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Universidade do Minho
Escola de Engenharia
Carla Sofia Fernandes Mendes
Reologia de misturas cimentícias com
incorporação de superplastificante
9 de dezembro de 2013
Universidade do Minho
Escola de Engenharia
Carla Sofia Fernandes Mendes
Reologia de misturas cimentícias com
incorporação de superplastificante
Dissertação de Mestrado
Mestrado Integrado em Engenharia Civil
Trabalho efetuado sob a orientação de
Professor Doutor Aires Camões
I
AGRADECIMENTOS
O espaço limitado desta secção de agradecimentos, seguramente, não me permite agradecer,
como devia, a todas as pessoas que, ao longo do meu Mestrado Integrado em Engenharia
Civil me ajudaram, direta ou indiretamente, a cumprir os meus objetivos e a realizar mais esta
etapa da minha formação académica. Desta forma, deixo apenas algumas palavras, poucas,
mas um sentido e profundo sentimento de reconhecido agradecimento.
Ao Professor Aires Camões, meu orientador, pela competência científica e acompanhamento
do trabalho, pela disponibilidade e generosidade reveladas ao longo da dissertação, assim
como pelas críticas, correções e sugestões relevantes feitas durante a orientação.
Aos Técnicos do Laboratório de materiais de construção do laboratório: Professor Júlio
Barreiros Martins, no Departamento de Engenharia Civil na Universidade Do Minho, pelo seu
apoio, dedicação e atenção, no decorrer de todos os ensaios.
Aos Técnicos do Laboratório de vias de comunicação do laboratório: Professor Júlio
Barreiros Martins, no Departamento de Engenharia Civil na Universidade Do Minho, pela sua
ajuda e disponibilidade.
Aos Meus Pais, pelo apoio, carinho, criticas, sugestões, por tudo que sempre me
proporcionaram, porque sem eles não seria a pessoa que sou hoje.
Às minhas irmãs, Cristiana e Célia, que sempre me apoiaram nas minha boas e más decisões,
ao logo deste anos. Pelo seu carinho e compreensão, assim como as saídas efetuadas, no meio
do estudo para espairecer.
Aos meus amigos, em especial, Carina, Filipe, Queirós, Luciana, pela sua compreensão, e
disponibilidade, tanto nos dias bons como nos dias maus.
Ao Miguel, pelo seu carinho, e compreensão ao longo destes anos, mesmo quando não estava
nos meus melhores dias.
II
III
RESUMO
Na atualidade encontram-se, cada vez mais, edifícios com especificações e caraterísticas
exigentes, sendo por isso, necessário a satisfação das mesmas. Uma das especificações é a
diminuição da razão Água/Ligante que proporciona um melhor desempenho em betões, no
estado endurecido. Mas, o que, por um lado, é favorável, torna-se num problema, pois faz
diminuir consideravelmente a sua trabalhabilidade, afetando substancialmente a colocação em
obra. Por isso são utilizados adjuvantes que permitem reduzir a razão Água/Ligante mantendo
níveis adequados de trabalhabilidade e fluidez.
No decorrer da dissertação será realizado um estudo em pastas cimentícias, com o objetivo de
contribuir para o esclarecimento de várias questões relacionadas com a adição de
superplastificantes no que diz respeito à reologia no estado fresco.
As principais questões levantadas foram:
A quantidade de superplastificante deve ser referida ao conteúdo total de ligante ou apenas ao
do cimento? Será a ação do superplastificante mais eficaz em matrizes de cimentos ou em
matrizes cimentícias contendo adições minerais? Como se processa a perda de
trabalhabilidade ao longo do tempo das misturas cimentícias com superplastificante? Será a
presença das adições minerais vantajosas relativamente a este aspeto? Qual o efeito da
temperatura na reologia das misturas cimentícias?
Neste contexto, é necessário compreender e estudar a ação do superplastificante e a sua
compatibilidade com a matriz cimentícia, assim como com as adições minerais, que cada vez
mais são utilizadas na produção de betões, tal como as cinzas volantes e o fíler calcário. Para
tal foi realizada uma campanha experimental, que permitiu esclarecer as várias questões
levantadas.
A campanha experimental foi composta por vária fazes, submetendo as pastas a várias
temperaturas com o intuito de tenter perceber o seu comportamento. Para tal, foram realizados
os ensaios de Conde de Marsh, Mini-abaixamento e Viscosímetro de Brookfield
Da campanha efetuada foi possível obter algumas conclusões, assim como levantar ainda mais
questões sobre o tema abordado. Uma das principais conclusões retiradas foi, que a
percentagem de superplastificante a utilizar deverá ser um compromisso entre os dois
constituintes do ligante.
IV
V
ABSTRACT
At present, there are more and more buildings with demanding specifications and
characteristics, so it is necessary to satisfy these needs. One of the specifications is the
decrease of the water/binder ratio which provides a better concrete performance, in its
hardened state. What, on one hand, is favorable becomes a problem, as it considerably lowers
the workability, substantially affecting its placement on-site. Therefore, admixtures are used
to reduce the water/binder ratio, maintaining adequate levels of workability and fluidity.
Throughout this dissertation, the study of cement pastes was conducted, aiming to contribute
to the clarification of several issues related to the addition of superplasticizers with respect to
the rheology in its fresh state.
The main issues raised were: Should the amount of superplasticizer be referred to the total
content of the binder or merely the cement? Will the action of superplasticizer be most
effective in cement matrices or in cementitious matrices containing mineral additions? How is
the workability loss over time of the cementitious mixtures superplasticizer processed? Is the
presence of mineral additions advantageous with regard to this aspect? What is the effect of
temperature on the rheology of cementitious mixes?
In this context, it is necessary to understand and study the action of the superplasticizer and its
compatibility with the cementitious matrix, as well as mineral additions, such as fly ash and
limestone fillers, which are increasingly used in the production of concrete. To this end, an
experimental campaign was carried out, explaining the various issues previously mentioned.
The experimental campaign was made up of various stages, subjecting the pastes to various
temperatures in order to better understand their behavior. For this, the Marsh cone test, Mini-
cone test and Brookfield viscometer tests were performed.
Based on the experimentation, a few conclusions were drawn, as well as further questions
about the topic. One of the main conclusions drawn was that the percentage of
superplasticizer to be used should be a compromise between the two components of the
binder.
VI
VII
ÍNDICE GERAL
RESUMO ............................................................................................................................ III
ABSTRACT ......................................................................................................................... V
1 INTRODUÇÃO .............................................................................................................. 1
1.1 CONSIDERAÇÕES GERAIS.................................................................................. 1
1.2 OBJETIVO/PROBLEMA DE INVESTIGAÇÃO .................................................... 2
1.3 DESCRIÇÃO DOS CAPÍTULOS ............................................................................ 2
2 ESTADO DO CONHECIMENTO .................................................................................. 4
2.1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 4
2.2 SUPERPLASTIFICANTE ....................................................................................... 4
2.2.1 ADJUVANTES ................................................................................................ 4
2.2.2 SUPERPLASTIFICANTE (SP) ........................................................................ 5
2.3 REOLOGIA ............................................................................................................. 7
2.3.1 REOLOGIA DE FLUIDOS E SUSPENSÕES .................................................. 8
2.3.2 REOLOGIA EM PASTAS CIMENTÍCIAS .................................................... 12
2.3.3 REOLOGIA EM PASTAS QUENTES ........................................................... 14
2.4 MÉTODOS DE ENSAIO ...................................................................................... 15
2.5 INTERAÇÕES ...................................................................................................... 16
2.5.1 CIMENTO-SUPERPLASTIFICANTE ........................................................... 16
2.5.2 INTERAÇÃO/COMPATIBILIDADE ............................................................ 17
2.6 MECANISMO DE ATUAÇÃO ............................................................................. 18
2.6.1 INTERAÇÃO SUPERPLASTIFICANTE-ADIÇÕES MINERAL .................. 21
3 MATERIAIS E PROCEDIMENTOS ............................................................................ 24
3.1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 24
3.2 MATERIAIS SELECIONADOS ........................................................................... 24
3.2.1 CIMENTO ...................................................................................................... 24
3.2.2 CINZAS VOLANTES .................................................................................... 24
3.2.3 FÍLER CALCÁRIO ........................................................................................ 25
3.2.4 SUPERPLASTIFICANTE .............................................................................. 25
3.2.5 ÁGUA DE AMASSADURA .......................................................................... 26
3.3 COMPOSIÇÕES ADOTADAS ............................................................................. 26
3.4 ENSAIOS .............................................................................................................. 27
3.4.1 CONE DE MARSH ........................................................................................ 28
3.4.2 MINI-ABAIXAMENTO ................................................................................ 30
3.4.3 VISCOSÍMETRO DE BROOKFIELD ........................................................... 30
4 METODOLOGIA ......................................................................................................... 33
4.1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 33
4.2 DOSAGEM ........................................................................................................... 33
4.3 PROCESSO DE MISTURA .................................................................................. 33
4.4 CAMPANHA EXPERIMENTAL .......................................................................... 35
4.4.1 INTRODUÇÃO .............................................................................................. 35
4.4.2 CONE DE MARSH ........................................................................................ 35
4.4.3 MINI-ABAIXAMENTO ................................................................................ 36
VIII
IX
4.4.4 VISCOSÍMETRO DE BROOKFIELD ........................................................... 36
4.4.5 PERDA DE TRABALHABILIDADE AO LONGO DO TEMPO ................... 37
5 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DE RESULTADOS .................................................. 39
5.1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 39
5.2 CONE DE MARSH ............................................................................................... 39
5.2.1 TEMPERATURA AMBIENTE ...................................................................... 39
5.2.2 VARIAÇÃO DE TEMPERATURA ............................................................... 47
5.3 MINI - ABAIXAMENTO ...................................................................................... 53
5.3.1 TEMPERATURA AMBIENTE ...................................................................... 53
5.3.2 VARIAÇÃO DA TEMPERATURA ............................................................... 59
5.4 VISCOSÍMETRO DE BROOKFIELD .................................................................. 64
5.4.1 TEMPERATURA AMBIENTE ...................................................................... 65
5.4.2 PERDA DE TRABALHABILIDADE ............................................................ 68
6 CONCLUSÕES ............................................................................................................ 80
6.1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 80
6.2 PRINCIPAIS CONTRIBUIÇÕES.......................................................................... 80
6.3 DESENVOLVIMENTO FUTUROS ...................................................................... 82
7 BIBLIOGRAFIA .......................................................................................................... 83
8 ANEXOS ...................................................................................................................... 85
X
XI
LISTA DE SIGLAS/ABREVIATURAS
Alfabeto Latino
A: Água
L: Ligante
A/L: Razão água ligante
SP: Superplastificante
C: Cimento
CV: Cinzas Volantes
FC: Fíler Calcário
TA: Temperatura Ambiente
Alfabeto Grego
Ʈ: Tensão de Corte
: Gradiente de velocidade
η: Viscosidade da suspensão
