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UNIVERSIDADE DO ESTADO DO AMAZONAS (UEA)
ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA (EST)
COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA CIVIL
DETERMINAÇÃO DA PASTA DE CONSISTÊNCIA NORMAL E ÍNDICE
DE CONSISTÊNCIA DA ARGAMASSA – CIMENTO PORTLAND CP-V ARI
Manaus-Am
Abril/2014
BIANCA GUEDES MOURA
RAFAEL COSTA FERNANDES
DETERMINAÇÃO DA PASTA DE CONSISTÊNCIA NORMAL E ÍNDICE
DE CONSISTÊNCIA DA ARGAMASSA – CIMENTO PORTLAND CP-V ARI
Manaus-Am
Abril/2014
Trabalho solicitado
para obtenção de parcial
referente à disciplina de
Materiais de Construção Civil
I ministrada pela Profª. Drª.
Valdete Santos de Araújo.
RESUMO
Este relatório consiste na apresentação dos seguintes ensaios com o
cimento Portland de alta resistência inicial: índice de consistência de
argamassa e determinação de pasta normal de consistência realizados no
laboratório de Estruturas, Materiais e Solos do bloco de Engenharia Civil da
Escola Superior de Tecnologia (EST) e no laboratório de Materiais de
Construção do Centro Universitário do Norte. Os ensaios foram realizados no
dia 12 e 15 de abril de 2014, no primeiro dia teve início às 15:30 e término às
20:30 e no segundo dia teve início às 16:00 e término às 17:30. No primeiro
dia, foi realizado o ensaio de índice de consistência de argamassa utilizando
os procedimentos da NBR 13276 e os adequando aos materiais presentes no
laboratório. No segundo dia foi realizado o ensaio de pasta normal de
consistência tendo a NBR NM 43 como base e adotando procedimentos
possíveis no laboratório. O índice de consistência da argamassa deu um
resultado de 240 mm, com aproximação para o número inteiro mais próximo
conforme a norma vigente para o ensaio. O ensaio de determinação da pasta
normal de consistência revelou um valor de 32% de água na pasta de cimento
para se obter um concreto trabalhável conforme a norma explicita, foram
realizadas 4 tentativas para se encontrar esse valor.Vale se ressaltar que os
métodos utilizados foram adaptados das normas citadas devido à ausência dos
materiais necessários para os corretos procedimentos descritos nas normas.
PALAVRAS-CHAVE: cimento; argamassa; pasta de cimento; consistência
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Gráfico resistência à compressão por idade...................................... 16
Figura 2: Aparelho de Vicat ............................................................................... 17
Figura 3: Mesa de consistência (flow table). ..................................................... 18
Figura 4: Materiais utilizados. ............................................................................ 25
Figura 5: Misturador mecânico .......................................................................... 25
Figura 6: Aparelho de Vicat utilizado. ................................................................ 26
Figura 7: Molde metálico e placa de vidro......................................................... 26
Figura 8: Resultado do ensaio. .......................................................................... 26
Figura 9: Integrante realizando a mistura.......................................................... 27
Figura 10: Integrante operando o aparelho de Vicat......................................... 27
Figura 11: Materiais utilizados ........................................................................... 28
Figura 12: Areia utilizada ................................................................................... 28
Figura 13: Resultado do ensaio ......................................................................... 29
Figura 14: Água.................................................................................................. 29
Figura 15: Cimento CP-V ARI............................................................................ 29
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Composição do cimento ARI ............................................................. 16
Tabela 2: Determinação da pasta normal.......................................................... 20
Tabela 3: Índice de consistência de argamassa................................................ 23
LISTA DE SIGLAS E SÍMBOLOS
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas
NBR - Norma Brasileira
UEA – Universidade do Estado do Amazonas
EST- Escola Superior de Tecnologia
UNINORTE – Centro Universitário do Norte
Am – Estado do Amazonas
Prof ª. - Professora
Dr ª. – Doutora
ABCP – Associação Brasileira de Cimento Portland
SP – Estado de São Paulo
ASTM - American Society for Testing and Materials
EB-2 - High early strength Portland cement – Specification
g – Grama, unidade de massa
cm² - Centímetros quadrados, unidade de área
mm – Milímetros, unidade de comprimento
ml – Mililitros, unidade de volume
% - Porcentagem
CP – Cimento Portland
CP-V ARI – Cimento Portland de alta resistência inicial
Ca - Cálcio
Fe - Ferro
Al – Alumínio
Si – Silício
