2019 Apostila Lab Aglomerantes Cimento Portland

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Cimento Portland

Aulas de Laboratório

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FATEC SP Curso de Edifícios - Laboratório de MCC

FACULDADE DE TECNOLOGIA DE SÃO PAULO

CONCRETO DE CIMENTO PORTLAND AULAS DE LABORATÓRIO - MCC II

REVISÃO (2º SEMESTRE DE 2019)

Professores e auxiliares docentes da disciplina: Professores:

Prof. Celso Couto Junior Profª Cleusa Maria Rossetto Prof. Jorge Elias Dib

Prof. José Luiz Ribeiro de Macedo Profª Mara Fátima do Prado Rocha Prof. Paulo Hidemitsu Ishikawa Prof. Wilson Hiroo Nakagawa

Auxiliares Docente:

Heriberto Pedro Marcelo Valdívia Luiz Carlos Margini

Nathalia Marques dos Santos

Professor Responsável pela disciplina de MCC (edifícios): Prof. Celso Couto Junior. Professor Responsável pela disciplina de MCC (pavimentação): Prof. Jorge Elias Dib.

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Sumário

EXTRAÇÃO E PREPARAÇÃO DE AMOSTRAS DE CIMENTO PORTLAND – NBR 5741/1993 ... 3 DETERMINAÇÃO DA FINURA DO CIMENTO PORTLAND POR PENEIRAMENTO - MÉTODO:

11579/2012 ... 6 DETERMINAÇÃO DO ÍNDICE DE FINURA POR MEIO DE PENEIRADOR AERODINÂMICO - MÉTODO: NBR 12826/2014 ... 8

ENSAIO REALIZADO NO LABORATÓRIO: DETERMINAÇÃO DA FINURA DO CIMENTO POR

PENEIRAMENTO - MÉTODO: NBR 11579/2012 ... 9 DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA DO CIMENTO PORTLAND - MÉTODO: NBR 16605/2017 . 10 ENSAIO REALIZADO NO LABORATÓRIO: DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA DO CIMENTO PORTLAND - MÉTODO: NBR 16605/2017 ... 13

DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DO CIMENTO PORTLAND - MÉTODO: NBR 7215/2019 ... 14

ENSAIO REALIZADO NO LABORATÓRIO: DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DO CIMENTO PORTLAND - NBR 7215/2019 ... 19

DETERMINAÇÃO DA ÁGUA DA PASTA DE CONSISTÊNCIA NORMAL - MÉTODO: NBR 16606/2017 20 ENSAIO REALIZADO NO LABORATÓRIO: DETERMINAÇÃO DA ÁGUA DA PASTA DE CONSISTÊNCIA NORMAL - NBR 16606/2017 ... 23

DETERMINAÇÃO DOS TEMPOS DE PEGA DO CIMENTO PORTLAND - MÉTODO: NBR 16607/2017 24 ENSAIO REALIZADO NO LABORATÓRIO: DETERMINAÇÃO DOS TEMPOS DE INÍCIO E FIM DE PEGA DO CIMENTO PORTLAND - MÉTODO: 16607 ... 28

DETERMINAÇÃO DA ESTABILIDADE VOLUMÉTRICA DO CIMENTO PORTLAND - MÉTODO: NBR 11582/2016 ... 29

ENSAIO REALIZADO NO LABORATÓRIO: DETERMINAÇÃO DA ESTABILIDADE VOLUMÉTRICA DO CIMENTO PORTLAND - MÉTODO: NBR 11582/2016 ... 32

DETERMINAÇÃO DA FINURA PELO MÉTODO DE PERMEABILIDADE AO AR – MÉTODO DE BLAINE NBR 16372/2015 ... 33

ENSAIO REALIZADO NO LABORATÓRIO: DETERMINAÇÃO DA FINURA MEDIANTE EMPREGO DO APARELHO DE PERMEABILIDADE DO AR MÉTODO DE BLAINE NBR 16372/2015 ... 42

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EXTRAÇÃO E PREPARAÇÃO DE AMOSTRAS DE CIMENTO PORTLAND – NBR 5741/1993

Introdução

Para realização de ensaios físicos e químicos necessários ao controle da qualidade do cimento a ser empregado na construção civil (na produção de concretos, argamassas e caldas), obedecemos a um método para extração e preparação das amostras, de forma que o material ensaiado seja o mais representativo possível daquela população submetida à utilização.

Definições

 amostra de uma só tomada: amostragem realizada em uma única operação e que representa uma corrente de cimento num curto período de tempo;

 amostra contínua: amostragem realizada por meio de um dispositivo automático, de forma contínua e que representa uma corrente de cimento em períodos de tempo curtos e longos;

 amostra composta: é a mistura das amostras de uma só tomada ou contínua, extraídas durante certo período, a intervalos de tempo pré-fixados, representativa da amostra de cimento produzida nesse período;

 amostra de ensaio: são amostras de uma só tomada ou composta, destinada aos ensaios físicos ou químicos, representativas de uma quantidade máxima de 400t.

As amostras de ensaio devem pesar no mínimo 5kg, e serem tomadas em duplicata, de forma a uma amostra ficar guardada durante 90 dias a fim de elucidar eventuais dúvidas.

Procedimento

Os tipos, quantidades e tamanhos das amostras poderão ser extraídas por qualquer um dos métodos descritos:

 Amostragem no transportador que alimenta o armazém de material a granel:

 Para cada 200t que passa pelo transportador, será extraído pelo método de uma só tomada ou pelo método contínuo, uma amostragem de ensaio de 2,5kg, ou mais.

 Amostragem do depósito de material a granel, em seus pontos de descarga: A amostra de ensaio será composta por 2,5kg de cimento para cada 100t, no máximo, extraída durante a descarga a intervalos regulares.

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 Amostragem dos embarques a granel por intermédio do saca-amostra (Figura 1) ranhurado:

Figura 1 - Tubo saca amostra para cimento a granel. Fonte: NBR 5741:1993 - ABNT

 Para maior representatividade do cimento em consideração, as amostras serão obtidas de pontos bem distribuídos tanto na superfície como na profundidade da carga, podendo-se combinar amostras parciais para formar uma amostra de ensaio que represente no máximo 100t.

 Amostragem de cimento em sacos:

As amostras parciais serão extraídas através de um tubo amostrador (Figura 2) introduzido pela válvula do saco de cimento, tendo-se a preocupação, por ocasião de sua retirada do saco, de vedar o seu orifício de respiração.

Para cada 5.000 kg (100 sacos) ou fração, se extrairá uma amostra de um saco qualquer.

Figura 2 - Tubo amostrador para cimento em sacos. Fonte: NBR 5741:1993 – ABNT.

Proteção das amostras:

Imediatamente após a extração, as amostras serão depositadas em recipientes herméticos com a finalidade de se evitar a absorção de umidade e a aeração (sacos plásticos).

Preparação das amostras:

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a) Homogeneização e passagem do cimento em peneira com abertura de malha igual a 0,840mm, a fim de retirar todas as matérias estranhas e os torrões endurecidos; b) Armazenamento em recipientes herméticos e estanques (sacos plásticos ou leiteiras

plásticas);

c) Identificação das amostras com etiqueta apropriada, contendo os seguintes dados: 1. o tipo de cimento e sua marca comercial;

2. os locais de procedência e de retirada da amostra; 3. o número de ordem de retirada da amostra;

4. o peso do lote representado pela amostra; 5. os nomes e endereços das partes interessadas;

6. as assinaturas das partes interessadas e a data de retirada das amostras;

7. as observações adicionais que se considerem necessárias;

8. de todas as amostras para ensaio, deve-se guardar uma para testemunho por durante 90 dias para elucidar divergências entre os ensaios ou os interessados.

d) de todas as amostras para ensaio, deve-se guardar uma para testemunho por durante 90 dias para elucidar divergências entre os ensaios ou os interessados.

