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Ensaios no Reômetro

Para avaliar o comportamento de mistura das argamassas no estado fresco, foi utilizado o reômetro rotacional tipo planetário (Figura 3.5) desenvolvido na (Poli- USP). Os ensaios foram realizados com a geometria de ensaio [5] acoplada no dispositivo rotacional [1] e são medidos os valores de torque necessários para girar a geometria de ensaio com haletas [5] em função da rotação empregada. Todas as operações de controle operacional, coleta e armazenamento de dados são feitas através de software de controle [2] (CARDOSO, 2009).

Tempo (s) 17 47 87 297 Taxa (g/s) 7,7 16,4 45,7 128 Velocidade (rpm) 63,3 - 297s e 600s 126,5 - 297s 253 - 297s e 150s

Figura 3.5 - Reômetro com destaque para seus componentes: 1) Dispositivo rotacional; 2) Base e console; 3) Elevador; 4) Recipiente de ensaio; 5) Geometria de mistura. Foto: Mário Takeashi.

No sistema planetário do reômetro dois movimentos distintos são empregados um de rotação imposto pela geometria de ensaio em torno de seu próprio eixo e o outro movimento de translação em torno do eixo central. Nesse sentido, o parâmetro velocidade refere-se à rotação da geometria de ensaio em torno de seu próprio eixo.

Na condução dos experimentos, amostras de 4000g dos sistemas REF e DIS foram preparadas com os materiais especificados no item 3.2.1 e vertidas no recipiente de mistura do reômetro (Figura 3.5). A taxa de adição de água, a velocidade e o tempo de mistura foram avaliados conforme descrito acima.

Após a etapa de mistura o material foi submetido a três ciclos de cisalhamento consecutivos realizados no mesmo equipamento, a fim de caracterizá- lo reologicamente e avaliar o quão eficiente fora o processo de mistura.

O procedimento referente aos ciclos de cisalhamento consistiu em impor ao material diferentes velocidades de rotação da geometria de ensaio em torno de seu próprio eixo (6,3 a 316,3 rpm) em patamares de 5 segundos, primeiro acelerando e depois desacelerando, conforme Figura 3.6. Foram utilizados os valores de torque representativos de cada patamar para a confecção das curvas de torque vs. rotação, consideradas na análise (CARDOSO, 2009).

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Figura 3.6 – Programa de rotações do teste de ciclo de cisalhamento.

Teor de Ar Incorporado

O teor de ar incorporado foi mensurado após a etapa de mistura + ciclos de cisalhamento e antes da moldagem dos corpos de prova, seguindo o procedimento estabelecido pela norma ABNT NBR 13278/2005. Por ser um método de análise que utiliza uma variação na massa como sinal analítico pode ser tratado como um método gravimétrico de mensuração do teor de ar incorporado.

Moldagem e Cura dos Corpos de Prova

Após a mistura e o teor de ar verificado, foram moldados 14 corpos de prova cilíndricos de relação altura/diâmetro em torno de (60/50 mm/mm), para avaliação no estado endurecido. A moldagem realizada em duas camadas sendo cada, submetida a 20 golpes com o soquete invertido – o mesmo soquete utilizado no ensaio de teor de ar incorporado. Em seguida a superfície é nivelada com a espátula e os corpos de prova são depositados em recipientes fechados de forma a garantir cura úmida. Por fim são levados à câmara com controle de umidade (50% +/- 4%) e temperatura (23°C +/- 2°C), retirados dos moldes após 24 horas e deixados dentro do mesmo recipiente especificado anteriormente em cura úmida, até atingir a idade especificada (09 e 28 dias) para avaliação das propriedades mecânicas.

0 50 100 150 200 250 300 350 0 20 40 60 80 100

R

ot

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ão

(m

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)

Tempo (s)

Secagem dos Corpos de Prova

Ao atingir a idade (09 e 28 dias) estipulada para averiguar as características no estado endurecido, as espécies são retiradas do ambiente úmido e permanecem durante 5 +/- 2 dias na câmara seca. Em seguida, são levadas para estufa a uma temperatura de 50 °C por mais 5 +/- 2 dias. Após esse período de aproximadamente 10 dias de secagem as espécies são submetidas aos ensaios de módulo de elasticidade, resistência à tração por compressão diametral e porosidade.