SiO2 - Sílica
(CaO)3SiO2 – Silicato tricálcico
(CaO)2SiO2 – Silicato dicálcico
CaSO4 • 2 H2O - Gesso
ºC – Grau Celsius, unidade de temperatura
A – Porcentagem de água necessária no cimento (%)
Ma – Massa de água utilizada (g)
Mc – Massa de cimento utilizado (g)
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 8
2. OBJETIVO GERAL .................................................................................. 10
3. REVISÃO DE LITERATURA ....................................................................... 10
3.1. HISTÓRIA DO CIMENTO..................................................................... 10
3.2. DEFINIÇÃO DE CIMENTO .................................................................. 12
3.3. COMPOSIÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DO CIMENTO PORTLAND..... 13
3.4. CIMENTO PORTLAND DE ALTA RESISTÊNCIA INICIAL ............... 15
3.5. PASTA NORMAL ................................................................................. 17
3.6. MESA DE CONSISTÊNCIA ................................................................. 18
4. ENSAIOS .................................................................................................. 19
4.1. PASTA DE CONSISTÊNCIA NORMAL .............................................. 19
4.1.1. Objetivo ........................................................................................... 19
4.1.2. Materiais e métodos ....................................................................... 19
4.1.3. Resultados ...................................................................................... 20
4.1.4. Conclusão ....................................................................................... 21
4.2. ÍNDICE DE CONSISTÊNCIA DE ARGAMASSA ................................ 21
4.2.1. Objetivo ........................................................................................... 21
4.2.2. Materiais e métodos ....................................................................... 21
4.2.3. Resultados ...................................................................................... 22
4.2.4. Conclusão ....................................................................................... 23
APÊNDICE A – PASTA NORMAL DE CONSISTÊNCIA.................................. 25
APÊNDICE B – ÍNDICE DE CONSISTÊNCIA DE ARGAMASSA ................... 28
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................. 30
8
INTRODUÇÃO
Cimento portland é a denominação convencionada mundialmente para o
material usualmente conhecido na construção civil como cimento.
O cimento portland é um pó fino com propriedades aglomerantes,
aglutinantes ou ligantes, que endurece sob ação da água. Depois de
endurecido, mesmo que seja novamente submetido a ação da água, o cimento
portland não se decompõe mais. (Associação Brasileira de Cimento Portland-
ABCP, 2002)
O cimento portland, misturado com água e outros materiais de
construção, tais como a areia, a pedra britada, o pó-de-pedra, a cal e outros,
resulta nos concretos e nas argamassas usadas na construção de casas,
edifícios, pontes, barragens etc.
O comportamento da argamassa no estado fresco e, por consequencia,
no estado endurecido e facilmente alterado com a variacao das proporcoes
entre os materiais constituintes e com a variacao na sua qualidade. Esse
comportamento tem, ainda, grande influencia na otimizacao de todas as
propriedades do revestimento produzido com essa argamassa, principalmente
na sua capacidade de aderencia.
De acordo com Sabbatini (1979), a aderencia da argamassa endurecida
ao substrato e resultado da conjugacao da resistencia de aderencia a tracao,
da resistencia de aderencia ao cisalhamento e da extensao de aderencia. E o
mecanismo de aderencia se desenvolve, principalmente, pela ancoragem da
pasta aglomerante nos poros da base e por efeito de ancoragem mecanica da
argamassa nas reentrancias e saliencias macroscopicas da superficie a ser
revestida.
Em funcao da sua capacidade de fluir e de se deformar, quando
submetida a uma determinada tensao de cisalhamento, a argamassa podera
apresentar contato mais extenso com o substrato, otimizando o mecanismo de
aderencia. Segundo John (2003), comenta-se que uma argamassa necessita
de um coeficiente de viscosidade plastica menor possivel, de forma a diminuir o
trabalho de adensamento e espalhamento e, por outro lado, a tensao de
9
escoamento deve ser relativamente alta, pois uma vez aplicada na parede nao
deve escorrer.
De modo geral, o comportamento da argamassa no estado fresco e
medido indiretamente atraves de uma correlacao com a consistencia da
argamassa. Esta consistencia e normalmente medida por meio dos ensaios de
mesa de espalhamento (flow table) e para caracterizar o tempo de pega da
argamassa, com o auxilio do aparelho de vicat.
.
10
2. OBJETIVO GERAL
Determinar o índice de consistência da argamassa e a consistência da
pasta normal de cimento Portland de alta resistência inicial (CP-V ARI).
