Departamento de Engenharia Civil, Materiais de Construção I
3º Ano
2º Relatório
Determinação da massa volúmica de um cimento[LNEC E64 - 1979]
Introdução
Determinação da massa de uma quantidade definida do cimento em ensaio, previamente seco,
e determinação do volume correspondente num «densímetro de Le Châtelier». A massa
volúmica é assim calculada a partir dos resultados lidos.
Material usado
?
Gasolina ou petróleo de iluminação (aprox. 300 cm3);
?
Balança;
?
densímetro de « Le Châtelier » (Ver Fig. ao lado);
?
recipiente para imersão do densímetro;
?
termómetro;
?
copo de vidro (cap. Min. 65g)
?
funil de vidro, 1 de tubo longo e 1 de tubo curto;
Procedimento
Toda a experiência deverá ser realizada a temperatura ambiente, de forma a não influenciar os
resultados. Secam-se na estufa cerca de 100g de cimento, considerando para efeitos de cálculo
apenas 65g. Com o funil de tubo longo enche-se o densímetro com petróleo, até um nível
compreendido entre as graduações zero e um da escala nele referenciada. Rolha-se o
densímetro e coloca-se dentro de agua. Assim que a temperatura desta estabilizar, retira-se o
densímetro e lê-se o valor obtido na escala (aprox à meia divisão da escala). De seguida com o
funil de tubo curto, introduz-se o cimento, tendo o cuidado de evitar que este adira as paredes
do densímetro acima do nível do liquido, seguidamente inclina-se e rola-se o densímetro, de forma a favorecer a
libertação de bolhas de ar aderentes às partículas do cimento. Por fim retorna-se a por o densímetro em água, e assim
que a temperatura tornar a estabilizar, retira-se e lê-se o valor obtido.
Apresentação de resultados
A massa volúmica, em gramas por centímetro cúbico, e dada por:
?=
M _
V2- V1
Onde :
M? massa do cimento
V1? Valor lido inicialmente (apenas com petróleo)
V2? Valor lido após o cimento
Assim obteve-se :
m=65g, V1= 0,1 , V2=21,1
que aplicando a fórmula atrás descrita, obtém-se uma massa volúmica de 3,095 g/cm3 ou 3095 Kg/m3.
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Determinação da massa volúmica aparente do cimento [ A 1.1 do CSTB]
Introdução
A massa volúmica aparente do cimento é determinada usando a
maquina de teste, aqui apresentada na figura ao lado (recipiente com 0,5 l de
capacidade ).
Material
?
Maquina de teste (fig. Ao lado);
Procedimento
Inicialmente deverá ser pesado o copo, vazio, de forma a determinar a
sua massa, e seguidamente colocado sob o funil, entretanto cheio com o
cimento a testar. Abrir totalmente a tampa do funil e deixar cair o cimento.
Usar uma espátula caso necessário de forma a ajudar na queda. A altura de
queda terá que ser de 73 mm.
Assim que o copo esteja cheio, este deverá ser rasado, e prontamente
pesado.
Apresentação de resultados
?a =
M _
Vt
Onde:
?
M = Mt - Mc
Com:
?
?
?
Mt? massa do copo mais o cimento nele contido;
Mc? massa do copo vazio;
Vt=500 cm3 ? volume do copo;
Desta forma, na experiência realizada obteve-se:
M=541,17g, originado uma massa volúmica aparente de 1,08 g/cm3 ou 1080 Kg/m3.
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Determinação da pasta de consistência normal do cimento [NP EN 196-3 1990]
Introdução
O tempo de presa dos cimentos é determinado observando a penetração de uma sonda normalizada numa
pasta de cimento de consistência normal, podendo avaliar desta forma a resistência especifica de um dado cimento.
Desta forma calcula-se a água necessária para uma tal pasta determinando por ensaios de penetração em pastas com
quantidades de água diferentes.
Material
?
?
?
?
?
?
