Universidade da Amazônia

TÓPICOS DE CIÊNCIAS DOS MATERIAIS E MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO

Finura do cimento, Tempo de pega, Resistência mecânica

Professor  JOSE ZACARIAS RODRIGUES DA SILVA JUNIOR

Aluno FELIPE ROCHA TEIXEIRA SANTOS

3ENN110/04/2013

I. Determinar finura do cimento

1. INTRODUÇÃOO presente relatório tem como objetivo apresentar os resultados da avaliação da finura do cimento Portland CPII F-32 por peneiramento realizado conforme a NBR 11579 (ABNT, 1991), bem como apresentar a metodologia empregada. Os resultados comprovaram que o cimento atende aos limites especificados pela NBR 11578 (ABNT, 1991) sendo seu índice de finura de 0,7%.

2. Objetivo do ensaioO objetivo do ensaio é a determinação da finura do cimento Portland utilizando a peneira de 75m (nº200), pelo procedimento manual, para a verificação da fração retida em porcentagem, em massa, de cimento cujas dimensões dos grãos são superiores a 75m.

2.1 FUNDAMENTAÇÕES TEÓRICASAlém de servir para aplicações gerais, o cimento Portland composto CPII F-32 pode ser usado no preparo de argamassas de assentamento, revestimento, argamassa armada, concreto simples, armado, protendido, projetado, rolado, magro, concreto-massa, elementos pré-moldados e artefatos de concreto, pisos e pavimentos de concreto e solo-cimento, dentre outros. Um dos fatores que indica a qual aplicabilidade o cimento acima pode ser utilizado é o índice de finura.

O contato da água com os componentes do cimento se dá na superfície dos grãos, hidratando-os, gradativamente, em direção ao interior. Um cimento mais fino possui maior número de grãos por unidade de massa, ou seja, possui maior área específica. Com isso, a água encontrará muito maior área de contato e a reação se fará com maior intensidade, resultando, assim, em maior resistência mecânica, maior liberação de calor e, também, maior tendência à retração.

Neste caso, como a peneira possui dimensões extremamente pequenas, utiliza-se uma amostra com massa de 50,00 g, o que facilita o processo de peneiramento e evita a diminuição da vida útil da peneira, uma vez que os poros da mesma podem se entupir com grande facilidade. Para o cimento Portland composto CPII F-32 o índice de finura deve estar sempre menor que 10% para a classe 40MPa e menor que 12% para as classes de 25 e 32MPa de acordo com a NBR 11578/91.

3. materiais e equipamentosO cimento avaliado foi o cimento Portland composto com fíler (calcário), CPII F-32. Para a realização do ensaio pelo procedimento manual, foram utilizados os seguintes equipamentos:

Balança digital com precisão de 0,01g.

Conjunto de peneiramento, composto pela peneira de 75μm, do fundo e da tampa.

Pincel médio de náilon e um pincel pequeno de cerdas naturais.

Flanela seca e limpa.

Cronômetro com resolução de 1 s.

Recipiente cerâmico para pesagem do material retido.

4. Metodologia de ensaioO ensaio de finura do cimento Portland foi realizado através do procedimento manual, que consiste em quatro operações (Eliminação de finos, etapa intermediária, peneiramento final e transferência do resíduo).

Para o início do ensaio, montou-se o esquema de peneira, tampa e fundo, como mostrado na figura 2. Uma amostra de 50 g do cimento foi adicionada sobre a tela da peneira. Após segurar o conjunto (tampa, peneira e fundo) empregou-se movimento de vaivém na horizontal de modo que o cimento se espalhasse sobre a superfície da tela e a parte fina passasse quase que em sua totalidade durante um período de 5 minutos. Esta etapa corresponde à eliminação dos finos.

Figura 1- Esquema de montagem de tampa, peneira e fundo para o ensaio de peneiramento do cimento.

A etapa intermediária consistiu na retirada e limpeza do fundo contendo o material fino que posteriormente foi descartado, e na limpeza da parte inferior da peneira com o pincel médio. Após a remontagem do esquema da figura 2, continuou-se o peneiramento com suaves movimentos de vaivém horizontais por um período de 20 minutos, girando o conjunto em intervalos regulares de tempo. Terminada esta etapa limpou-se a parte inferior da peneira e descartou-se o material presente no fundo, que também foi limpo posteriormente.