3. REVISÃO DE LITERATURA
3.1. HISTÓRIA DO CIMENTO
Uma das mais antigas evidências de uso do cimento aparece nas
pirâmides do Antigo Egito. Naquela época, preocupados em erguer as
suntuosas pirâmides, os egípcios desenvolveram um tipo de cimento fabricado
através de uma mistura de gesso calcinado. Entre os gregos, notamos o
emprego de terras vulcânicas que também endureciam quando misturadas à
água. (SOUZA, 2008)
Para construírem o Panteão de Agripa e o Coliseu, os romanos
conceberam um tipo de cimento um pouco mais sofisticado. Possivelmente, os
construtores urbanos de Roma desenvolveram uma mistura de areia, pedaços
de telha, calcário calcinado e cinzas vulcânicas. De fato, as informações
disponíveis sobre essa resistente argamassa criada pelos romanos são
mínimas. A fórmula do cimento romano era um segredo tão importante que
acabou sumindo com a própria desarticulação do império. (SOUZA, 2008)
Somente no século XVIII, no ano de 1758, esse importante material
voltou a ganhar novas características. Naquela data, o engenheiro britânico
John Smeaton foi incumbido da tarefa de desenvolver um cimento que pudesse
resistir à ação erosiva da água do mar. Empregando o uso de uma cinza
vulcânica oriunda da Itália, conhecida como pozolana, Smeaton fabricou um
cimento de excelente qualidade que veio a ser utilizado na construção do Farol
de Eddystone, que durou mais de um século. (SOUZA, 2008)
No ano de 1796, outro britânico chamado James Parker desenvolveu um
novo tipo de cimento obtido pela calcinação de nódulos de calcário impuro
contendo argila. Após vários testes realizados por outras autoridades no
assunto, o cimento de Parker, também conhecido como cimento romano, foi
liberado para construções. Logo que soube da notícia, James Parker vendeu a
patente de sua invenção para membros dos Wyatt, uma tradicional família de
engenheiros e arquitetos da Inglaterra. (SOUZA, 2008)
11
Em 1824, Joseph Aspdin foi responsável pela elaboração do chamado
“Cimento Portland”, que fazia referencia a uma cidade britanica detentora de
excelentes jazidas de minério utilizado para cimento. Construindo fornos de
alvenaria em forma de garrafa, com doze metros de comprimento, Aspdin
alcançou temperaturas elevadas que imprimiam uma maior qualidade ao seu
cimento. (SOUZA, 2008)
Ao longo do tempo, novas misturas e o aprimoramento dos fornos
determinaram obtenção de novos tipos de cimento. O estudo sistemático dos
mecanismos mecânicos e químicos do cimento abre caminho para que o ramo
de construções possa almejar novas conquistas. Atualmente, os estudiosos
envolvidos nesse tipo de pesquisa buscam materiais de maior resistência e
durabilidade. (SOUZA, 2008)
No Brasil, estudos para aplicar os conhecimentos relativos à fabricação
do cimento Portland ocorreram aparentemente em 1888, quando o
comendador Antônio Proost Rodovalho empenhou-se em instalar uma fábrica
na fazenda Santo Antônio, de sua propriedade, situada em Sorocaba-SP.
Várias iniciativas esporádicas de fabricação de cimento foram desenvolvidas
nessa época. Assim, chegou a funcionar durante apenas três meses, em 1892,
uma pequena instalação produtora na ilha de Tiriri, na Paraíba, cuja construção
data de 1890, por iniciativa do engenheiro Louis Felipe Alves da Nóbrega, que
estudara na França e chegara ao Brasil com novas ideias, tendo inclusive o
projeto da fábrica pronto e publicado em livro de sua autoria. Atribui-se o
fracasso do empreendimento não à qualidade do produto, mas à distância dos
centros consumidores e à pequena escala de produção, que não conseguia
competitividade com os cimentos importados da época. (BATTAGIN, 2009)
A usina de Rodovalho lançou em 1897 sua primeira produção – o
cimento marca Santo Antonio – e operou até 1904, quando interrompeu suas
atividades. Voltou em 1907, mas experimentou problemas de qualidade e
extinguiu-se definitivamente em 1918. Em Cachoeiro do Itapemirim, o governo
do Espírito Santo fundou, em 1912, uma fábrica que funcionou até 1924, com
precariedade e produção de apenas 8.000 toneladas por ano, sendo então
paralisada, voltando a funcionar em 1935, após modernização. (BATTAGIN,
2009)
12
Todas essas etapas não passaram de meras tentativas que culminaram,
em 1924, com a implantação pela Companhia Brasileira de Cimento Portland
de uma fábrica em Perus, Estado de São Paulo, cuja construção pode ser
considerada como o marco da implantação da indústria brasileira de cimento.
As primeiras toneladas foram produzidas e colocadas no mercado em 1926.
Até então, o consumo de cimento no país dependia exclusivamente do produto
importado. A produção nacional foi gradativamente elevada com a implantação
de novas fábricas e a participação de produtos importados oscilou durante as
décadas seguintes, até praticamente desaparecer nos dias de hoje.