Balança, para pesagem com a aproximação de 1 g;
Proveta ou bureta graduada, permitindo medir volumes com a aproximação de 1%;
Misturador, conforme 4.4 de EN 196-1;
Materiais;
Deve ser utilizada égua destilada ou desionizada para confeccionar, conservar e ferver os provetes;
Aparelho de vicat. E respectiva sonda cilíndrica com 50? 1 mm de comprimento e 10? 0,05 mm de diâmetro;
Procedimento
Neste ensaio utiliza-se o aparelho de Vicat aqui representado ao lado. A
sonda deve ser de metal resistente à corrosão e ter a forma de um cilindro recto. O
seu movimento deve ser exactamente vertical e sem fricção apreciável e o seu
eixo deve coincidir com o da sonda. O molde de Vicat destinado a conter a pasta
durante o ensaio deve ser de borracha dura. Deve ter a forma troncocónica, deve
ser convenientemente rígido e estar munido de uma placa de base plana de vidro
maior que o molde e de uma espessura de pelo menos 2.5 mm.
De forma a realizar-se este ensaio pesou-se 500 g de cimento e mediramse 130 ml de água. No recipiente do misturador juntar o cimento à água
cuidadosamente, para evitar qualquer perda de água ou de cimento. A duração
desta operação não deve ser inferior a 5 s nem superior a 10 s. Anotar o fim desta
operação como tempo zero a partir do qual devem efectuar-se as medições de
tempo posteriores. Pôr imediatamente o misturador em andamento e fazê-lo
funcionar a velocidade lenta durante 90 s. De seguida parar a máquina durante 15
s. durante os quais toda a pasta aderente ao recipiente fora da zona de mistura
deve ser retirada com um raspador adequado e reposta na mistura. Voltar a pôr a
máquina em andamento a velocidade lenta por um novo período de 90 s. O tempo
total de funcionamento do misturador deve ser 3 min. Introduzir imediatamente a
pasta no molde ligeiramente oleado, colocado previamente numa placa de base
plana de vidro, e enchê-lo até acima sem compactação nem trepidação
excessivas. Retirar o excesso de pasta num movimento de serra efectuado com
precaução, de modo a deixar a pasta encher o molde com uma superfície superior
lisa.
Regular o aparelho de Vicat previamente munido da sonda fazendo-a
descer até à placa de base que vai ser utilizada e ajustando a marca ao zero da escala. Levantar a sonda até à posição
de espera. Colocar o molde e a placa de base, logo após o alisamento da pasta, no eixo da sonda do aparelho de Vicat.
Baixar a sonda com cuidado até que esta entre em contacto com a pasta. Fazer uma pausa de 1 a 2 s nesta posição, de
modo a evitar uma velocidade inicial ou uma aceleração forçada das partes móveis. Soltar então rapidamente as partes
móveis. A sonda deve penetrar verticalmente no centro da pasta. A libertação da sonda deve ter lugar 4 minutos depois
do instante zero. Efectuar a leitura da escala no fim da penetração ou 30 s depois da libertação da sonda, conforme um
ou outro destes limites de tempo ocorra primeiro. Registar a leitura da escala, que indica a distância entre a face inferior
da sonda e a placa de base, juntamente com o teor de água da pasta expresso em percentagem em massa do cimento.
Limpar imediatamente a sonda depois de cada penetração. Repetir o ensaio com pastas de teores de água diferentes
até que se encontre uma que conduza a uma distância de 6? 1 mm entre a sonda e a placa de base. Registar o teor de
água desta pasta, com uma aproximação de 0,5%, como o teor de água para a amassadura da pasta de consistência
normal.
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Apresentação de resultados
Teor de água(%):
= 150 x 100 =30%
500
Após a realização do procedimento chegou-se a um resultado de 6 mm de altura. Quanto à percentagem de
água obteve-se um valor de 30%. Dados estes valores concluiu-se que a pasta encontra-se dentro dos parâmetros
estabelecidos pela norma .
Determinação dos tempos de presa de um cimento[NP EN 196-3 1990]
Introdução
O tempo de presa dos cimentos é determinado observando a penetração de uma agulha numa pasta de cimento
de consistência normal, podendo avaliar desta forma a resistência especifica de um dado cimento.
Materiais
?
Balança, para pesagem com a aproximação de 1 g;
?
Proveta ou bureta graduada, permitindo medir volumes com a aproximação de 1%;
?
Misturador, conforme 4.4 de EN 196-1;
?
Materiais;
?
Deve ser utilizada égua destilada ou desionizada para confeccionar, conservar e ferver os provetes;
?
