ensaios de aceitação do cimento 1. finura do cimento · materiais de construÇÃo civil ii...

Associação Educativa EvangélicaUniEvangélica

Curso de Engenharia CivilProfessora Moema Castro, MSc.

M A T E R I A I S D E C O N S T R U Ç Ã O C I V I L I I

A n á p o l i s , 2 0 1 7 / 1 .

ENSAIOS EM CIMENTOENSAIOS EM CIMENTO

A U L A S 02 E 03

Apresentação2

� A qualidade do cimento é fundamental para aprodução de um bom concreto;

� É recomendável que o comprador ou um laboratórioindependente realize ensaios de aceitação

Aula 02 - Notas de aula Profª. MSc. Moema Castro

independente realize ensaios de aceitaçãoperiódicos ou examine as propriedades de umcimento a ser utilizado para algum propósitoespecial.

Ensaios de Aceitação do Cimento3

1. Finura

2. Consistência de pasta normal


3. Tempo de pega

4. Expansabilidade

5. Resistência

1. Finura do cimento4

� A área superficial total de cimento representa omaterial disponível para hidratação;

� A hidratação começa na superfície das partículas de cimento;


� A velocidade de hidratação depende da finura das partículas decimento;

� Para um rápido desenvolvimento da resistência, é necessáriauma finura elevada.

1. Finura do cimento5

� Tanto a BS quanto a ASTM exigem a determinaçãoda superfície específica (em m²/kg).

� Distribuição do tamanho das partículas porsedimentação ou decantação.


sedimentação ou decantação.

� Métodos baseados na Lei de Stokes� Dá a velocidade terminal de queda, pela ação da gravidade, de

uma partícula esférica em um meio fluido.

2.1 Finura do cimento6

� No Brasil, as normas de cimento especificam valoresde finura em relação à área específica.

� Métodos:


� Blaine – ABNT NBR 16372:2015

� Peneira 75 µm (nº200) – ABNT NBR 11579:2012

� Peneirador aerodinâmico – ABNT NBR 12826:2014

2.2 Pasta de consistência normal7

� Norma técnica

� ABNT NBR NM 43:2003

� Objetivo

Determinar, para qualquer tipo de cimento, a quantidade de água


� Determinar, para qualquer tipo de cimento, a quantidade de água

necessária para obter uma pasta com consistência padrão.

� Aplicação

� Para a determinação dos tempos de início e fim de pega;

� Para o ensaio de expansabilidade de Le Chatelier.


� Metodologia

� A consistência é determinada pelo aparelho de Vicat, que mede a

profundidade de penetração de uma sonda de 10 mm de diâmetro

(sonda de Tetmajer) sob a ação do peso próprio.


� A pasta de consistência normal é estabelecida quando a

profundidade de penetração atinge um determinado valor.

� A quantidade de água necessária expressa como uma porcentagem

da massa de cimento seco situa-se entre 26 e 33%.


� Aparelhagem

� Balança com capacidade

mínima de 1000g e resolução

de 0,1g;

� Misturador mecânico;

Espátula;


� Espátula;

� Molde troncocônico e placa de

vidro;

� Aparelho de Vicat com sonda

de Tetmajer acoplada.

� Cronômetro


� Procedimento de ensaio

� Introduzir a água no recipientedo misturador, medida comprecisão de 0,5 g;

� Adicionar lentamente aquantidade de cimento eaguardar 30 s;


aguardar 30 s;� Ligar o misturador em

velocidade baixa durante 30 s;� Parar a mistura e raspar as

paredes da cuba, fazendo comque toda a pasta aderida a elasfique no fundo; realizar essaoperação em 15 s;

� Ligar o misturador navelocidade alta durante 1 min.