(BATTAGIN, 2009)
Hoje, o Brasil é um dos oito maiores produtores de Cimento Portland do
mundo e, detém uma das mais avançadas tecnologias no fabrico desse
insumo. Só no ano de 2000, o Brasil produziu cerca de 39,6 milhões de
toneladas de Cimento Portland.
3.2. DEFINIÇÃO DE CIMENTO
Cimento portland é a denominação convencionada mundialmente para o
material usualmente conhecido na construção civil como cimento.
O cimento portland é um pó fino com propriedades aglomerantes, aglutinantes
ou ligantes, que endurece sob ação da água. Depois de endurecido, mesmo
que seja novamente submetido à ação da água, o cimento portland não se
decompõe mais. (ABCP, 2002)
Por definição, é um “aglomerante hidráulico resultante da mistura
homogênea de clínquer Portland, gesso e adições normatizadas finamente
moidas” (MARTINS et al., 2008).
Aglomerante porque tem a propriedade de unir outros materiais.
Hidráulico porque reage (hidrata) ao se misturar com água e depois de
endurecido ganha características de rocha artificial, mantendo suas
propriedades, principalmente se permanecer imerso em água por
aproximadamente sete dias. (MARTINS et al., 2008).
As matérias primas utilizadas na fabricação de cimento devem conter
Cálcio (Ca), Silício (Si), Alumínio (Al) e Ferro (Fe), pois são estes os elementos
químicos que, combinados, vão produzir compostos hidráulicos ativos
(ROBERTO, 2001). Os materiais corretivos mais empregados na indústria do
cimento são areia, bauxita e minério de ferro. A areia é utilizada quando ocorre
13
deficiência em SiO2; a mistura de óxidos de alumínio hidratados é utilizada
quando ocorre deficiência em alumínio nas matérias primas; e o minério de
ferro (geralmente hematita) é utilizada quando corre deficiência em ferro.
3.3. COMPOSIÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DO CIMENTO PORTLAND
Uma das melhores maneiras de conhecer as características e
propriedades dos diversos tipos de cimento portland é estudar sua composição.
O cimento portland é composto de clínquer e de adições. O clínquer é o
principal componente e está presente em todos os tipos de cimento portland.
As adições podem variar de um tipo de cimento para outro e são
principalmente elas que definem os diferentes tipos de cimento.
As adições são outras matérias-primas que, misturadas ao clínquer na
fase de moagem, permitem a fabricação dos diversos tipos de cimento portland
hoje disponíveis no mercado. Essas outras matérias-primas são o gesso, as
escórias de alto-forno, os materiais pozolânicos e os materiais carbonáticos.
• Clínquer
O clínquer é o principal item na composição de cimentos portland. Tem
como matérias-primas o calcário e a argila (ABCP, 2003). É fonte de Silicato
tricálcico (CaO)3SiO2 e Silicato dicálcico (CaO)2SiO2. Estes compostos trazem
acentuada característica de ligante hidráulico e estão diretamente relacionados
com a resistência mecânica do material após a hidratação.
O clínquer em pó tem a peculiaridade de desenvolver uma reação
química em presença de água, na qual ele, primeiramente, torna-se pastoso e,
em seguida, endurece, adquirindo elevada resistência e durabilidade (ABCP,
2003).
• Gesso
A gipsita, sulfato de cálcio di-hidratado, é comumente chamada de gesso
e é adicionada na moagem final do cimento.
O gesso tem como função básica controlar o tempo de pega, isto é, o
início do endurecimento do clínquer moído quando este é misturado com água.
Caso não se adicionasse o gesso à moagem do clínquer, o cimento, quando
entrasse em contato com a água, endureceria quase que instantaneamente, o
que inviabilizaria seu uso nas obras. Por isso, o gesso é uma adição presente
em todos os tipos de cimento portland (ABCP, 2002).
14
O gesso (CaSO4 • 2 H2O) é adicionado em quantidades geralmente
inferiores a 3% da massa de clínquer. É uma adição obrigatória, presente
desde os primeiros tipos de cimento Portland.
• Escória de alto forno
A escória de alto-forno é subproduto da produção de ferro em alto-forno,
obtida sob forma granulada por resfriamento brusco (MARTINS et al., 2008).
São obtidas durante a produção de ferro-gusa nas indústrias
siderúrgicas e se assemelham aos grãos de areia. Antigamente, as escórias de
alto-forno eram consideradas como um material sem maior utilidade, até ser
descoberto que elas também tinham a propriedade de ligante hidráulico muito
resistente, ou seja, que reagem em presença de água, desenvolvendo
características aglomerantes de forma muito semelhante à do clínquer. Essa
descoberta tornou possível adicionar a escória de alto-forno à moagem do
clínquer com gesso, guardadas certas proporções, e obter como resultado um
tipo de cimento que, além de atender plenamente aos usos mais comuns,
apresenta melhoria de algumas propriedades, como maior durabilidade e maior
resistência final (ABCP, 2002).