Local da Coleta Ensaios Lote Representado pela

Amostra

Vagões ou caminhões _

Todos os ensaios físicos até 100t

Depósito ou embarcação

 Todos os ensaios químicos

 Ensaios físicos:  Pega  Finura  Resistência e  Estabilidade até 400t

Sacos  Todos os ensaios físicos e

químicos

Fração do lote especificado

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DETERMINAÇÃO DA FINURA DO CIMENTO PORTLAND POR PENEIRAMENTO - MÉTODO: 11579/2012

Introdução

A finura traduz o grau de moagem do cimento, que exerce grande influência sobre suas propriedades. O processo de hidratação do cimento ocorre de fora para dentro, e ao primeiro contato com a água, age sobre os grãos a somente 0,5μ de profundidade, atingindo 4μ no primeiro mês. Portanto, quanto mais finalmente moído o cimento, maior a sua atividade química para com a água, resultando um volume menor de núcleo inerte. A finura está relacionada à trabalhabilidade dos produtos preparados a base de cimento (pastas, argamassas e concretos), tempos de início e fim de pega, resistência à compressão, estabilidade volumétrica, geração de calor de hidratação e à durabilidade destes produtos.

Aparelhagem:

 Balança;

 Conjunto de peneiramento (peneira #75 μm, no 200, com tampa e fundo);

 Pincéis;

 Bastão em tubo de PVC (diâmetro = 20 mm e comprimento = 250 mm);

 Flanela;

 Cronômetro;

 Vidro relógio (diâmetro = 100 mm).

Procedimento

 Coletar uma amostra de cimento contendo 50 ± 0,05g (m), colocar na peneira, e submetê-la a movimentos de vaivém horizontais, com as duas mãos, espalhando o cimento por toda superfície da tela.

 Esta operação tem por objetivo fazer passar os grãos mais finos, o que geralmente ocorre entre 3 a 5 minutos.

 Prosseguir o peneiramento com a peneira tampada, sem fundo, dando golpes no rebordo exterior da peneira com o bastão, para desprender as partículas aderidas na tela e no caixilho.

 Parar o peneiramento e limpar com pincel e flanela toda superfície inferior da tela;

 Encaixar a peneira no fundo, retirar a tampa e imprimir suaves movimentos de vaivém horizontais durante 15 a 20 minutos, sempre girando o conjunto e limpando tela com pincel a intervalos regulares.

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 Deve-se cuidar-se para que o material fique uniformemente espalhado sobre toda superfície da tela.

 No final do período, colocar a tampa e limpar novamente a tela e o fundo, desprezando o material passante.

 O peneiramento final é feito segurando-se o conjunto peneira, tampa e fundo, com as duas mãos, mantendo-o ligeiramente inclinado e imprimindo movimentos rápidos de vaivém durante 60 segundos, girando o conjunto de mais ou menos 60o a cada 10 segundos.

 Ao final desse tempo, recolher todo o material passante num recipiente (vidro-relógio) e pesar com precisão de 0,01g.

 Se a massa do material passante nessa fase do peneiramento for superior a 0,05g, repetir a operação até que a massa passante durante um minuto de peneiramento contínuo seja inferior a 0,05g (0,1% da massa inicial).

 O material retido (R) deve ser transferido para um recipiente (vidro-relógio) e passado com precisão de 0,01g.

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DETERMINAÇÃO DO ÍNDICE DE FINURA POR MEIO DE PENEIRADOR AERODINÂMICO - MÉTODO: NBR 12826/2014

Aparelhagem:

 Balança;

 Peneirador aerodinâmico;

 Peneira apropriada para peneirador aerodinâmico;

 Martelo de acrílico;

 Recipiente para captação de resíduos;

 Vidro-relógio;

 Pincéis.

Procedimento

 Pesar (20 ± 0,02)g (m) de cimento e colocá-lo na peneira acoplada ao peneirador aerodinâmico com a pressão de sucção ajustada para 1960 Pa (Pascal) (200 mm de coluna d’água).

 O material deve ficar distribuído de forma circular na tela, para que a tampa, quando colocada não o toque.

 Tampar a peneira com o anel de vedação e ligar o peneirador aerodinâmico com o tempo de ensaio ajustado em 3 minutos.

 Para desprender o material que fica aderido à tampa da peneira, deve-se golpear suavemente e com alta frequência a alça da tampa, utilizando o martelo de acrílico.

 Ao final do peneiramento, remover todo o resíduo para um recipiente com auxílio dos pincéis e pesar com precisão de 0,01g (r).

Resultado

O índice de finura (IF) será calculado pela expressão:

I

_F

=

r . F

C

m

. 100

 IF = Índice de finura do cimento em porcentagem;

 r = Resíduo do cimento na peneira ABNT 75μm em gramas;

 m = Massa inicial do cimento em gramas;

 FC = Fator de correção da peneira utilizada no ensaio, determinada de acordo com a norma ABNT NBR NM ISSO 3310-1 (C = 1,00 ± 0,20).

 O resultado do ensaio é o valor obtido de uma única determinação, com aproximação de 0,1%.

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Notas:

Repetitividade:

A diferença entre dois resultados individuais obtidos a partir de uma mesma amostra submetida ao ensaio e por um mesmo operador utilizando o mesmo equipamento em curto intervalo de tempo, não deve ultrapassar 0,4% em valor absoluto.

Reprodutibilidade:

A diferença entre dois resultados individuais e independentes, obtidos por dois operadores, operando em laboratórios diferentes a partir de uma mesma amostra submetida ao ensaio, não deve ultrapassar 0,8% em valor absoluto.

ENSAIO REALIZADO NO LABORATÓRIO: DETERMINAÇÃO DA FINURA DO CIMENTO POR PENEIRAMENTO - MÉTODO: NBR 11579/2012

Data: .../.../...

Cimento: (marca, tipo e classe);

Especificação: NBR ...……... ; Massa inicial (m) = 50 g; Resíduo (r) = ... g; Correção da peneira (FC) = ... Resultado do ensaio:

I

F

=

×

. 100



I

F

= %

Data: .../.../...

Especificação: NBR ...……... ; Massa inicial (m) = 50 g; Resíduo (r) = ... g; Correção da peneira (FC) = ... Resultado do ensaio:

I

F

=

×

. 100



I

_F

= %

Conclusão: Verificar os limites estabelecidos para cada tipo e classe de cimento Portland na tabela 5 da página 49

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DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA DO CIMENTO PORTLAND - MÉTODO: NBR 16605/2017

Introdução

A massa especifica do cimento, não é um indicador da sua qualidade. O conhecimento do valor da massa específica é usado para efeitos de proporcionamento e dosagem do concreto, nos cálculos de consumo dos produtos na mistura, etc., geralmente baseados nos volumes absolutos dos materiais constituintes. O valor da massa específica se faz necessário também para a execução da medida da superfície específica do cimento pelo método Blaine.

Objetivo

Este ensaio tem por finalidade a determinação da massa específica do cimento Portland, empregando o frasco volumétrico de Le Chatelier.

Conceito de massa específica

Chama-se densidade absoluta ou massa específica absoluta de um material, a relação entre a massa (m) de uma determinada quantidade de material e o volume (v) por ele ocupado.

Aparelhagem e materiais

 Frasco volumétrico de Le Chatelier, com 250mm de altura e bulbo com aproximadamente 250cm3 de capacidade até a marca zero da escala. A escala deve ter graduação que permite leitura com erro inferior a 0,05cm3;

 Balança capaz de determinar a massa da amostra com precisão de 0,01g;

 Recipiente de vidro com capacidade suficiente para conter a amostra.

 Funis: dois funis de vidro, um de gargalo longo para o lançamento do líquido e ouro de gargalo curto para o lançamento do cimento;

 Termômetro graduado de forma a permitir leituras até 0,5ºC;

 Banho termorregulador com altura suficiente para que os frascos fiquem imersos até a graduação de 24cm3_.

 Líquido para ensaio, que não reaja quimicamente com o cimento e tenha massa específica inferior a este. Preferencialmente deve-se usar o xilol, ou querosene livre de água.

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FATEC SP Curso de Edifícios - Laboratório de MCC Procedimento

 O cimento deve ser ensaiado conforme a amostra recebida. Se for constatada a presença de corpos estranhos ao cimento, a amostra deve ser passada em peneira de abertura nominal 0,15 mm antes do ensaio.

 Coloca-se com o auxílio de um funil no frasco volumétrico, um dos líquidos especificados, em quantidade suficiente para que seu volume fique compreendido entre as marcas 0 e 1 cm3. Seca-se a parte interior do frasco acima do nível do líquido.

 Em seguida, submerge-se o frasco em um banho termorregulador que deverá ter uma temperatura constante, próxima a do ambiente. O frasco permanecerá no banho termorregulador, até o momento em que seu conteúdo alcance a temperatura do banho, quando então, será efetuada a leitura inicial.