K: Constante
Φ: Compacidade
η0: Viscosidade do meio líquido
ϕ_máx: Compacidade máxima
[η]: Viscosidade intrínseca da suspensão
τ0: Tensão limite de escoamento
A,a,B,b,C,k,α,β,δ: Constantes
XII
XIII
ÍNDICE DE FIGURAS
FIGURA 1: MODELO DE PLACAS PARALELAS UTILIZADAS POR NEWTON PARA EXPLICAR A
VISCOSIDADE DE UM LÍQUIDO (BARNES, 1989) ................................................................. 9
FIGURA 2: DISTRIBUIÇÃO DE VELOCIDADE DE UM FLUIDO LAMINAR (CAMÕES, 2002) ............... 9
FIGURA 3: FLUIDO DE BINGHAM (CAMÕES, 2002) .................................................................. 11
FIGURA 4: RESULTADO COMPARATIVO DA FLUIDEZ MÉDIA PARA AS QUATRO TEMPERATURAS
ESTUDADAS. (CALADO, ET AL, 2012) ............................................................................. 15
FIGURA 5: AÇÃO DOS SP SOBRE AS PARTÍCULAS DE LIGANTE (COUTINHO, 1988) .................... 16
FIGURA 6: EFEITO DOS SUPERPLASTIFICANTES SOBRE AS PASTAS DE CIMENTO (MINDESS E
YOUNG, 1981) .............................................................................................................. 16
FIGURA 7: ESQUEMA ELUCIDATIVO DA REPULSÃO ELETROSTÁTICA (RAMACHANDRAN ET AL.,
1998) ............................................................................................................................ 17
FIGURA 8: REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA (RAMACHANDRAN ET AL., 1998) .......................... 19
FIGURA 9: ADSORÇÃO DE MOLÉCULAS DE SUPERPLASTIFICANTE NUMA PARTÍCULA DE CIMENTO:
(A) MONOCAMADA E (B) ENROLADO (RAMACHANDRAN ET AL., 1998). ........................... 20
FIGURA 10: COMPOSIÇÕES ADOTADAS CONTENDO CV ........................................................... 26
FIGURA 11: COMPOSIÇÕES ADOTADAS CONTENDO FC ............................................................ 27
FIGURA 12: TRANSPOSIÇÃO DAS PERCENTAGENS DE SP PADRÃO PARA SÓLIDOS DE SP ............ 27
FIGURA 13: CONE DE MARSH ................................................................................................ 28
FIGURA 14: DEFINIÇÃO DO PONTO DE SATURAÇÃO NO CONE DE MARSH (CAMÕES, 2002) ........ 28
FIGURA 15: DIFERENTES TIPOS DE COMPORTAMENTOS REOLÓGICOS (AÏTCIN, 1998) ............... 29
FIGURA 16: MINI-ABAIXAMENTO .......................................................................................... 30
FIGURA 17:VISCOSÍMETRO DO TIPO BROOKFIELD................................................................... 31
FIGURA 18: EXEMPLO DE REOGRAMAS (CAMÕES, 2005)......................................................... 31
FIGURA 19: INTRODUÇÃO DO LIGANTE NO BALDE DE AMASSADURA ........................................ 34
FIGURA 20: 1ª INCORPORAÇÃO (5/8 A+ 1/3 SP) FIGURA 21: 2ª INCORPORAÇÃO (1/12 A +1/3
SP) ............................................................................................................................... 34
FIGURA 22: 3ª INCORPORAÇÃO (1/12 A +1/3 SP) .................................................................... 34
FIGURA 23: EXECUÇÃO DO ENSAIO DE CONE DE MARSH ........................................................ 35
FIGURA 24: EXECUÇÃO DO ENSAIO DE MINI-ABAIXAMENTO .................................................. 36
FIGURA 25: EXECUÇÃO DO ENSAIO DE BROOKFIELD............................................................... 36
FIGURA 26: VISCOSÍMETRO BANHO-MARIA ........................................................................... 38
FIGURA 27: BALDE MANTIDO EM BANHO-MARIA .................................................................... 38
XIV
XV
FIGURA 28: DOSAGEM ÓTIMA DE SÓLIDOS DE SP NO CONE DE MARSH PARA CV ..................... 39
FIGURA 29: RESUMO DA DOSAGEM ÓTIMA NO CONE DE MARSH A TA PARA CV...................... 40
FIGURA 30: RESUMO DA DOSAGEM ÓTIMA NO CONE DE MARSH A TA PARA FC ...................... 41
FIGURA 31: DOSAGEM ÓTIMA DE SP NO CONE DE MARSH PARA FC ........................................ 42
FIGURA 32: INTERVALO DE % SP ÓTIMO PARA CV E FC EM FUNÇÃO DO LIGANTE ................... 43
FIGURA 33: TEMPO DE ESCOAMENTO PARA % DE SP EM FUNÇÃO DO CIMENTO ....................... 44
FIGURA 34: INTERVALO DE % SP ÓTIMO PARA CV E FC EM FUNÇÃO DO CIMENTO .................. 44
FIGURA 35: DOSAGENS ÓTIMAS DE SÓLIDOS DE SP A UTILIZAR NA PERDA DA
TRABALHABILIDADE ...................................................................................................... 45
FIGURA 36: RESUMO DA PERDA DA TRABALHABILIDADE NO CONE DE MARSH A TA PARA CV 46
FIGURA 37 RESUMO DA PERDA DA TRABALHABILIDADE NO CONE DE MARSH A TA PARA FC .. 47
FIGURA 38: RESUMO DA PERDA DA TRABALHABILIDADE NO CONE DE MARSH A 30ºC PARA CV
..................................................................................................................................... 48
FIGURA 39: RESUMO DA PERDA DA TRABALHABILIDADE NO CONE DE MARSH A 30ºC PARA FC49
FIGURA 40: COMPARAÇÃO DO TEMPO DE ESCOAMENTO NO CONE DE MARSH PARA 0% ........... 50
FIGURA 41:COMPARAÇÃO DO TEMPO DE ESCOAMENTO NO CONE DE MARSH PARA 20% CV .... 51
FIGURA 42: COMPARAÇÃO DO TEMPO DE ESCOAMENTO NO CONE DE MARSH PARA 40% CV ... 51
FIGURA 43: COMPARAÇÃO DO TEMPO DE ESCOAMENTO NO CONE DE MARSH PARA 60% CV ... 51
FIGURA 44: COMPARAÇÃO DO TEMPO DE ESCOAMENTO NO CONE DE MARSH PARA 20% FC ... 52
FIGURA 45: COMPARAÇÃO DO TEMPO DE ESCOAMENTO NO CONE DE MARSH PARA 40% FC ... 52
FIGURA 46: DOSAGEM ÓTIMA DE SÓLIDOS DE SP NO MINI-ABAIXAMENTO PARA CV .............. 54
FIGURA 47: RESUMO DIÂMETRO MÉDIO NO MINI-ABAIXAMENTO A TA PARA CV ................... 55
FIGURA 48: RESUMO DO DIÂMETRO MÉDIO NO MINI-ABAIXAMENTO A TA PARA FC ............... 56
FIGURA 49: DOSAGEM ÓTIMA DE SP NO MINI-ABAIXAMENTO PARA FC ................................. 56
FIGURA 50: DOSAGENS ÓTIMAS DE SÓLIDOS DE SP PARA A PERDA DE TRABALHABILIDADE ..... 57
FIGURA 51: RESUMO DA PERDA DA TRABALHABILIDADE NO MINI-ABAIXAMENTO A TA PARA
CV ............................................................................................................................... 58
FIGURA 52: RESUMO DA PERDA DA TRABALHABILIDADE NO MINI-ABAIXAMENTO A TA PARA
FC ................................................................................................................................ 58
FIGURA 53: RESUMO DA PERDA DA TRABALHABILIDADE NO MINI-ABAIXAMENTO A 30ºC PARA
CV ............................................................................................................................... 59
XVI
XVII
FIGURA 54: RESUMO DA PERDA DA TRABALHABILIDADE NO MINI-ABAIXAMENTO A 30ºC PARA
FC ................................................................................................................................ 60
FIGURA 55: COMPARAÇÃO DOS DIÂMETROS NO MINI-ABAIXAMENTO PARA 0% ...................... 62
FIGURA 56: COMPARAÇÃO DOS DIÂMETROS NO MINI-ABAIXAMENTO PARA 20% CV .............. 62
FIGURA 57: COMPARAÇÃO DOS DIÂMETROS NO MINI-ABAIXAMENTO PARA 40% CV .............. 62
FIGURA 58: COMPARAÇÃO DOS DIÂMETROS NO MINI-ABAIXAMENTO PARA 60% CV .............. 63
FIGURA 59: COMPARAÇÃO DOS DIÂMETROS NO MINI-ABAIXAMENTO PARA 20% FC .............. 63
FIGURA 60: COMPARAÇÃO DOS DIÂMETROS NO MINI-ABAIXAMENTO PARA 40% FC .............. 63
FIGURA 61: EXEMPLIFICAÇÃO DA TRANSIÇÃO DOS PONTOS OBTIDOS NO VISCOSÍMETRO DE
BROOKFIELD RESPETIVAS LINHAS DE TENDÊNCIA. .......................................................... 65
FIGURA 62: VISCOSIDADE NO BROOKFIELD PARA 0% ............................................................. 66
FIGURA 63: VISCOSIDADE NO BROOKFIELD PARA 20% CV ..................................................... 66
FIGURA 64: VISCOSIDADE NO BROOKFIELD PARA 40% FC ..................................................... 66
FIGURA 65: RESUMO DAS LINHAS DE TENDÊNCIA ................................................................... 68
FIGURA 66: DOSAGEM ÓTIMA DE SP NO BROOKFIELD PARA CV E FC ..................................... 68
FIGURA 67: RESUMO PERDA DA TRABALHABILIDADE NO BROOKFIELD PARA 0% .................... 69
FIGURA 68: RESUMO PERDA DA TRABALHABILIDADE NO BROOKFIELD PARA 20% CV ............ 69
FIGURA 69: RESUMO PERDA DA TRABALHABILIDADE NO BROOKFIELD PARA 40% CV ........... 69
FIGURA 70: RESUMO PERDA DA TRABALHABILIDADE NO BROOKFIELD PARA 60% CV ............ 70
FIGURA 71: RESUMO PERDA DA TRABALHABILIDADE NO BROOKFIELD PARA 20% FC ............ 70
FIGURA 72: RESUMO PERDA DA TRABALHABILIDADE NO BROOKFIELD PARA 40% FC ............ 70
FIGURA 73: RESUMO PERDA DA TRABALHABILIDADE NO BROOKFIELD A 30ºC PARA 0% ......... 71
FIGURA 74: RESUMO PERDA DA TRABALHABILIDADE NO BROOKFIELD A 30ºC PARA 60% CV . 72
FIGURA 75: RESUMO PERDA DA TRABALHABILIDADE NO BROOKFIELD A 30ºC PARA 20%FC .. 72
FIGURA 76: RESUMO PERDA DA TRABALHABILIDADE NO BROOKFIELD A 40ºC PARA 0% ......... 73
FIGURA 77: RESUMO PERDA DA TRABALHABILIDADE NO BROOKFIELD A 40ºC PARA 20% CV . 73
FIGURA 78: RESUMO PERDA DA TRABALHABILIDADE NO BROOKFIELD A 40ºC PARA 20% FC . 73
FIGURA 79: RESUMO PERDA DA TRABALHABILIDADE NO BROOKFIELD A 45ºC PARA 0% ......... 74
FIGURA 80: RESUMO PERDA DA TRABALHABILIDADE NO BROOKFIELD A 45ºC PARA 60% CV 74
FIGURA 81: RESUMO PERDA DA TRABALHABILIDADE NO BROOKFIELD A 45ºC PARA 20% FC . 75
FIGURA 82: COMPARAÇÃO DA VISCOSIDADE E LIMITE DE ESCOAMENTO PARA 0% ................... 77
FIGURA 83: COMPARAÇÃO DA VISCOSIDADE E LIMITE DE ESCOAMENTO PARA 20% CV ........... 77
FIGURA 84: COMPARAÇÃO DA VISCOSIDADE E LIMITE DE ESCOAMENTO PARA 40% CV ........... 77
XVIII
XIX
Figura 85: Comparação da viscosidade e limite de escoamento para 60% CV 78
FIGURA 86: COMPARAÇÃO DA VISCOSIDADE E LIMITE DE ESCOAMENTO PARA 20% FC ............ 78
FIGURA 87: COMPARAÇÃO DA VISCOSIDADE E LIMITE DE ESCOAMENTO PARA 40% FC ............ 78
XX
XXI
ÍNDICE DE TABELAS
TABELA 1: RELAÇÃO ENTRE A VISCOSIDADE E A CONCENTRAÇÃO DE SUSPENSÕES (FERRARIS,
1999) ............................................................................................................................ 10
TABELA 2: RELAÇÃO ENTRE A TENSÃO DE CORTE E O GRADIENTE DE VELOCIDADE (FERRARIS,
1999) ............................................................................................................................ 11
TABELA 3: CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS GLENIUM SKY 617 .............................................. 26
TABELA 4: PROCEDIMENTO DE AMASSADURA........................................................................ 33
TABELA 5: TEMPO DE DURAÇÃO EM TA ................................................................................ 37
TABELA 6: TEMPO DE ESCOAMENTO NA CONE DE MARSH A TA PARA CV (PONTOS
INTERCALARES)............................................................................................................. 41
TABELA 7: TEMPO DE ESCOAMENTO NO CONE DE MARSH A TA PARA FC ............................... 42
TABELA 8: PERDA DA TRABALHABILIDADE NO CONE DE MARSH A TA PARA CV .................... 46
TABELA 9: PERDA DA TRABALHABILIDADE NO CONE DE MARSH A TA PARA FC .................... 46
TABELA 10: PERDA DA TRABALHABILIDADE NO CONE DE MARSH A 30ºC PARA CV ................ 48
TABELA 11: PERDA DA TRABALHABILIDADE NO CONE DE MARSH A 30ºC PARA FC ................ 49
TABELA 12: RESUMO DOS TEMPOS DE ESCOAMENTO PARA A VARIAÇÃO DE TEMPERATURA - CV
..................................................................................................................................... 50
TABELA 13: RESUMO DOS TEMPOS DE ESCOAMENTO PARA A VARIAÇÃO DE TEMPERATURA - FC
..................................................................................................................................... 50
TABELA 14: DIÂMETRO MÉDIO NO MINI-ABAIXAMENTO A TA PARA CV ................................ 54
TABELA 15: DIÂMETRO MÉDIO NO MINI-ABAIXAMENTO PARA FC.......................................... 55
TABELA 16: PERDA DA TRABALHABILIDADE NO MINI-ABAIXAMENTO A TA PARA CV ............ 57
TABELA 17: PERDA DA TRABALHABILIDADE NO MINI-ABAIXAMENTO A TA PARA FC ............ 58
TABELA 18: PERDA DA TRABALHABILIDADE NO MINI-ABAIXAMENTO A 30ºC PARA CV ......... 60
TABELA 19: PERDA DA TRABALHABILIDADE NO MINI-ABAIXAMENTO A 30ºC PARA FC .......... 60
TABELA 20: RESUMO DO DMÉDIO NO MINI-ABAIXAMENTO PARA A VARIAÇÃO DE TEMPERATURA -
CV ............................................................................................................................... 61
TABELA 21: RESUMO DO DMÉDIO NO MINI-ABAIXAMENTO PARA A VARIAÇÃO DE TEMPERATURA -
FC ................................................................................................................................ 61
TABELA 22: RESUMO DAS LINHAS DE TENDÊNCIA .................................................................. 67
TABELA 23: RESUMO VISCOSÍMETRO BROOKFIELD ................................................................ 79
XXII
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
1
1 INTRODUÇÃO
1.1 CONSIDERAÇÕES GERAIS
Os adjuvantes são utilizados já desde o tempo romano, onde estes utilizavam a clara de ovo, o
sangue, e leite e a banha para melhorar a trabalhabilidade das suas pastas (Coutinho, 1988).
Devido à crescente especificação dos betões, a criação de adjuvantes foi crescendo, havendo
hoje em dia vários tipos, com diversas características. A sua comercialização teve várias
etapas e várias fases de estudo, tendo-se verificado, apenas a partir de 1938 o uso e
comercialização racional a grande escala dos adjuvantes (Coutinho, 1988).