• Materiais pozolânicos
Os materiais pozolânicos são rochas vulcânicas ou matérias orgânicas
fossilizadas encontradas na natureza, certos tipos de argilas queimadas em
elevadas temperaturas (550ºC a 900ºC) e derivados da queima de carvão
mineral nas usinas termelétricas, entre outros (ABCP, 2002).
Também há possibilidade de se produzir pozolana artificial queimando-
se argilas ricas em alumínio a temperaturas próximas de 700ºC. A adição de
pozolana propicia ao cimento maior resistência a meios agressivos como
esgotos, água do mar, solos sulfurosos e a agregados reativos. Diminui
também o calor de hidratação, permeabilidade, segregação de agregados e
proporciona maior trabalhabilidade e estabilidade de volume, tornando o
cimento pozolânico adequado a aplicações que exijam baixo calor de
hidratação, como concretagens de grandes volumes (MARTINS et al., 2008).
Outros materiais pozolânicos têm sido estudados, tais como as cinzas
resultantes da queima de cascas de arroz e a sílica ativa, um pó finíssimo que
sai das chaminés das fundições de ferro-silício e que, embora em caráter
15
regional, já têm seu uso consagrado no Brasil, a exemplo de outros países
tecnologicamente mais avançados.
• Materiais carbonáticos
São rochas moídas, que apresentam carbonato de cálcio em sua
constituição tais como o próprio calcário.
A adição de fíler calcário finamente moído é efetuada para diminuir a
porcentagem de vazios, porque os grãos ou partículas desses materiais têm
dimensões adequadas para se alojar entre os grãos ou partículas dos demais
componentes do cimento, assim como para melhorar a trabalhabilidade, o
acabamento e até elevar a resistência inicial do cimento. (MARTINS et al.,
2008)
Existem no Brasil vários tipos de cimento portland, diferentes entre si,
principalmente em função de sua composição. Os principais tipos oferecidos no
mercado, ou seja, os mais empregados nas diversas obras de construção civil
são:
• cimento portland comum;
• cimento portland composto;
• cimento portland de alto-forno;
• cimento portland pozolnico.
Em menor escala os consumidos, seja pela menor oferta, seja pelas
características especiais de aplicação os seguintes tipos de cimento:
• cimento portland de alta resistencia inicial;
• cimento portland resistente aos sulfatos;
• cimento portland branco;
• cimento portland de baixo calor de hidratacao;
• cimento para pocos petroliferos.
Todos os tipos de cimento mencionados são regidos por normas da
ABNT, que dispõe de escritórios ou representações espalhados pelo país, nos
quais poderão ser adquiridas essas normas.
3.4. CIMENTO PORTLAND DE ALTA RESISTÊNCIA INICIAL
O cimento portland de alta resistência inicial (CP V-ARI) embora
contemplado pela ABNT como norma separada do cimento portland comum, é
na verdade um tipo particular deste, que tem a peculiaridade de atingir altas
16
resistências já nos primeiros dias da aplicação. O desenvolvimento da alta
resistência inicial é conseguido pela utilização de uma dosagem diferente de
calcário e argila na produção do clínquer, bem como pela moagem mais fina do
cimento, de modo que, ao reagir com a água, ele adquira elevadas
resistências, com maior velocidade.
Composição do cimento de alta resistência:
Evolução média de resistência à compressão dos distintos tipos de
cimento portland: (ABCP, 1996)
Tabela 1: Composição do cimento ARI
Figura 1: Gráfico resistência à compressão por idade
17
3.5. PASTA NORMAL
Pasta de consistência normal é toda aquela preparada com uma
quantidade de água suficiente para lhe proporcionar uma consistência padrão.
Ela é normal quando a sonda de Tetmajer do aparelho de Vicat penetra na
pasta até uma distância entre 5 e 7 mm do fundo.
O valor do ensaio é apresentado em termos de relação a/c em
porcentagem. Indica o quanto um cimento irá demandar água para produzir um
concreto trabalhável. Quanto maior for esse valor (acima de 48 %) maior será a
demanda de água do concreto. É utilizado para o ensaio de determinação dos
tempos de início e fim de pega do cimento (NBR NM 65/2002).
