massa especifica do cimento
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1-INTRODUÇÃO
A massa específica de um material, pode ser enunciada como a sua massa,
dividida pelo volume ocupado por tal massa. Para o cimento Portland, a
determinação da sua massa específica é feita usando como embasamento o
procedimento descrito na Norma NM 23:2000.
De acordo com Bauer, a massa específica é um fator variável com o tempo,
aumentando à medida que progride o processo de hidratação. O valor para a
massa específica é do cimento Portland é comumente considerada como 3,15
g/cm³, embora possa alterar para fatores ligeiramente inferiores. O
conhecimento dessa característica do cimento é importante para cálculos de
quantidade de produtos nas misturas, por meio de volumes específicos dos
materiais. A determinação da massa especifica de um cimento é imprescindível
para o cálculo da dosagem, do consumo de cimento por volume do concreto e
para o estudo de estrutura interna do concreto, com vistas ao estudo da
patologia.
Considerando que o cimento quando misturado com a água forma uma nata
que preenche os "vazios" da areia e estes por sua vez preenchem os espaços
vazios da brita, onde tudo isso é consolidado com a vibração ou adensamento,
pode-se considerar que o cimento influencia no sentido de contribuir para o
aumento da massa específica do concreto, uma vez que ele preenche espaços
"vazios" aumentando o peso sem necessariamente de aumentar o volume.
O cimento utilizado na realização deste experimento foi o cimento Portland CP
III- 40- RS com variação de 65% a 25% de clínquer gesso, de 35-70 de escória
de alto forno e de 0 a 5% material Carbonato, adequado para o uso em
construções de concreto em geral quando e resistente a exposição de sulfatos
do solo ou de águas subterrâneas. E quando são exigidas propriedades
especiais do cimento, com a resistência de 40 Mpa.
Pode-se descrever que o cimento é o principal responsável pela transformação
da mistura dos materiais componentes dos concretos e das argamassas no
produto final desejado. Portanto, é de importância fundamental utilizá-lo
corretamente. Assim, é preciso conhecer bem suas propriedades, para poder
aproveitá-las da melhor forma possível na aplicação que se tem em vista.
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2 REVISÃO DE LITERATURA
2.1 Massa específica
Segundo a NBR NM 23 de 2000 definiu a massa específica de uma substância
através da razão entre a massa (m) de uma porção compacta e homogênea
dessa substância e o volume (V) ocupado por ela.
Segundo essa Norma, a fórmula para o cálculo da massa específica do
cimento é a seguinte:
ρ = mV
Deve ser utilizado um líquido que não reaja quimicamente com o material e que
tenha densidade inferior ao dos materiais a serem ensaiados. Um exemplo de
líquido e o xilol recém-preparado ou querosene. Na falta desses materiais no
laboratório, torna-se necessária a sua substituição por água.
2.2 APARELHAGEM
2.2.1 Frasco volumétrico de Le Chatelier
O frasco utilizado para o ensaio deve ter capacidade de aproximadamente 250
cm³ até a marca zero na escala. A escala deve ter uma graduação que permita
leituras com resolução de 0,05 cm³. A escala deve ser calibrada à temperatura
de ( 20 ± 1) ° C.
2.2.2 Balança
Que permita determinar a massa com resolução de 0,01g.
2.2.3 Recipiente
Capaz de conter q quantidade de material cuja massa será determinada.
2.2.4 Funis
O funil que será utilizado para auxiliar o lançamento do líquido no frasco
volumétrico deve possuir gargalo longo, de maneira que sua extremidade fique
2
situada no alargamento do colo do frasco.
O funil que será utilizado para fazer o lançamento do material em ensaio deve
ter colo curto de maneira que o liquido deslocado não atinja sua extremidade
inferior.
2.2.5 Termômetro
Com resolução melhor ou igual a 0,5°C.
2.2.6 Banho termorregulador
Deve ter altura suficiente para conter os frascos volumétricos submersos até a
marca de 24 cmc³.
