Embed Size (px)
Citation preview
ESTUDO DAS PROPRIEDADES DE ARGAMASSAS DE CAL E POZOLANA: INFLUÊNCIA DO TIPO DE METACAULIM
Universidade Federal de Pernambuco - Brasil
Centro de Tecnologia e Geociências
Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil
Autores: Aline Figueirêdo da Nóbrega , Josué P. de Sousa, Marilia N.
Marinho e Arnaldo M. P. Carneiro
Março 2010
1. INTRODUÇÃOE
ST
UD
O D
AS
PR
OP
RIE
DA
DE
S D
E A
RG
AM
AS
SA
S D
E C
AL E
PO
ZO
LA
NA
: IN
FLU
ÊN
CIA
DO
TIP
O D
E
ME
TA
CA
ULIM
Recuperação de argamassas de construções históricas tem tido especial atenção na pesquisa
Elas são incompatíveis com as argamassas a base de cimento
Argamassas de cimento apresentam alta resistência e alto módulo de
elasticidade
Então argamassas de cal e pozolanatêm despertado grande interesse para a
comunidade científica.
Alguns trabalhos mostram que argamassas a base de cal e
pozolana têm apresentado comportamento e propriedades
satisfatórios quando usadas em construções históricas.
Dentre os materiais pozolânicos mais difundidos na construção,
tem-se o metacaulim.
O metacaulim é originado pelo processo de calcinação do
caulim a uma temperatura entre 700-900ºC.
1. INTRODUÇÃOE
ST
UD
O D
AS
PR
OP
RIE
DA
DE
S D
E A
RG
AM
AS
SA
S D
E C
AL E
PO
ZO
LA
NA
: IN
FLU
ÊN
CIA
DO
TIP
O D
E
ME
TA
CA
ULIM
2. OBJETIVO
Neste trabalho buscou-se avaliar a influência de dois tipos demetacaulim brasileiros nas propriedades no estado anidro,fresco e endurecido das argamassas.
3.1 Materiais utilizados e características
- cal hidratada, do comercio local;
- 2 tipos de metacaulim (MC 1 e MC 2) provenientes de dois
fabricantes diferentes brasileiros;
- areia de rio quartzosa;
3. MATERIAIS
MaterialMassa Específica
(g/cm3)
Densidade de
Massa (g/cm3)
Área Específica
Blaine (cm2/g)
MC 1 2,56 0,480 15000
MC 2 2,65 0,550 18000
CH II 2,20 0,595 13110
AREIA 2,65 1,52 -
Dados conforme o fabricante
Dados obtidos conforme norma brasileira
ES
TU
DO
DA
S P
RO
PR
IED
AD
ES
DE
AR
GA
MA
SS
AS
DE
CA
L E
PO
ZO
LA
NA
: IN
FLU
ÊN
CIA
DO
TIP
O D
E
ME
TA
CA
ULIM
3.1 Materiais utilizados e características
3. MATERIAIS
MC1 apresenta distribuição granulométrica menos uniforme em relação à cal CH II, com grãos concentrados entre os diâmetros 2µm e 20µm, e o MC2 possui uma distribuição granulométrica continua entre os diâmetros 10 e 120 µm
Dados obtidos conforme norma
brasileira
Curvas granulométricas dos aglomerantes(conforme fabricantes)
Curvas granulométrica da areia
ES
TU
DO
DA
S P
RO
PR
IED
AD
ES
DE
AR
GA
MA
SS
AS
DE
CA
L E
PO
ZO
LA
NA
: IN
FLU
ÊN
CIA
DO
TIP
O D
E
ME
TA
CA
ULIM
3.1 Materiais utilizados e características
3. MATERIAIS
Análise Química por fluorescência de Raios –X dos 2 tipos de metacaulim
MC 1 MC 2 MC 1 MC 2
CaO 0,13 1,79 Cl nd 0,12
SiO2 51,10 46,87 TiO2 0,61 1,85
Fe2O3 4,28 11,74 Rb2O 0,02 0,01
Al2O3 41,70 31,90 Cr2O3 nd 0,09
K2O 1,54 0,57 CuO nd nd
MgO 0,20 0,08 Y2O3 0,03 0,01
SO3 0,08 0,37 ZrO2 0,04 0,15
Na2O - - V2O5 nd nd
P2O5 0,17 1,58 Ga2O3 0,02 0,03
MnO 0,04 Br nd nd
NiO 0,01 0,02 Nb2O5 nd nd
ZnO 0,01 0,01 BaO nd nd
SrO 0,03 0,23 PbO 0,03 0,06
Total 100,02 100,02
DRX dos 2 tipos de metacaulim
Tanto em MC 1 e MC 2 há uma banda difusa
(halo amorfo) entre 20o e 30o 2θ,
proveniente de uma alta quantidade de
argilos-minerais calcinados . Sendo em MC
1 este halo mais evidente.