Essa amostra de consistencia normal e ensaiada no aparelho de vicat,
representado na figura 2, a penetracao de uma agulha corpo cilindrico circular,
com 1mm2 de area de secao e terminando em secao reta. A amostra e
ensaiada periodicamente a penetracao pela agulha de Vicat, determinando-se
o tempo de inicio da pega quando esta deixa de penetrar ate o fundo da pasta,
ou melhor, ao ficar distanciada do fundo 1mm. Os ensaios sao prosseguidos
ate a determinacao do tempo de fim de pega, quando a agulha nao penetra
nada mais na amostra, deixando apenas uma imperceptivel marca superficial.
(SIQUEIRA, 2008)
Figura 2: Aparelho de Vicat
Para o cálculo da porcentagem de água (A) necessária à obtenção da
consistência normal da pasta de cimento, utiliza-se a seguinte fórmula:
18
A = ma /mb .100
Equação 1: Fórmula da porcentagem de água/cimento da pasta
onde:
ma = massa de água utilizada para obtenção da consistência normal (g).
mb = massa de cimento utilizada no ensaio (g).
3.6. MESA DE CONSISTÊNCIA
A mesa de espalhamento,também conhecida como flow-table, conforme
a figura 3, e uma ferramenta utilizada no metodo de ensaio recomendada pela
norma NBR 13276 (ABNT, 1995). O programa de ensaio consiste no
espalhamento sobre a mesa de ensaio, de uma argamassa moldada em um
tronco de cone metalico, de volume 463,29 cm3.
A argamassa e forcada a se deformar mediante 30 quedas padronizadas
dessa mesa. O resultado do ensaio e apresentado por um valor unitario em
mm, denominado de medida de espalhamento, que e dado pelo diametro
(espalhamento) da argamassa apos a aplicacao dos golpes. Quanto menor o
espalhamento subentende-se que a argamassa e mais dificil de se deformar.
Muitas criticas a respeito dessa metodologia sao mencionadas por
pesquisadores, demonstrando que o metodo nao e adequado para avaliacao
de argamassas de revestimento. Segundo Gomes (1995) observou-se que a
simples presenca de ligantes muito finos, como cal hidratada ou pozolana,
Figura 3: Mesa de consistência (flow table).
19
propicia a obtencao de valores do espalhamento muito abaixo do esperado,
apesar da grande facilidade do operario trabalhar com esta argamassa.
Yashida (1995), Cavani (1997) e Nakakura (2003) perceberam que a mesa de
espalhamento nao apresenta sensibilidade para diferenciar argamassas que
contem ar incorporado por aditivos, como e o caso da argamassa
industrializada.
4. ENSAIOS
4.1. PASTA DE CONSISTÊNCIA NORMAL
4.1.1. Objetivo
Determinar a consistência normal da pasta do cimento Portland de alta
resistência inicial.
4.1.2. Materiais e métodos
Os materiais usados nesse experimento foram:
1 Garrafa de água (Figura 4);
1 Régua metálica (Figura 4);
1 Cronômetro digital (Figura 4);
1 Proveta (Figura 4);
1 Colher plástica (Figura 4);
1 Espátula de borracha (Figura 4);
1 Molde metálico (Figura 7);
1 Placa de vidro (Figura 7);
1 Misturador (Figura 5);
1 Aparelho de Vicat (Figura 6);
2000 g de cimento CP-V ARI (Figura 15);
1 Balança de precisão de 0,1 g (Figura 12);
4 Sacos plásticos (Figura 15).
Primeiramente, pesou-se 4 amostras de 500 g de cimento CP-V em 4
sacos plásticos, cada 500 g em um saco, para serem utilizadas no ensaio na
balança de precisão. Arbitra-se uma certa quantidade de água para a pasta,
então colocou-se essa quantidade de água numa proveta para mensurá-la
corretamente.
20
Com essa água e o cimento, pode-se iniciar o ensaio propriamente dito.
Primeiramente, colocou-se a água dentro da bacia do misturador, e logo após
colocou-se o cimento. Então se deixou a mistura em repouso por 30 segundos,
até que se ligou o misturador em velocidade lenta por mais 30 segundos, após
esse tempo, misturou-se a amostra com uma espátula de borracha por mais 15
segundos e depois disso, se ligou novamente o misturador, agora em
velocidade rápida por 60 segundos, conforme a NBR NM 43.
Então, em 45 segundos, colocou-se a pasta de cimento no molde, que
estava sobre a placa de vidro, com o auxilio de uma colher plástica até que
esse fosse totalmente preenchido, retirou-se o excesso com uma régua
metálica. Então colocou a placa e o molde sob o aparelho de Vicat e introduziu
a haste do aparelho lentamente na pasta, até que o valor mostrado na régua do
aparelho virasse constante. Esse valor, que é a distância da haste até a lâmina
de vidro, deve ser de 6 mm com um erro de 1 mm para mais ou para menos.