Um dos adjuvantes mais utilizados são os redutores de água de alta gama
(Superplastificantes), que devido à sua utilização permitem, a redução da razão água/ligante,
mas mantendo a sua trabalhabilidade. Este adjuvante é o escolhido para a realização da
campanha experimental, devido à sua principal característica.
Para a correta utilização do adjuvante (Superplastificante) é necessário compreender a sua
interligação com a matriz cimentícia, interação que conduz a um conjunto de questões
pertinentes, a que este trabalho pretende dar um contributo para o seu esclarecimento, a saber:
A dosagem ótima de superplastificante é, em geral, referida como uma percentagem da
quantidade de cimento da mistura. No caso de substituição de cimento por pequenas
quantidades de adições minerais, a quantidade de superplastificante pode, também, ser
relacionada apenas com o teor de cimento das misturas. Mas, e no caso de betões ou
argamassas com grandes quantidades de substituição de cimento por, por exemplo, cinzas
volantes?
A quantidade de superplastificante deve ser referida ao conteúdo total de ligante ou apenas ao
do cimento? Será que a ação do superplastificante é mais eficaz em matrizes de cimento ou
em matrizes cimentícias contendo adições minerais?
Como se processa, a perda de trabalhabilidade ao longo do tempo das misturas cimentícias
com superplastificante? Será a presença das adições minerais vantajosas neste aspeto?
Qual o efeito da temperatura na reologia das misturas cimentícias?
Para o estudo da interação entre os vários componentes é necessário o conhecimento de vários
fenómenos. Um dos mais importantes a estudar é a reologia no estado fresco. Este fenómeno é
a principal causa da possibilidade da redução da razão água/ligante, pois, com a adição do
superplastificante, é possível uma suspensão das partículas sólidas numa menor quantidade de
água. Devido à complexa tarefa de medição de parâmetros reológicos nos betões, aos custos
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
2
associados e à necessidade de utilização de equipamentos de elevadas dimensões, são, em
geral, efetuados ensaios expeditos e de caracterização física em pastas cimentícias, para tentar
efetuar uma extrapolação dos resultados. Apesar dessa extrapolação, a reologia do betão
nunca é completamente estabelecida devido a fatores como: o facto das pastas de cimento não
serem testadas sob as mesmas condições fronteira existentes no betão, não consideração da
contribuição dos agregados, velocidade de corte, a temperatura e a energia da mistura.
1.2 OBJETIVO/PROBLEMA DE INVESTIGAÇÃO
Atualmente as especificações existentes à volta do betão, são cada vez mais exigentes, pois a
engenharia quer chegar sempre mais longe, e para tal é necessária a compreensão das ligações
entre os materiais existentes, e também a criação de novos materiais. Assim, a presente
motivação é contribuir para a compreensão de um produto que cada vez mais é utilizado na
produção de betões, nomeadamente os de alto desempenho.
Devido à existente discórdia entre autores, nomeadamente quando parte do cimento é
substituído por uma adição, foi criada uma campanha experimental que visa, utilizar o
cimento, o superplastificante, as cinzas volantes e o fíler calcário, em diferentes percentagens
para tentar perceber o seu comportamento.
Da campanha experimental espera-se obter esclarecimentos sobre:
A compatibilidade entre o superplastificante e as substituições minerais;
Aquando da passagem do tempo, e a ação do superplastificante;
A variação da temperatura, e a ação do superplastificante.
1.3 DESCRIÇÃO DOS CAPÍTULOS
De seguida é apresentado um resumo do que se pode encontrar nos capítulos que se seguem.
CAPÍTULO 2: Estado do conhecimento
Neste capítulo é apresentada toda a pesquisa efetuada ao longo da dissertação. Pesquisa esta
que serviu de base para o estudo apresentado, e permitiu entender o tema abordado.
Sendo assim apresentadas as várias características do superplastificante, a sua interação com
os restantes componentes e o seu mecanismo de atuação, identificar no que consiste a reologia
e os métodos de ensaio que melhor se enquadram no tema.
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
3
CAPÍTULO 3: Materiais e Procedimentos
Depois da recolha bibliográfica efetuada, foi necessário definir como seria realizada a
dissertação. Assim neste capítulo são apresentados os vários materiais selecionados, as
composições adotadas assim como os ensaios que se efetuaram.
CAPÍTULO 4: Metodologia
A maior decisão tomada foi qual a melhor metodologia a adotar. Que tipos de dosagens se
deviam utilizar? Que processos de mistura se adequariam melhor, para poder obter uma pasta
o mais homogénea possível? São então apresentadas neste capítulo todas as decisões tomadas,
com o fim de definir a campanha experimental o melhor possível e que melhor se enquadra na
dissertação.
CAPÍTULO 5: Resultados
Despois de efetuada a campanha experimental, foi possível analisar os resultados obtidos nos
ensaios efetuados. Assim, neste capítulo, são apresentados e analisados os resultados, de
forma comparativa, para no fim se poder retirar conclusões, e tentar responder às questões
inicialmente colocadas.
CAPÍTULO 6: Conclusões
No presente capítulo são apresentadas as principais conclusões, que permitiram responder às
questões já levantadas, assim como as principais contribuições a que a presente dissertação
deu origem.
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
4
2 ESTADO DO CONHECIMENTO
2.1 INTRODUÇÃO
No presente capítulo é apresentado o resultado da pesquisa bibliográfica efetuada no decorrer
da dissertação. São apresentados os vários materiais e as várias interações existentes entre
eles. São expostos os variados temas, que possibilitam o levantamento das questões a que esta
dissertação se propõe a esclarecer, com especial destaque à reologia, e no que esta consiste.
2.2 SUPERPLASTIFICANTE
2.2.1 ADJUVANTES
A utilização de adjuvante, quer no fabrico de argamassas, quer no fabrico de betões, remonta
à época do Império Romano, com o intuito de melhorar a sua trabalhabilidade. No entanto, foi
apenas a partir de 1938 que se verificou o se uso e comercialização racional a grande escala.
(Coutinho, 1988).
Segundo a especificação do LNEC E 374-1993, adjuvante é o material adicionado durante a
amassadura do betão que não exceda 5% em massa do teor de cimento do betão, para
modificar as propriedades do betão no estado fresco ou endurecido.
A finalidade da utilização de adjuvantes consiste na obtenção de especificações e
características para os betões, argamassas e pastas, modificando assim as propriedades dos
mesmos. Como por exemplo:
Aumentar a fluidez/plasticidade, sem o aumento da quantidade de água da mistura;
Acelerar ou reduzir o tempo de presa;
Acelerar ou reduzir a propagação do endurecimento;
Aumentar a resistência ao gelo e degelo;
Diminuir a permeabilidade aos líquidos;
Aumentar a tensão de rotura, sem alteração da quantidade de cimento;
Impedir a segregação e a sedimentação do cimento nas caldas de injeção;
Criar uma ligeira expansão do betão ou da argamassa;
Aumentar a aderência ao agregado às argamassas e aos betões endurecidos;
Ajudar a bombagem de betões pobres. (Coutinho 1988)
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
5
Existem vários tipos de adjuvantes, que se baseiam na sua função principal (LNEC E 374-
1993):
Adjuvante redutor de água/plastificante - sem afetar a trabalhabilidade, permite a
redução da dosagem de água de uma dada amassadura, ou sem modificar a dosagem
de água aumenta a trabalhabilidade, ou ainda as duas ações em simultâneo;
Adjuvante redutor de água de alta gama/superplastificante – sem afetar a
trabalhabilidade, permite uma alta redução da dosagem de água de uma dada mistura,
sem modificar a dosagem de água aumenta consideravelmente a trabalhabilidade ou as
duas ações em simultâneo;
Adjuvante retentor de água – reduz a perda de água por exsudação;
Adjuvante introdutor de ar – permite incorporar durante a amassadura uma quantidade
controlada de microbolhas de ar uniformemente distribuídas e mante-las após
endurecimento;
Adjuvante acelerador de presa – permite diminuir o tempo de transição do estado
plástico para o estado rígido do betão;
Adjuvante acelerador de endurecimento – acelera o desenvolvimento das resistências
iniciais no betão, afetando ou não o tempo de presa;
Adjuvante retardador de presa – prolonga o tempo de transição do estado plástico para
o estado rígido no betão;
Adjuvante hidrófugo – reduz a absorção capilar do betão endurecido.
Para os vários tipos de betão, argamassa ou pastas, a dosagem de adjuvante é expressa em
percentagem da massa do cimento, referenciada pelo fabricante.
Apesar dos adjuvantes serem benéficos para o betão, quando a dosagem destes não é
respeitada, e for excessiva, o efeito do superplastificante poderá ser até nociva, não
permitindo por exemplo que o betão ganhe presa.
2.2.2 SUPERPLASTIFICANTE (SP)
O SP está disponível no mercado em forma líquida ou pó que é objetivo de estudo em vários
países, devido ao seu principal contributo às pastas, argamassas e betões. Este adjuvante
proporciona um aumento da trabalhabilidade das amassaduras, ou permite a diminuição da
razão A/L. Este adjuvante permite obter betões com propriedades mais elevadas, visto a razão
A/L ser um dos fatores mais importantes nas características mecânicas dos betões, devido à
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
6
sua influência direta nas propriedades, tanto na fase endurecida, como no estado fresco.
O uso de superplastificante, permite que a tensão necessária para que o escoamento ocorra
seja de valores muito baixos, através da dissipação das partículas de cimento, permitindo
assim a obtenção de betões mais fluidos. (Tattersal e Banfill, 1983); (Flatt, 2004),
A sua classificação é feita através da sua natureza, podendo ser assim classificados em 4
categorias: condensado de melamina formaldeído sulfonatado, condensado de naftaleno
formaldeído sulfonatado, linhossulfonatos modificados e outros, incluindo ésteres de ácido
sulfónico, ésteres de carbohidratos, etc (Coutinho, 1988)
No que diz respeito ao seu uso, o momento de adição do SP é muito importante na sua
atuação. Este é, normalmente, adicionado na mesma altura da adição da água à amassadura.
Mas, estudos revelam que a adição do SP depois, do início da hidratação do cimento já
proporcionou resultados mais eficientes. A sua percentagem ótima varia bastante de produto
para produto, assim deve ser usado de acordo com as instruções do produtor. A indicação da
percentagem a utilizar é indicada na ficha técnica fornecida pelo produtor. A sua dosagem é
referente à quantidade de cimento utilizada (massa), sendo assim possível obter um conjunto
de percentagens padrão [0,15% ; 0,20% ; 0,50% ; 1,00% ; 2,00%].
Estudos feitos (Chiocchio e Paulini, 1985) em pastas de cimento, permitiram concluir que a
adição do SP no período de dormência na condução do trabalho de calorimetria, pouco depois
do início da amassadura, (hidratação do cimento sem adjuvantes) proporciona a máxima
trabalhabilidade nas pastas, sendo as causas indicadas no capítulo 4.3.
Dependendo da sua aplicação, são obtidos diferentes resultados: para SP usado como redutor
de razão A/L é verificado um aumento das resistências mecânicas nos betões, assim como
uma diminuição da permeabilidade, retração, etc. Caso seja apenas usado como SP, obtém-se
betões de elevada qualidade, oferecendo uma maior trabalhabilidade, tanto na colocação em
obra como na presença de elevada percentagem de armadura. (RILEM, 1999)
A adição de superplastificante permite (RILEM, 1999):
No estado fresco
Aumento da massa volúmica do betão;
Acréscimo substancial da fluidez/consistência;
Aumento da coesão da mistura, consequência da diminuição da quantidade de água;
Ligeiro aumento do teor de ar no betão, especialmente para dosagens elevadas de
superplastificante;
Aumento significativo da capacidade de bombagem, resultando uma melhoria
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
7
generalizada da trabalhabilidade e da coesão;
Diminuição da segregação.
Durante a presa
Retardamento de presa, caso o superplastificante seja utilizado apenas como
fluidificante;
Redução da exsudação, provocada pela diminuição da razão A/L;
Com a redução da exsudação pode haver um aumento da fissuração.
Fase endurecido, apesar da influência do superplastificante não ser direta mas sim da
diminuição da ração A/L, a utilização do superplastificante permite,
Aumento considerável das resistências mecânicas;
Elevada redução da permeabilidade do betão;
O aparecimento de ar na mistura, que não constitui uma melhoria ao comportamento
sobe a ação de gelo e degelo;
Maior resistência a agentes agressivos;
Diminuição da fluência;
Redução da retração de secagem;
Diminuição da absorção capilar.
É importante a seleção de um superplastificante adequado para o respetivo tipo de cimento
utilizado no fabrico do betão, devido ao fato de que nem todos os tipos de superplastificante
disponíveis no mercado reagem da mesma maneira da presença de determinados ligantes
(Camões 2002).
2.3 REOLOGIA
O termo reologia foi introduzido em 1920 por Eugene Bingham, tendo a etimologia da
palavra “reologia” origem nos vocábulos gregos, “rheos” (fluir) e “logos” (ciência ou estudo),
logo, reologia pode ser definida como: a ciência que estuda a deformação e escoamento da
matéria, descrevendo as relações entre força, deformação e tempo. (Tattersal, 1983) (Barnes
et al, 1989)
Sendo portando um estudo importante no betão, que caracteriza propriedades de extrema
importância.
As operações mais importantes no betão são dependentes do comportamento reológico do
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
8
mesmo, da sua trabalhabilidade, e influenciam a qualidade das obras por interferirem em
parâmetros fundamentais, tais como: facilidade de colocação em obra, compactação,
durabilidade, o desenvolvimento das resistências mecânicas, aparência dos parâmetros,
estanquidade, etc.