A última etapa consistia no peneiramento final. Segurou-se o conjunto da figura 2 ligeiramente inclinado e imprimiram-se movimentos de vaivém durante cerca de 60s, girando sempre o conjunto a cerca de 60º a cada intervalo de 10s. Completando-se este período, limpou-se o fundo da peneira com o pincel médio recolhendo todo o material e transferindo-o para o fundo. O material depositado no fundo foi então transferido cuidadosamente para o recipiente de cerâmica, tarado previamente na balança, onde se registrou uma massa superior ao limite de 0,1% da amostra original, ou se já, uma massa superior a 0,05g. O procedimento acima foi repetido até que se obteve um resíduo passante de 0.02g. Procedeu-se então com a pesagem do material retido na peneira de 75m, obtendo-se uma massa de 0,35g.

5. cálculos e expressão dos resultadosO índice de finura do cimento é obtido pela expressão:

Onde:

F = índice de finura do cimento, em porcentagem.

R = resíduo do cimento na peneira 75m, em g

M = massa inicial do cimento, em g

C = fator de correção da peneira utilizada no ensaio, determinado de acordo com o disposto na EB-22, devendo estar compreendido no intervalo de 1,00 ± 0,20.

O resíduo que permaneceu na peneira de 75m foi de 0,35g e a massa inicial utilizada no ensaio foi de 50,00g. Como C é o fator de correção e representa o desvio da idealidade da peneira, ou seja, seu valor seria 1,00 se a peneira apresentasse todos os seus orifícios desobstruídos, neste caso ela seria a peneira ideal. O controle da porosidade da peneira é feito por órgãos certificados que emitem um laudo referente à eficiência da peneira. Neste caso o valor C se refere a uma correção do estado inicial da peneira. Como a peneira em uso não passou por nenhum procedimento de medição/verificação de eficiência recentemente adotou-se o valor de C = 1,00.

6. conclusãoA norma NBR 11579/91 diz que o resultado do ensaio é o valor obtido em uma única determinação, assim o valor do índice de finura F, do cimento analisado, foi de 0,7%. Este índice corresponde à porcentagem em massa de material fino presente na amostra inicial.

O ensaio foi realizado uma única vez, assim não há como se ter parâmetros para avaliar a eficácia do ensaio, pois o teste deveria ter sido realizado pelo menos duas vezes, levando-se em conta que para cada teste o operador deveria ser o mesmo, assim a repetibilidade do ensaio não foi garantida. A reprodutibilidade do ensaio é obtida entre a diferença de dois resultados individuais e independentes realizados por operadores diferentes a partir da mesma amostra, não podendo ultrapassar 0,8% em valor absoluto. Como não se obtiveram resultados dos outros grupos para efeito de comparação, não se pode afirmar que o ensaio teve uma boa reprodutibilidade.

Para o cimento CPII F-32 de acordo com a NBR 11578/91 o índice de finura deve ser menor que 12%, assim o ensaio realizado comprovou que o cimento está dentro do limite estabelecido.

II.Determinar tempo de pega

Já (BAUER, 2000, p. 42), esclarece como sendo tempo de pega:

“O fenômeno de pega do cimento compreende a evolução das propriedades mecânicas da pasta no inicio de endurecimento, propriedades essencialmente físicas, conseqüente, entretanto, a um processo químico de hidratação. E um fenômeno artificialmente definido como o momento em que a pasta adquire certa consistência que a torna imprópria a um trabalho”.

9.1 Equipamentos:

1. - Balança2. - Proveta3. - Vasilha metálica4. - Espátula;5. - Aparelho de vicat com sonda vicat6. - Molde tronco – cônico7. - Chapa de vidro plana (e = 5 mm)8. - Batedeira com vasilhame de metal

9.2 Descrição:

1. Repete-se a mistura do ensaio anterior com a quantidade de água encontrada2. Libera-se a agulha e deixa ela penetrar por 30 s3. Quando estacionar a 1 mm do fundo4. Quando não marcar o material fim de pega

Tempo de pega segundo à norma

O teste realizado no laboratório de Construção Civil do UNICS, após toda confecção do experimento esperamos, anotando o tempo necessário para que a agulha ao ser colocada na pasta de cimento após então a contagem de 30 segundos atingisse a 1 mm do fundo conforme figura acima.

