabricada pela ICAL-Indústria de Calcinação Ltda., localizada em São José da Lapa - MG. Esse material foi adquirido no comércio local de Brasília, em sacos de 20 kg, de um mesmo lote.

No caso da cal CH III, a sua utilização se justifica por apresentar características que atendem às exigências necessárias ao uso, conforme a caracterização química e física apresentadas nas Tabelas 3.3 e 3.4, não influenciando, negativamente, nas propriedades no estado fresco das argamassas.

As curvas granulométricas do cimento e da cal utilizados na pesquisa estão apresentadas na Figura 3.2. Pelas configurações das curvas, percebe-se que o cimento apresenta um grau de

uniformidade elevado enquanto a cal, ao contrário, mostra um percentual de partículas mais bem distribuído ao longo das várias dimensões. Tal constatação pode ser confirmada comparando-se os coeficientes de uniformidade (C)14 de cada material, no caso Ccim = 1,6

e Ccal = 53,0, o que representa materiais muito uniforme e desuniforme, respectivamente.

Tabela 3.3- Características físicas da cal.

Característica determinada Resultados Limites

NBR 7175 (2003) Método de ensaio Massa unitária 0,53 g/cm3 -- NBR 7251 (1982) Massa específica real 2,36 g/cm3 -- NBR 6474 (1984)

Estabilidade Ausência Ausência de cavidades e protuberâncias NBR 9205 (2001) Peneira nº 30 0,10 % ≤ 0,5 % Finura (% ret. acum.) Peneira nº 200 9,30 % ≤ 15,0 % NBR 9289 (2000) Incorporação de areia 5,4 ≥ 2,2 -- Retenção de água 80 % ≥ 70 % NBR 9290 (1985) Plasticidade 116,00 ≥ 110 -- Umidade 0,06 % -- --

Índice de hidraulicidade Vicat 0,04 -- --

NOTA: Ensaios realizados no Laboratório da ICAL – Indústria de Calcinação Ltda.

Tabela 3.4- Características químicas da cal.

Característica determinada Resultados (%) Limites NBR 7175 (2003)

Perda ao fogo 25,93 --

Resíduo insolúvel 3,61 --

Anidrido carbônico (CO2) 9,22

≤ 13% na fábrica ≤ 15% no depósito

Óxidos não hidratados 3,68 ≤ 15%

Óxidos totais na base de não voláteis

(CaO + MgO) 91,93 ≥ 88 %

Óxido de ferro e alumínio (Fe2O3 + Al2O3) 1,71 --

Óxido de cálcio (CaO) 66,95 --

Óxido de magnésio (MgO) 1,08 --

Anidrido sulfúrico (SO3) 0,69 --

NOTA: Ensaios realizados no Laboratório da ICAL – Indústria de Calcinação Ltda.

14

Coeficiente de uniformidade é a razão entre os diâmetros correspondentes a 60% e 10%, tomados na curva granulométrica (% passante). Esta relação indica a falta de uniformidade, sendo considerado muito uniforme

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0,00001 0,00010 0,00100 0,01000 0,10000 1,00000 Dimensão (mm) % R etida acumulada Cimento Cal

Figura 3.2- Curvas granulométricas do cimento e da cal utilizados na pesquisa

3.2.3- Agregados

Como agregado, utilizou-se, na composição das argamassas, uma areia lavada, proveniente do Rio Corumbá, em Goiás, sendo adquirida no comércio local de Brasília.

Inicialmente, os agregados utilizados na composição das argamassas passaram por processo de secagem, peneiramento e seleção dos grãos, sendo separados em três faixas granulométricas de acordo com as dimensões das malhas das peneiras (peneiras especificadas na NBR 5734, 1988), a saber:

• Faixa 1 - entre as peneiras de malhas 1,2 e 0,6 mm; • Faixa 2 - entre as peneiras de malhas 0,6 e 0,3 mm; e • Faixa 3 - menor que a peneira de malha 0,3 mm.

As composições granulométricas dessas faixas estão apresentadas na Figura 3.3, a partir da série de peneiras recomendada por CARNEIRO (1999).