 Pesa-se em recipiente de vidro, 60g de cimento que será lançado no frasco volumétrico, com o auxílio do funil, tendo-se o cuidado de evitar que o cimento fique aderido nas paredes do frasco acima do líquido. Em seguida o frasco deverá ser fechado.

 Toma-se o frasco por sua parte superior, e inclinando-o, gira-se alternadamente num e noutro sentido, até que voltando-se a posição vertical, não haja imersão de bolhas de ar.

 Submerge-se novamente o frasco no banho termorregulador, e uma vez alcançado o equilíbrio térmico, faz-se a leitura final (Lf).

Resultados

A massa específica do cimento será calculada pela expressão:

 = _VLf−VLim onde,

γ = massa específica do cimento em g/cm3; m = massa de cimento em g;

v = volume real ocupado pela massa m de cimento, obtido pela diferença entre as leituras final (Lf) e inicial (Li), em cm3.

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O resultado deve ser a média de pelo menos duas determinações que não difiram entre si mais que 0,01g/cm3, devendo o valor ser expresso com duas casas decimais.

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ENSAIO REALIZADO NO LABORATÓRIO: DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA DO CIMENTO PORTLAND - MÉTODO: NBR 16605/2017

Data: .../.../...

Especificação: NBR ...……... Massa (m) = 60 g; Li = cm3_{; Lf = cm}3_{; v = Lf – Li ; v = - ; v =} v m   ;  = ;  = ... g/ cm3_. Data: .../.../...

Especificação: NBR ...……... Massa (m) = 60 g; Li = cm3_{; Lf = cm}3_{; v = Lf – Li ; v = - ; v =} v m   ;  = ;  = ... g/ cm3_.

Conclusão: A massa específica é dada pela média de duas determinações que não difiram uma da outra mais do que 0,01g/cm³

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DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DO CIMENTO PORTLAND - MÉTODO: NBR 7215/2019

Introdução

A resistência mecânica do cimento endurecido é a propriedade do material talvez mais necessária para uso estrutural. Todas as especificações de cimento contêm ensaios de resistência.

Tendo em vista a utilização futura do cimento Portland nas argamassas e concretos estruturais, a determinação da resistência do cimento através de um ensaio prévio, permite conhecer seu comportamento nas idades ensaiadas e o seu atendimento às especificações.

Fundamentos Teóricos

As especificações brasileiras estabelecem limites para a resistência à compressão em pelo menos três idades. A determinação da resistência à compressão simples é realizada com argamassa normal de cimento no traço, em massa, de 1: 3: 0,48 (cimento: areia normal: água).

Em cada idade são ensaiados 4 corpos-de-prova cilíndricos de 50 mm de diâmetro por 100 mm de altura, determinando-se a resistência à compressão através da média aritmética dos resultados individuais. A resistência à compressão de cada corpo-de-prova será dada por:

𝑓

_𝑐𝑗

=

𝑃

𝑆

onde,

fcj = Resistência à compressão na idade j (dias), em kgf/cm2 ou MPa; P = Carga de ruptura lida no manômetro da prensa em kgf;

S = Área da seção transversal do corpo-de-prova em cm2.

A resistência média será:

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FATEC SP Curso de Edifícios - Laboratório de MCC Aparelhagem e Materiais

 Balança de capacidade de 1000 g e resolução de 0,1 g;

 Argamassadeira de movimento planetário;

 Recipientes e espátulas metálicas;

 Moldes metálicos com diâmetro de 50 mm ± 0,1 mm e altura 100 mm ± 0,2 mm;

 Soquete metálico padronizado;

 Paquímetro;

 Máquina de ensaio de compressão;

 Placas de vidro;

 Dispositivo para capeamento com enxofre, retífica, pasta de cimento ou outro processo;

 Tanque de cura;

 Câmara úmida;

 Areia normal de acordo com NBR 7214/2015

 Cimento a ser ensaiado;

 Laboratório com 23 ºC ± 2 ºC e umidade relativa do ar não inferior a 50%.

Materiais Massa (g)

 Cimento 624 ± 0,4

 Água 300 ± 0,2

 Areia Normal: (quantidades abaixo)

Fração grossa, passante na peneira de #2,4 mm e retida na de #1,2mm; 468 ± 0,3 Fração média-grossa, passante na peneira de #1,2mm e retida na de #0,6mm; 468 ± 0,3 Fração média-fina, passante na peneira de #0,6mm e retida na de #0,3mm; 468 ± 0,3 Fração fina, passante na peneira de #0,3mm e retida na de #0,15mm. 468 ± 0,3

TABELA 2 – Quantidade de materiais para 6 corpos de prova

Procedimento:

A argamassa de cimento será preparada com areia normal, através de mistura mecânica, conforme as quantidades indicadas na Tabela 1. Essa quantidade é suficiente para moldagem de 6 (seis) corpos de prova de diâmetro de 50 mm e 100 mm de altura. Para cada idade são ensaiados 4 corpos de prova. Assim, para 3 idades de ensaio são necessárias 2 misturas, resultando em 12 corpos de prova.

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Mistura mecânica:

 Executar a mistura mecânica, colocando inicialmente na cuba toda a quantidade de água e cimento com o misturador operando em velocidade baixa, durante 30 segundos.

 Deve ser registrada a hora em que o cimento é posto em contato com a água de mistura.

 Após esse tempo, inicia-se a colocação da areia (as 4 frações, previamente homogeneizada), gradualmente durante 30 segundos.

 Imediatamente após a colocação da areia, prosseguir a mistura em velocidade alta durante 30 segundos.

 Em seguida, desliga-se o misturador durante 1 minuto e 30 segundos, retirando-se com o auxílio de uma espátula a argamassa que ficou aderida na parede da cuba, nos primeiros 30 segundos.

 Durante o tempo restante, (1 minuto), a argamassa fica em repouso na cuba.

 Após esse intervalo, liga-se o misturador na velocidade alta durante 1 minuto concluindo a mistura pelo processo mecânico.

Determinação do índice de consistência (facultativo):

 Molda-se sobre a mesa de consistência lubrificada com óleo mineral, uma fôrma tronco cônica, preenchendo-a em três camadas de alturas aproximadamente iguais, adensadas com 15, 10 e 5 golpes uniformemente distribuídos, respectivamente, com um soquete padronizado.

 Terminada essa operação, alisar o topo com uma régua, retirar a fôrma e submeter o tronco de cone de argamassa a 30 quedas na mesa de consistência num tempo de aproximadamente 30 segundos.

 O índice de consistência será dado pela média aritmética de duas medidas do diâmetro da base do tronco de cone deformado, medidos ortogonalmente, com auxílio de um paquímetro. O ensaio deve ser repetido sempre que houver diferença de mais de 5 mm entre as duas medidas.

Moldagem:

A moldagem dos corpos-de-prova deve ser feita imediatamente após o amassamento, preenchendo-se os moldes com auxílio de uma espátula, em 4 (quatro) camadas de altura aproximadamente iguais, adensando-se cada camada com 30 (trinta) golpes de um soquete padronizado, distribuídos uniformemente. Após adensar a última camada, deixar um leve excesso de argamassa acima da borda do molde e rasa-los até 6 horas após a moldagem.

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Logo após a moldagem, os corpos-de-prova serão colocados em câmara úmida, com a face superior protegidos contra o gotejamento, durante 20 a 24h.

Cura final em água:

Terminado o período inicial da cura, os corpos-de-prova serão desformados, identificados e imersos em tanques de água saturada com cal, permanecendo até a data do ensaio.

Ruptura dos corpos-de-prova:

Para realização do ensaio, os corpos-de-prova devem receber em seus topos e bases, capeamento com pasta de enxofre mais pozolana, fundidos à temperatura de (136 ± 7) oC, ou retífica dos topos ou outro processo para eliminar eventuais defeitos de contato entre as superfícies dos corpos-de-prova com os pratos da máquina de ensaio.

A velocidade de aplicação de carga de compressão no corpo-de-prova deve ser de (0,25 ± 0,05) MPa por segundo ou (2,5 ± 0,5 kgf/cm2) por segundo ou (50 ±10) kgf/s. A idade do corpo-de-prova será contada a partir do instante em que o cimento é posto em contato com a água de amassamento, e devem-se obedecer às seguintes tolerâncias de tempo para a ruptura, conforme a tabela 4:

Idade de Ruptura Tolerância

24 horas  30 minutos

3 dias  1 hora

7 dias  2 horas

28 dias  4 horas

91 dias  1 dia

TABELA 3 – Idade de ruptura e tolerância

Desvio relativo máximo (DRM):

Calcular o desvio relativo máximo da série de quatro resultados dividindo o valor absoluto da diferença entre a resistência média e a resistência individual que mais se afaste desta média, para mais ou para menos, pela resistência média e multiplicando este quociente por 100. A porcentagem obtida deve ser arredondada ao décimo mais próximo.

