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NBR 5748JUN 1993

Análise química de cimento Portland -Determinação de óxido de cálcio livre

Palavra-chave: Cimento Portland 3 páginas

Origem: Projeto NBR 5748/1977CB-18 - Comitê Brasileiro de Cimento, Concreto e AgregadosCE-18:103.01 - Comissão de Estudo de Métodos de Análise Química de CimentoPortland e de suas Matérias-PrimasNBR 5748 - Chemical analysis of Portland cement - Determination of free calciumoxyde - Method of testDescriptor: Portland cementEsta Norma substitui a NBR 5748/1977Válida a partir de 30.07.1993

Método de ensaio

1 Objetivo

1.1 Esta Norma estabelece o processo para determinar oteor do óxido de cálcio livre em clínquer de cimentoPortland. Quando aplicado o cimento Portland ou o clín-quer velho, há possibilidade de presença do hidróxido decálcio e deve ser levado em consideração que esta Normanão diferencia óxido de cálcio livre (CaO) de hidróxido decálcio livre (Ca(OH)2).

1.2 Esta Norma é baseada na dissolução do óxido de cál-cio livre em solução quente da mistura álcool glicerol esubseqüente titulação de cal dissolvida com uma soluçãoalcoólica de acetato de amônio.

2 Aparelhagem

2.1 Conjunto para ebulição

O frasco usado para ferver a amostra com a solução de-ve ser de fundo chato e gargalo curto, ou frasco deErlenmeyer de 200 mL a 250 mL de capacidade. O con-densador de refluxo deve ter, pelo menos, 300 mm decomprimento se for resfriado por água ou 500 mm se forresfriado por ar. Recomendam-se ligações cônicas es-merilhadas, embora se permita rolha de borracha brancacom vedação perfeita.

2.2 Bureta

É necessária uma bureta de 10 mL de capacidade, gra-duada em unidades de, pelo menos, 0,05 mL. Recomen-da-se uma semimicrobureta do tipo de reenchimento com

reservatório de 100 mL com a entrada de ar ligada a umtubo contendo soda-amianto e sulfato de cálcio anidro ouqualquer outro agente adequado para reter dióxido decarbono e umidade.

3 Execução do ensaio

3.1 Reagentes

3.1.1 Acetato de amônio

Normalmente o acetato de amônio é úmido quando rece-bido ou após ser estocado no laboratório, necessitandoser dessecado antes de ser usado. Isso é feito no desse-cador, por um período de, pelo menos, duas semanasusando como agente dessecante sulfato de cálcio anidroou outro agente de eficiência equivalente. Se o acetato deamônio apresentar-se úmido após este período de desi-dratação, é sinal de presença de ácido acético livre, de-vendo ser usado um novo suprimento de acetato deamônio.

3.1.2 Solução padronizada de acetato de amônio(1 mL = 0,005 g CaO)

Prepara-se uma solução padronizada de acetato de amô-nio (N H 4O 2H 3O 2) d isso lvendo-se 16 g de aceta to de am ôniodessecado em 1 L de etanol absoluto em um frasco limpo,seco e bem arrolhado. Calibra-se a solução como segue:

a) calcina-se aproximadamente 0,1 g de carbonatode cálcio (CaCo) de oxalato de cálcio (CaC2O2), am-bos puros para análise, em cadinho de platina a

2 NBR 5748/1993

900°C-1000°C, resfria-se em dessecador e pesa-se com aproximação de 0,0001 g até peso cons-tante;

b) as pesadas devem ser bem rápidas para evitarabsorção de umidade e gás carbônico (CO2);

c) transfere-se imediatamente o CaO sem moerpara um frasco de ebulição limpo e seco de200 mL-250 mL com fundo chato e gargalo esme-rilhado ligado ao condensador de refluxo;

d) pesa-se o cadinho vazio com aproximação de0,0001 g para determinar o peso de CaO usado;

e) juntam-se ao frasco 60 mL de solvente etanol-glicerol e algumas pérolas de vidro para assegu-rar uma ebulição e agitação intensa e sem cho-ques durante a ebu lição. D ispersa-se o C aO na so-lução agitando-se bem o frasco e liga-se ao con-densador de refluxo;

f) ferve-se e titula-se como descrito em 3.2.2, to-mando-se a precaução de não se aquecer comchama devido ao solvente ser inflamável; titula-secom intervalos de 5 min nos primeiros 20 min deebulição para evitar a formação de cristais de gli-cerato de cálcio que se dissolvem lentamente, au-mentando o tempo necessário para completar atitulação;

g) a cor da solução deve ser usada como guia aosintervalos de titulação;

h) a titulação é completada quando a cor rosa nãoaparecer na solução durante 1 h de ebulição con-tínua;

i) se o ponto final for determinado com precisão, asolução voltará ao rosa pelo resfriamento, uma vezque o ponto final é o mesmo para uma soluçãoquente ou fria,

- isto pode servir como evidência de que o pontofinal não foi ultrapassado;

j) calcula-se o equivalente em CaO da solução deacetato de amônio em gramas por mililitro, divi-dindo-se o peso de CaO usado pelo volume dasolução usada.

3.1.3 Etanol

Etanol absoluto é preferido, porém pode ser substituídopor etanol anidro.

3.1.4 Glicerol

Normalmente o glicerol contém água como impureza.Para garantir um teor de água inferior a 5%, determina-seo seu peso específico a 25°C por meio de um picnômetro,o qual não deve ser inferior a 1,249.