De acordo com (Banfill, 2003), é pouco provável que um betão com más características no
estado fresco consiga alcançar as características desejáveis no estado endurecido, podendo
implicar a ocorrência de defeitos que podem afetar substancialmente o seu desempenho. A
importância deste aspeto levou ao desenvolvimento de vários métodos. As metodologias
correntemente utilizadas são de validade limitada, uma vez que apenas permitem obter
parâmetros relacionados com o comportamento reológico das misturas, não as caracterizando
completamente.
Para permitir a caracterização reológica do betão, entende-se o mesmo como uma
concentração de partículas em suspensão que exibe um comportamento semelhante ao de um
fluido.
Assim é necessário compreender a reologia de fluidos e suspensão.
2.3.1 REOLOGIA DE FLUIDOS E SUSPENSÕES
A reologia de fluidos e suspensões pode ser identificada da seguinte maneira: sendo o betão e
argamassas materiais compósitos e os seus constituintes os agregados, o ligante e a água, a
sua suspensão de partículas sólidas (agregados) ocorre sobre um líquido viscoso (a pasta
ligante). Identicamente, a própria pasta ligante pode ser entendida como uma suspensão, onde
as partículas de cimento, e por vezes adições minerais, se encontram suspensas num líquido
(água). A suspensão é composta por partículas de variadíssimas dimensões e formas, em
elevada concentração, estando sujeitas a um complexo balanço de forças de superfície entre as
partículas, provocando um comportamento viscoelástico não Newtoniano. Sendo possível a
aplicação dos modelos clássicos de reologia (Camões, 2002).
2.3.1.1 LÍQUIDO NEWTONIANO
Isaac Newton, em 1687, definiu a viscosidade de um fluido como a resistência ao
deslizamento das suas moléculas devido à fricção interna e, quanto maior o grau de fricção
interna de um fluido, maior é a sua viscosidade. Um líquido Newtoniano é um fluido
incompressível com viscosidade constante, a uma temperatura independente da força de corte,
ou seja, segue a lei de Newton. “A resistência que é atingida pela ausência do escorregamento
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
9
entre partes do líquido, mantendo tudo e o resto constante, é proporcional à velocidade com a
qual aquelas partes se separam umas das outras” (Macosko, 1994). Em sua abordagem
matemática, Newton utilizou o modelo de duas placas de áreas A, separadas por uma
distância h, movimentadas através da aplicação de uma força F, como mostra a Figura 1. De
acordo com esse modelo, a força requerida por unidade de área (F/A) para manter uma
diferença de velocidade entre as placas (dv/dx) é diretamente proporcional ao gradiente de
velocidade através do líquido. Assim, o coeficiente de proporcionalidade é igual à viscosidade
(η). A força por unidade de área é conhecida como tensão de corte (Ʈ) e o gradiente de
velocidade é conhecido como taxa de corte ( ) (Barnes et al., 1989). Se a distância entre as
duas superfícies e a velocidade não forem muito elevadas, pode-se considerar que a
distribuição da velocidade de cada plano paralelo de fluxo é linear (Figura 2).
Figura 1: Modelo de placas paralelas utilizadas por Newton para explicar a viscosidade de um
líquido (Barnes, 1989)
Figura 2: Distribuição de velocidade de um fluido laminar (Camões, 2002)
(2.1)
Em que:
F – Força de corte aplicada;
A – Área do plano paralelo à força;
S – Tensão de corte (s=F/A);
η – Coeficiente de viscosidade, ao longo
deste trabalho passe a designar por apenas
viscosidade;
– Velocidade de corte ( =dv/dy).
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
10
A equação (2.1) evidencia o fato da existência de proporcionalidade entre a força e o
gradiente de velocidade cujo coeficiente é designado por viscosidade.
A grande maioria das expressões propostas para descrever o comportamento das suspensões
concentradas, de partículas sólidas num líquido viscoso, é de dois tipos. Uma relaciona a
concentração da suspensão com a viscosidade, enquanto outras expressam a tensão de corte
em função do gradiente de velocidade, assumindo que a viscosidade do sistema é representada
por um só valor constante.
Nas seguintes tabelas são apresentadas as expressões frequentes mais utilizadas (Ferraris,
1999). Referente a figura 3, estudos realizados demonstra que as equações relacionam a
viscosidade com a concentração das partículas, podendo ser implementadas para descrever a
reologia de pastas, mas não se aplicam em betões devido à complexidade das suspensões. A
Tabela 1, apresenta as expressões correntes adotadas em betões, que por sua vez também são
aplicáveis a argamassas e pastas.
Tabela 1: Relação entre a viscosidade e a concentração de suspensões (Ferraris, 1999)
Autor Expressão Hipótese
Einstein η= [ ] Suspensão diluída sem interação entre partículas.
Roscoe Considera a interação entre
partículas.
Kreiger-Dougherty
(
) [ ]
Relaciona a viscosidade com a compacidade das partículas; tem
em consideração a compacidade
máxima.
Mooney ([ ]
)
Tem em conta a compacidade
máxima
η – Viscosidade da suspensão K – Constante
Φ – Compacidade – Viscosidade do mio líquido
– Compacidade máxima [η] – Viscosidade intrínseca da suspensão
A principal conclusão retirada da Tabela 2, consiste no facto de em todas, excetuando a
aplicável a um fluido Newtoniano, serem utilizadas pelo menos dois parâmetros para
descrever a reologia dos fluidos. As equações propostas por Bingham e Herschel, e Vom Berg
e Oswald-de-Waele, nomeadamente, incorporam um segundo fator caracterizante da reologia:
a tensão limite de escoamento.
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
11
Tabela 2: Relação entre a tensão de corte e o gradiente de velocidade (Ferraris, 1999)
Autor Expressão
Newton
Bingham
Herschel e Bulkley
Lei de potência
N=1: fluido Newtoniano
n>1:fluido dilatante n<1: fluido pseudo-plástico
Vom Berg e Oswald-de-Waele (
)
Eyring (
)
Bobertson-Stiff
Atzeni, Massida e Sanna
- tensão de corte η – viscosidade
– tensão limite de escoamento – gradiente de velocidade
A,a,B,b,C,k,α,β,δ - constantes
A tensão limite de escoamento, também designada por tensão de cedência ou limite de
escoamento, pode ser interpretada fisicamente como a tensão que é necessário ultrapassar para
que se inicie o escoamento. No que diz respeito ao limite de escoamento de um fluido,
apresentado na figura 3, este é caracterizado pelo ponto de interseção do diagrama tensão de
corte-gradiente de velocidade com o eixo correspondente à tensão de corte. A viscosidade é
representada pelo declive do diagrama. Se um fluido apresentar uma dependência linear entre
as duas grandezas referidas é designado como fluido de Bingham. (Camões, 2002)
Figura 3: Fluido de Bingham (Camões, 2002)
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
12
(Larrard, Ferraris e Sedram, 1998) e (Larrard, 1999), comprovaram que a expressão de
Herschel e Bulkley é a que melhor descreve o comportamento de determinados betões, como
é o caso dos betões Autocompactáveis. Contudo, a relação mais utilizada para descrever o
comportamento reológico é a expressão de Bingham, devido à possibilidade de medição dos
dois parâmetros independentemente, e, também, porque o comportamento reológico é, em
geral, traduzido satisfatoriamente recorrendo a uma relação linear (Smeplass, 1993).
Em suma, o comportamento reológico no estado fresco de pastas, argamassas e betões, pode
ser avaliado através da caracterização de dois parâmetros, ambos com significado físico: a
viscosidade e o limite de escoamento. No entanto, a maioria dos ensaios mais expeditos
apenas caracterizam um parâmetro, sendo assim necessário criar relações entre eles.
2.3.1.2 MODELO DE BINGHAM
Um dos modelos mais simples, aplicáveis a materiais que apresentem uma viscosidade
infinita até que a tensão aplicada atinja determinado limite para iniciar o escoamento é o
modelo de Bingham. Expresso pela seguinte expressão:
com (2.2)
Este modelo é linear pelo que não descreve as características reofluidificantes da generalidade
dos fluidos não Newtonianos. No entanto, muitas suspensões de partículas, tais como os
sistemas cimentícios, apresentam comportamentos próximos do de Bingham a baixas
velocidades de corte (Ferraris, 1999).
2.3.1.3 MODELO DE HERSCHEL-BULKLEY
Este modelo é considerado o mais completo em comparação aos restantes, dado que a sua
equação engloba três parâmetros. É usado para descrever materiais viscoplásticos que exibem
uma tensão de cedência com uma resposta reofluidificantes ou reoespessante, durante o
escoamento a velocidade de corte crescente. É expresso pela seguinte expressão:
(2.3)
Este modelo deduz-se à lei de Newton quando e n = 1, e ao modelo de Bingham
quando n=1 e à lei da potência quando = 0 (Ferraris, 1999).
2.3.2 REOLOGIA EM PASTAS CIMENTÍCIAS
Tal como já foi referido anteriormente, a pasta ligante também pode ser intendida como uma
suspensão, sendo ela própria composta por grãos de cimento e, por vezes, de adições
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
13
minerais, suspensos num líquido (água). Devido à complexa tarefa de medição de parâmetros
reológicos nos betões, são efetuados ensaios expeditos em pastas cimentícias, para tentar
efetuar uma extrapolação dos resultados. Apesar dessa extrapolação, a reologia do betão
nunca é completamente estabelecida devido a variados fatores como: fato de as pastas de
cimento não serem testadas sobre as mesmas condições que o betão, não consideração da
contribuição dos agregados, velocidade de corte, temperatura e a energia da mistura.
As pastas de cimento geralmente exibem comportamento muito complexo no seu estado
fresco, o qual é fortemente afetado por um grande número de fatores de ordem física e
química. Assim, alguns dos fatores mais importantes que afetam a reologia das pastas
cimentícias são: (Papo, 1988); (Nehdi e Rahman, 2004); (Collepardi, 1971)
Razão água/sólido;
Comportamento químico do cimento;
Reatividade química da adição;
Distribuição granulométrica, densidade, textura superficial e forma geométrica do pó;
Propriedades dos adjuvantes;
Tempo de hidratação;
Temperatura e humidade do local onde as pastas são preparadas e testadas;
As condições iniciais da mistura, como o procedimento da mistura, duração,
velocidades e capacidade da mistura.
Estudos realizados em pastas de cimento de composição química diferentes, indicaram que a
superfície específica tem um efeito menor do que a razão água/ligante e/ou a finura do
cimento (Banfil e Saunders, 1981).
De acordo com (Papo, 1988), o estudo das pastas de cimento tem especial importância na
medida em que:
Permite fornecer uma ferramenta útil para controlar a produção do cimento;
Constitui um meio de prever a influência dos adjuvantes, tais como
plastificantes/redutores de água e agentes de viscosidade sobre o comportamento do
betão;
Possibilita mais informação sobre a química do cimento;
Apoia nas aplicações especiais, como as injeções de caldas de cimento e solos sem
coesão.
Para facilitar a operação de colocação e preenchimento dos moldes, um betão deverá ser
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
14
constituído por uma pasta ligante com elevada deformabilidade, mas mantendo a viscosidade
necessária para garantir a uniforme suspensão das partículas.
A redução da viscosidade das misturas pode diminuir a sua capacidade para manter a
dispersão homogénea. Por outro lado, o aumento da viscosidade da pasta ligante contraria o
incremento de tensões internas resultantes da colisão das partículas. Assim, a viscosidade
deve ser mantida em nível suficientemente baixos, para manter uma fácil fluidez da massa de
betão fresco.
No que toca a adições, de acordo com (Ferraris, 2001), estas afetam as propriedades
reológicas da pasta de cimento sem alterar a composição ou comportamento dos agregados.
Por isso, é razoável selecionar adjuvantes ou minerais, apenas através da realização de
ensaios. É, portanto, explicado no seguinte capítulo a interação entre o cimento-
superplastificante assim como a interação entre adições-superplastificantes.
No que toca à influência do SP na reologia das pastas, segundo (Mikanovic e Jolicoeur,
2008), a adição de SP tem um efeito significativo sobre as propriedades reológicas dos
sistemas cimentícias. Assim, quanto maior a dosagem de SP, maior a diminuição de valores
relativos à elasticidade e à viscosidade. Os efeitos produzidos nas pastas dependem
maioritariamente da estrutura molecular e das propriedades do SP, como o peso, carga,
estrutura, etc. O mecanismo de ação do SP opõe a sedimentação, de modo a que ocorra
lentamente, retarda a hidratação inicial, dispersa as partículas de forma mais eficaz, o que
resulta de numa consolidação mais homogénea. No capítulo 2.5 e 2.6 será apresentado os
mecanismos e interações criadas entre o cimento e o SP, descrevendo assim a influência do
SP na reologia das matrizes cimentícias.
2.3.3 REOLOGIA EM PASTAS QUENTES
Nos países com temperaturas elevadas, a temperatura representa um sério desafio na produção
do betão. Embora o SP represente uma melhoria substancial na trabalhabilidade do betão, com
o passar do tempo, esta ação é diminuída. Como por exemplo, se um betão se encontra em
transporte, no camião, submetido a elevada temperaturas, a ação do SP pode mesmo diminuir
de tal modo que seja necessário uma nova adição. A figura seguinte demostra os resultados
obtidos através da experimentação, feita por (Calado, et al 2012) onde se demostra a
influência da temperatura na fluidez ao longo do tempo.
Pode-se então afirmar que com o aumento da temperatura, a duração do tempo em que o SP
se encontra ativo diminui, assim como uma diminuição da velocidade de escoamento.
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
15
Figura 4: Resultado comparativo da fluidez média para as quatro temperaturas estudadas.