ARGAMASSADEIRA COM PÁ E CUBA


� Procedimento de ensaio

� Introduzir uma quantidade da pastano molde troncocônico colocadosobre uma placa de vidro comauxílio da espátula, regularizando ealisando a superfície;

� No aparelho de Vicat, colocar asonda de Tetmajer em contato com asuperfície da pasta e, após 45


superfície da pasta e, após 45segundos do final de amassamentoda pasta, soltar a haste da sonda;

� Após 30 segundos, efetuar a leiturada distância, em milímetros, daextremidade da sonda ao fundo daforma - índice de consistência;

� A consistência da pasta éconsiderada normal quando o índicede consistência for igual a 6mm ±1mm.

VICAT P/ENSAIO DE CIMENTO NBR11581/ NM43


� RESULTADO

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


� EXEMPLO

� Massa de cimento = 500 g

� Massa de água: a ser determinada por tentativas

� Consistência normal: pasta em que a sonda de Tetmajer fica a 6mm± 1mm da placa de vidro da base.

2.3 Tempo de pega13

� Descreve o enrijecimento da pasta de cimento.

� Pega se refere à mudança do estado fluido para o estado rígido.

� A pega é causada principalmente pela hidratação do C3A e C3S e é

acompanhada pela elevação da temperatura na pasta de cimento.


� Início de pega – rápida elevação de temperatura.

� Fim de pega – pico de temperatura.

� Falsa pega – não há liberação de calor e o concreto pode ser

remisturado sem a adição de água.

� Pega instantânea – é caracterizada pela liberação de calor.

2.3 Tempo de pega14

� Início de pega

� Para determinação do tempo de início de pega, o aparelho deVicat é novamente utilizado, dessa vez empregando umaagulha de 1 mm de diâmetro, sob a ação de um peso


agulha de 1 mm de diâmetro, sob a ação de um pesonormalizado, penetrando em uma pasta de cimento deconsistência normal.

� Quando a agulha não penetra mais que 5 mm, a partir dofundo do molde, considera-se que o início da pega ocorreu(sendo o tempo medido desde a adição de água ao cimento).

2.3 Tempo de pega15

� Início de pega

� A BS estabelece o tempo mínimo que pode variar entre 45minutos e 60 minutos, dependendo da classe de resistênciado cimento.


do cimento.

� A ASTM especifica o tempo de pega mínimo de 60 minutospara os cimentos Portland.

� No Brasil, o tempo mínimo de pega especificado, em horas,para todos os cimentos brasileiros é de 1 hora (60 minutos).

2.3 Tempo de pega16

� Fim de pega

� O fim de pega é determinado por uma agulha com umacessório vazado de metal, de forma a deixar uma marcacircular de 5 mm de diâmetro, acoplado a 0,5 mm acima da


circular de 5 mm de diâmetro, acoplado a 0,5 mm acima daponta da agulha.

� O tempo de fim de pega é estabelecido quando a agulha fazuma marca na superfície da pasta, mas a borda cortante nãoconsegue marcar a pasta.

2.3 Tempo de pega17

� Fim de pega

� As normas britânicas estabelecem que o fim da pega deveocorrer em um tempo máximo de 10 horas para os cimentosPortland, sendo este mesmo valor especificado pelas normas


Portland, sendo este mesmo valor especificado pelas normasamericanas ASTM.

� No Brasil, o tempo máximo de fim de pega é estabelecido em10 horas para todos os cimentos, exceto para os cimentosPortland de alto-forno e pozolânico, em que esse tempo é de 12horas.

2.3 Tempo de pega18

� Aparelhagem

� Balança com capacidademínima de 1000g eresolução de 0,1g;

Misturador mecânico;


� Misturador mecânico;

� Espátula;

� Molde troncocônico eplaca de vidro;

� Aparelho de Vicat comagulha de Vicat acoplada.

� Câmara úmida

2.3 Tempo de pega19

� Execução do ensaio (ABNT NBR NM 65:2003)� Condições do ambiente

� As condições do ambiente para a execução do ensaio (penetração daagulha) devem ser tais que proporcionam umidade relativa igual ousuperior a 70%.