Módulo de Elasticidade Dinâmico - MED

A avaliação do módulo de elasticidade dinâmico dos corpos de prova foi obtida segundo a norma ABNT NBR 15630/2008. O equipamento de ultrassom PUNDIT com transdutores de 20 mm de diâmetro e frequência de 200 kHz (Figura 3.7). A medida do tempo (µs) que a onda percorre a extensão longitudinal do corpo de prova foi realizada com os transdutores posicionados na região central do corpo de prova. Para diminuir ruídos durante a medida utilizou-se gel incolor semelhante ao utilizado pelos médicos no exame de USG.

Figura 3.7 – Equipamento de ultrassom PUNDIT. Foto: Mário Takeashi.

Resistência à Tração por Compressão Diametral

Os corpos de prova foram avaliados à tração por compressão diametral (ABNT NBR 7222/1994) aos 09 e 28 dias, utilizando para tanto uma prensa universal e célula de carga de 50 KN e taxa de aplicação de carga de 3927 N/min. O esquema

segue representado na Figura 3.8. Foram colocados elementos para uniformidade entre o corpo de prova e as placas superior e inferior.

Figura 3.8 – Ensaio de Resistência à tração por compressão diametral em corpos de prova cilíndricos. Foto: Mário Takeashi.

Porosidade Total

Uma vez realizado o ensaio de tração por compressão diametral, a metade de cada um dos corpos de prova é utilizada para avaliar a porosidade por Arquimedes. As espécies são pesadas para obtenção das massas secas e saturadas em água deionizada durante 24 horas e então é feito o experimento. Consistindo em pesar a massa do corpo de prova úmido e a massa dele imerso. Para a análise dos dados foi avaliada a porosidade total do sistema.

Tratamento Estatístico

Os dados obtidos através dos experimentos realizados no estado endurecido passaram por um tratamento estatístico para análise da confiabilidade. Utilizou-se para tanto o programa de análise estatística MINITAB versão 16.0.

3.3 RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os resultados serão apresentados e discutidos em seções, por parâmetro avaliado. Primeiro serão tratados os dados no estado fresco e em seguida aqueles

no estado endurecido. No estado fresco, pode ser visualizado o modelo de distribuição de fases dos sistemas estudados em valores médios (Figura 3.9) e os teores de ar avaliados nos estados, fresco e endurecido, seguem assinalados na Tabela 3.1.

Figura 3.9 - Distribuição média de fases das argamassas (REF e DIS) no estado fresco. Agregados e Pasta (finos, água e ar). A distribuição das fases mudará de acordo com o teor de ar mensurado (Tabela 3.1). Esse exemplo considera uma média desses valores.

Tabela 3.1 – Teor de ar incorporado após a mistura. A relação estabelecida entre tempo de mistura e taxa de adição de água refere-se aos parâmetros similares estabelecidos nas

duas condições (mesmo tempo e mesma taxa de adição de água).

Teor de Ar (%)

Estado Fresco Moldagem

Parâmetros REF DIS REF DIS

Tempo de Mistura (s) Taxa = 128 g/s Velocidade= 126,5 rpm 17 2,4 3,6 4,9 6,2 47 1,9 3,6 4,2 6,0 87 2,0 4,1 4,2 6,4 297 2,9 4,0 2,7 6,2 Taxa (g/s) Tempo = 297s Velocidade = 126,5 rpm 7,7 2,6 5,2 5,3 6,0 16,4 2,1 5,3 2,2 5,8 45,7 2,2 4,7 3,0 4,8 128 2,9 4,0 2,7 6,2 Velocidade (rpm) Tempo = 297s Taxa= 128g/s 63,3 2,6 126,5 2,9 253 2,3 43,3 42,6 23,9 23,5 30,3 _29,8 2,5 4,0 0 50 100 REF DIS V ol um e (% ) Ar Água Finos Agregados

De maneira geral, a distribuição de fases dos sistemas no estado fresco seguirá praticamente a mesma disposição que a demonstrada na Figura 3.9, e os teores de ar serão modificados de acordo com os valores dispostos na Tabela 3.1.