Ensaios materiais de construção

LABORATÓRIO DE MATERIAIS

MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL 1 - EXPERIMENTAL

1. Introdução

Um dos materiais mais importantes e mais utilizados pelo homem é o cimento Portland. A partir disso, surge a necessidade de se conhecer suas características e seus comportamentos juntos a outros componentes, que juntos dão origem ao concreto, material esse utilizado ao redor de todo o mundo.

Com base nisso, serão estudados nesse relatório, através de ensaios, como se caracteriza o cimento em relação a resistência, como a finura interfere na mesma, além de outros, para que com isso possa ser definido critérios de modo a aceitar o cimento para ser usado ou não.

1. Objetivo

Neste relatório pretende-se avaliar diversos parâmetros no que dizem respeito às características do cimento Portland, para avaliar então como este se comportaria no concreto. Através das normas brasileiras, serão realizados ensaios e verificados resultados de: Determinação da Pasta de Consistência Normal com base na NBR NM 43/2003, Determinação dos tempos de pega com base na NBR NM 65/2003, Determinação da resistência a compressão com base na NBR 7215/96, e Determinação do Índice de finura por meio da peneira 75µm NBR 11579/2012, além de demostrados outros ensaios relevantes.

1. Referências normativas

• ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT) - NBR 7215/96 – Cimento Portland - Determinação da resistência à compressão.
• ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT) - NBR 11579/12 - Cimento Portland — Determinação do índice de finura por meio da peneira 75 μm (nº 200).
• ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT) - NBR NM 43/02 - Cimento Portland - Determinação da pasta de consistência normal. Métodos de ensaio. Rio de Janeiro.
• ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT) - NBR NM 65/03 - Cimento Portland - Determinação do tempo de pega. Métodos de ensaio. Rio de Janeiro.
• ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT) - NBR NM 76/1998 - Cimento Portland – Determinação da finura pelo método de permeabilidade ao ar (Método de Blaine). Métodos de ensaio. Rio de Janeiro.
• ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT) - NBR 11582/1991 Cimento Portland – Determinação da expansibilidade de Le Chatelier. Métodos de ensaio. Rio de Janeiro.

1. Equipamentos

• Balança Mettler PE 3600, precisão 0,01g;
• Misturador Mecânico Soiltest - Hobart Model N-50;
• Cimento CP II F40, Fornecedor Votorantim;
• Retificador SEC MIX, Mod: RPC Automatic
• Prensa Dinatest, cap máx 100 toneladas, Precisão 10 kg
• Areia do rio Corumbá;
• Espátula metálica;
• Soquete normal;
• Cuba de Porcelana;
• Corpos Cilíndricos de 50 mm;
• Óleo mineral;
• Peneira de abertura 75 µm;
• Aparelho de Vicat.
• Cronômetro

1. Fundamentos teóricos

O Cimento Portland é a denominação convencionada mundialmente para o material usualmente conhecido na construção civil como cimento. Temos, por definição, que este é um “aglomerante hidráulico resultante da mistura homogênea de clínquer Portland, gesso e adições normatizadas finamente moídas” (MARTINS et al., 2008).

Uma das melhores maneiras de conhecer as características e propriedades dos diversos tipos de cimento portland é se estudando sua composição. Ele é basicamente coposto de clíquer e na maioria das vezes de adições minerais. O clínquer é o principal componente e está presente em todos os tipos de cimento portland. As adições podem variar de um tipo de cimento para outro e são principalmente elas que definem os diferentes tipos de cimento.

As adições são outras matérias-primas que, misturadas ao clínquer na fase de moagem, permitem a fabricação dos diversos tipos de cimento portland hoje disponíveis no mercado. Essas outras matérias-primas são o gesso, as escórias de alto-forno, os materiais pozolânicos e os materiais carbonáticos. O clínquer é o principal item na composição de cimentos portland. Tem como matérias-primas o calcário e a argila (ABCP, 2003). É fonte de Silicato tricálcico (CaO)3SiO2 e Silicato dicálcico (CaO)2SiO2. Estes compostos trazem acentuada característica de ligante hidráulico e estão diretamente relacionados com a resistência mecânica do material após a hidratação. Ele também tem características de ser um pó que tem a peculiaridade de desenvolver uma reação química em presença de água, na qual ele, primeiramente, torna-se pastoso e, em seguida, endurece, adquirindo elevada resistência e durabilidade (ABCP, 2003).

Outro componente é a gipsita, sulfato de cálcio di-hidratado, é comumente chamada de gesso e é adicionada na moagem final do cimento. O gesso tem como função básica controlar o tempo de pega, isto é, o início do endurecimento do clínquer moído quando este é misturado com água. Caso não se adicionasse o gesso à moagem do clínquer, o cimento, quando entrasse em contato com a água, endureceria quase que instantaneamente, o que inviabilizaria seu uso nas obras. Por isso, o gesso é uma adição presente em todos os tipos de cimento portland (ABCP, 2002)

A escória de alto-forno é subproduto da produção de ferro em alto-forno, obtida sob forma granulada por resfriamento brusco. (MARTINS et al., 2008). São obtidas durante a produção de ferro-gusa nas indústrias siderúrgicas e se assemelham aos grãos de areia. Elas, além de atender plenamente aos usos mais comuns, apresenta melhoria de algumas propriedades, como maior durabilidade e maior resistência final (ABCP, 2002).

Os materiais pozolânicos são rochas vulcânicas ou matérias orgânicas fossilizadas encontradas na natureza, certos tipos de argilas queimadas em elevadas temperaturas (550ºC a 900ºC) e derivados da queima de carvão mineral nas usinas termelétricas, entre outros (ABCP, 2002). Diminuem o calor de hidratação, permeabilidade, segregação de agregados e proporciona maior trabalhabilidade e estabilidade de volume, tornando o cimento pozolânico adequado a aplicações que exijam baixo calor de hidratação, como concretagens de grandes volumes (MARTINS et al., 2008).

1. Procedimentos

1. Determinação da resistência à compressão

Dando início ao procedimento, foram pesadas as quantidades necessárias de cada areia, água e cimento como solicita a norma, para posterior mistura e moldagem dos corpos de prova. Segue abaixo as quantidades necessárias da pesagem.

Cimento	624g
#0.15	468g
#0.30	468g
#0.60	468g
#1.20	468g
Água	300g

Tabela 1

Vale ressaltar que a norma solicita para os ensaios a utilização de uma areia do rio Tietê, porém para os ensaios foi utilizada uma areia peneirada do rio Corumbá na mesma proporção que a norma exige.

Depois de feita a pesagem, passou-se ao misturador. Colocou-se água, em seguida o cimento e misturou-se por 30 segundos na velocidade 1. Após isso, foram misturados mais 30 segundos adicionadas as quatro frações de areia previamente misturadas. Parou, mudou-se para a velocidade 2 e colocou-se o pano para cobrir evitando assim a perca de amostra para o meio, e misturou-se novamente por 30 segundos. Depois, ficou 1,5 minutos em descanso sendo que os primeiros 15 segundos foram destinados para que pudesse ser retirada a argamassa das laterais. Por último a argamassa foi misturada mais 60 segundos na velocidade 2 ainda com o pano cobrindo.