(Calado, et al, 2012)
Os resultados demonstraram que o aumento da temperatura influencia diretamente as reações
internas que conduzem a menor tempo disponível para manuseio do betão fresco. Assim, com
o aumento da temperatura, verifica-se um aumento da viscosidade dos betões, o que conduz a
uma colocação em obra mais dificultada. Este aumento da viscosidade pode também estar
relacionado com a perda de água presente no betão, quando exposto a elevadas temperaturas.
De acordo com o estudo efetuado por, (Curto, et al 2010) onde a temperatura era de 35 ºC, é
concluído que, a quantidade de SP a utilizar terá de ser superior à quantidade ótima para obter
uma trabalhabilidade idêntica para ambientes mais amenos. É ainda referido que a adição de
SP é vantajosa para reter a trabalhabilidade mesmo em climas quentes.
Será feito, então, o estudo da influência da temperatura em diversas pastas contendo adição de
SP, para tentar extrapolar resultados para países de clima quente.
2.4 MÉTODOS DE ENSAIO
Os métodos para a determinação das propriedades reológicas de pastas, e betões podem ser
divididos em dois grupos, consoante a avaliação de um ou dois parâmetros.
Avaliação de um parâmetro: (Ferraris, 1999): ensaio de abaixamento; ensaio de
espalhamento; VB; cone de fluidez (cone de Marsh); mini-abaixamento; ensaios de
penetração: bola de Kelly; aparelho de Vicat; ensaio de Wigmore; K-slump test;
maniabilímetro LCL; ensaio de Fritsch; tubo viscosímetro; capacidade de preenchimento: L
box, box test; e aparelho de Orimet.
Ou através de aferição simultânea de 2 parâmetros: viscosímetros coaxiais do tipo Brookfield
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
16
e viscosímetro rotativos de cilindros coaxiais.
No capítulo 3 são explanados os ensaios que iram ser utilizados para a posterior aferição de
resultados em laboratório.
2.5 INTERAÇÕES
2.5.1 CIMENTO-SUPERPLASTIFICANTE
A interação dos adjuvantes com o sistema matricial água-cimento é muito variada e
complexa, consoante o tipo de adjuvante utilizado.
As misturas que modificam as propriedades reológicas do cimento atuam geralmente através
da fixação sobre a superfície das partículas de cimento, modificando assim o estado de
superfície.
No que diz respeito à interação SP-Cimento é bem entendida em termos de absorção
superficial do SP nas partículas de cimento, produzindo uma dispersão/desfloculação das
partículas na fase aquosa, assistida por uma repulsão electroestática e estérea. Tal como se
pode observar na Figura 5 e 6.
Figura 5: Ação dos SP sobre as partículas de ligante (Coutinho, 1988)
Figura 6: Efeito dos superplastificantes sobre as pastas de cimento (Mindess e Young, 1981)
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
17
Figura 7: Esquema elucidativo da repulsão eletrostática (Ramachandran et al., 1998)
A superfície do lado direito na figura 7 mostra uma parcela de uma superfície com carga
positiva, na qual as moléculas de superplastificante são absorvidas diretamente. Por sua vez,
no lado esquerdo, na parcela de uma superfície com carga negativa, a adsorção das moléculas
do superplastificante são intermediadas por catiões (Ramachandran et al., 1998).
O controlo de ajustes das quantidades a utilizar depende em especial de um equilíbrio sensível
entre as reatividades e os conteúdos respetivos dos diferentes sulfatos e ligantes. Este
equilíbrio poderá sofrer alterações com a adição dos adjuvantes, daí ser muito importante
efetuar ensaios para verificar a sua interação.
2.5.2 INTERAÇÃO/COMPATIBILIDADE
A compatibilidade entre o SP e o cimento é muito importante, em particular em matrizes
cimentícias com uma razão A/L muito baixas.
Os seus fatores de interação são amplamente reconhecidos como a finura do cimento,
composição do cimento e do SP e das condições em que são realizados os ensaios.
Assim temos os fatores associados ao cimento:
Origem e tipo de cimento, segundo (Neville, 1995) um cimento com elevado teor de
C3A pode reduzir a eficácia de uma determinada dosagem de SP;
Superfície específica e distribuição granulométrica, não podendo apenas considerar a
superfície específica do cimento, mas também a sua distribuição de tamanho, pois
segundo (Amago, 2009) uma diferente fração granulométrica pode diferenciar a sua
composição e, consequentemente, a adsorção do adjuvante;
Cimento com similar composição química e mineralógica requer maior dosagem de
SP, para obter um efeito fluidificante similar quanto maior a sua finura (Amago 2009).
Tipo de solubilidade do gesso presente no cimento.
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
18
Fatores associados ao SP:
Através de ensaios como o Cone de Marsh ou o Mini-Abaixamento é possível determinar a
dosagem ótima de SP a utilizar, o que se traduz numa fluidez/trabalhabilidade ótima para as
pastas de cimento. Devido a uma pequena variação da dosagem de SP empregado é possível
obter retrocessos na trabalhabilidade das pastas, por isso os fatores que influenciam são
Dosagem de superplastificante utilizado;
Peso molecular;
Sua composição e estrutura.
Fatores associados às condições de ensaio:
Momento de adição do SP;
Incompatibilidade;
Perda da fluidez ao longo do tempo.
Os resultados obtidos através do cone de Marsh e mini-abaixamento em pastas de cimento
podem ser extrapolados para o uso em betões, mas deve-se ter sempre o cuidado de que
podem não traduzir convenientemente o seu comportamento reológico. Mas a sua
extrapolação é importante pois proporciona indicações determinantes acerca do
comportamento reológico, oferecendo assim uma diminuição do número de ensaios de
amassaduras de betão necessários, que são mais morosas e dispendiosas que em pastas de
cimento.
2.6 MECANISMO DE ATUAÇÃO
O efeito dos superplastificantes é influenciado, fundamentalmente, por três fenómenos de
natureza físico-química (dispersão, adsorção e potencial de repulsão intermolecular zeta) que
resultam na desfloculação e dispersão das partículas de cimento, conferindo-lhes uma forte
carga elétrica negativa de modo a repeli-las umas das outras (Figura 8) (Camões, 2005). A sua
atuação é baseada na capacidade de ser absorvido na superfície das partículas de cimento e na
modificação da reologia no comportamento da matriz cimentícia.
A quantidade de SP absorvido depende das componentes químicas e mineralógicas da
composição de um cimento, em particular da quantidade de aluminato de tricálcio C3A, pois
este absorve muito rapidamente o SP, assim como pelos aluminoferratos tetracálcico (C4AF),
e pouco tempo depois do contacto com a água iniciam-se as suas reações de hidratação. Só
depois é que o adjuvante restante é absorvido pelos silicatos tricálcico (C3S) e pelos silicatos
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
19
bicálcico (C2S), que são os componentes maioritários do cimento. (Camões, 2005)
A Figura 8 apresenta a representação esquemática das várias interações existentes entre o
clínquer, as diferentes formas de sulfato de cálcio (CaSO4) e o superplastificante.
Figura 8: Representação esquemática (Ramachandran et al., 1998)
O momento de adição do SP também é muito importante no mecanismo acima apresentado.
Chioccihio e Paulini estudaram, o momento ideal de adição e concluíram que o momento
ocorre depois da hidratação do cimento. É o momento ideal pois é necessário assegurar que o
SP não é totalmente fixo pelo C3A, o que pode ocorrer se o gesso não libertar os iões de
sulfato com a rapidez necessária para primeiro reagirem com o C3A. Se os iões forem
lentamente libertados, o SP é fixo totalmente pelo C3A e então o SP e o cimento não são
compatíveis. A solubilidade de gesso é determinante para a compatibilidade entre os dois. O
gesso (sulfato de cálcio) existente no cimento, pode ter taxas de solubilidade diferentes devido
à matéria-prima utilizada no seu fabrico. Assim para ocorrer o mecanismo acima descrito, é
necessário controlar a quantidade de gesso adicionado durante o fabrico do cimento. Se
apenas estiverem disponíveis pequenas quantidades de sulfato solúveis, os sulfatos presentes
na estrutura do SP reagem e são fixos pelo C3A, deixando de estar disponíveis para promover
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
20
a dissipação das partículas. Sendo esta a rasão principal para a adição do SP após o
desencadeamento da hidratação das partículas de cimento (Camões, 2002).
A absorção do SP produz efeitos na matriz cimentícia do cimento (Ramachandran et al.,
1998).
Figura 9: Adsorção de moléculas de superplastificante numa partícula de cimento: (A)
monocamada e (B) enrolado (Ramachandran et al., 1998).
Físicos
Como as partículas de cimento contêm várias fases minerais de diferentes reações, com uma
variedade de defeitos químicos e estruturais, a sua hidratação inicial irá provavelmente gerar
uma superfície com importantes variações na sua densidade de carga superficial, tanto em
sinal como em magnitude. Essas cargas de superfície localizadas promovem o início de
floculação da hidratação das partículas de cimento.
Químicos
São de tão importância como os efeitos físico.
O comportamento varia consoante a família química das pastas de cimento.
Com outras famílias de SP tais como poliacrilatos, a competição com iões sulfato é
improvável que desempenhe um papel significativo.
Uma dessas interações entre o superplastificante e as partículas de cimento é a adsorção
química das moléculas de superplastificante. Foi demonstrado, que no interior da camada
adsorvida, a concentração dos principais componentes do adjuvante e do cimento variam com
uma certa distribuição, o que parece confirmar a existência de adsorção química
(Ramachandran et al., 1998). Outro mecanismo é a formação de iões complexos entre o
superplastificante e o Ca2+ conduzindo a uma diminuição da concentração de Ca2+ na
solução. Este facto contribui para o aumento do tempo de início de presa, e
consequentemente, para a retenção da fluidez, uma vez que a solução demora mais tempo a
alcançar a sobressaturação de Ca2+, o que é essencial para o início do período de aceleração
no processo de hidratação do cimento.
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
21
Em suma:
As moléculas de dispersão polimérica devem incluir diferentes tipos de grupos
iónicos;
Em soluções altamente alcalinas, o SP deve apresentar uma densidade de carga
elevada;
A unidade de repetição molecular deve compreender cadeias laterais;
Hidrofóbicos com caracter tensioativo mínimo;
Inibir a nucleação e crescimento dos hidratos de aluminato, etringite, com defeitos
mínimo sobre o tempo de presa.
O tempo de atuação deste adjuvante é curto: ao fim de meia hora a uma hora o seu efeito
despareceu, mesmo com betão em movimento, mas não há qualquer inconveniente em o
adicionar de novo, e assim a amassadura pode retomar a sua fluidez. (Coutinho, 1988)
2.6.1 INTERAÇÃO SUPERPLASTIFICANTE-ADIÇÕES MINERAL
Apesar das adições minerais em grande quantidade não se encontrarem implementadas na
especificação LENC E374-1993, é de muita importância a sua referência, pois atualmente é
cada vez mais frequente a sua incorporação nos betões.
Segundo a NP EN 206-1 (2007), as adições minerais são materiais inorgânicos, finamente
divididos, que podem ser adicionados ao betão com a finalidade de melhorar certas
propriedades, ou para adquirir propriedades especiais. Estas são normalmente adicionadas em
substituição, parcial ou integral, do cimento, com o intuito de alterar as suas propriedades,
físicas, químicas e mecânicas.
A grande maioria das adições utilizadas nos betões são subprodutos industriais, que se não
forem utilizados, irão ser acumulados em depósitos, o que acarretará inevitáveis riscos de
poluição do solo, da água e do ar, para além de todos os inconvenientes paisagísticos. Neste
contexto, o seu consumo nos betões, para além das vantagens no desempenho do próprio
material, é responsável por benefícios de ordem económica, de consumo de energia, de
proteção ambiental e de conservação dos recursos naturais.
As adições podem ser classificadas em duas categorias, tipo I e tipo II, de acordo com sua
reatividade (NP EN 206-1 (2007)).
As adições minerais de tipo I promovem uma ação física, aumentando a compacidade da
mistura. Exemplos: fíler calcário
As adições minerais do tipo II são produtos que apesar de não terem por si só propriedades
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
22
aglomerantes e hidráulicas, contêm constituintes em geral, sílica reativa sob a forma vítrea
que às temperaturas ordinárias se combinam, em presença da água, com o hidróxido de cálcio
e com os diferentes componentes do cimento, originando compostos de grande estabilidade na
água e com propriedades aglomerantes. São substâncias dotadas de grande reatividade com o
hidróxido de cálcio, mas são insolúveis e inertes na água. (Coutinho, 1988) Exemplos: as
cinzas volantes, a sílica de fumo, as pozolanas naturais, as escórias granuladas de alto-forno
moídas, o metacaulino e as cinzas de casca de arroz.
Devido à elevada finura destes materiais pozolânicos, torna-se possível melhorar
significativamente as propriedades reológicas dos betões, tais como a coesão e a viscosidade.
Reduzem-se, também, a exsudação e a segregação, principais fontes de heterogeneidade dos
betões.
Foram feitos vários estudos ao longo do tempo com conclusões distintas para várias adições.
No que diz respeito à interação entre o SP e as cinzas volantes não existem muitas
publicações. Assim, fica por esclarecer a dosagem de SP utilizada, quando é substituída uma
percentagem de cimento por adições. Será que deverá ser utilizada uma dosagem de SP com
base na percentagem de cimento utilizada ou com base no ligante formado? Quanto maior é a
substituição de cimento por adições minerais mais difícil é responder à questão anterior.
(Malhotra e Rametanianpou, 1994) referem que o comportamento é semelhante entre a adição
de sílica de fumo e a adição de cinzas volantes. Comparando as quantidades de SP em pastas
com CV com as obtidas sem adição de CV, concluíram que obtiveram valores superiores em
pastas sem a adição de CV.