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𝐷𝑅𝑀 =

|fcj− fcji que+se afasta de f_f cj|

cj

. 100

fcj = Resistência média de 4 corpos de prova;

fcji = Resistência máxima ou mínima que mais se afasta de fcj.

O DRM deve ser menor ou igual a 6%.

Se o DRM for superior a 6%, calcula-se uma nova média com 3 corpos de prova, desconsiderando o valor discrepante, e o DRM respectivo. Constar no certificado de ensaio o ocorrido.

Persistindo o fato, todos os corpos-de-prova de todas as idades devem ser eliminados e o ensaio novamente realizado.

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ENSAIO REALIZADO NO LABORATÓRIO: DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DO CIMENTO PORTLAND - NBR 7215/2019

Data: .../.../...

Especificação: NBR ...……...

Resistência à compressão

CP idade carga de ruptura (kgf) carga de ruptura (N) ø (mm) área (mm²) fc (Mpa) fc médio desvio relativo máximo Data: .../.../...

Resistência à compressão

CP idade carga de ruptura (kgf) carga de ruptura (N) ø (mm) área (mm²) fc (Mpa) fc médio desvio relativo máximo

Obs: de acordo com o Inmetro a gravidade média no Brasil é =9,80665 m/s ou  9,81 m/s, para cálculo destes exercícios usar 10,0 m/s

Conclusão: Verificar os limites estabelecidos para cada tipo e classe de cimento Portland na tabela 5 da página 49

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DETERMINAÇÃO DA ÁGUA DA PASTA DE CONSISTÊNCIA NORMAL - MÉTODO: NBR 16606/2017

Introdução

Para a realização dos ensaios para determinação dos tempos de início e fim de pega e verificação da estabilidade volumétrica do cimento Portland, utilizamos uma pasta de cimento de consistência padronizada, denominada pasta de consistência normal.

A pasta de cimento resulta da mistura de cimento e água. A pasta de consistência normal, por sua vez, é preparada a partir de (500 ± 0,1) g de cimento, e uma quantidade de água obtida por tentativas para cada amostra de cimento, de modo que efetuando a sondagem na pasta através da Sonda de Tetmajer, acoplada ao aparelho de Vicat, a mesma estacione a (6 ± 1) mm do fundo do molde que contém a pasta.

Vista lateral do aparelho de Vicat com a sonda de Tetmajer, Vicat para a determinação da consistência normal do cimento. Fonte: NBR 16606/2017 Vista frontal do aparelho, com a agulha de Vicat, para a determinação do inicio de pega do cimento. Fonte: NBR 16606/2017 Sonda de Tetmajer para determinação da consistência normal. Fonte: NBR 16606/2017

Agulha de Vicat para determinação do tempo de pega inicial. Fonte: NBR 16606/2017 Agulha de Vicat modificado para determinação do tempo de fim de pega. Fonte: NBR 16606/2017

Figura 4 - Aparelho de Vicat, sonda de Tetmajer, agulha e acessório. Fonte: NBR 16606/2017

Aparelhagem:

 Balança com capacidade para 1000 g e resolução de 0,1 g;

 Espátula;

 Recipiente para conter a água;

 Aparelho de Vicat, com a Sonda de Tetmajer;

 Molde metálico tronco-cônico;

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 Cronômetro.

Condições do ambiente:

A temperatura do ar na sala de ensaios, dos aparelhos e materiais deve ser de (20 a 23, ou 25 a 27 ± 2) oC e devem ser registrados no relatório de ensaio. A temperatura da água de amassamento deve ser de (23 ± 2) oC. A umidade relativa do ar ambiente deve ser superior a 50%.

Procedimento:

Ajustar a haste no indicador no zero da escala graduada com a base do molde tronco cônico.

Para preparação da pasta, pesar (500 ± 0,5) g de cimento e uma quantidade de água determinada por tentativas com precisão de 0,1g.

 A mistura será feita mecanicamente, obedecendo-se o seguinte procedimento: a) Introduzir toda a água na cuba metálica;

b) Adicionar lentamente a quantidade de cimento previamente pesada; c) Aguardar durante 30 segundos;

d) Ligar o misturador na velocidade baixa durante 30 segundos;

e) Parar a mistura e, imediatamente, iniciar a raspagem da pasta aderida na parede da cuba e direcioná-la para o centro da mesma, no tempo de 15 segundos;

f) Ligar o misturador na velocidade alta durante 60 segundos, encerrando a mistura.

 Imediatamente após a mistura, preencher o molde tronco-cônico de uma só vez com um pequeno excesso da pasta.

 Golpear suavemente a placa de vidro para eliminar eventuais bolhas de ar retidas na pasta e rasar o topo do molde.

 Posicionar o molde sob a haste do aparelho de Vicat, estando em sua extremidade inferior a Sonda de Tetmajer.

 Fazer com que a sonda fique em contato com a superfície da pasta, fixando-se a haste com o parafuso.

 Completados os 45 segundos contados a partir do fim do amassamento, deixar a haste descer em queda livre, soltando o parafuso fixador.

 Após 30 segundos, fazer a leitura da distância em milímetros, da extremidade da sonda ao fundo da fôrma, correspondente ao índice de consistência.

 A consistência da pasta é considerada normal quando seu índice de consistência for igual a (6 ± 1) mm.

(23)

 Evidentemente as leituras com valores inferiores a (6 ± 1) mm indicam excesso de água enquanto que as de valores maiores denotam falta de água.

 Assim, enquanto não se obtém o índice de consistência convencional, devem-se preparar outras pastas variando a quantidade de água e utilizando nova porção de cimento a cada tentativa.

Expressão dos resultados:

A água da pasta de consistência normal é expressa em porcentagem da massa relativa ao cimento, arredondada ao décimo mais próximo.

𝐴 =

ma

m_c . 100 onde:

A = porcentagem de água;

ma = massa de água para obtenção da consistência normal;

mc = massa de cimento utilizada no ensaio.

Notas: Repetitividade:

A diferença entre dois resultados individuais obtidos a partir de uma mesma amostra submetida ao ensaio, por um mesmo operador utilizando o mesmo equipamento em curto intervalo de tempo, não deve ultrapassar 0,6% em valor absoluto.

A diferença entre dois resultados individuais independentes, obtidos por dois operadores operando em laboratórios diferentes a partir de uma mesma amostra submetida ao ensaio, não deve ultrapassar 1,0% em valor absoluto.

(24)

ENSAIO REALIZADO NO LABORATÓRIO: DETERMINAÇÃO DA ÁGUA DA PASTA DE CONSISTÊNCIA NORMAL - NBR 16606/2017

Data: .../.../...

Especificação: NBR ...……... Quantidade de cimento (mc) = 500 g

Tabela de ensaio:

Ensaio nº Quantidade de água ma (g)

Índice de consistência

(mm)

Observação

Porcentagem de água da pasta de consistência normal (A)

𝐴 =

𝑚

𝑎

𝑚

_𝑐

100

(25)

DETERMINAÇÃO DOS TEMPOS DE PEGA DO CIMENTO PORTLAND - MÉTODO: NBR 16607/2017 Introdução

A pega do cimento em termos gerais refere-se à passagem de um estado fluido para um estado rígido, embora seja um tanto arbitrária a definição de rigidez da pasta em que se considera que tenha ocorrido a pega.

O início de pega e fim de pega são convenções empregadas para representar esses estágios de pega arbitrariamente escolhidos.

O conhecimento do tempo de início de pega e o fim de pega do cimento permitem avaliar o tempo disponível para os processos de mistura, transporte, lançamento, adensamento e acabamento superficial dos produtos preparados com o cimento (pastas, argamassas e concretos).