Para atingir esse valor, necessitou-se fazer o procedimento 4 vezes. Atingindo
esse valor, pode-se calcular a porcentagem de água (A) necessária à
obtenção da consistência normal da pasta de cimento, utilizando a equação...
4.1.3. Resultados
Repetiu-se o ensaio quatro vezes para obter-se o valor indicando na
norma, estando dentro dos parâmetros de erro citados anteriormente. Os
resultados se dão na tabela...
Tabela 2: Determinação da pasta normal
CONSISTÊNCIA NORMAL DA PASTA
Tentativas
Quantidade de água (ml)
Cimento (g)
Distância haste/placa (mm)
Porcentagem de água (%)
1 150 500 - -
2 152,5 500 7,5 30,5
3 155 500 7,3 31
4 160 500 5,2 32
A primeira tentativa não se obteve um resultado conclusivo por descuido
e inexperiência da equipe na realização do ensaio, não tendo a orientação
correta de uma laboratorista. Os valores foram utilizados foram aleatórios e
sendo mensurados conforme o palpite da equipe. Na quarta tentativa, se
chegou a um resultado satisfatório, conforme a NBR NM 43.
21
4.1.4. Conclusão
O ensaio de pasta de consistência normal foi realizado no Laboratório de
Materiais de Construção do Centro Universitário do Norte (UNINORTE),
conforme a NBR NM 43 – Cimento Portland - Determinação da pasta de
consistência normal.
Conclui-se que a quantidade de água necessária para de conseguir a
pasta normal do cimento está em torno de 32%. Esse valor serve para
determinar o teor de água/cimento que deverá ser utilizado numa aplicação da
pasta de cimento na construção civil.
O valor atingindo pelo aparelho de Vicat não foi o exato que a NBR NM
43 descreve como sendo ideal, porém o valor atingido com 32% de água está
enquadrado dentro do erro de 1 mm do ensaio. O resultado obtido também
influencia no tempo de pega do cimento, bem como a identificação do estado
do cimento, ou seja, se ele está adequado ao uso ou está inadequado por estar
hidratado.
4.2. ÍNDICE DE CONSISTÊNCIA DE ARGAMASSA
4.2.1. Objetivo
Determinar o índice de consistência da argamassa confeccionado com o
cimento CP-V.
4.2.2. Materiais e métodos
Os materiais usados nesse ensaio foram:
1 Balança de precisão 0,1 g (Figura 12);
1 Amostra de cimento CP-V ARI (Figura 15);
1 Amostra de areia (Figura 12);
Água (Figura 14);
1 Régua metálica (Figura 4);
1 Molde rígido troncônico (Figura 11);
1 Soquete (Figura 11);
1 Mesa de consistência (Figura 11);
1 Trena (Figura 13);
1 Recipiente plástico (Figura 11);
1 Béquer de vidro (Figura 4);
22
1 Fundo de peneira (Figura 12);
1 Saco plástico (Figura 15;
1 Cronômetro (Figura 4);
1 Câmera fotográfica
Primeiramente, pesou-se 225 g de água num béquer de vidro, utilizando
uma balança de precisão de 0,1 g, e nesta mesma balança se pesou mais
1404 g de areia seca num fundo de peneira e em um saco plástico colocou-se
468 g de cimento CP-V ARI, utilizando a mesma balança.
Colocou-se o cimento e areia no recipiente plástico, e misturou os dois
elementos manualmente, tentando torna a mistura uniforme, então colocou-se
metade da água, e continuou misturando-se os elementos e depois finalmente
se colocou o resto da água até que a mistura virasse uma argamassa. Devido a
consistência seca da mistura, adicionou-se mais 50 g de água na mistura,
tornando a argamassa mais pastosa.
Então, montou-se o molde em cima da mesa, conforme a NBR 13276, e
colocou-se a primeira camada de argamassa no molde com um auxílio de uma
colher de borracha, e deram-se 15 golpes com o soquete metálico na primeira
camada, depois colocou-se a segunda camada e deram-se mais 10 golpes e
por último a terceira camada dando-se mais 5 golpes com o soquete metálico,
conforme a norma citada descreve.
Rasou-se o molde com o auxilio de uma régua, e depois,
cuidadosamente, retirou-se o molde metálico deixando uma amostra de
argamassa em forma de tronco de cone em cima da mesa de consistência.
Usou-se a manivela para 30 giros, ou seja, a mesa suba e caia, em 30
segundos. Após esse tempo, mediu-se o diâmetro da argamassa espalhada
com o auxílio de uma trena verticalmente e horizontalmente e determinou-se o
índice de consistência da argamassa conforme citado anteriormente.