ES
TU
DO
DA
S P
RO
PR
IED
AD
ES
DE
AR
GA
MA
SS
AS
DE
CA
L E
PO
ZO
LA
NA
: IN
FLU
ÊN
CIA
DO
TIP
O D
E
ME
TA
CA
ULIM
4.2 COMPOSIÇÃO DAS ARGAMASSAS
Proporções em massa.
4. PROCEDIMENTO EXEPRIMENTAL
Argamassa Cal MC 1 MC 2 Areia
Grupo I (G I)
(1:1:4)
A 1 1 - 4
B 1 - 1 4
Grupo II (G
II)
(1:0,5:4)
C 1 0,5 - 4
D 1 - 0,5 4
ES
TU
DO
DA
S P
RO
PR
IED
AD
ES
DE
AR
GA
MA
SS
AS
DE
CA
L E
PO
ZO
LA
NA
: IN
FLU
ÊN
CIA
DO
TIP
O D
E
ME
TA
CA
ULIM
ES
TU
DO
DA
S P
RO
PR
IED
AD
ES
DE
AR
GA
MA
SS
AS
DE
CA
L E
PO
ZO
LA
NA
: IN
FLU
ÊN
CIA
DO
TIP
O D
E
ME
TA
CA
ULIM
Argamassas
Anidra Fresca Endurecida
- Densidade de
massa;
- Granolumetria
- Espalhamento
fixo: 25Omm
- CP’s prismáticos (4x4x16cm);
- Cura ao ar livre, 20 o C;
- Idades de cura: 28d e 1 ano.
- Resistências mecânicas (28d e
1a);
- Densidade de massa (28d e 1a);
- Variaçao de massa (28d)
- Capilaridade (28d e 1a);
- Mineralogia: DRX (1a);
- MEV-EDS
CondiçõesCondiçãoEnsaios
- Consistência (Flow
Table)
- Massa fresca
EnsaiosEnsaios
4. PROCEDIMENTO EXEPRIMENTAL
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
5.1 Estado Anidro
ES
TU
DO
DA
S P
RO
PR
IED
AD
ES
DE
AR
GA
MA
SS
AS
DE
CA
L E
PO
ZO
LA
NA
: IN
FLU
ÊN
CIA
DO
TIP
O D
E
ME
TA
CA
ULIM
ArgamassaDensidade de massa
estado anidro (g/cm3)
A 1,07
B 1,10
C 1,25
D 1,20
Fig. 1 Curvas granulométricas das argamassas
Há uma pequena diferença entre a
curva da argamassa C e as demais;
a argamassa C possui distribuição
mais continua, isso pode ser ocasionado pelo uso do MC 1 que possui elevada porcentagem de material abaixo do diâmetro 1 mm.
GI (A e B) apresenta massa menor
que o G II. Em G I a quantidade de cal
hidratada é maior e a cal tem densidade de massa maior.
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
5.2 Estado Fresco
ES
TU
DO
DA
S P
RO
PR
IED
AD
ES
DE
AR
GA
MA
SS
AS
DE
CA
L E
PO
ZO
LA
NA
: IN
FLU
ÊN
CIA
DO
TIP
O D
E
ME
TA
CA
ULIM
ArgamassaDensidade de massa estado
Fresco (g/cm3)
A 1,84
B 1,90
C 1,85
D 1,91
Fig. 2 Curva do espalhamento das argamassas na mesa de consistência
Em G I valores da relação
água/sólidos (a/s) da ordem de 0,26 (A) e 0,28 (B)
Em G II esses valores são
semelhantes;
Em G I maior quantidade de água
que em G II, devido ao maior teor de MC
as argamassas preparadas com MC1
(A e D) possuem densidade de massas menor que as argamassas preparadas com MC2, isto se deve provavelmente a distribuição granulométrica do MC2.
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
5.3 Estado Endurecido
ES
TU
DO
DA
S P
RO
PR
IED
AD
ES
DE
AR
GA
MA
SS
AS
DE
CA
L E
PO
ZO
LA
NA
: IN
FLU
ÊN
CIA
DO
TIP
O D
E
ME
TA
CA
ULIM
Argamassa
Densidade de massa
endurecida (g/cm3)
28 dias 1 ano
A 1615 1597
B 1688 1600
C 1650 1670
D 1655 1673
Valores foram semelhantes e se
mantiveram praticamente constantes ao longo do tempo
Em A e B resistências à
compressão maiores, maior teor de MC. A < B uso do MC 1,
que é menos amorfo e mais grosso;
resistencia à compressão de C < que em D, uso do MC 1.
Em geral todas as resistênciasdiminuiram em 1 ano, formaçaoda calcita pode ter ocasionadofissuras internas.
Fig. 2 Resistências mecânicas aos 28dias e 1 ano.