Fundamentos teóricos:

O resultado inicial da mistura do cimento com a água é uma dispersão. A reação com a água produz rapidamente uma película superficial de hidratação sobre cada grão. Após alguns minutos, os produtos da hidratação crescem para dentro e para fora da superfície de cada grão. Com a sequência da reação, crescem as películas dos produtos de hidratação, passando as mesmas a interagir, tornando-se o conjunto um gel contínuo. É o que corresponde a fase de pega. Prosseguindo a reação, as partículas existentes entre os grãos de cimento aumentam e se aproximam, até que o material, possa igualmente considerar-se como uma massa de partículas em contato íntimo. Ocorre também, a diferenciação do gel, tornando-se mais densamente empacotado em algumas regiões e menos em outras, com o que se originam os poros. Identificando-se então, partículas cristalinas através de todo o gel. É a fase de endurecimento.

Observa-se, pois, os seguintes fenômenos sucessivos a partir do instante em que se misturam o cimento e a água:

 Manutenção da plasticidade, durante certo tempo;

 Aumento brusco da viscosidade da pasta, concomitante com a elevação da sua temperatura (é o início de pega);

 Após algumas horas a pasta torna-se indeformável e transforma-se num bloco rígido (é o fim de pega);

(26)

 A partir do fim da pega, inicia-se o endurecimento, em que a resistência da pasta aumenta progressivamente com o tempo.

 Fatores que afetam os tempos de pega do cimento:  Composição química e grau de moagem do cimento;  Quantidade de água;

 Utilização de aditivos aceleradores ou retardadores de pega;  Temperatura e umidade relativa do ar ambiente.

Aparelhagem:

 Balança com capacidade para 1000 g e resolução de 0,1 g;

 Espátula;

 Recipiente para conter a água;

 Aparelho de Vicat, com a Sonda de Tetmajer;

 Molde metálico tronco-cônico;

 Placa de vidro ou placa rígida plana, não absorvente;

 Cronômetro.

Condições ambientais do laboratório

O laboratório deve ser mantido à temperatura de (20  2) ºC e umidade relativa acima de 50%. NOTA: Em região de clima quente podem ser mantidas temperaturas de (23  2) ºC, (25  2) ºC ou (27  2) ºC.

Procedimento:

Para a determinação dos tempos de início e fim de pega, adota-se os seguintes procedimentos:

Determinação do tempo de início de pega

 Preparação da pasta de consistência normal, de acordo NBR 16607/2017 e anotar a hora da adição de água (t0);

 Colocação da pasta no molde tronco-cônico;

 Após o enchimento do molde, armazená-lo na câmara úmida;

 Posicionamento da agulha de Vicat (diâmetro de 1,13mm) na extremidade inferior da haste do aparelho de Vicat, e zerar a escala na placa base;

 Após no mínimo 30 minutos do enchimento do molde, encostar a agulha na superfície da pasta e prendê-la e, esperar aproximadamente 2 segundos e soltar a agulha em queda livre para que esta penetre verticalmente na pasta;

(27)

 Ler a indicação na escala quando houver terminado a penetração ou após 30s da soltura da agulha;

O posicionamento da agulha na pasta deve distar no mínimo de 10 mm da borda do molde e entre as leituras sequentes. O intervalo entre leituras pode ser de 10 min, por exemplo;

Anotar as leituras e a hora de todas as penetrações e, por interpolação, determinar o tempo em que a distância entre a agulha e a placa base é de (6 ± 2) mm, onde será definido o início da pega (t1).

Determinação do tempo de fim de pega

 Após a determinação do início de pega substituir a agulha de Vicat para agulha de determinação de tempo de fim de pega;

 Inverter o molde cheio para se fazer a observação da impressão do anel e da extremidade da agulha na face oposta;

 É considerado fim de pega quando se observar somente a impressão de 0,5 mm sem a marca do anel e anotar a hora desta ocorrência (t2).

Registros dos seguintes horários:

 Lançamento da água de amassamento (t0);

 Instante em que a agulha de Vicat estacionar a (6 ± 2)mm do fundo do molde, (t1)

correspondente ao início da pega;

 Instante em que o acessório anular não provocar nenhuma marca no corpo-de-prova, deixando só 0,5mm da agulha de Vicat modificada, (t2), correspondente ao fim de pega.

Figura 5 – Representação gráfica dos tempos de pega.

t0 = Início da contagem do tempo (instante do lançamento da água);

t1 = Início da pega (instante em que a agulha de Vicat estaciona a (6 ± 2) mm do fundo

do molde);

t2 = Fim de pega (instante em que a agulha de Vicat modificada deixar impressões de

0,5mm na pasta).

t1 - t0 = tempo de início de pega;

t2 – t0 = tempo de fim de pega.

(28)

Os tempos de início e fim de pega são expressos em horas e minutos com aproximação de 5 minutos, sendo os valores obtidos de uma única determinação. Segundo as especificações brasileiras para o cimento Portland, o tempo de início de pega deve ser maior ou igual a 1 hora. A determinação de tempo de fim de pega é expressa em horas e minutos, com aproximação de 15 minutos.

(29)

ENSAIO REALIZADO NO LABORATÓRIO: DETERMINAÇÃO DOS TEMPOS DE INÍCIO E FIM DE PEGA DO CIMENTO PORTLAND - MÉTODO: 16607

Data: .../.../...

Especificação: NBR ...……... Hora de adição de água (t0) Hora de início de pega (t1) Hora de fim de pega (t2) Tempo de início de pega (t1 – t0) Tempo de fim de pega (t2 – t0)

Tempo de início de pega: expresso em horas e minutos com aproximação de 5 minutos, sendo os valores obtidos de uma única determinação;

Tempo de fim de pega: expresso em horas e minutos, com aproximação de 15 minutos.

Conclusão: Verificar os limites estabelecidos para cada tipo e classe de cimento Portland na tabela 5 da página 32.

Notas: Repetitividade:

A diferença entre dois resultados individuais obtidos a partir de uma mesma amostra, submetida ao ensaio por um mesmo operador, utilizando o mesmo equipamento em curto intervalo de tempo, não deve ultrapassar 30 minutos.

A diferença entre dois resultados individuais e independentes, obtidos por dois operadores, operando em laboratórios diferentes a partir de uma mesma amostra submetida ao ensaio, não deve ultrapassar 60 minutos.

(30)

DETERMINAÇÃO DA ESTABILIDADE VOLUMÉTRICA DO CIMENTO PORTLAND - MÉTODO: NBR 11582/2016

Introdução

A estabilidade volumétrica do cimento é uma característica ligada à ocorrência eventual de indesejáveis expansões, posteriores ao endurecimento do concreto, resultante da hidratação da cal e magnésia livres nele presente.

O aumento do volume cria tensões internas que conduzem à micro fissuração, trazendo consequências negativas como a infiltração de umidade e outros elementos prejudiciais à estrutura de concreto.

Fundamentos teóricos:

No decorrer das reações do cimento com a água, é desejável que a pasta mantenha-se volumétricamente estável, isto é, sem retrações ou expansões apreciáveis.

A retração está associada, principalmente, à evaporação da água verificada em ambiente de umidade relativa baixa, e agravada pelo aumento de temperatura. A expansibilidade do cimento é observada através da agulha de Le Chatelier submetida a ensaio a frio e a quente.

A expansão por sua vez, está vinculada a:

Presença no cimento de teor prejudicial de cal livre (CaO), cuja posterior hidratação é acompanhada pelo aumento de volume e evidenciada no ensaio a quente:

CaO + H2O Ca(OH)2 + calor

Presença no cimento de magnésia cristalizada (MgO), cuja hidratação é acompanhada de aumento de volume, é observada no ensaio a frio:

MgO + H2O Mg(OH)2 + calor

Reação expansiva entre a gipsita, adicionada durante a moagem do clínquer, e o aluminato de cálcio que compõe o cimento.

Aparelhagem:

aumento de volume

(31)

 Agulhas de Le Chatelier;

 Placas de vidro, quadradas com 50mm de lado;

 Régua com divisão de 0,5mm e;

 Lubrificante (óleo mineral).

Condições do ambiente:

Temperatura do ar na sala de ensaios, aparelhagem e materiais igual a (23 ± 2)ºC;

Umidade relativa do ar ambiente não inferior a 50%. Condições de aparelhagem:

Para verificação da flexibilidade da agulha, prende-se uma das hastes a uma pinça fixa, tão próxima quanto possível de sua ligação com o cilindro, de modo que a outra haste fique aproximadamente em posição horizontal. Pendurando-se, então, um peso de 300g no lugar em que esta haste se destaca do molde, a sua extremidade deve afastar-se de 15 a 30 mm da sua posição inicial.

