02 - Apostila - Cimento

LABORATÓRIO DE CONCRETO Ronaldo Feu Rosa Pacheco Vitória - ES 2011

Laboratório de Concreto SUMÁRIO SUMÁRIO .................................................................................................................................................... I 1.

ENSAIOS TECNOLÓGICOS - CIMENTO ......................................................................................... 1 1.1

DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA - NBR NM 23: MAIO/2001................................................ 1

1.1.1 1.1.2 1.1.3

Materiais/Equipamentos ........................................................................................................ 1 Execução do ensaio .............................................................................................................. 1 Resultado .............................................................................................................................. 2 1.2 DETERMINAÇÃO DA FINURA POR MEIO DA PENEIRA 75ΜM (Nº 200) - NBR 11579:1991 ................... 2 1.2.1 Materiais/equipamentos ........................................................................................................ 2 1.2.2 Execução do ensaio .............................................................................................................. 2 1.2.3 Resultado .............................................................................................................................. 3 1.3 DETERMINAÇÃO DA PASTA DE CONSISTÊNCIA NORMAL - NBR NM 43: 2003 .................................... 3 1.3.1 Materiais/equipamentos ........................................................................................................ 3 1.3.2 Execução do Ensaio .............................................................................................................. 4 1.3.3 Resultado .............................................................................................................................. 5 1.4 DETERMINAÇÃO DO TEMPO DE PEGA - NBR NM 65:2003 .............................................................. 5 1.4.1 Materiais/Equipamento .......................................................................................................... 5 1.4.2 Execução ............................................................................................................................... 5 1.4.3 Resultado .............................................................................................................................. 6 1.5 DETERMINAÇÃO DA EXPANSIBILIDADE DE “LE CHATELIER” - NBR NM 3435:1991 ........................... 7 1.5.1 Materiais/equipamentos ........................................................................................................ 7 1.5.2 Execução do ensaio .............................................................................................................. 7 1.5.3 Resultado .............................................................................................................................. 8 1.6 DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO - NBR 7215: 1996 ............................................. 9 1.6.1 Materiais/equipamentos ........................................................................................................ 9 1.6.2 Execução: .............................................................................................................................. 9 1.6.3 Resultado: ........................................................................................................................... 12

Página i

Laboratório de Concreto Capítulo II - Cimento

1. ENSAIOS TECNOLÓGICOS - CIMENTO 1.1 Determinação da massa específica - NBR NM 23: MAIO/2001 1.1.1 Materiais/Equipamentos 

Frasco volumétrico de “Le Chatelier”;



Balança com precisão de 0,01g;



Recipiente;



Funis de haste longa e curta;



Peneira # 0,15mm;



Termômetro com precisão de 0,5º C;



Local para efetuar o banho termo regulador, cujo nível da água atinja a marca de 24cm3 da graduação do frasco de Le Chatelier quando imerso, bem como a temperatura durante o ensaio não deve variar mais que 0,5º C.



Líquido não reagente com o cimento (xilol, querosene ou nafta)

1.1.2 Execução do ensaio 01) A amostra de cimento deve ser ensaiada como recebida, caso exista corpos estranhos peneirá-la através da peneira # 0,15mm; 02) Colocar o líquido até entre a marca de 0 e 1cm³, para isso utilize o funil de haste longa; 03) Secar o colo do frasco volumétrico na parte acima do nível do líquido com papel absorvente; 04) Submeter o frasco de Le Chatelier ao banho termo regulador até que seja obtido o equilíbrio térmico (± 2 horas); 05) Efetuar a leitura inicial V1; 06) Determinar a quantidade de amostra a ser ensaiada. Esta quantidade deve ser suficiente para causar um deslocamento do líquido entre as marcas 18cm³ e 24cm³ (m = 60g ± 0,01g); 07) Colocar a amostra de cimento dentro do frasco, para isso utilize o funil de haste curta. Colocar em pequenas proporções, atentando para que não ocorra aderência de cimento nas paredes internas do frasco, acima do nível do líquido; 08) Promover a saída de pequenas bolhas de ar, para isso submeta-o a movimentos pendulares até que, voltando-se o frasco à posição vertical não haja mais bolhas; 09) Submergir o frasco volumétrico no banho termo regulador até que seja atingido o equilíbrio térmico (± 2 horas); 10) Efetuar a leitura final V2.