(Kishna, 1996) conclui que o comportamento de dispersão piora com a adição de CV,
indicando menor ação do adjuvante.
(Lane e Best, 1978) através de estudos exaustivos em laboratório, concluíram que os SP não
compatíveis com as CV e não produzem efeitos nefastos nos betões. Mas que a sua utilização
em conjunto não faz com que as suas vantagens sejam cumulativas, pois como a água
presente já foi reduzida com a adição de CV, a adição do SP é menos efetiva.
A compatibilidade do SP com o ligante não parece ser afetada pela presença de adições
minerais, contudo é necessário assegurar a compatibilidade entre o SP e o cimento com
adições.
No que diz respeito à dosagem de SP utilizado, (Berg e Kukku, 1991), referem que a
substituição de cimento por CV não altera a dosagem de ótima de SP, se for determinada
tendo por base a massa de cimento empregue. Contudo feitos na Universidade do Minho,
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
23
“Influência da presença de adições minerais no comportamento do betão fresco em
composições com incorporação de superplastificantes” (Camões, 2005) apontam para
indicadores diferentes: inclusão de adições minerais, afetou o comportamento reológico das
pastas e a dosagem ótima de superplastificante deve ser determinada considerando a sua
presença. Ou seja, a quantidade de superplastificante a acrescentar em pastas e betões deve ser
referida em relação à quantidade total de pó e não só em função do teor de cimento presente
na composição. Foi também verificado que a perda de fluidez ao longo do tempo das pastas
diminuiu substancialmente com a presença de adições minerais (cinzas volantes ou fíler
calcário). Quanto maior foi a quantidade de cimento substituído por cinzas volantes ou fíler
calcário, menor foi a perda de fluidez ao longo do tempo verificada. (Camões 2005).
Segundo (Montes, et al 2012), o comportamento reológico de pastas, contendo substituição de
cimento por adições minerais, é afetado pela presença de SP pois a interação, depende da
superfície específica do ligante, das cargas superficiais e da reatividade e características da
adição/substituição mineral utilizada. É também concluído que as cinzas apresentam maior
compatibilidade com um SP à base de melamina, em comparação com linhossulfonatos,
composto de base de naftaleno e policarboxílico
De acordo com (Hallal, et al 2010), a substituição de cimento por pozolanas naturais leva a
uma considerável perda de fluidez.
Em conclusão, depara-se com uma incoerência da interação das adições, não havendo
consenso entre os autores.
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
24
3 MATERIAIS E PROCEDIMENTOS
3.1 INTRODUÇÃO
No presente capitulo, são apresentados os diversos materiais utilizados na companha
experimental efetuada no decorrer desta dissertação, bem como os ensaios e os vários
procedimentos adotados.
Os materiais selecionados, são utilizados no fabrico de betão convencional, e encontram-se
correntemente no mercado. Desta forma, selecionaram-se matérias de baixo custo, como as
cinzas volantes, e o fíler calcário. No que diz respeito ao cimento, foi selecionado o CEM I
42,5 R.
Os ensaios de Cone de Marsh, Mini-Abaixamento e Viscosímetro de Brookfield, foram
efetuados no Laboratório de materiais de construção do laboratório: Professor Júlio Barreiros
Martins, no Departamento de Engenharia Civil na Universidade Do Minho, situado no
Campus de Azurém, Guimarães.
3.2 MATERIAIS SELECIONADOS
3.2.1 CIMENTO
O cimento utilizado na campanha experimental foi do tipo I e da classe 42.5R, de acordo com
a NP EN 197-1, 2001. Foi gentilmente fornecido pela SECIL. A escolha deste tipo e classe de
cimento foi condicionada pela necessidade de adotar um cimento Portland, não composto,
para assim isolar e avaliar devidamente o efeito da adição de cinza volante. A seleção do
cimento também foi condicionada pela sua disponibilidade no mercado nacional, bem como
pelo seu custo. Por esta razão a classe de resistência 42.5 foi preferida à 52.5.
3.2.2 CINZAS VOLANTES
Neste trabalho, foram utilizadas, como adição mineral II, cinzas volantes amavelmente
oferecidas pela empresa Mota-Engil, em junho de 2012. As cinzas têm proveniência da
central de produção de Sines, EDP. O recurso às cinzas volantes originárias justifica-se
devido à sua maior disponibilidade.
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
25
3.2.3 FÍLER CALCÁRIO
Como adição mineral I foi utilizado o fíler calcário, sendo este generosamente cedido, pelo
Laboratório de Vias de Comunicação, sediado no Laboratório Professor Júlio Barreiros
Martins, no Departamento de Engenharia Civil na Universidade Do Minho. O mineral tem
como proveniência da empresa Omyal Comital Minerais e Especialidades, S.A. Este é
designado de: Fíler de carbonato de cálcio natural, MICRO 200 -OU. Em cumprimento com
os requisitos normativos: Marcação CE: EN 12620, EN 13139 e EN 13043. Especificação
LNEC E 466-2005.
3.2.4 SUPERPLASTIFICANTE
O superplastificante selecionado foi o GLENIUM SKY 617, sendo este um adjuvante
superplastificante de nova geração, com base numa cadeia de etér policarboxílico modificado,
indicado para a indústria do betão, com elevada manutenção da trabalhabilidade e
durabilidade. Sendo amavelmente cedido pela empresa BASF - EBE Construction Chemicals,
com sede em Prior Velho e delegação no Norte situada no Porto.
Com um mecanismo de ação, em que os grânulos de cimento são dispersos, tanto pelo efeito
eletrostático como, pelo efeito estérico das cadeias laterais hidrofílicas presentes na cadeia
polimérica de base. Desta forma, obtém-se uma capacidade de separação e dispersão mais
elevadas, em comparação com outros superplastificantes, e ainda uma evidente capacidade de
reduzir o conteúdo de água.
O GLENIUM SKY 617 liberta cadeias adicionais de polímeros que evitam a floculação dos
grânulos de cimento, sem inibirem a hidratação num determinado período de tempo, em
consequência da alcalinidade criada pela pasta de cimento.
A dosagem normalmente recomendada é aproximadamente 1,3 kg por 100 kg de cimento
(ligante). São possíveis dosagens superiores ou inferiores (1 a 1,7 kg por 100 kg de cimento
(ligante) às indicadas, mediante a realização de ensaios prévios, em função da relação a/c, do
tipo de cimento (ligante), da granulometria utilizada, etc.
Na tabela seguinte são apresentadas as características técnicas do superplastificante
fornecidos pelo fabricante (BASF, 2011).
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
26
Tabela 3: Características técnicas GLENIUM SKY 617
Função principal: Superplastificante / Forte redutos de água
Marcação CE: Segundo NP EN 934-2 como T11.1, T11.2
Aspeto: Líquido castanho
Densidade Relativa (20ºC): 1,05 ± 0,02 g/cm3
Teor em iões cloreto: < 0,1%
Teor se Sólidos 18%
Os dados técnicos aqui apresentados são fruto de resultados estatísticos. Caso se pretendam
valores de controlo, podem ser solicitados ao nosso Departamento Técnico.
3.2.5 ÁGUA DE AMASSADURA
A água utilizada em todas as amassaduras de pastas, foi proveniente da rede pública de
abastecimento de Guimarães. As suas características não foram analisadas por não ter sido
considerado necessário, pois em conforme com a especificação do LNEC E372, 1993 basta
que a água seja potável, para que se considere adequada a sua utilização.
3.3 COMPOSIÇÕES ADOTADAS
Para uma melhor perceção da interação do superplastificante com os restantes materiais,
foram selecionadas várias composições, com intuito de selecionar qual das composições
melhor se comporta com a incorporação do superplastificante à mistura.
Assim foram selecionadas 6 misturas distintas no que diz respeito ao ligante. E dentro dessas
6 misturas, foram selecionadas 5 diferentes percentagens de superplastificante.
Figura 10: Composições adotadas contendo CV
C
0,25% SP
0,30% SP
0,75% SP
1,50% SP
3,00% SP
C + 20%CV
0,25% SP
0,30% SP
0,75% SP
1,50% SP
3,00% SP
C + 40%CV
0,25% SP
0,30% SP
0,75% SP
1,50% SP
3,00% SP
C + 60%CV
0,25% SP
0,30% SP
0,75% SP
1,50% SP
3,00% SP
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
27
Figura 11: Composições adotadas contendo FC
Tal como já foi referido, a dosagem de SP a utilizar é, em geral, referida como uma
percentagem em função da quantidade em massa de cimento presente na mistura. Mas como
no caso em estudo são substituídas elevadas quantidades de cimento por CV e FC, a
percentagem de SP a utilizar, já não deverá ter apenas em consideração a quantidade de
cimento mas sim a totalidade de ligante “pó” utilizado. Pois como já levantada a questão
anteriormente, a substituição de cimento por outro mineral pode alterar a interligação do SP
com o ligante. Assim, as percentagens SP acima referidas são em função do ligante, onde é
apenas contabilizada sua percentagem de sólidos. Para que isso se verifique, é retirada à
quantidade de água, necessária para a amassadura, a percentagem de água presente no SP.
Assim sendo, para as várias composições elaboradas a dosagem de SP foi quantificada em
função do volume do ligante e não em termos de massa. Para tal foi necessário a transposição
das percentagens padrão em massa, para percentagem do volume do ligante utilizado, que se
demostra na figura 12.
Figura 12: Transposição das percentagens de SP padrão para sólidos de SP
3.4 ENSAIOS
De forma a aferir os resultados esperados, para posterior análise, foi criada uma campanha
experimental, na qual estão inseridos os vários ensaios. Ensaios expeditos e de fácil execução,
que nos ajudam a compreender a interligação entre os vários materiais utilizados. Os ensaios
são de seguida explanados.
C + 20%FC
0,25% SP
0,30% SP
0,75% SP
1,50% SP
3,00% SP
C + 40%FC
0,25% SP
0,30% SP
0,75% SP
1,50% SP
3,00% SP
0,15%
0,25%
0,20%
0,30%
0,50%
0,75%
1,00%
1,5%
2,00%
3,00%
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
28
3.4.1 CONE DE MARSH
Este ensaio permite avaliar o efeito da dosagem de SP e determinar a compatibilidade do
ligante como SP. Este consiste em registar o tempo que determinado volume de fluido demora
a escoar através do orifício de descarga.
O caudal médio de escoamento é uma grandeza que se relaciona diretamente com a fluidez
das caldas, ou seja, quanto maior o caudal médio de escoamento, maior será a fluidez
(Ferreira, 2002). Se o fluido fluir através do orifício, significa que a tensão instalada
ultrapassa o limite de escoamento. Na Figura 13 é apresentado o Cone de Marsh utilizado.
Figura 13: Cone de Marsh
O procedimento de realização do ensaio consiste no fabrico da calda seguida da medição do
tempo de escoamento no cone de Marsh. Na Figura 14, são ilustradas as relações típicas
retiradas de ensaios com o cone de Marsh. É observado, no caso de compatibilidade entre o
cimento e o superplastificante, o ponto de saturação, correspondente à dosagem ótima de
superplastificante. Idênticas conclusões podem ser determinadas recorrendo ao ensaio de
mini-abaixamento.
Figura 14: Definição do ponto de saturação no cone de Marsh (Camões, 2002)
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
29
Através do ensaio do cone de Marsh podem ser tipificadas quatro situações possíveis,
resultantes do estudo do comportamento reológico de pastas dotadas de reduzidas relações
A/L. A Figura 15 ilustra essas diferentes possibilidades (Aïtcin, 1998).
A Figura 15 (a) representa o caso de compatibilidade plena entre a combinação de cimento e
do superplastificante: a dosagem de SP correspondente ao ponto de saturação é reduzida
(cerca de 1.0%) e a curva decorrente do ensaio aos 60 minutos é próxima da dos 5 minutos,
mantendo-se o efeito fluidificante pelo menos durante uma hora.
A Figura 15 (b) ilustra um caso de incompatibilidade: o ponto de saturação é mal definido e
corresponde a uma dosagem elevada de SP, bem como a curva dos 60 minutos é bastante
afastada da dos 5 minutos, o que implica maiores tempos de escoamento. Por vezes, quando a
incompatibilidade é muito mais pronunciada, a pasta deixa rapidamente de fluir, podendo tal
verificar-se decorridos apenas 15 minutos após o início da mistura.
As Figuras 15 (c) e (d) representam situações intermédias. Na Figura 15 (c), a curva dos 5
minutos é similar à da Figura 15 (a) mas a curva dos 60 minutos é semelhante à da Figura (b).
Na Figura 15 (d) a curva dos 5 minutos apresenta um desenvolvimento parecido com a da (b)
e a dos 60 minutos apresenta uma posição relativamente à dos 5 minutos similar à da (a).
Figura 15: Diferentes tipos de comportamentos reológicos (Aïtcin, 1998)
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
30
3.4.2 MINI-ABAIXAMENTO
Este ensaio é uma variação do ensaio de espalhamento, sendo realizado para pastas mais
fluidas. Tendo como objetivo aferir o valor médio do espalhamento da pasta, medindo em
várias direções o espalhamento.
Na Figura 16 são apresentados exemplos de medição do mini-abaixamento.
Figura 16: Mini-Abaixamento
Da mesma forma que o ensaio com o Cone de Marsh, este valor é considerado um parâmetro
representativo da trabalhabilidade da pasta. O espalhamento de uma pasta, encontra-se
relacionado com a sua viscosidade e não com o limite de escoamento, dado que a operação de
levantar o molde, induz uma tensão de corte superior à tensão limite de escoamento (Camões,
2002). Caso a pasta, não sofra qualquer tipo de abaixamento este ensaio não é representativo
da consistência da composição devido ao fato de não ter sido ultrapassada a tensão limite de
escoamento.