4.2.3. Resultados
Os resultados estão expressos na tabela:
23
Tabela 3: Índice de consistência de argamassa
ÍNDICE DE CONSISTÊNCIA DE ARGAMASSA
Água (g) Areia (g) Cimento (g) Índice de consistência de argamassa (mm)
275 1404 364 240
Após o procedimento, e as obtenções dos dados do ensaio, chegou-se
ao valor de índice de consistência de argamassa indicando na tabela, sendo
adaptado da NBR 13276 pelo motivo de logística do laboratório, onde não foi
possível realizar o ensaio 3 vezes e se tirar uma média dos valores devido a
grande demanda para o uso do equipamento do ensaio.
4.2.4. Conclusão
O ensaio de índice de consistência de argamassa realizado no
Laboratório de Estruturas, Materiais e Solos da Escola Superior de Tecnologia
(EST) seguiu a NBR 13276 - Argamassa para assentamento e revestimento de
paredes e tetos - Preparo da mistura e determinação do índice de consistência.
Conclui-se que o valor do índice de consistência da argamassa
analisada é de 240 mm. Vale ponderar-se do valor não diferir de 5 mm da
medida dos dois lados do diâmetro mensurado confirmando o resultado
satisfatório do ensaio, mesmo sendo apenas uma medida coletada. Também,
arredondou-se a medida para o número inteiro mais próximo, conforme a
norma indica.
24
5. CONCLUSÃO
A pasta de cimento e a argamassa são materiais provenientes do
cimento na utilização na construção civil, adicionados de outros materiais
conforme suas características. A pasta tem a junção do cimento com a água
apenas, suas características físicas agem no concreto, através da pasta pode-
se determinar a relação água/cimento do concreto trabalhável a ser
confeccionado e desse jeito, proporcionar um controle tecnológico da
construção.
Enquanto a pasta tem um caráter mais científico e mais teórico, a
argamassa, tem aplicação prática direta na construção civil. Pode-se usar
argamassa em assentamento de alvenaria, de cerâmicas, de porcelanato, entre
outros materiais, também pode-se usá-la em emboço e reboco nas
construções, e também no chapisco.
Conclui-se, então, que os resultados adquiridos nos ensaios deste
relatório são satisfatórios com base nas respectivas normas de cada ensaio
realizado. Apesar de haver uma adaptação dos materiais da norma para os
materiais do laboratório, os resultados não diferiram muito do que está na
literatura do assunto.
25
APÊNDICE A – PASTA NORMAL DE CONSISTÊNCIA
Figura 4: Materiais utilizados.
Figura 5: Misturador mecânico
26
Figura 6: Aparelho de Vicat utilizado.
Figura 7: Molde metálico e placa de vidro. Figura 8: Resultado do ensaio.
27
Figura 9: Integrante realizando a mistura
Figura 10: Integrante operando o aparelho de Vicat
28
APÊNDICE B – ÍNDICE DE CONSISTÊNCIA DE ARGAMASSA
Figura 11: Materiais utilizados
Figura 12: Areia utilizada
29
Figura 13: Resultado do ensaio
Figura 14: Água Figura 15: Cimento CP-V ARI
30
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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SIQUEIRA L. V. Materiais de Construção I. Joinville, 2008.
MARTINS, A. et al. Apostila de treinamento de mão de obra para
construção civil: Cimento. Cia. de Cimento Itambé. Curitiba, 2008.
BATTAGIN A. F. Uma breve história do cimento portland. 2009
RIBEIRO, J. C. Materiais de construção: Cimento. Universidade
Federal do Pará – UFPA. Belém, 2010.
YASHIDA, A.T.; BARROS, M.M.S.B. Caracterizacao de argamassas
no estado fresco: Peculiaridade na analise de argamassas
industrializadas. In: SIMPOSIO BRASILEIRO DE TECNOLOGIA DAS
ARGAMASSAS, I. Goiania: Anais, 1995. p.53-62.
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industrializadas segundo a NBR 13 281 e a MERUC. Sao Paulo: Dissertacao
(Mestrado) - Escola Politecnica, Universidade de Sao Paulo, 2003. p.208.
GOMES, A.M.; NERO, J.M.G.; APPLETON, J.A.S. Novo metodo para a
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CAVANI, G.R.; ANTUNES, R.P.N.; JOHN, V.M. Influencia do teor de ar
incorporado na trabalhabilidade das argamassas mistas. In: SIMPOSIO
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ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT), NBR
NM 43 — Cimento Portland - Determinação da pasta de consistência
normal, Rio de Janeiro, 2003.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT), NBR
13276 — Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e
tetos - Preparo da mistura e determinação do índice de consistência, Rio
de Janeiro, 2002.