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1.1.3 Resultado A massa específica é a massa da unidade de volume do material, sendo assim, obtém-se o resultado dividindo-se a massa de cimento introduzida pela diferença de volume do recipiente utilizado. 

    

* O resultado deve ser a média de pelo menos duas determinações que não difiram entre si mais que 0,01 g/cm³. O resultado deve ser expresso com duas casas decimais

1.2 Determinação da finura por meio da peneira 75 µ m (nº 200) -

NBR

11579:1991 1.2.1 Materiais/equipamentos 




Tampa, Peneira # 0,075mm e fundo;



Pincel médio e pequeno;



Bastão de PVC;



Flanela;



Relógio ou cronômetro;



Vidro-relógio;



Amostra de cimento (50 ± 0,05g) Mi.

1.2.2 Execução do ensaio 01) Peneiramento – Eliminação dos finos (3 a 5min) a) A peneira deve estar limpa e encaixada no fundo; b) Colocar o cimento sobre a malha da peneira; c) Imprimir suaves movimentos de vaivém na horizontal de maneira que o cimento se espalhe sobre a superfície da malha, peneirar até que os grãos mais finos passem quase que totalmente pela malha da peneira. 02) Peneiramento – Etapa intermediária (15 a 20min) a) Tampar a peneira; b) Retirar o fundo e dar suaves golpes no rebordo exterior do caixilho com o bastão de PVC para desprender as partículas aderidas à tela e ao caixilho da peneira; c) Limpar com o auxílio do pincel médio toda a superfície inferior da tela; d) Esvaziar e limpar o fundo com a flanela;

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e) Encaixar o fundo à peneira; f)

Destampar e promover suaves movimentos de vaivém na horizontal de modo que o cimento fique uniformemente espalhado na tela, bem como girar e limpar a tela por baixo com o pincel médio a intervalos regulares.

03) Peneiramento – Peneiramento final (60seg.) a) Colocar a tampa e o fundo da peneira; b) Segurar o conjunto com as duas mãos e, mantendo ligeiramente inclinado, imprimir movimentos rápidos de vaivém, girando o conjunto ± 60º (1/6 de volta) a cada 10seg; c) Limpar a tela por baixo com o auxílio do pincel médio recolhendo todo material ao fundo; d) Repetir esta etapa (item 3) do ensaio até que a massa de cimento que passa ao fundo durante o item 3 seja inferior a 0,05g (0,1% da massa inicial), para isso use o pincel pequeno. 04) Transferência do resíduo a) Transferir a parte retirada na peneira para um recipiente (vidro-relógio), para isso use o pincel médio b) Pesar este material retido “R” com precisão de 0,01g.

1.2.3 Resultado O índice de finura é calculado pela fórmula:

 

  

O resultado é dado por uma única determinação e calculado até os décimos.

OBSERVAÇÃO: No processo mecânico utiliza-se o peneirador aerodinâmico com amostra de 20

±

0,02g durante 3 minutos.

1.3 Determinação da pasta de consistência normal - NBR NM 43: 2003 1.3.1 Materiais/equipamentos 




Misturador mecânico;



Espátula;



Copo Becker;



500 ± 0,1g de cimento;

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

Molde tronco cônico e placa de vidro;



Aparelho de Vicat;



Relógio / cronômetro.

1.3.2 Execução do Ensaio Execução: 01) Zerar o aparelho de Vicat a) Descer a sonda de Tetmajer até a placa de vidro; b) Deixar a haste solta e em repouso, de modo que a sonda fique livremente encostada na placa de vidro; c) Ajustar o indicador do aparelho no zero da escala; d) Subir a haste e fixá-la através do parafuso específico; 02) Preparar pasta padrão; a) Colocar com o auxílio do copo Becker uma quantidade de água na cuba do misturador, medida essa que será determinada por tentativas (0g a 500g varia de acordo com o cimento); b) Adicionar lentamente o cimento; c) Aguardar 30seg.; d) Ligar o misturador na velocidade baixa por 30seg.; e) Desligar o misturador; f)

No espaço de 120 seg. : 

Nos primeiros 15 seg. raspe com a espátula a cuba e a pá, de modo que toda a pasta fique no fundo da cuba;