A determinação do espalhamento permite avaliar o efeito da dosagem de superplastificante e
determinar a compatibilidade do cimento com o superplastificante, de modo semelhante ao
Cone de Marsh.
3.4.3 VISCOSÍMETRO DE BROOKFIELD
A utilização deste tipo de equipamento permite a obtenção de dois parâmetros definidores do
comportamento reológico de determinados fluidos e suspensões: o limite de escoamento, Ʈ0, e
a viscosidade, η. Para que estes parâmetros sejam definidores da reologia das misturas é
necessário que estas obedeçam a um comportamento de Newton, de Bingham ou de Herschel-
Bulkley.
É um ensaio onde é exercido um movimento de rotação num cilindro coaxial em torno do seu
eixo, a velocidades angulares constantes distintas, estando imerso numa solução. Este ensaio
permite determinar a viscosidade aparente associada a determinada velocidade angular
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
31
imposta. Durante a rotação, o atrito do fluido sobre o cilindro faz com que se desenvolva um
momento torsor, que é registado pelo transdutor, sendo atingido o equilíbrio quando a força
que se opõe ao movimento é igual à força registada pelo transdutor. Ou seja, para cada
velocidade angular o viscosímetro de Brookfield (apresentado na Figura 17) regista a
respetiva viscosidade aparente como se o fluido exibisse um comportamento newtoniano.
Figura 17:Viscosímetro do tipo Brookfield
Um das vantagens deste tipo de equipamento é que, combinando adequadamente a velocidade
angular com os spindles disponíveis, é possível abranger uma extensa gama de gradientes de
velocidade, tensões de corte e, consequentemente, de viscosidades. Isto é, fazendo variar o
valor da velocidade angular, é possível registar os respetivos valores das viscosidades
aparentes e, assim elaborar o reograma da pasta em estudo, traduzido pelo respetivo diagrama
. Na Figura 18 são apresentados diferentes reogramas.
Figura 18: Exemplo de reogramas (Camões, 2005)
Para poder transformar os valores retirados no ensaio em valores de tensão de corte e
gradiente de velocidade é necessário recorrer à equação (3.1):
(3.1)
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
32
Expressando em rpm, , a expressão (3.1) toma a forma:
(3.2)
Determinada a tensão de corte, o gradiente de velocidade obtém-se dividindo a tensão de corte
pela viscosidade aparente:
(3.3)
Assim, é possível transformar os pares de valores ( , ), resultantes do ensaio das pastas
no viscosímetro de Brookfield, em pares de valores ( , ), e construir o respetivo reograma.
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
33
4 METODOLOGIA
4.1 INTRODUÇÃO
Neste capítulo é apresentada a campanha experimental efetuada, assim como as deliberações
que foram tomadas em consideração no decorrer dos trabalhos. São descritas as dosagens,
assim como todos os processos da campanha efetuada.
4.2 DOSAGEM
Para a elaboração das várias composições, foram definidas algumas questões como:
Um dos aspetos mais importantes a referir é que todos os materiais são em volume e
não em massa.
A percentagem de sólidos de SP a utilizar ser em função do volume de ligante e não
em função da massa de cimento utilizado na amassadura,
Foi definida uma amassadura de 1,2ml;
A razão Água/Ligante ser constante (A/L=0,3);
À quantidade de água necessária para a amassadura, foi retirada a quantidade de água
presente no SP.
4.3 PROCESSO DE MISTURA
Após conhecimento de vários processos de mistura, e de experimentação, foi definido um
processo de mistura, apresentado na Tabela 4, que permite, uma melhor homogeneização das
diversas misturas.
Tabela 4: Procedimento de Amassadura
Procedimento Velocidade Tempo
Colocação do ligante
Mistura 60 Rpm 1 min Adicionar 5/6 A + 1/3 SP
Mistura 60 Rpm 1 min
Mistura 120 Rpm 2 min Efetuar a raspagens da pasta depositada mas paredes do balde 15 seg
Adicionar 1/12 A + 1/3 SP
Mistura 60 Rpm 45 seg Mistura 120 Rpm 1 min
Efetuar a raspagens da pasta depositada mas paredes do balde 15 seg
Adicionar 1/12 A + 1/3 SP
Mistura 60 Rpm 45 seg Mistura 120 Rpm 1 min
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
34
Tal com já explicado no capítulo 2, alguns autores defendem que o SP na mistura é mais
eficaz se introduzido aos poucos na mistura e não no final ou no início da última. No decorrer
das misturas experimentais foi notado um melhor comportamento quando este foi adicionado
de forma gradual, fazendo com que a mistura se tornasse mais homogénea e fluida, quando
comparado com a adição total.
Nas Figuras 19, 20, 21 e 22, não demostradas as etapas para a mistura das pastas.
Figura 19: Introdução do ligante no balde de amassadura
Figura 20: 1ª incorporação (5/8 A+ 1/3 SP) Figura 21: 2ª incorporação (1/12 A +1/3 SP)
Figura 22: 3ª incorporação (1/12 A +1/3 SP)
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
35
4.4 CAMPANHA EXPERIMENTAL
4.4.1 INTRODUÇÃO
Para uma campanha experimental constante e concisa foi elaborado uma sequência de
ensaios, sendo o Cone de Marsh o primeiro, o Mini-Abaixamento o segundo e o viscosímetro
de Brookfield o terceiro. Para que os materiais minerais apresentassem as mesmas condições
no decorrer da dissertação, foi definido que estes seriam primeiramente secos numa estufa a
110ºC e, posteriormente, guardados em recipientes estanques à temperatura ambiente.
Na campanha experimental as pastas foram avaliadas em função da dosagem ótima, e assim
como, em função do seu comportamento aquando submetidas a temperaturas distintas.
4.4.2 CONE DE MARSH
Para uma correta execução do ensaio, seguiu-se a norma Francesa P18 – 358 JUILLET 1985.
Antes do ensaio procedeu-se à humidificação do interior do cone, para melhor garantir que as
condições do ensaio permaneçam constantes.
No interior do cone foram colocados 1000ml, para que o caudal se mantenha o mais regular
possível, para as várias composições. Assim foi utilizado um copo de medição para o
escoamento da pasta, sendo medido o tempo de escoamento para os 300ml, tal como indica a
Figura 23.
Figura 23: Execução do ensaio de Cone de Marsh
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
36
4.4.3 MINI-ABAIXAMENTO
Este ensaio, tal como no cone de Marsh, necessita de uma preparação prévia. Esta preparação
consiste na lubrificação do cone e da base onde se efetua o espalhamento com óleo. Esta ação
permite que a pasta não fique agarrada às paredes do cone e assim não criar tensões que
impeçam o escoamento para a base.
Na Figura 24 é apresentada a sequencia do ensaio.
Figura 24: Execução do ensaio de Mini-Abaixamento
4.4.4 VISCOSÍMETRO DE BROOKFIELD
Para a realização do ensaio, foi vertida a pasta para outro recipiente, tal com é apresentado na
Figura 25, onde então foi mergulhado o spindle. Foi também criado um programa que permite
a medição da viscosidade a cada 5 seg.
Foram obtidas leituras a 6 velocidades distintas de forma crescente (5,15,40,60,80,100 Rpm),
e seguidamente de forma decrescente (100,80,60,40,15,5 Rpm).
Neste ensaio, foram experimentados vários spindles e a várias alturas no recipiente, mas
concluiu-se que o spidle mais indicado para a maioria das pastas foi o nº5. Nesse caso o
spindles utilizado foi o nº 5 para todas as pastas, para, assim, também obter uma melhor
comparação dos resultados.
Figura 25: Execução do ensaio de Brookfield
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
37
4.4.5 PERDA DE TRABALHABILIDADE AO LONGO DO TEMPO
Para a caraterização da perda de trabalhabilidade das pastas, foi definido o procedimento
conciso, sendo dividido em duas partes. A primeira referente às pastas à temperatura
ambiente, e a segunda às pastas aquando submetidas a várias temperaturas.
4.4.5.1 TEMPERATURA AMBIENTE
No que respeita à temperatura ambiente, o processo executado foi o mais simples e fácil de
executar possível, assim, o processo consiste em:
Efetuar a sequência de ensaios;
No final do último ensaio (viscosímetro de Brookfield) foram cronometrados 15 min;
a pasta que se encontrava nos recipientes de medição foi recolocada no balde de
amassadura;
No final dos 15 min, a pasta foi novamente misturada na misturadora com duração de
1 min;
Foi seguida a sequência de ensaio e o processo repetiu-se.
Este procedimento repetiu-se num total de 4 vezes, fazendo assim a passagem da mesma pasta
e obtendo o comportamento da mesma nos três ensaios, o que é traduzido pela tabela seguinte.
Tabela 5: Tempo de Duração em TA
Processo Tempo
(min)
Tempo Acumulado
(min)
Tempo decorrido após a 1ª incorporação 7 7
1ª Passagem
Cone de Marsh e Mini-Abaixamento 2 9
Viscosímetros de Brookfield 12 21
Paragem 15 36
Mistura 1 37
2ª Passagem
Cone de Marsh e Mini-Abaixamento 2 39
Viscosímetros de Brookfield 12 51
Paragem 15 66
Mistura 1 67
3ª Passagem
Cone de Marsh e Mini-Abaixamento 2 69
Viscosímetros de Brookfield 12 81
Paragem 15 96
Mistura 1 97
5ª Passagem
Cone de Marsh e Mini-Abaixamento 2 99
Viscosímetro de Brookfield 12 111
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
38
4.4.5.2 VARIAÇÃO DA TEMPERATURA
O processo executado foi distinto do anterior, pois foi necessário manter, o mais possível, a
temperatura da pasta. Para isso recorreu-se a uma estufa e a um equipamento de banho-maria.
Assim o processo consistiu em:
Manter os materiais e o balde de mistura numa estufa com a temperatura 5ºC acima da
temperatura de referencia, para que no final da mistura a temperatura se assemelhe o
mais possível com a temperatura de referencia;
Efetuar a sequência de ensaios, no qual se teve em consideração a passagem no Cone
de Marsh em que se efetuou a molhagem do interior do cone com água quente;
No ensaio de Brookfield, o recipiente foi mantido em banho-maria;
Figura 26: Viscosímetro Banho-maria
No final do último ensaio (viscosímetro de Brookfield) foram cronometrados 15 min,
e a pasta que se encontra nos recipientes de medição foi recolocada no balde de
amassadura que se encontrava em banho-maria;
Figura 27: Balde mantido em banho-maria
No final dos 15 min, a pasta foi novamente misturada com duração de 1 min;
Foi então seguida a sequência de ensaio e o processo repetui-se.
No decorrer dos ensaios e das várias passagens, foi medida a temperatura da pasta, para
melhor controlo. Este procedimento repetiu-se num total de 4 vezes, assim como na pasta à
temperatura ambiente, com um processo idêntico.
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
39
5 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DE RESULTADOS
5.1 INTRODUÇÃO
No presente capítulo, apresentar-se-ão os resultados obtidos nos ensaios efetuados durante o
trabalho experimental, ensaios esses descritos no capítulo 3. Paralelamente à sua
apresentação, os resultados serão alvo de análise com o intuito de tentar dar resposta às
questões que conduziram à realização do presente estudo.
5.2 CONE DE MARSH
Após a realização experimental, foram registados e analisados os resultados. O ensaio foi
realizado em várias etapas, tendo-se estudado diferentes percentagens de SP, assim como
diferentes temperaturas.
5.2.1 TEMPERATURA AMBIENTE
A análise foi subdividida em duas etapas, sendo a primeira correspondente à obtenção da
dosagem ótima de sólidos de SP, isto é, a percentagem de sólidos de SP a que a pasta
apresenta maior fluidez, para as várias percentagens de adição mineral tipo I e II, e a segunda
etapa à análise de tempo de escoamento da pasta correspondente à dosagem ótima com o
passar do tempo.
5.2.1.1 DOSAGEM ÓTIMA
Seguidamente, na Figura 28, são apresentados os valores de sólidos de SP ótimos encontrados
através do ensaio de Cone de Marsh. Serão apresentados na Tabela 6 os valores das passagens
para composições com CV, assim como, na Figura 29, para melhor identificação da dosagem
ótima.
Através da sua análise conclui-se que, para as várias percentagens de CV, os valores ótimos
de sólidos de SP expressos em % de ligante (c+cv) são:
Figura 28: Dosagem ótima de sólidos de SP no Cone de Marsh para CV
0%
1,13%SP
20%CV
1,13%SP
40%CV
0,75%SP
60%CV
0,75%SP
100%CV
0,25%SP
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
40
Podemos, então, constatar que:
Como aumento da substituição de cimento por CV a percentagem ótima de SP
diminui.
Para a composição com 100% de CV verificou-se que a dosagem ótima de sólidos de
SP encontra-se entre os 0% de sólidos de SP e os 0,25%, o que indica que, apesar de
este valor ser muito inferior ao encontrado quando é utilizado apenas cimento, o SP
atua nas cinzas volantes mas em menor quantidade.
Outo aspeto a evidenciar foi, a possibilidade de obter o tempo de escoamento para a
composição com 100% cimento, quando a percentagem de SP era de 0%, sendo
apenas possível obter o tempo de escoamento para 100% CV com 0% SP.
Foi também possível observar, que para as composições com 100% CV, a adição do
SP permitiu uma redução máxima do tempo de escoamento de aprox. 25%.
Visualmente no decurso das amassaduras, constatou-se um maior aparecimento de
bolhas no processo de mistura com o aumento da percentagem de CV.