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0,01 0,1 1 10

Abertura das peneiras (mm)

% R e ti d a ac umu lad a

Faixa 1 Faixa 2 Faixa 3

Figura 3.3- Curva granulométrica das faixas granulométricas consideradas na composição dos agregados utilizados no estudo

Após a seleção, as frações, individualmente, passaram por um processo de homogeneização sendo, em seguida, armazenadas em tambores apropriados, protegidos da umidade e de possíveis contaminações externas. A homogeneização individual de cada fração teve como objetivo reduzir as possíveis variações granulométricas originadas durante a etapa de peneiramento da areia. Após esse procedimento, cada fração foi utilizada na definição das diferentes curvas granulométricas dos agregados que formaram as argamassas. Ao todo, foram empregadas cinco composições granulométricas produzidas em laboratório. As composições estão descritas na Tabela 3.5, em termos do percentual de cada fração considerada na pesquisa.

Tabela 3.5- Composição dos agregados em termos das frações consideradas na pesquisa

% de cada fração granulométrica na composição dos agregados Peneiras

AG1 AG2 AG3 AG4 AG5

Faixa 1 - entre 1,2 e 0,6 mm 100 50 50 33 20

Faixa 2 - entre 0,6 e 0,3 mm 0 50 30 33 30

Faixa 3 - menor que 0,3 mm 0 0 20 34 50

Pode-se assumir que as variações, nas composições dos agregados, foram um dos principais artifícios utilizados durante o desenvolvimento da pesquisa para provocar, intencionalmente, variações específicas nas propriedades das argamassas no estado fresco, considerando uma mesma condição de trabalhabilidade como, por exemplo:

• maior aspereza provocada por teores consideráveis de partículas de dimensões maiores;

• maior plasticidade provocada pela presença de um maior teor de finos na composição granulométrica; e

• exigências de demandas particulares de teores de água e materiais plastificantes.

Estas composições estão ainda caracterizadas na Figura 3.4 e na tabela 3.6 a partir das curvas granulométricas e das características físicas, respectivamente.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0,01 0,1 1 10

Abertura das peneiras (mm)

% Re ti da a cu m ula d a

AG1 AG2 AG3 AG4 AG5

Figura 3.4- Curva granulométrica dos agregados utilizados na composição das argamassas Tabela 3.6- Caracterização física dos agregados utilizados na pesquisa

Agregado utilizado na composição das argamassas Propriedade

AG1 AG2 AG3 AG4 AG5

Massa unitária (g/cm3) NBR 7810 (1983) 1,33 1,37 1,44 1,45 1,43 Massa específica (g/cm3) NBR 9776 (1987) 2,62 2,62 2,62 2,62 2,62 Coeficiente de uniformidade 1,5 2,5 4,7 4,0 3,0 Módulo de finura NBR 7217 (1987) 2,93 2,27 2,03 1,61 1,32 Índice de vazios15 (%) 49,2 47,6 44,9 44,7 45,4

Analisando o coeficiente de uniformidade, percebe-se que todas as areias se enquadram na classificação de muito uniforme. Entretanto, as variações existentes conferem aos agregados distribuições granulométricas com particularidades que exercem grandes influências nas propriedades das argamassas no estado fresco.

15 Índice de vazios = ME MU −

As variações, no coeficiente de uniformidade, refletem ainda no grau de empacotamento dos agregados, que é traduzido em termos do índice de vazios (Tabela 3.6). A areia com menor coeficiente de uniformidade (AG1) possui o maior índice de vazios, enquanto as areias com maiores coeficientes de uniformidade (AG3 e AG4) possuem os menores índices de vazios. Essa condição pode ser justificada devido às alterações impostas, que resultaram em melhorias, na graduação dos agregados.

Quanto ao módulo de finura, percebe-se que o parâmetro reflete o aumento das partículas inferiores a 0,3 mm na composição, tornando os agregados mais “finos”. Utilizando a classificação com base no módulo de finura (MF)16 tem-se que os agregados AG1, AG2 e AG3 são classificados como areias médias, sendo os agregados AG4 e AG5 areias finas. Cabe destacar que o agregado AG1 está no limite da classificação entre areia grossa e média e o agregado AG5 é a areia mais fina utilizada no estudo.