Espere 105seg;

g) Ligar o misturador na velocidade alta por 60seg.; h) Desligar o misturador. 03) Com o auxílio da espátula, encher a forma tronco-cônica de uma só vez, de modo a não deixar espaços vazios; 04) Bata suavemente com a espátula na placa de vidro, propiciando assim a saída de pequenas bolhas de ar retida na pasta; 05) Rasar o topo do molde, retire o excesso e alise com a espátula a superfície da pasta; 06) Colocar a forma tronco-cônica sobre a base do aparelho de Vicat; 07) Descer a sonda (haste) até a superfície da pasta (centralizar); 08) Aperte o parafuso fixador da haste; Pág. 4


09) Após 45s do término da mistura, desapertar o parafuso completamente de modo a iniciar a penetração da sonda na pasta, após 30seg. fixe-o novamente; 10) Efetuar a leitura do indicador

1.3.3 Resultado A consistência da pasta é considerada normal quando a sonda parar a uma distância de 6 ± 1mm da placa de vidro. Caso não se obtenha a consistência, limpe a sonda bem como todo o equipamento e refaça o ensaio com outra quantidade de água. Não é permitido efetuar mais de uma sondagem na mesma pasta. Não é permitido reaproveitar ou corrigir a quantidade de água de uma pasta.

1.4 Determinação do tempo de pega - NBR NM 65:2003 1.4.1 Materiais/Equipamento 







Espátula;



Copo Becker;



500 ± 0,1g de cimento;



Molde tronco cônico e placa de vidro;



Aparelho de Vicat;



Relógio / cronômetro.

1.4.2 Execução 01) Zerar o aparelho a) Descer a agulha até a placa de vidro; b) Deixar a haste solta e em repouso, de modo que a agulha fique livremente encostada na placa de vidro; c) Ajustar o indicador do aparelho no zero; d) Subir a haste e fixá-la através do parafuso específico; 02) Preparar pasta padrão, observando o instante em que se deu o contato do cimento com a água (anote o horário);

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03) Encher e rasar o topo da fora tronco-cônica (que se apóia na placa de vidro) com a pasta padrão, para isso utilize a espátula; a) Colocar a forma tronco-cônica sobre a base do aparelho de Vicat; b) Fazer descer suavemente a agulha até que haja contato com a pasta. Fixe-a então com o parafuso. Depois, soltar rapidamente a Agulha de Vicat (haste) sobre o molde tronco-cônico, após 30 segundos fixe-a através do parafuso; c) Efetuar a leitura no indicador; d) Tempo de Início de Pega a. O início da pega é constatado no momento em que a agulha estacionar a (4 ± 1)mm da placa de vidro (anote o horário); b. Caso não seja constatado o início de pega, levante a haste com a agulha, limpe-a e volte a descê-la até a superfície da pasta de modo que a nova tentativa não se de a menos de 10mm da borda do molde e entre as tentativas anteriores; c. Até a constatação do início de pega fazer a leitura a cada 15 min. (respeitando os espaçamentos citados) e após o fim do início da pega, continuar a fazer as leituras em intervalos de 30 min.; e) Tempo de Início de Pega a. Substituir a Agulha de Vicat para a determinação do tempo de início de pega pela Agulha de Vicat para a determinação do tempo de fim da pega, cujo acessório anular facilita a observação exata de penetrações pequenas; b. Inverter o molde cheio, de forma que os ensaios sejam feitos na face oposta (que estava em contato com a base), e efetuar as medidas conforme anteriormente; c. O fim de pega é constatado quando a agulha penetrar pela primeira vez 0,5mm na pasta. (anote o horário); f)

É proibido o uso da mesma pasta que já foi utilizada para determinar a água de consistência normal;

1.4.3 Resultado O resultado do tempo de início de pega é expresso em horas e minutos, com aproximação de 5min., sendo seu valor obtido em uma única determinação. O mesmo se aplica ao resultado do tempo de fim de pega. O tempo de início de pega é o intervalo decorrido entre o instante em que se deu o contato do cimento com a água e o instante em que se constatou o início da pega. O tempo de fim de pega é o intervalo decorrido entre o instante e que se deu o contato do cimento com a água e o instante e que se constatou o fim da pega.