Procedimento:

Segundo a NBR 11582: 2012 da ABNT, a determinação da expansibilidade do cimento envolve a moldagem de seis agulhas de Le Chatelier com pasta de consistência normal, destinando 3 delas ao ensaio a frio e 3 ao ensaio a quente, e efetuando a medida da variação da abertura da extremidade das hastes das agulhas.

Para moldagem das seis agulhas, cada cilindro é posicionado sobre chapa de vidro, e depois de cheio com a pasta de consistência normal, é rasado e coberto com outra chapa de vidro. Este cilindro moldado é posicionado no recipiente com um peso em cima para que a agulha se mantenha na horizontal. Repete-se o procedimento para todas as agulhas, que será colocando-se sobre esta, pesos suficientes para que os cilindros não girem devido ao peso das hastes.

Logo após a moldagem, o recipiente será cheio de água, até cobrir totalmente as agulhas para sua cura inicial, mantida à temperatura de (23 ± 2) ºC, durante (20  4)h no ambiente do laboratório. Após, são removidas as chapas de vidro das 6 agulhas e submetidas aos ensaios.

(32)

No ensaio a frio, as 3 agulhas são conservadas em água potável à temperatura de (20 ± 2) ºC durante 7 dias, e os afastamentos das extremidades das agulhas, em milímetros, são medidos:

 logo após a moldagem das agulhas (L0);

 após 7 dias da moldagem, imersos em água fria (23 ± 2) ºC (Lf).

A expansibilidade a frio é calculada pela média aritmética das diferenças entre as leituras Lf e L0 das 3 agulhas ensaiadas, com aproximação de 0,5 mm.

Ensaio a quente

No ensaio a quente, as 3 agulhas são imersas na água à temperatura de (23 ± 2) ºC em recipiente adequado durante (20±4) h, de modo que a agulha fique na vertical para realização da medida da abertura das mesmas. Após as 24 horas inicia-se de imediato o aquecimento da água até a ebulição que deve acontecer no tempo de 15 a 30 minutos. No momento em que a agulha é imersa na água, efetua-se a primeira leitura (Li). As agulhas devem ser mantidas durante, no mínimo por 5 horas imersas, e o

afastamento das extremidades das agulhas deve ser medido nos seguintes horários:

 de imediato após a colocação das agulhas na água fria (23 ± 2) ºC (Li);

 após 3 horas de ebulição, sem esperar que a água esfrie e sem retirá-la da água (L2);

 de duas em duas horas até que não se verifique que em duas medições consecutivas, não houve variações entre as leituras Lf e Li, das 3 agulhas ensaiadas;

A expansibilidade da quente é calculada pela média aritmética das diferenças entre as leituras Lf e Li das 3 agulhas ensaiadas, com aproximação de 0,5 mm.

Em ambos os casos, as agulhas permanecem imersas, em posição vertical, com as suas extremidades fora da água, para permitir as leituras.

Figura 6 - Vista lateral da agulha de Le Chatelier

Figura 7 - Vista em planta da agulha de Le Chatelier

(33)

ENSAIO REALIZADO NO LABORATÓRIO: DETERMINAÇÃO DA ESTABILIDADE VOLUMÉTRICA DO CIMENTO PORTLAND - MÉTODO: NBR 11582/2016

Data: .../.../...

Ensaio a quente

Agulha nº Leitura inicial Li (mm) Leitura 3 h L3 (mm) Leitura 5 h L5 (mm) Leitura 7 h L7 (mm) Expansão das agulhas (mm) 1 2 3

Expansão média a quente: (mm)=

Ensaio a frio

Agulha nº Leitura inicial Li (mm) Leitura 7 dias L 7d (mm) Expansão das agulhas (mm) 4 5 6

Expansão média a frio: (mm)=

Conclusão: Verificar os limites estabelecidos para cada tipo e classe de cimento Portland na tabela 5 da página 49.

(34)

DETERMINAÇÃO DA FINURA PELO MÉTODO DE PERMEABILIDADE AO AR – MÉTODO DE BLAINE NBR 16372/2015

Introdução

Da mesma forma que a determinação da finura do cimento por peneiramento, o método de Blaine tem por objetivo verificar o grau de moagem do material, porém, baseado na resistência que uma camada de material com porosidade conhecida impõe à passagem de um fluxo de ar.

De acordo com esse método, a finura do cimento Portland é determinada, em termos de superfície específica expressa em cm2/g, por meio do aparelho Blaine de permeabilidade do ar.

Este método pode não fornecer resultados significativos fora do intervalo de 2000cm²/g a 8000cm²/g.

Objetivo:

A determinação da superfície especifica tem como objetivo verificar o grau de moagem do cimento. Desta forma, quanto mais fino o cimento maior é a sua superfície específica.

Conceito de superfície especifica gravimétrica e volumétrica de um conjunto de grãos:

A superfície gravimétrica SE(m) de um material em pó é dado pelo quociente entre área da superfície total das partículas (A) e a massa dessas partículas (m)

m A

SE₍_m) 

Sendo o volume dos grãos a relação entre a massa dos grãos (m) e a massa específica (γ) do material, a superfície especifica em volume SE(v) será dada por :

m A

(35)

Para partícula cúbica de aresta a, a área da superfície é igual a 6 vezes a área de cada face lateral. Assim, para partícula cúbica, a superfície específica gravimétrica será:

a

SE











6

Para partícula esférica, a área da superfície é A = 4r2, sendo r o raio da esfera. Logo, a superfície gravimétrica será:

D 6 r 3 r π 3 4 γ r π 4 3 2        



SE

Observa-se que a superfície específica é inversamente proporcional ao produto da massa específica pela aresta (a) ou diâmetro (D) das partículas.

Assim, para uma mesma quantidade de cimento quanto menor o tamanho das partículas, maior a sua superfície específica.

Procedimento

O método Blaine consiste em fazer passar uma determinada quantidade de ar através de uma camada preparada de cimento de porosidade definida. O número e tamanho dos poros da camada é função do tamanho das partículas e determinam a velocidade com que o ar atravessa a camada.

O aparelho esquematizado na Figura 1 consiste de um tubo manométrico de vidro em forma de U, com 9 mm de diâmetro externo e contendo óleo mineral. A parte superior deste tubo tem conexão hermética com uma célula de permeabilidade que consiste de um cilindro metálico, não corrosível, de diâmetro interno de (12,7  0,1) mm. Esta célula contém um disco metálico perfurado com (0,9  0,1) mm de espessura e dotado de 30 a 40 orifícios de 1 mm de diâmetro, distribuídos uniformemente em sua superfície.

(36)

1.1 Cálculo da massa de cimento para ensaio

A camada compactada de cimento compreende um arranjo de partículas de cimento com um volume de ar especificado entre as partículas. Esse volume de ar é definido como uma fração do volume total da camada e é chamado de porosidade, ε. Assim, a fração ocupada pelas partículas de cimento é, (1 - ε). Se V é o volume total da camada, o volume absoluto de cimento é V (1 - ε) e a massa de cimento, m, é γV(1 - ε), onde γ é a massa especifica das partículas de cimento.

Portanto, conhecendo ε, uma massa de cimento pode ser pesada para produzir a porosidade desejada na camada compactada de cimento de volume total V.

A determinação de γ é efetuada de acordo com a NM 23 e volume V da camada dentro de célula.

A massa de cimento para ensaio é calculada com a seguinte expressão: m = (1 - ε). . V

m = massa de cimento (g);

ε = porosidade da camada de cimento;

 = massa específica do cimento (g/ cm3);

v = volume da camada de cimento (cm3). 1.2- Preparação da amostra

A amostra de cimento deve ser colocada em um frasco com tampa para ser agitada, por 2 min., para dispersão das partículas. Após, aguardar 2 min. e, na sequência, mexer de vagar o pó com uma haste seca e limpa para distribuição dos finos do cimento.