� Ajuste do aparelho de Vicat� Instalar a agulha de Vicat no aparelho de Vicat, fazendo-a descer até

que sua extremidade repouse sobre a placa de vidro, ajustando-se oindicador no zero da escala graduada.

� Preparação da pasta de cimento� Preparar uma pasta com 500 g de cimento e água necessária para a

consistência normal. Encher o molde tronco-cônico com a pasta.

2.3 Tempo de pega20

� Execução do ensaio� Determinação do tempo de início de pega

� O início da pega é determinado quando a agulha penetra na pastaaté uma distância de (4 ± 1) mm da placa base de vidro.


� Deve-se descer a agulha, sem choque e sem velocidade inicial atéestacionar (condição que pode ser alcançada sustentando-alevemente com os dedos). A leitura é feita 30 segundos após apenetração da agulha na pasta.

� O tempo de início de pega é o intervalo decorrido entre o instanteem que se lançou a água de amassamento à pasta e o instante emque se constatou o fim da pega.

2.3 Tempo de pega21

� Execução do ensaio� Determinação do tempo de fim de pega

� Após a constatação do início da pega, fazer leituras a intervalosregulares de 10 min.


regulares de 10 min.

� O tempo de fim de pega é o intervalo decorrido entre o instante emque se lançou a água de amassamento à pasta e o instante em quese constatou o fim de pega.

� O fim de pega é estabelecido no momento em que a agulha penetra0,5 mm na pasta.

2.4 Expansabilidade22

� É essencial que a pasta de cimento, após a pega, nãosofra uma grande alteração de volume.

� Uma expansão significativa (acima de uma limiteestabelecido) pode causar a desagregação da pasta de


estabelecido) pode causar a desagregação da pasta decimento endurecida.

� Essas expansões podem ser causadas devido àsreações de cal livre, magnésio e sulfato decálcio. Os cimentos que apresentam esse tipo deexpansão são classificados como expansivos.


� Cal livre

� Está presente no clínquer, intercristalizada com outros compostos e,em função disso, hidrata-se muito lentamente, ocupando um volumemaior que o óxido de cálcio livre original.


� A cal livre não pode ser determinada pela análise química do cimentopor não ser possível distinguir entre o CaO que não reagiu e oCa(OH)2 produzido pela hidratação parcial dos silicatos quando ocimento é exposto ao ar.

� Na prática, a expansabilidade decorrente da cal livre é bastante rara.


� Magnésio (MgO)

� Reage com água de maneira similar ao CaO, mas somente suaforma cristalina tem uma reação deletéria que causaexpansabilidade.


expansabilidade.

� Sulfato de cálcio (CaSO4)

� Causa expansão pela formação de sulfoaluminato de cálcio(etringita) devido à reação com o sulfato de cálcio excedente(não utilizado pelo C3A durante a pega).

2.5 Resistência à compressão25

� Os ensaios de resistência não são feitos na pasta decimento pura devido à dificuldade de obtenção debons corpos de prova e de ensaio, econseqüentemente variabilidade de resultados.


� Existem vários ensaios para determinação daresistência:� Tração direta

� Compressão

� Flexão


� No Brasil, a determinação da resistência àcompressão do cimento é normalizada pela NBR7215:1996 (versão corrigida 1997).

Nesse ensaio, os corpos de prova são:


� Nesse ensaio, os corpos de prova são:

� Cilíndricos com diâmetro de 50mm e altura de 100mm

� Produzidos com argamassa de cimento e areia normal (NBR

7214:1982) na proporção em massa, de 1:3, sendo a relação

água cimento igual a 0,48.


� Aparelhagem

� balança com capacidademínima de 1000 g eresolução de 0,1 g;

� misturador mecânico;


� misturador mecânico;

� espátula, paquímetro, réguametálica e placas de vidro;

� molde cilíndrico comdiâmetro interno de 50 mm ealtura de 100 mm;

� Soquete

� máquina de ensaio decompressão (prensa).