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*A tabela abaixo ilustra as especificações mínimas quanto aos tempos de inicio e fim de pega.

CIMENTO Tempo em horas

CP I

CP 1 - S

CP II – Z,F,E

CP III

CP IV

CP V - ARI

Início de pega













Fim de pega

 

 

 

 

 

 

1.5 Determinação da expansibilidade de “Le Chatelier” - NBR NM 3435:1991 1.5.1 Materiais/equipamentos 

Pasta em consistência normal (pasta padrão);



Agulha de “Le Chatelier”;



Espátula fina;



Placas de vidro (quadrada com 5cm de lado);



Contrapeso;



Régua milimetrada com divisão de 0,5mm (ou paquímetro);



Forma metálica;



Água;



Óleo mineral e pincel.

1.5.2 Execução do ensaio 01) Verificar a flexibilidade da agulha (aferição da agulha); a) Posicionar a agulha e prendê-la no aferidor de agulhas Le Chatelier; b) Pendurar um peso de 300g (6 x 50g) no local entre a haste e o cilindro de modo a provocar uma abertura entre as hastes na ordem de 15 a 30mm de sua posição inicial; c) Caso a agulha apresente uma abertura maior que 30mm, esta deverá ser considerada imprópria para o ensaio; 02) Lubrificar duas placas de vidro; 03) Apoiar uma das faces do cilindro sobre a placa lubrificada; 04) Preencher com a pasta padrão o cilindro e rasar o topo, para isso use a espátula;

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05) Colocar a outra placa de vidro em cima, de modo que a agulha fique entre as duas placas; 06) Colocar o peso sobre o conjunto (placa, agulha, placa); 07) Moldar seis corpos-de-prova, sendo três destinados ao ensaio a quente e os outros três para ensaio a frio; 08) Efetuar as medidas dos afastamentos iniciais nas extremidades das agulhas, valor esse em milímetros (para expansibilidade a frio) (L1); 09) Cura inicial – após a moldagem os corpos-de-prova (placa, agulha, placa e contrapeso) devem ser imersos em local com água (forma) durante 20 ± 4h; 10) Cura a frio – terminada a cura inicial, retirar os pesos e as placas de vidro e colocar as agulhas em um tanque com água durante seis dias de maneira que as extremidades das hastes fiquem fora da água; 11) Após a cura a frio, efetuar as medidas dos afastamentos finais nas extremidades das agulhas, valor esse em milímetros (L2); 12) Cura a quente – terminada a cura inicial, retirar os pesos e as placas de vidro e colocar as agulhas em um recipiente com água de maneira que as extremidades das hastes fiquem fora, efetuar as medidas dos afastamentos iniciais nas extremidades das agulhas, valor esse em milímetros (L1); , procede-se o aquecimento até a ebulição permanecendo assim durante 5h ou mais. a) Após três horas de ebulição, sem que ocorra o resfriamento das agulhas, efetuar as medidas dos afastamentos nas extremidades das agulhas, valor esse em milímetros (L2); b) De duas e duas horas até a constância dos afastamentos, efetuar as medidas dos afastamentos nas extremidades das agulhas, valor esse em milímetros (L3);

1.5.3 Resultado Expansibilidade a frio: EXP = L2 – L1 Expansibilidade a quente: EXP = L3 – L1 O resultado da expansibilidade a frio e a quente é a média de três determinações, sendo expresso e milímetros, com aproximação de 0,5mm.

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1.6 Determinação da resistência à compressão - NBR 7215: 1996 1.6.1 Materiais/equipamentos 

Balança com capacidade mínima de 1000g e precisão de 0,1g;



Para moldar 6 corpos-de-prova, são necessários:



624 ± 0,4g de cimento;



300 ± 0,2g de água;



468 ± 0,3g de areia normal fração fina (# 0,15);



468 ± 0,3g de areia normal fração média fina (# 0,30);



468 ± 0,3g de areia normal fração média grossa (# 0,60);



468 ± 0,3g de areia normal fração grossa (# 1,18);






Moldes cilíndricos, colarinho ou gola e soquete;



Prensa universal;



Régua metálica;



Paquímetro;Placa de vidro;



Espátula metálica;



Óleo mineral;



Pano limpo e úmido;



Copo de Becker.