3.1.5 Solvente neutro de glicerol-etanol

3.1.5.1 Prepara-se uma solução de um volume de glicerole cinco volumes de etanol, juntando-se a um frasco de

2,5 L 360 mL de glicerol e 1800 mL de etanol, usando oetanol para lavar e transferir completamente o glicerolpara o frasco.

3.1.5.1.1 A essa mistura, juntam-se 0,18 g de fenolftaleína.

3.1.5.2 Arrolha-se imediatamente o frasco e aquece-se li-geiramente sobre uma superfície que esteja abaixo de120°C, agitando com freqüência para espalhar o caloraté que o indicador fique completamente dissolvido e in-timamente misturado.

3.1.5.3 A mistura deve estar levemente alcalina, indicadapor uma cor rosa-pálido quando resfriada à temperatu-ra ambiente.

3.1.5.3.1 Se a mistura estiver descorada, junta-se, poucoa pouco, uma solução recente de hidróxido de sódio(NaOH) em etanol absoluto, até formar uma coloraçãorosa-pálido.

3.1.5.3.2 Um ponto neutro é considerado aprovadoquando a cor rosa-pálido de 60 mL da mistura solven-te desaparecer pela fervura ou for dispersada por umagota (0,02 mL) da solução de acetato de amônio(1 mL - 0,005 CaO).

3.1.5.3.3 Se a cor da mistura solvente preparada estiverrosa-forte quando resfriada à temperatura ambiente, dis-persa-se a cor pela adição de pequena quantidade dasolução de acetato de amônio até atingir a cor rosa-páli-do acima especificada.

3.1.5.3.4 Se a mistura solvente tornar-se ácida, o que éindicado pelo desaparecimento da cor rosa-pálido, a al-calinidade deve ser reajustada ao rosa-pálido pela adiçãogradativa de uma solução recente de NaOH em etanol. (Oerro resultante de um excesso de alcalinidade equivalen-te a 0,02 mL da solução de acetato de amônio é de ape-nas 0,01% de CaO livre e pode ser desprezado.)

Nota: Recomenda-se que os reagentes e as soluções sejam pro-tegidos contra umidade e dióxido de carbono.

3.2 Procedimento

3.2.1 Tritura-se bem cerca de 1,2 g de amostra em um gralde ágata durante 5 min (Ver Nota “a”). Pesa-se 1,000 g daamostra finamente moída e coloca-se em um balão limpoe seco de 200 mL ou 250 mL de fundo chato e boca côni-ca esmerilhada, juntam-se 60 mL de solvente glicerol-etanol, algumas pérolas de vidro, e agita-se para disper-sar a amostra (ver Nota “b”). Logo em seguida, liga-se umcondensador de refluxo e ferve-se até 20 min a solução dofrasco em chapa quente (o emprego de chama não é re-comendado por apresentar perigo de incêndio) até se ve-rificar o aparecimento da coloração rosa-intenso. É ne-cessária uma fervura mais forte com cimento do que CaOpuro usado na padronização da solução de acetato, quedeve ser conduzida de forma a não ser preciso agitar ofrasco.

Notas: a)É indispensável uma completa trituração da amostrapara expulsar pequenos grãos de óxido de cálcio livreque muitas vezes ficam oclusos nos cristais de silicatotricálcico do cimento.

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b) Pode-se usar cloreto de sódio (NaCl), cloreto de bário(BaCl2) seco ou nitrato de estrôncio anidro (Sr(NO3)2)para acelerar a dissolução da cal livre. Quando usarBaCl2 ou (Sr(NO3)2), juntam-se ao solvente, antes daneutralização, 36 g ou 22 g, respectivamente, depois desecar previamente o sal algumas horas entre 120°C e130°C. Quando usar NaCl, juntar 0,5 g diretamente aofrasco contendo a amostra e o solvente.

3.2.2 Retira-se o condensador e titula-se rapidamentebem próximo à fervura, com a solução padronizada deacetato de amônio (1 mL = 0,005 g (CaO)). Uma ligeira co-loração rosa deve permanecer após quase o final da titu-lação, uma vez que um excesso da solução de acetatoreage com o aluminato e os silicatos de cálcio existentesna amostra. (Se for necessário interromper a determina-ção, remove-se o frasco do condensador, titula-se até co-loração rosa-pálido e arrolha-se hermeticamente o fras-co.)

3.2.3 Liga-se o condensador, recoloca-se o frasco na cha-pa quente e ferve-se como antes.

3.2.4 Continua-se em ciclos de titulação e fervura enquan-to a solução se tornar profundamente rosa ou vermelha,dependendo da rapidez da solubilização do CaO livre. As

titulações podem ter a freqüência de 5 min, nunca deven-do exceder 20 min nos primeiros estágios. Continuam-seas titulações até que não se intensifique a coloração rosa-pálido obtida na titulação anterior, e a porcentagem deCaO livre da amostra não aumente em mais de 0,05 pelaadição da solução de acetato após 2 h de ebulição. Pode-se usar um refletor com lâmpada de luz solar como auxí-lio para o julgamento do ponto final por comparação doconteúdo do frasco com o de outro frasco que contenhaum excesso da solução de acetato de amônio.

4 Resultado

Calcula-se a porcentagem de CaO livre com aproximaçãode 0,1, como segue:

CaO livre % = EV x 100

Onde:

E = equivalente em CaO da solução de acetato deamônio, em gramas por mililitro

V = volume, em mililitro, da solução de acetato deamônio exigido pela amostra