Aparelho de vicat. E respectivas agulhas de inicio e fim de presa. Devem ser de aço e ter a forma cilíndrica com
comprimento de 50? 1 mm e 1,13? 0,05 mm de diâmetro respectivamente;
Procedimento
Determinação do tempo de início de presa:
Regular o aparelho de Vicat e descer a agulha até á placa de base e ajustando a marca zero da escala. Levantar
a agulha até á posição de espera. Encher um molde de Vicat com pasta de consistência normal e alisá-lo de acordo com
o procedimento anterior. Colocar o molde cheio assim como a sua placa de base na câmara ou armário húmido, e,
passado o devido tempo, colocar por baixo da agulha do aparelho de Vicat. Baixar a agulha com cuidado até que ela
entre em contacto com a pasta. fazer uma pausa de 1 a 2 s nesta posição de modo a evitar uma velocidade inicial ou
uma aceleração forçada das partes móveis. Soltar então rapidamente as partes móveis e deixar a agulha penetrar
verticalmente na pasta. Efectuar a leitura da escala no fim da penetração ou 30 s depois da libertação da agulha,
conforme um ou outro destes dois limites de tempo ocorra primeiro. Registar a leitura da escala que indica a distância
entre a extremidade da agulha e a placa de base, juntamente com o tempo gasto depois do instante zero. Repetir o
ensaio de penetração na mesma amostra em posições convenientemente espaçadas, a mais de 10 mm do bordo do
molde ou uma da outra, e com intervalos de tempo adequados, cerca de 10 min. Conservar a amostra entre os ensaios
de penetração numa câmara ou armário húmido. Limpar a agulha de Vicat logo após cada penetração. Registar o tempo
decorrido depois do instante zero, no fim do qual a distância entre a agulha e a placa de base é de 4 ? 1mm, como tempo
de princípio de presa do cimento, com a aproximação de 5 min. Pode-se obter a precisão requerida reduzindo o intervalo
de tempo entre os ensaios de penetração à aproximação do último e observando que as resultados sucessivos não
variam excessivamente.
Determinação do tempo de fim de presa:
Usando o mesmo molde para o principio de presa, virar o molde sobre a placa de base, de maneira que os
ensaios de fim de presa sejam feitos sobre a outra face da amostra. Munir a agulha de um acessório anelar, para facilitar
a observação precisa de penetrações fracas, e seguir a técnica descrita anteriormente. Os intervalos de tempo entre os
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ensaios de penetração podem ser aumentados, até cerca de 30 min. Registar com aproximação de 15 min, o tempo
decorrido a partir do instante zero. ao fim do qual a agulha penetra pela primeira vez apenas 0,5 mm no provete como
tempo de fim de presa do cimento. Este tempo é aquele ao fim do qual a acessório anelar deixa de fazer um traço no
provete e pode ser estabelecido com precisão reduzindo o intervalo de tempo entre os ensaios à aproximação do último
e observando que os resultados sucessivos não variam excessivamente.
Apresentação de resultados
Este procedimento não chegou a ser realizado, sendo normal para inicio de presa no cimento testado de 1h20
min e para fim de presa 2h.
Determinação das resistências mecânicas de um cimento [NP EN 196 – 1 / 1990]
Introdução
O método consiste na determinação das resistências a compressão e à flexão de provetes de forma prismática,
com as dimensões 40 mm x 40 mm x 160 mm. Estes provetes são fabricados com uma argamassa plástica, contendo
uma parte de cimento e três partes de areia normalizada, em massa, e com uma relação água \ cimento de 0,50. A
argamassa é preparada por amassadura mecânica e compactada num molde utilizando um compactador normalizado. O
molde contendo os provetes é conservado em atmosfera húmida durante 24 horas e os provetes desmoldados são
imediatamente colocados dentro de água até ao momento dos ensaios de resistência. Na data de ensaio, os provetes
são retirados do seu meio de conservação húmido e partidos em duas metades por flexão, sendo cada metade
submetida ao ensaio de compressão.
Materiais
?
Misturador;
?
Espátula de borracha;
?
Moldes;
?
Compactador;
?
Maquina de ensaios de resistência a flexão;
?
