Segunda Etapa: Testes Preliminares em Pastas de Cimento

A fim de iniciar os estudos para entendimento dos fenômenos acerca da adição do pigmento e do RCV – tanto de forma isolada, quanto sinergicamente – em compósitos cimentícios, bem como de determinar qual a máxima redução de pigmento possível – em relação aos 4% utilizados comumente nas indústrias – que ainda proporcionasse cor ao sistema e manutenção de propriedades, optou-se por analisar a influência dessas adições na pasta de cimento. Esse sistema é mais simples por não conter agregados, gerando maior possibilidade de avaliar as interferências fenomenológicas.

Os ensaios escolhidos para as análises preliminares foram resistência à compressão simples da pasta de cimento aos 7 e 28 dias de acordo com a NBR 7215 (ABNT, 1996), tempo de início e fim de pega de acordo com a NBR NM 65 (ABNT, 2003) e consistência normal – NBR 7215 (ABNT, 1996). A verificação das cores dos compósitos foi feita por análise visual.

As formulações testadas nas pastas e argamassas continham adições em relação à massa de cimento de:

 1%, 2%, 3%, 4% e 5% de pigmento vermelho;

 50%, 75%, 100%, 125% e 150% de RCV;

 E conjuntamente 100% de cerâmica vermelha com 0%, 1%, 2%, 3% e 4% de pigmento vermelho.

Vale lembrar que, na indústria de pré-moldados, comumente o teor de adição de pigmento de 4% é utilizado para a fabricação dos pavers coloridos. Deste modo, optou-se aqui por avaliar as propriedades das pastas de cimento adicionadas com pigmentos até o teor de 5% (um pouco acima do que a indústria atualmente utiliza).

5.2.1 Resistência à Compressão das Pastas de Cimento

Esta norma define a resistência à compressão da pasta de cimento como sendo a resistência à compressão de uma argamassa com traço previamente definido: uma parte de cimento (624 g) para três partes de areia (1872 g) e com relação água-cimento de 0,48. Tomou-se esse traço como padrão e a ele foram inseridas as adições.

Para a realização dos ensaios de resistência à compressão das pastas de cimento adicionadas com pigmento, a relação água-cimento das misturas foi de 0,28, necessária para obter a consistência normal da pasta de cimento sem nenhuma adição – ensaio realizado de acordo com a NBR NM 43 (ABNT, 2002).

Já para a realização dos ensaios de resistência à compressão das pastas de cimento adicionadas com RCV e adicionadas com pigmento mais RCV, a relação água-cimento das misturas foi de 0,78, necessária para obter a consistência normal da pasta de cimento, de acordo com a NBR NM 43 (ABNT, 2002), com adição de 150% de RCV. A escolha desta relação água-cimento se deve ao fato de que, ao passo que se aumenta o teor de cerâmica vermelha na mistura, também se aumenta significativamente a retenção de água do sistema, interferindo na sua consistência final, podendo dificultar ou até mesmo impedir a sua moldagem. Assim, optou-se por utilizar a relação água-cimento que permitisse a moldagem do pior caso relativo à perda de consistência de adição de cerâmica vermelha (teor de 150% de adição).

O agregado miúdo utilizado para a confecção das argamassas utilizadas nos testes de resistência à compressão das pastas de cimento foi a areia muito grossa.

Para a mistura dos materiais foi utilizada uma argamassadeira eletromecânica de eixo vertical planetário com cuba de 5 litros. Foram moldados 4 corpos de prova cilíndricos de 5,0 cm x 10,0 cm por formulação e idade de rompimento, sendo ensaiados à compressão simples aos 7 e 28 dias. A cura inicial dos corpos de prova foi ao ar, ainda nos moldes com a face superior protegida por placa de vidro, e em câmara úmida por 24 horas. Após esse período, para a cura final, eles foram desmoldados e a submersos em água saturada com cal até o momento do ensaio. Tais procedimentos seguiram os preceitos da NBR 7215 (ABNT, 1996).

O resultado da resistência é expresso em megapascals (MPa) e corresponde à média das resistências individuais dos 4 corpos de prova ensaiados. Já a resistência individual é obtida dividindo-se a carga de ruptura, expressa em newtons (N), pela área de carregamento, expressa em milímetros quadrados (mm²) da seção do corpo de prova.

5.2.2 Tempos e Início e Fim de Pega das Pastas de Cimento

De uma forma geral, para a indústria de pré-moldados é interessante tempos de início de pega mais longos, a fim de proporcionar tempo suficiente para a mistura e conformação dos blocos no maquinário. No entanto, opostamente, quanto menor for o tempo de pega final, melhor será do ponto de vista de processo industrial, visto que os blocos necessitam ser rapidamente manuseados da esteira para as bandejas de armazenamento tão logo quanto possível. Consequentemente os tempos em aberto reduzidos são desejáveis para o processo industrial de peças pré-moldadas.

Para a mistura dos materiais foi utilizada argamassadeira eletromecânica de eixo vertical planetário com cuba de 5 litros. A massa de cimento utilizada em cada formulação foi de 500 g. A essa quantidade foram acrescentadas as adições de pigmento e de RCV isolada e concomitantemente. Já a relação água-cimento de cada formulação foi aquela necessária para a obtenção da pasta de consistência normal. Tal procedimento seguiu os preceitos da NBR NM 43 (ABNT, 2002). Definidos os valores da relação água-cimento de cada pasta, foram então realizados ensaios de tempos de início e fim de pega, através do aparelho de Vicat de acordo com a NBR NM 65 (ABNT, 2003), para averiguar suas interferências nessas propriedades.

O tempo de início de pega corresponde ao tempo transcorrido entre o instante em que a água e o cimento entraram em contato (instante zero) até o instante em que, ao soltar a agulha da haste móvel do aparelho de Vicat, fazendo com que ela penetre livremente a pasta ensaiada, essa esteja a uma distância da placa da base de (4 ± 1) mm. Já o tempo de fim de pega corresponde ao tempo transcorrido entre o instante zero e o instante em que a agulha de Vicat (para determinação do tempo de fim de pega) penetre pela primeira vez apenas 0,5 mm na face oposta do corpo de prova que estava originalmente em contato com a placa base.

5.2.3 Índice de Consistência Normal das Pastas de Cimento

O índice de consistência normal da pasta de cimento é uma medida indireta da trabalhabilidade do sistema. Vale lembrar que a indústria de pré-moldados utiliza uma baixa relação água-cimento para a produção dos pavers, sendo o seu concreto classificado como seco, ou seja, com um baixo índice de consistência. Assim, a produção de pastas secas não é um problema.

Foram realizados os ensaios de determinação do índice de consistência normal das pastas de cimento adicionadas com pigmento e RCV isolada e concomitantemente através do método do abatimento do corpo de prova troncônico de acordo com os preceitos da NBR 7215 (ABNT, 1996). Essa norma define que o índice de consistência normal da pasta de cimento corresponde ao da argamassa confeccionada no ensaio de resistência à compressão supracitado na seção 5.2.1.

O índice de consistência normal da argamassa corresponde à média aritmética em milímetros das medidas de dois diâmetros ortogonais da base do tronco de cone após o abatimento. A diferença máxima aceitável entre essas duas medidas é de 5 mm.

5.2.4 Cor

A verificação da cor dos compósitos produzidos foi feita por inspeção visual a fim de terminar qual a máxima redução possível do teor de pigmento que ainda proporcionasse cor ao sistema e manutenção ou melhorias de propriedades.

5.3 Terceira Etapa: Dosagem do Traço Padrão, Formulações e Testes de Propriedades