9.4 Resultados obtidos

Logo então o tempo necessário foi de 1 hora 47 minutos, conforme resultado obtido e demonstrado na figura acima citada.

III. Determinar resistência mecânica

Determinação da resistência à compressão da pasta de cimento

Portland, segundo NBR 7215/ ABNT.

Este ensaio tem por objetivo determinar à resistência à compressão do

cimento Portland de acordo com as determinações da NBR 7215 (cimento

Portland – determinação da resistência à compressão).

MATERIAIS UTILIZADOS:

Componentes da argamassa:

Areia Normal (NBR – 7214);

Água;

Cimento..

Aparelhagem:

Misturador mecânico;

Forma metálica (5 x 10) cm;

Soquete;

Máquina de ensaio de compressão.

PROCEDIMENTOS DE EXECUÇÃO DO ENSAIO

MISTURA DA ARGAMASSA

Os componentes da mistura foram pesados,a areia em 4 (quatro)

porções e o cimento em 1 (uma) porção, a água foi medida em volume. A

mistura foi feita no misturador mecânico em velocidade baixa colocando toda a

quantidade de água na cuba e adicionando o cimento de forma gradual para

formação de uma pasta homogênea. Foi registrada hora em que o cimento

entra em contato com a água. Após a adição do cimento e sem paralisar a

operação de mistura foi colocado as 4 (quatro) porções de areia (fina, média

fina, média grossa e grossa) sem que esta operação ultrapasse o tempo de

30s. Com todos os componentes da mistura a velocidade do misturador foi

aumentada e permaneceu assim por mais 90s (noventa segundos), quando foi

desligado para retirar o excesso de argamassa da parede da culpa e na pá do

misturador e posta no interior da cuba, após esta operação que deve ser feita

em menos de 90s foi ligado o misturador por mais 60s em alta velocidade.

Todo processo de mistura não ultrapassou de 5 minutos.

MOLDAGEM DOS CORPOS DE PROVA

Previamente o dispositivo de fechamento das formas foram apertados e

usou-se cera vegetal na fenda vertical externa para garantir a estanqueidade

da forma, para facilitar o desmolde dos corpos de prova usou-se óleo vegetal

na superfície interna da forma.

Imediatamente após o adequamento das formas foram moldados 9

(nove) corpos de prova, a colocação da argamassa na forma foi feita com o

auxílio da espátula em 4 (quatro) camadas de alturas aproximadamente iguais

recebendo cada camada 30 (trinta) golpes uniforme com soquete normal de

forma que os golpes sejam uniformemente distribuídos sobre a superfície da

camada. Logo depois do adensamento das 4 (quatro) camadas foi feito o

razoamento do topo dos corpos de prova com o auxílio de uma régua metálica.

ROMPIMENTO

Os corpos de prova foi rompido na data pré-estabelecida (7 dias), a

idade é contada a partir do instante que a água entra em contato com o

cimento. Foi verificado o funcionamento da máquina, logo depois foi

posicionado o eixo do corpo de prova centrado com o eixo de carregamento da

máquina.

Iniciou-se o carregamento tendo-se como resultado da carga de ruptura

o valor máximo expresso no relógio da prensa.

AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS

MATERIAL MASSA PARA

MISTURA (G)

Cimento portland 624

Água 300

Areia Normal 468

Etapa conclusiva:

Os resultados apresentaram resistência média de:

Dias

Res.

Min.por

norma

(Mpa)

Tensão de

ruptura

(Mpa)

7 20 36,11

Os resultados estão acima do mínimo esperado, portanto o cimento está

apto ao uso sem qualquer restrição.

IV.Referências bibliográficas

Agregados – Determinação do material fino que passa através da peneira 75

μm, por lavagem. NBR NM 46: Rio de Janeiro, 2001.

Isaia, Geraldo C.(Editor). Materiais de Construção Civil. 1ªed. IBRACON, 2007

Isaia, Geraldo C.(Editor). Concreto: ensino, pesquisa e realizações. 1ªed. IBRACON, 2005.

Mehta, P.K.Concreto: Estrutura Propriedades e Materiais. PINI 1994

Cimento Portland - Determinação da finura por meio da peneira 75 μm. NBR

11579: Rio de Janeiro, 1991.