Maquina de ensaios de resistência a compressão;
Procedimento
Para a determinação da resistência do cimento deve-se utilizar areias normalizadas CEN.
A composição em massa da argamassa será: uma parte de cimento, três partes de areia e meia parte de água (relação
água \ cimento = 0.50). Cada amassadura, para três provetes, deve conter 450 ? 2 g de cimento, 1350? 5 g de areia e
225 ? 1 g de água.
A argamassa assim, é preparada mecanicamente através de um misturador. A qual se passa a descrever: Primeiro,
deitar a água no recipiente e introduzir o cimento. Pôr imediatamente em funcionamento o misturador à velocidade lenta
e, após 30 segundos, introduzir regularmente toda a areia durante os 30 s seguintes. De seguida mudar a velocidade do
misturador para rápido e aguardar mais 30 s . Parar o misturador durante 1 min 30 s, durante os quais, nos primeiros 15
s, se deverá retirar, com uma espátula de borracha, toda a argamassa aderente as paredes e misturar com o resto da
argamassa. Por fim colocar em velocidade rápida o misturador e aguardar mais 60 s.
Os provetes devem ser moldados imediatamente a seguir à preparação da argamassa. Com o molde e a sua
prolonga fixados firmemente à mesa do compactador, introduzir directamente do recipiente de mistura por uma ou mais
vezes, com uma colher conveniente, a primeira de duas camadas de argamassa (cada uma com cerca de 300 g) em
cada compartimento do molde. Estender a camada uniformemente utilizando a espátula maior, mantida verticalmente,
com os seus bordos em contacto com a parte superior da prolonga, fazendo-a passar uma vez para trás e outra para a
frente, ao longo de cada compartimento do molde. Em seguida, compactar a primeira camada de argamassa com 60
pancadas. Introduzir a segunda camada de argamassa, nivelar com a espátula pequena (Fig. 3) e compactá-la de novo
com 60 pancadas. Retirar com precaução o molde da mesa do compactador e retirar a prolonga. Retirar imediatamente
o excesso de argamassa com a régua metálica plana, mantendo-a quase vertical com lentos movimentos transversais
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3º Ano
2º Relatório
de serra uma vez em cada direcção. Alisar a superfície dos provetes utilizando a mesma régua mantida quase
horizontal.
Etiquetar ou marcar os moldes para identificar os provetes e a sua posição relativa na mesa do compactador.
Conservar até a data do ensaio (ver norma, pág. 21).
Para os ensaios de resistência à flexão, deve-se colocar o prisma na respectiva máquina de teste, com uma face
lateral de moldagem sobre os cilindros de apoio e o seu eixo longitudinal perpendicular aos apoios. A carga é aplicada
por meio do cilindro de carga a uma velocidade de 50 ? 1 N/s, até a rotura.
No que diz respeito aos ensaios de resistência a compressão, deverá colocar-se os meios - prismas sobre as
faces laterais de moldagem. Centrar lateralmente cada meio- prisma em relação aos pratos da maquina a ? 0,5 mm e
longitudinalmente de modo que o fundo do prisma fique saliente em relação aos pratos cerca de 10 mm. A carga a
aumentar, terá que ser uniforme e a velocidade de 2400 ? 200 N/s, até a rotura.
Apresentação de resultados
Resistência à flexão:
Rf=1,5Ft x I
bh2
Com:
?
?
?
Bh2? área do prisma (mm);
Ft? carga aplicada ao centro do prisma na rotura (N);
I? distancia entre os apoios (mm);
Carga (KN)
2,8919
2,7458
3,0468
Amostra
2
5
8
Resistência à compressão:
Rc=
Fc _
1600
Com:
?
?
Fc? carga máxima de rotura (N);
1600 = 40 mm x 40 mm , área dos pratos (mm2);
Amostra
2
5
8
Amostra
2
Rf
A (KN)
52,45
46,21
45,45
2
N/mm
10,845
5
10,297
8
11,426
B (KN)
49,71
46,45
44,95
2
Rf media N/mm
10,856
2
Rc N/mm
32,781
31,069
28,881
29,031
28,406
28,094
2
Rc media N/mm
29,71
A pesar de não se ter efectuado o ensaio aos 28 dias, o cimento pode considerar-se de boa resistência mecânica.