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
5.3 Estado Endurecido
Capilaridade
ES
TU
DO
DA
S P
RO
PR
IED
AD
ES
DE
AR
GA
MA
SS
AS
DE
CA
L E
PO
ZO
LA
NA
: IN
FLU
ÊN
CIA
DO
TIP
O D
E
ME
TA
CA
ULIM
28 dias: A e B (G I) absorveram menos água que C e D (G II), devido ao
maior teor de MC.Absorção de água em C > que em D. C contém MC 1, logo maior formaçao de produtos hidratados, menor porsidade. 1 ano: A – ficou estável; B e D aumentaram a capilaridade (uso do MC 2 menor formaçao de produtos hidratados) e C diminuiu, produtos hidratados, usodo MC 1.
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
5.5 Estado Endurecido
Variação de massa
ES
TU
DO
DA
S P
RO
PR
IED
AD
ES
DE
AR
GA
MA
SS
AS
DE
CA
L E
PO
ZO
LA
NA
: IN
FLU
ÊN
CIA
DO
TIP
O D
E
ME
TA
CA
ULIM
Aos 7 dias (A1) perda de massaem torno de 25, para A, B e D.
Aos 21 dias (A2): A pouco> que B. Melhor empacotamenteem B. C >> D, menor formaçaode produtos hidratados e empacotamento menos eficiente.
28 dias (A3): A, B e D mesmatendencia de comportamento. D diminui muito devido ao menorempacotamento, contém MC 2.
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
5.3 Estado Endurecido: DRX
ES
TU
DO
DA
S P
RO
PR
IED
AD
ES
DE
AR
GA
MA
SS
AS
DE
CA
L E
PO
ZO
LA
NA
: IN
FLU
ÊN
CIA
DO
TIP
O D
E
ME
TA
CA
ULIM
Vê-se picos de calcita e
também de CSH;
Os picos de calcita são maiores
nas argamassas C e D, contémmenor teor MC.
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
5.3 Estado Endurecido: MEV-EDS
ES
TU
DO
DA
S P
RO
PR
IED
AD
ES
DE
AR
GA
MA
SS
AS
DE
CA
L E
PO
ZO
LA
NA
: IN
FLU
ÊN
CIA
DO
TIP
O D
E
ME
TA
CA
ULIM
a morfologia das argamassas se apresenta com pequenas partículas aglomeradas e zonas
densas.
As partículas esbranquiçadas são de calcita, com aparência amorfa. Observa-se que nas
argamassas do GI, a argamassa B tem aparência mais esponjosa, indicando a maior
formação de CSH.
E para G II ocorre o mesmo na argamassa C.
EDS mostrou que o composto principal em todas as amostras é o carbonato de cálcio na
forma de calcita, com a presença também de Mg, Si e Al.
6. CONCLUSÕES
Com relação ao estado anidro, as massas das argamassas G I apresentaram densidades de massa menores que G II. Isto se deve ao menor teor de metacaulim G II.
As argamassas do G I necessitaram de mais água para a mesma consistência, devido ao maior teor de MC.
A argamassa B apresentou as maiores resistências, ela continha o MC 2 que é mais fino e menos amorfo, prevalecendo o efeito de empacotamento;
Para todas as argamassas ocorreu redução das resistências, principalmente ã compressão, para 1 ano de idade. O que pode ter sido causado pela formação de microfissuras por causa da calcita;
A argamassa C foi a que perdeu mais massa, ela continha o MC 1 que é menos fino e mais amorfo, indicando menor eficiência no empacotamento (ou seja ela era mais porosa);
ES
TU
DO
DA
S P
RO
PR
IED
AD
ES
DE
AR
GA
MA
SS
AS
DE
CA
L E
PO
ZO
LA
NA
: IN
FLU
ÊN
CIA
DO
TIP
O D
E
ME
TA
CA
ULIM
6. CONCLUSÕES
as argamassas do GI apresentaram intensidade dos picos de calcita menores em proporção comparando com as do GII, devido principalmente ao menor teor de metacaulim no GII;
Quanto à morfologia das argamassas, as do GI parecem apresentar uma estrutura mais densa e esponjosa, que as argamassas do GII, indicando maior formação de CSH;
Para complementar esse estudo, é necessário a aplicação dessas argamassas sobre bases de obras históricas e sob ação das intempéries
AGRADECIMENTOS
Aos Laboratórios de DRX e Microscopia do Departamento de Física – UFPEAo Laboratório de Cominuição - Departamento d Engenharia Mineral - UFPEAo CNPq – Conselho Nacional de Pesquisa (Brasil), por financiar bolsa de estudos.
ES
TU
DO
DA
S P
RO
PR
IED
AD
ES
DE
AR
GA
MA
SS
AS
DE
CA
L E
PO
ZO
LA
NA
: IN
FLU
ÊN
CIA
DO
TIP
O D
E
ME
TA
CA
ULIM