1.6.2 Execução: 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); 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;

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g) No espaço de 90seg., faça: 

Nos primeiros 15seg., raspe com a espátula a cuba e a pá, de modo que toda 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.

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, em quatro camadas (¼ + ¼ +¼ + ¼), promovendo em cada camada 30 golpes uniformes e homogeneamente distribuídos pela superfície, para isso use o soquete; c) Rasar todos os topos com o auxílio da régua; d) Identifique-os no topo para posterior reconhecimento. 04) Cura inicial; a) Colocar sobre cada um dos moldes placas de vidro, de modo a proteger os topos; b) Levar todos os moldes com suas respectivas placas à câmara úmida; c) Deverão permanecer ali por um período de 20 a 24 horas; 05) Cura final; a) Desformar os corpos-de-prova; b) Identifique-os melhor (marque-os com giz de cera em sua superfície lateral); c) Imergir todos os corpos-de-prova, separados entre si, em um tanque com água parada e saturada com cal, localizado dentro da câmara úmida; d) Deverão permanecer ali até o instante de seus rompimentos. 06) Capeamento; Durante a cura final, os corpos deverão ser capeados com uma mistura fundida de enxofre, caulim, pozolanas, quartzo em pó ou outras substâncias que não alterem o ensaio, de modo a uniformizar 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 de couro, óculos de segurança avental e máscara com filtro para gases ácidos. a) Retirar os corpos-de-prova do tanque; b) Promover a liquefação dos componentes da camada capeadora; c) Untar o prato do capeador; Pág. 10


d) Colocar a mistura liqüefeita no prato do capeador, para isso use um cadinho; e) Sempre tangenciando a cantoneira do capeador, deslize o corpo-de-prova em direção ao prato do mesmo; f) Espere a solidificação da camada capeador; g) Repita esses procedimentos para a outra face, bem como para todos os corpos-de-prova; h) Colocar todos os corpos-de-prova novamente no tanque da câmara úmida. 07) Determinação da carga de ruptura. Os corpos-de-prova capeados deverão ser levados até a prensa universal, de modo a serem ensaiados quanto a resistência dos mesmos à compressão. O prato da prensa deverá estar limpo e o corpo-de-prova deverá estar centrado no mesmo, para a execução do ensaio. A velocidade de carregamento transmitida ao corpo-de-prova pela prensa, deverá ser de 0,20 a 0,30MPa por segundo.

Os corpos-de-prova poderão ser ensaiados nas seguintes idades:

Idade de ruptura

Tolerância

24 horas

 30 minutos

3 dias

 1 hora

7 dias

 2 horas

28 dias

 4 horas

91 dias

 1 dia

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

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1.6.3 Resultado: Idade de____________dias Corpo-deProva

Força (kgf)

Área (cm²)

Tensão (kgf/cm²)

Tensão (MPa)

Tensão Média (MPa)

*

**

***

****

*****

******

Desvio Relativo Maximo (%) *******

Onde: * Identificação do corpo-de-prova. ** Força obtida no manômetro (visor) da prensa. ² *** Área da seção do corpo-de-prova. Área = x r² ou   Ç  **** Tensão em kgf/cm² =  Á ² ***** Tensão em MPa = ã   õ

****** Média aritmética das tensões em MPa. Tensão Média = ° ******* D R M = a maior das diferenças entre a tensão média e cada uma das tensões em MPa dividido pela tensão média e multiplicado por cem. D.R.M. =

 ç  ã é



Logo: D. R. M. 6% - Série aceita. D. R. M. > 6% - Calcula-se uma nova média, desconsiderando o valor discrepante. Persistindo o fato ( DRM >6%), refazer todo o ensaio. Série rejeitada. Comparar a tensão média com os dados extraídos da (NBR 7215) conforme quadro: CP I S 32 Resistência à compressão 1 dia (MPa) Resistência à compressão 3 dias (MPa) Resistência à compressão 7 dias (MPa) Resistência à compressão 28 dias (MPa)

CP II F 32

CP III 32

CP V ARI 14

≥ 

10

≥

20

≥ 

32

≥ 

≥  ≥  ≥ 

10

10

≥ 

20

≥ 

≥ 

20

≥ 

32

≥ 

24 34

32

Pág. 12

02 - Apostila - Cimento

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