Para uma primeira tentativa adota-se uma porosidade (ε) de 0,500. Assim, a massa de cimento para ensaio será de:

(37)

1.3- Formação da camada para o ensaio:

Para execução do ensaio introduz-se na célula o disco perfurado e metal no fundo da célula e sobre ele um disco de papel filtro novo. Para que o disco de papel filtro cubra o disco perfurado, utiliza-se uma haste cilíndrica de madeira, seca e limpa, pressionando o papel filtro até que esta atinja a peneira de metal perfurada. Colocar a quantidade de cimento determinada, m, na célula, tomando cuidado para evitar perdas. Dar pancadas leves na célula para nivelar o cimento. Colocar um segundo papel filtro sobre a camada cimento nivelada. Introduzir o êmbolo com cuidado até contato com papel filtro. Segurar firmemente a célula e pressionar o êmbolo suavemente com o polegar, até que estacione. Suspender vagarosamente o êmbolo, cerca de 5 mm e girá-lo de, aproximadamente 90o. E pressionar firmemente a camada mais uma vez, até que o capuz do êmbolo esteja em contato com a célula, sem apresentar som de batida entre as partes. Assim, a camada está compactada e pronta para o ensaio de permeabilidade, devendo o êmbolo ser retirado vagarosamente.

O laboratório deve ser mantido à temperatura de (24±4) oC, conforme a região do País, e umidade relativa máxima de 70%. A temperatura do momento do ensaio deve constar no relatório.

2 Ensaio de permeabilidade ao ar Princípio:

A superfície específica S é dada pela expressão:

t k S  ₁ _; t S k₁ 

k1 = constante do aparelho, determinada durante sua calibração com amostra padrão de superfície específica conhecida;

t = intervalo de tempo médio em (s) de três determinações individuais, medido na extensão entre as marcas 9 e 10 do aparelho.

(38)

Quando o ensaio é realizado em condições diversas das de calibração do aparelho, a expressão de cálculo da superfície específica será:

S = k6√ε3√t γ. (1 − ε). √0,1

S = superfície específica da amostra em ensaio, (cm2/g); k6 = constante do aparelho;

ε = porosidade da camada; t = tempo medido, em segundos;

γ = massa específica do cimento, em gramas por centímetro cúbico; η = viscosidade do ar à temperatura do ensaio, em pascal por segundo.

k₆ =

Sp. γp. (1 − εp). √0,1._p

√εp3 . √tp

onde:

k6 = constante do aparelho obtida com a amostra padrão; Sp = superfície específica da amostra padrão (cm2/g); γp = massa específica do cimento, (g/cm3);

ηp = viscosidade do ar à temperatura do ensaio, (Pa/s); εp = porosidade da camada;

tp = tempo medido, (s).

Aparelhagem:

(39)

1- Êmbolo; 2- Chanfro; 3- Célula;

4- Camada de cimento compactado; 5- Disco de papel filtro;

6- Disco de metal perfurado; 7- Tubo manométrico; 8, 9, 10 e 11- Marcas de referência; 12- Acoplamento da célula; 13- Registro; 14- Mangueira de sucção; 15- Pêra de sucção.

Liquido manométrico – óleo mineral leve (óleo de rícino) Cronômetro

Balança

(40)

FATEC SP Curso de Edifícios - Laboratório de MCC Figura 8 - Esquema do permeabílimetro de Blaine.

Procedimento:

Inserir a célula cônica no topo do manômetro, aplicando, se necessária, uma camada fina de vaselina para garantir a estanqueidade, cuidando para não alterar a camada de cimento. Fechar o topo do cilindro com um tampão. Abrir o registro e, por meio de aspiração, levantar o nível do líquido manométrico para a marca mais alta. Fechar o registro e observar se o nível do líquido manométrico permanece constante. Se o nível cair, refazer a junta célula/manômetro e verificar o registro.

Repetir o teste de vazamento até que o nível do líquido manométrico não desça. Abrir o registro e, por aspiração, ajustar o nível do líquido à linha mais alta. Fechar o registro. Remover o tampão do topo do cilindro. O líquido manométrico começará a fluir. Marcar os tempos para que o líquido atinja a segunda linha e a terceira linha. Registrar o tempo, t, com aproximação de 0,2 segundos e a temperatura com aproximação de 1ºC.

(41)

Repetir o procedimento na mesma camada e registrar os valores adicionais de tempo e temperatura. Preparar uma nova camada do mesmo cimento com uma segunda amostra, seguindo o procedimento descrito, ou, se houver pouco cimento disponível, desfazendo a primeira camada e refazendo-a. Realizar o ensaio de permeabilidade duas vezes na segunda camada, registrando os tempos e temperaturas como antes. Temperatura o_C Viscosidade do ar Pa / s 0,1 18 0,00001798 0,001341 19 0,00001803 0,001343 20 0,00001808 0,001345 21 0,00001813 0,001346 22 0,00001818 0,001348 23 0,00001823 0,001350 24 0,00001828 0,001352 25 0,00001832 0,001354 26 0,00001837 0,001355 27 0,00001842 0,001357 28 0,00001847 0,001359 29 0,00001852 0,001361 30 0,00001857 0,001363

Nota – Valores intermediários podem ser obtidos por interpolação linear. TABELA 4 – Viscosidade do ar em função da temperatura.

Expressão dos resultados:

A média dos quatro tempos deve ser usada na fórmula e o resultado de S apresentado, com aproximação de 10 cm2/g, será a superfície específica do cimento.

Exemplo de calculo da área especifica do cimento Portland:

K = 2,2958 (constante do aparelho de Blaine determinada no laboratório da ABCP).

ρ = 3,10 g/cm³ (massa específica da amostra de cimento ensaiada - procedimento NBR 16605/2017)

(42)

FATEC SP Curso de Edifícios - Laboratório de MCC ε = 0,500 (porosidade da camada da amostra padrão)

t = 70 segundos (tempo médio determinado no permeabílimetro de Blaine durante a execução do ensaio da amostra de cimento)

η = 0,00001823 Pascais x segundo (viscosidade do ar a 23 ⁰ C, dada pela tabela anexa da NBR 16372/2015)

Temperatura = 23 ⁰ C (temperatura média do ambiente durante o ensaio) 𝑆 = 𝐾 . √𝜀3. √𝑡 𝜌 . (1 − ε) . √0,1 . 𝜂 𝑆 = 2,2958(√𝑃𝑎 . 𝑠 𝑐𝑚 . √𝑠) . √0,53_{. √70}_(𝑠) 3,10 (_𝑐𝑚𝑔₃). (1 − 0,5) . √0,1 .0,00001823(𝑃𝑎. 𝑠) 𝑆 = 2,2958(√𝑃𝑎 . 𝑠 𝑐𝑚 . √𝑠) . 2,95804.(√𝑠) 2,09278. 10 −3₍ 𝑔 𝑐𝑚3).(√𝑃𝑎. 𝑠 ) 𝑺 = 𝟑𝟐𝟒𝟓 𝐜𝐦²/𝐠 ou 𝑺 = 𝟑𝟐𝟒, 𝟓 𝐦²/𝐊𝐠

(43)

ENSAIO REALIZADO NO LABORATÓRIO: DETERMINAÇÃO DA FINURA MEDIANTE EMPREGO DO APARELHO DE PERMEABILIDADE DO AR MÉTODO DE BLAINE NBR 16372/2015

Data: .../.../...

FINURA PELA PERMEABILIDADE AO AR

Determinação da massa (m), conforme procedimento.

Porosidade da camada ε =……… m = .V.ε =.……… (g)

Volume da cápsula V = ……… (cm³) k6 =………

Massa específica δ = ………(g/cm³) Temperatura do ar θ = ………(ºC); η = ……… (Pa / s) Determinação do tempo de queda da coluna manométrica “t”

Tempo t1 =………(s) t2 = ………(s) t3 =………(s) t4 =………(s) tmédio = … (s)

Superficie específica (S) em (cm²/g)

𝑆 = 𝑘6√𝜀3√𝑡

𝛾. (1 − 𝜀). √0,1 _{S =………}

Conclusão: com esse ensaio determina-se a finura do cimento (se é mais grosso ou mais fino).

Exemplo de superfície especifica:

(44)

FATEC SP Curso de Edifícios - Laboratório de MCC QUESTÕES DE AGLOMERANTES (LABORATÓRIO)

NM 23 - Cimento Portland e outros materiais em pó – Determinação da massa específica 1. Quais os equipamentos e condições ambientais?

2. Resuma o ensaio.

3. Quais fórmulas são utilizadas, qual é a expressão dos resultados das duas determinações de acordo com a norma.

4. Cite duas aplicações do resultado do ensaio.

5. Quais fatores influenciam na massa específica do cimento?

NBR 11579 - Determinação da finura por meio da peneira 75µm (n⁰ 200) 1. Quais os equipamentos utilizados?