� Amostra / Materiais

MATERIAL QUANTIDADE (g)

Cimento 624 ± 0,4

Água 300 ± 0,2


Água 300 ± 0,2

Are

ia N

orm

al#1,2 mm - fração grossa 468 ± 0,3

#0,6 mm - fração média grossa 468 ± 0,3

#0,3 mm - fração média fina 468 ± 0,3

#0,15 mm - fração fina 468 ± 0,3


� Execução do ensaio� 01) Misturar a seco todas as frações de areia;

� 02) Preparar argamassa padrão;a) Ligar o misturador na velocidade baixa;b) No espaço de 30Seg. colocar com o auxílio do copo de Becker toda a água na

cuba do misturador, bem como adicionar todo o cimento (anote o horário);


cuba do misturador, bem como adicionar todo o cimento (anote o horário);c) Não desligue o misturador;d) No espaço de 30Seg., colocar as areias já homogeneizadas;e) Mudar a velocidade do misturador para alta, por 30seg.;f) Desligar o misturador por 90Seg;g) No espaço de 90Seg., faça:

� Nos primeiros 15seg., raspe com a espátula a cuba e a pá, de modo quetoda a argamassa fique no fundo da cuba;

� Espere 75seg. com a cuba coberta com um pano limpo e úmido;� Retire o pano.� Ligar o misturador na velocidade alta por 60seg.;� Desligar o misturador.


� Execução do ensaio� 03) Moldagem dos corpos de prova;

a) Untar com o óleo a parte interna dos moldes;


b) Colocar a argamassa nos moldes com o auxílio da espátula, emquatro camadas (¼ + ¼ + ¼ + ¼), promovendo em cadacamada 30 golpes uniformes e homogeneamente distribuídospela superfície, para isso use o soquete;

c) Rasar todos os topos com o auxílio da régua;

d)Identifique-os no topo para posterior reconhecimento (etiqueta).


� Execução do ensaio� 04) Cura inicial;

a) Levar todos os moldes com suas respectivas placas à câmara úmida;

b) Colocar sobre cada um dos moldes placas de vidro, de modo aproteger os topos;


� 05) Cura final;a) Desformar os corpos de prova;

b) Identifique-os melhor (marque-os com giz de cera em sua superfícielateral);

c) Imergir todos os corpos de prova, separados entre si, em um tanquecom água parada e saturada com cal, localizado dentro da câmaraúmida;

d) Deverão permanecer ali até o instante de seus rompimentos.


� Execução do ensaio� 06) Capeamento;

Durante a cura final, os corpos deverão ser capeados com umamistura fundida de enxofre, caulim, pozolanas, quartzo em pó


ou outras substâncias que não alterem o ensaio, de modo auniformizar os topos do corpo de prova (faces do cilindro)promovendo um paralelismo entre os topos.

O processo abaixo exige EPI’s, tais como luvas de raspo decouro, óculos de segurança avental e máscara com filtro paragases ácidos.


� Execução do ensaio� 07) Determinação da carga de ruptura;

Os corpos de prova capeados deverão ser levados até à prensauniversal, de modo a serem ensaiados quanto a resistência dos


mesmos à compressão.

O prato da prensa deverá estar limpo e o corpo de prova deveráestar centrado no mesmo, para a execução do ensaio.

A velocidade de carregamento transmitida ao corpo de provapela prensa, deverá ser de 0,20 a 0,30 MPa por segundo.


� Execução do ensaio� 07) Determinação da carga de ruptura;

Os corpos de prova poderão ser ensaiados nas seguintes idades:

Idade de ruptura Tolerância


Obs: A idade de um corpo de prova é contada a partir doinstante que a água entrou em contato com o cimento, até osinstante atual.

24 h ± 30 min03 dias ± 1h07 dias ± 2h28 dias ± 4h91 dias ± 1dia

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