PROCEDIMENTO TEÓRICO
O procedimento descrito na NBR NM 23 consiste em: Encher o frasco com
auxílio do funil de haste longa, até o nível compreendido entre as marcas
correspondentes a 0 cm³ e 1 cm³;
Secar o interior do frasco acima do nível do líquido;
Colocar o frasco no banho de água em posição vertical e mantê-lo submerso
até as temperaturas entrarem em equilíbrio.
Registrar a primeira leitura com aproximação de 0,1 cm³.
Tomar uma massa conhecida do material em ensaio, com aproximação de 0,01
g, que provoque o deslocamento do líquido no intervalo compreendido entre as
marcas de 18 cm³ e 24 cm³, da escala graduada do frasco de “Le
Chatelier”;Introduzir o material em pequenas porções no frasco, com o auxílio
do funil de haste curta, atentando para que não ocorra aderência de material
nas paredes internas do frasco, acima do nível do líquido.
Tampar o frasco e girá-lo em posição inclinada, ou suavemente em círculos
horizontais, até que não subam borbulhas de ar para a superfície do líquido;
Registrar a leitura final com aproximação de 0,1 cm³.
Após todas essas etapas, usa-se a Equação, e encontra-se um valor para a
massa específica de uma amostra de cimento
O resultado deve ser expresso com duas casas decimais
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3 OBJETIVOS
Determinar a massa específica do cimento CP III-40-RS
4 MATERIAIS
Balança com precisão;
Béquer;
Termômetro
Funil de haste longa;
Pá de plástico;
62.87gr de amostra de cimento CP III-40-RS;
Xilol;
Le Chatelier;
5 PROCEDIMENTO REALIZADO
Após reunir todos os materiais, coloca-se Xilol entre as marcas 0 e 1 no Le
Chatelier. Em seguida, o béquer com água a 13,2ºC e inseri o Le Chatelier,
realizando o Banho termorregulador, assim o Xilol estabiliza na marca de
250cm³ após realizado equilíbrio térmico de 14ºC entre os frascos.
Após coletar uma quantidade de 62.87gr g de Cimento CP III-40-RS, com o
auxilio do funil de haste longa, colocou-se a amostra paulatinamente no Le
Chatelier, atentando para que não ocorra aderência de material nas paredes
internas do frasco, acima do nível do líquido. Após colocar toda a amostra,
tampou-se o frasco e girou-se este em posição inclinada e suavemente em
círculos horizontais, até que toda a amostra de cimento estava abaixo do
liquido. Aferiu-se ao inicio e ao final do acréscimo do cimento no Xilou,
registrando em ambas uma temperatura de 16ºC.
Após este procedimento notou-se um aumento do volume no interior do Le
Chatelier, deixou em repouso por 5 minutos.
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6 RESULTADOS
O volume final dentro do Le Chatelier após a adição de 62.87g da amostra de
cimento CP III-40-RS em 250 cm³ de Xilou a temperatura de 16ºC foi de 271,5
cm³.
Realizando a diferença entre o volume inicial e final do experimento, e obtendo
um valor de 21,5 cm³. Isso corresponde ao volume (V) de 62.87g (m) de
cimento.
7 CONCLUSÃO
Utilizando fórmula abaixo, da massa específica dos materiais, temos:
ρ = mV
ρ = 62,8721,5
ρ = 2,92g/cm³
De acordo com a literatura de Bauer O valor absoluto considerado para o
cimento Portland é 3,15 g/cm³. Os valores obtidos no eperimento ficaram
abaixo da do esperado (2,92 g/cm³), porém, a literatura cita a ocorrência de
valores ligeiramente inferiores.
A diferença de 7% entre os valores teóricos e encontrados pode ser justificada
pela troca de calor entre as substancias do experimento com meio externo,
sabendo que durante a realização do experimento, a temperatura externa
estava maior que a recomendada pela norma. Assim ocorreu uma ligeira
mudança no volume do material que alterou o valor experimental da massa
específica do cimento.
REFERÊNCIAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 23 – Cimento
5
Portland e outros materiais em pó – Determinação da massa específica. 2002
FALCÃO BAUER, L.A. Materiais de Construção. Vol. 1, 5ª edição revisada São
Paulo. Editora LTC.
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