2. Quais são as condições ambientais? 3. Resuma a execução do ensaio.

4. Quais fórmulas são utilizadas e qual é a expressão dos resultados. 5. Cite as aplicações do resultado do ensaio, para que o ensaio é utilizado. 6. Comparando com a tabela 5 (na página 49) de exigências físicas e

mecânicas, o cimento ensaiado atende a norma? Justifique. 7. Quais fatores podem influenciar no resultado.

NM 76 - Determinação da finura pelo método de permeabilidade ao ar (Método de Blaine) 1. Defina superfície específica.

(45)

2. No ensaio de Determinação da finura pelo método de permeabilidade ao ar (Método de Blaine) foram obtidos os resultados abaixo, comente o que acontece com os dois tipos de cimento.

AM 1 - Blaine 4.800 cm²/g

AM 2 - Blaine 2.500 cm²/g

3. Qual a aplicação dos resultados.

NM 43 – Determinação da pasta de consistência normal 1. O que é a pasta de consistência normal?

2. Quais são os equipamentos e materiais (incluindo as quantidades) usados neste ensaio?

3. Descreva o ensaio (preparação da pasta, determinação da consistência, cuidados a serem tomados, cálculo dos resultados e aceitação).

4. Calcule a porcentagem de água necessária, onde para a obtenção de uma pasta onde a sonda estacionou a 6 ± 1 mm da placa base com 135 ml de água.

NM 65 – Determinação do tempo de pega

1. Defina tempo de início e fim de pega.

2. Quais os equipamentos e condições ambientais necessárias? 3. Descreva o ensaio.

4. Como se deve expressar os resultados?

5. Citar duas aplicações para o uso dos resultados deste ensaio. 6. Por que é importante conhecer o tempo de pega de um cimento?

(46)

7. Dada a tabela abaixo defina o tempo de início e fim de pega. Trata-se de um CP II E- 32 (Cimento Portand Composto), comparando com a tabela 5 (na página 31) de exigências físicas e mecânicas, o cimento ensaiado atende a norma? Caso atenda, justifique.

Fatos Hora: min Penetração do fundo do molde

Tempos de início e fim de pega T0 = água + cimento 12:00 - Tempo de início – Ti = _________________ Tempo de fim – Tf= ________________ T1 13:00 0,60 mm T2 14:00 1,00 mm T3 16:30 4,00 mm T4 17:00 9,00 mm T5 17:15 12,0 mm T6 17:45 A menos de 0,5mm do topo

NBR 11582 - Determinação da expansibilidade de Le Chatelier

1. Quais são os compostos que podem estar contidos no cimento que causariam sua expansão?

2. Quais os equipamentos e condições ambientais? 3. Resuma o ensaio e aceitação dos resultados 4. Cite aplicações do resultado do ensaio.

5. Nos resultados abaixo calcule a expansibilidade da amostra e se atende às especificações da tabela 5 (na página 49) de exigências físicas e mecânicas. Caso não atenda quais são as consequências do uso deste cimento no concreto?

(47)

Agulhas Le Chatelier

Média do afastamento das extremidades (mm)

Após a

moldagem Após 7 dias

Média Individual Expansão média 1 3 4 ≤ 5mm 2 1 2 3 2 3 Expansão a quente

Leitura de Abertura das hastes das agulhas (mm)

Agulhas Le Chatelier

Leitura inicial Li (mm)

após 24h da moldagem

Após n horas, leituras feitas a cada 2 horas em água à 100º

C até estabilizar Média Individual Expansão média 3h 5h 7h n(+2h) ≤ 5mm 1 3 3 4 4 - 2 2 2 3 3 - 3 4 4 5 5 -

NBR 7215 – Determinação da resistência à compressão

1. Quais são os materiais e equipamentos necessários para a realização do ensaio.

2. Resuma o ensaio e aceitação dos resultados.

3. Os corpos-de-prova (CPs) devem ser curados de que maneira?

4. Uma amostra de cimento obteve os seguintes valores de ruptura aos 28 dias: 40,2; 43,1; 37,9 e 39,0 MPa.

5. Calcule a resistência a compressão e o desvio relativo máximo

6. Os resultados obtidos nas tabelas abaixo são de um cimento CP II -E -32 (amostra 1 e2) , com sua resistência à compressão a 28 dias:

(48)

a. Calcular a média das resistências individuais (em MPa), dos quatro corpos-de-prova ensaiados na idade. O resultado deve ser arredondado ao décimo mais próximo.

b. Calcule o desvio relativo máximo, quando este valor for superior a 6% , calcule uma nova média excluindo o valor discrepante.

c. Comparando com a tabela 5 (na página 49) de exigências físicas e mecânicas, o cimento ensaiado atende a norma? Se não atender o que deve ser feito.

Tabela do exercício 4 (amostra 1)

resistência a compressão do cp II E 32 CP idade carga de ruptura (kgf) carga de ruptura (N) (mm) área (mm) c (Mpa) c médio desvio relativo máximo 1 3 dias 2001 50,1 2 3 dias 1890 50,0 3 3 dias 1500 50,2 4 3 dias 1910 50,1 5 7 dias 3866 50,0 6 7 dias 3900 50,2 7 7 dias 3123 50,2 8 7 dias 3896 50,1 9 28 dias 5568 50,2 10 28 dias 4560 50,2 11 28 dias 5846 50,2 12 28 dias 6388 50,0

(49)

Tabela do exercício 4 (amostra 2) resistência a compressão do cp II E 32 CP idade carga de ruptura (kgf) carga de ruptura (N) (mm) área (mm) c (Mpa) c médio desvio relativo máximo 1 3 dias 2045 50,1 2 3 dias 1984 50,0 3 3 dias 1994 50,2 4 3 dias 1997 50,1 5 7 dias 4186 50,0 6 7 dias 4135 50,2 7 7 dias 4265 50,2 8 7 dias 4345 50,1 9 28 dias 6778 50,2 10 28 dias 6545 50,2 11 28 dias 6457 50,2 12 28 dias 6688 50,0

Obs: de acordo com o INMETRO a gravidade média no Brasil é =9,80665 m/s ou  9,81 m/s, para cálculo destes exercícios usar 10,0 m/s

(50)

TABELA 5 – Requisitos físicos e mecânicos.

1 dia 3 dias 7 dias 28 dias 91 dias

25 - ≥ 8,0 ≥ 15,0 ≥ 25,0 - ≤ 12,0 ≥60 ≤600 ≤ 5 ≤ 5 ≥ 240 32 - ≥ 10,0 ≥ 20,0 ≥ 32,0 - ≤ 12,0 ≥60 ≤600 ≤ 5 ≤ 5 ≥ 260 40 - ≥ 15,0 ≥ 25,0 ≥ 40,0 - ≤ 10,0 ≥60 ≤600 ≤ 5 ≤ 5 ≥ 280 25 - ≥ 8,0 ≥ 15,0 ≥ 25,0 ≥ 32,0 ≤ 8,0 ≥60 ≤720 ≤ 5 ≤ 5 -32 - ≥ 10,0 ≥ 20,0 ≥ 32,0 ≥ 40,0 ≤ 8,0 ≥60 ≤720 ≤ 5 ≤ 5 -40 - ≥ 12,0 ≥ 23,0 ≥ 40,0 ≥ 48,0 ≤ 8,0 ≥60 ≤720 ≤ 5 ≤ 5 -CP V ARI ≥ 14,0 ≥ 24,0 ≥ 34,0 - _- ≤ 6,0 ≥60 ≤600 ≤ 5 ≤ 5 ≥ 300 25 - ≥ 8,0 ≥ 15,0 ≥ 25,0 _- ≤ 12,0 ≥60 ≤600 ≤ 5 ≤ 5 -32 - ≥ 10,0 ≥ 20,0 ≥ 32,0 - ≤ 12,0 ≥60 ≤600 ≤ 5 ≤ 5 -40 - ≥ 15,0 ≥ 25,0 ≥ 40,0 _- ≤ 12,0 ≥60 ≤600 ≤ 5 ≤ 5 -Área específica (m²/Kg) -≤ 5 ≤ 5 Expansibilidade a quente (mm) Expansibilidade a frio (mm) Resíduo na peneira 75 μm ≤ 12,0 Tempo de inicio de pega (min) Tempo de fim de pega (min) ≥60 ≤600 -Resistência à compressão (Mpa) Classe Sigla ≥ 5,0 ≥ 7,0 ≥ 10,0 CPI CPI-S CPII-E CPII-F CPII-Z CPIII CPIV CPB Estrutural CPB Não Estrutural -