Aquando da análise dos resultados obtidos no final da campanha experimental, à
temperatura ambiente, não foi muito percetível, qual seria percentagem ótima de sólidos
de SP, em função do ligante, a utilizar para as percentagens de 0% e 20% de CV, então
posteriormente, realizaram-se dois pontos intercalares, para despistar qual a percentagem
ótima de sólidos de SP, expressos em função do ligante, a utilizar.
Figura 29: Resumo da dosagem ótima no Cone de Marsh a TA para CV
0
5
10
15
20
25
30
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
Tem
po E
scoam
ento
(s)
% SP (c+cv)
0%20% cv40% cv60% cv100% cv
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
41
Tabela 6: Tempo de escoamento na Cone de Marsh a TA para CV (pontos intercalares)
Ligante Cone de Marsh
CEM CV (%) SP (%) Tempo Escoamento (s)
42,5
0
0,25 -
0,30 -
0,75 -
0,95 25,28
1,13 18,50
1,50 19,15
3,00 27,62
20
0,25 -
0,30 -
0,75 15,13
1,13 11,53
1,50 13,88
3,00 23,50
40
0,25 24,00
0,30 18,00
0,75 14,00
1,50 15,00
3,00 16,00
60
0,25 15,00
0,30 13,00
0,75 9,30
1,50 10,00
3,00 9,40
100
0,00 14,50
0,25 10,80
0,75 10,70
3,00 10,81
Na Tabela 7 e na Figura 30 são apresentados os dados referentes a adição mineral I.
Figura 30: Resumo da dosagem ótima no Cone de Marsh a TA para FC
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00
Tem
po E
scoam
ento
(s)
% SP (c+fc)
0%20% fc40% fc100% fc
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
42
Tabela 7: Tempo de escoamento no Cone de Marsh a TA para FC
Ligante Cone de Marsh
CEM FC (%) SP (%) Tempo Escoamento (s)
42,5
0
0,25 -
0,30 -
0,75 -
0,95 25,28
1,13 18,50
1,50 19,15
3,00 27,62
20
0,25 40,04
0,30 26,02
0,75 14,60
1,50 12,00
3,00 19,30
40
0,25 10,00
0,30 8,00
0,75 7,60
1,50 8,25
3,00 8,50
100
0,00 16,25
0,25 5,06
0,75 5,40
3,00 6,19
Por intermédio à análise da Figura 30 e Tabela 7, é possível concluir que a dosagem ótima de
SP a utilizar para as duas percentagens de FC é a apresentada na Figura 31.
Figura 31: Dosagem ótima de SP no Cone de Marsh para FC
Mais uma vez, deparou-se que quanto maior a substituição de cimento menor a percentagem
ótima de SP, e que para 100% FC, a percentagem de sólidos de SP encontra-se dentro dos 0 e
0,25%, tal como para 100% de CV, o que indica que apesar de menor atuação, aquando
comparado com 100% C, o SP atua no fíler calcário.
É possível ainda referir, que a ação do SP nas composições com 100% FC teve uma eficácia
de 70%.
Visualmente constatou-se que o aparecimento de bolha é mais tardio que para as misturas
contendo CV.
0%
1,13%SP
20%FC
0,75%SP
40%FC
0,75%SP
100%FC
0,25%SP
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
43
Nas Figuras 32 e 34 são apresentados resumos dos intervalos da percentagem ótima de sólidos
de SP em função do ligante e em função apenas do cimento. As Figuras foram elaboradas,
tendo em conta o valor ótimo obtido através do ensaio de Cone de Marsh, e o valor
imediatamente anterior, sendo o intervalo de % ótima de sólidos de SP paras as composições.
Figura 32: Intervalo de % SP ótimo para CV e FC em função do ligante
Como se pode verificar pela Figura 34, a variação entre a dosagem de CV e FC, e a % de
sólidos de SP, expressos em função do ligante, aparentemente tem uma aproximação linear.
Ao testar a hipótese de ser uma combinação linear, podemos verificar, que os valores obtidos
são muito próximos dos valores retirados do ensaio.
(
) (
)
20% CV: 0,8×1,13+0,2×0,25=0,954, sendo o valor retirado do ensaio de 1,13.
40% CV: 0,6×1,13+0,4×0,25=0,778, sendo o valor retirado do ensaio de 0,75.
60% CV: 0,4×1,13+0,6×0,25=0,602, sendo o valor retirado do ensaio de 0,75.
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
44
20% FC: 0,8×1,13+0,2×0,25=0,954, sendo o valor retirado do ensaio de 0,75.
40% FC: 0,6×1,13+0,4×0,25=0,778, sendo o valor retirado do ensaio de 0,75.
Seguidamente, na Figura 33, é apresentado o tempo de escoamento, quando a percentagem de
sólidos de SP é referenciada em função apenas do cimento.
Figura 33: Tempo de Escoamento para % de SP em função do cimento
Figura 34: Intervalo de % SP ótimo para CV e FC em função do cimento
0
5
10
15
20
25
30
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Tem
po d
e E
scoam
ento
(s)
% SP (cimento)
0%
20% cv
40% cv
60% cv
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 1 2 3 4 5
Tem
po d
e E
scoam
ento
(s)
% SP (cimento)
0%
20% fc
40% fc
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
45
Quando avaliada a percentagem ótima de sólidos de SP, em função apenas do cimento
presente na composição, verifica-se um aumento do intervalo de SP ótimo com o aumento do
CV. Ao contrário do que acontece na Figura 32, na Figura 34, não é tão percetível, a área de
ação do SP, deste modo, pode-se concluir que a ação conjunta do ligante com o SP, apresenta
um comportamento mais linear e com uma área de ação mais restrita aquando comparado com
a ação do SP só no cimento.
5.2.1.2 PERDA DE TRABALHABILIDADE
Nesta segunda etapa, foi determinado um tempo padrão, já anteriormente descrito, onde foi
avaliado o tempo de escoamento da pasta para a sua dosagem ótima, no instante inicial
(1ªPassagem), passados 37 minutos (2ªPassagem), passados 67 minutos (3ªPassagem) e por
fim ao final de 97minutos (4ªPassagem). Tal como já descrito acima, os intervalos intercalares
de % de sólidos de SP, foram efetuados depois da campanha experimental à temperatura
ambiente, assim, as % de sólidos de SP para a perda de trabalhabilidade, nas percentagens de
0% e 20% de CV, não sejam as percentagens obtidas anteriormente. Assim, as % de sólidos
de SP a utilizar são apresentadas na Figura
Figura 35: Dosagens ótimas de sólidos de SP a utilizar na perda da trabalhabilidade
Na tabela 8 e Figura 36, são apresentados os vários tempos de escoamento para as várias
percentagens de CV, no qual através da sua análise se pode concluir que:
Dentro de cada percentagem de CV existe um aumento do tempo de escoamento com
o passar do tempo, sendo este aumento mais notório entre a 1ª e 3ª passagem,
rondando a perdas de trabalhabilidade entre os 20 e 40%, seguido de um aumento mais
lento entra a 3ª e 4ª.
Para 60%CV existe uma curva de inflexão na 3ª passagem (resultado atípico) mas com
a mesma tendência a aumentar o tempo de escoamento.
Depara-se, também, que, com o aumento da percentagem de CV utilizada, o tempo de
escoamento é menor, sendo que para a composição de 40%CV a percentagem do
aumento de tempo de escoamento é menor.
0%
1,5%SP
20%CV
1,5%SP
40%CV
0,75%SP
60%CV
0,75%SP
0%FC
1.5%SP
20%FC
1,50%SP
40%FC
0,75%SP
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
46
Tabela 8: Perda da Trabalhabilidade no Cone de Marsh a TA para CV
Figura 36: Resumo da perda da trabalhabilidade no Cone de Marsh a TA para CV
A Tabela 9 e Figura 37 apresentam os valores do tempo de escoamento para as duas
percentagens de FC utilizadas.
Tabela 9: Perda da Trabalhabilidade no Cone de Marsh a TA para FC
Ligante Cone de Marsh
CEM FC (%) Duração (min) Tempo Escoamento (s)
42,5
20
0 14,56
37 17,94
67 19,53
97 20,59
40
0 8,60
37 11,06
67 12,50
97 15,32
0
5
10
15
20
25
30
35
0 30 60 90
Tem
po d
e es
coam
ento
(s)
Duração (min)
0%
20% cv
40% cv
60% cv 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
0 30 60 90
Tem
po (
%)
Duraçâo (min)
0%
20%
40%
60%
Ligante Cone de Marsh
CEM CV (%) Duração (min) Tempo Escoamento (s)
42,5
0
0 19,72
37 27,19
67 31,00
97 32,18
20
0 13,00
37 17,16
67 19,69
97 21,94
40
0 12,00
37 14,00
67 16,47
97 17,68
60
0 7,85
37 9,91
67 16,56
97 11,85
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
47
Figura 37 Resumo da perda da trabalhabilidade no Cone de Marsh a TA para FC
Através da análise da Figura 37 e da Tabela 9 acima apresentada é possível concluir que, tal
como para as composições com substituição de cimento por CV:
Dentro de cada percentagem de FC existe um aumento do tempo de escoamento com o
passar do tempo.
Sendo que para a percentagem de 20% FC este aumento é maior entre a 1ª e 2ª
passagem, diminuindo de intensidade entre a 2ª e 4ª passagem.
Depara-se, também, que, com o aumento da percentagem de FC utilizada o tempo de
escoamento é menor.
Existe uma significativa diminuição do tempo de escoamento para a dosagem de 40%.
Quando se efetua a comparação entre a substituição de cimento pelas duas adições
minerais, não se verifica grande discrepância de valores de tempo de escoamento.
Verificou-se apenas visualmente, uma melhor homogeneização da pasta aquando da
substituição pelo fíler calcário, o que pode ser a causa de um tempo de escoamento,
um pouco inferior quando comparado com a substituição por cinzas volantes.
5.2.2 VARIAÇÃO DE TEMPERATURA
Nesta fase da campanha experimental, procedeu-se apenas à determinação da perda da
trabalhabilidade da dosagem ótima de sólidos de SP, apresentadas na Figura 35, antes dos
pontos intercalares, efetuados depois da campanha experimental à temperatura ambiente, para
cada uma das composições, com fim de aferir o comportamento das mesmas com a variação
da temperatura. Sendo a variação dividida em 30ºC, 40ºC e 45ºC.
Assim, são apresentados na Tabela 10 e na Figura 38 os tempos de escoamento da pasta para
0
5
10
15
20
25
30
35
0 30 60 90
Tem
po d
e es
coam
ento
(s)
Tempo (min)
0%
20% fc
40% fc0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
0 30 60 90
Tem
po (
%)
Duraçâo (min)
0%
20% fc
40% fc
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
48
30ºC, como exemplo, pois nas restantes temperaturas o comportamento apresenta o mesmo
padrão. Encontrando-se as restantes figuras em anexo.
Tabela 10: Perda da Trabalhabilidade no Cone de Marsh a 30ºC para CV
Ligante Cone de Marsh
CEM CV (%) Duração (min) Tempo Escoamento (s)
42,5
0
0 22,35
37 27,35
67 32,00
97 36,41
20
0 17,62
37 22,35
67 23,12
97 27,47
40
0 13,66
37 18,85
67 21,93
97 24,06
60
0 11,69
37 13,19
67 14,56
97 14,60
Figura 38: Resumo da perda da trabalhabilidade no Cone de Marsh a 30ºC para CV
Sendo agora apresentados os valores obtidos para a substituição de cimento por FC, na Tabela
11 e Figura 39.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 30 60 90
Tem
po d
e E
scoam
ento
(s)
Duração (min)
0% cv
20% cv
40% cv
60% cv0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 30 60 90
Tem
po (
%)
Duraçâo (min)
0%
20%
40%
60%
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
49
Tabela 11: Perda da Trabalhabilidade no Cone de Marsh a 30ºC para FC
Ligante Cone de Marsh
CEM FC (%) Duração (min) Tempo Escoamento (s)
42,5
20
0 17,18
37 23,18
67 25,44
97 26,78
40
0 12,06
37 16,09
67 18,59
97 20,84
Figura 39: Resumo da perda da trabalhabilidade no Cone de Marsh a 30ºC para FC
Com a análise da Figura 38 e 39, e das Tabelas 10 e 11 é possível efetuar a análise do
comportamento das pastas, onde é visível tanto para as composições com CV e FC que:
Dentro de cada composição, existe um aumento do tempo de escoamento com o passar
do tempo.
Com o aumento da percentagem da adição mineral utilizada, o tempo de escoamento
vai diminuindo.
Efetuando a comparação dos valores obtidos para os dois minerais, mais uma vez o
tempo de escoamento é ligeiramente menor para as pastas com substituição de
cimento por FC.
De seguida nas Tabelas 12 e 14 são apresentados os tempos de escoamento para as diversas
temperaturas assim como nas Figuras 40 a 45 onde se ilustram o comportamento das várias
pastas às várias temperaturas.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 30 60 90
Tem
po d
e E
scoam
ento
(s)
Tempo (min)
0% cv
20% fc
40% fc
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 30 60 90
Tem
po (
%)
Duraçâo (min)
0%
20% fc
40% fc
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
50
Tabela 12: Resumo dos tempos de escoamento para a variação de temperatura - CV
Ligante Tempo Escoamento (s)
CEM CV (%) Duração (min) Temp. Ambiente 30ºC 40ºC 45ºC
42,5
0
0 19,72 22,35 16,19 37,35
37 27,19 27,35 23,37 54,53
67 31,00 32,00 29,25 80,00
97 32,18 36,41 33,84 233,00
20
0 13,00 17,62 13,06 14,50
37 17,16 22,35 16,07 17,31
67 19,69 23,12 19,59 20,00
97 21,94 27,47 22,03 24,84
40
0 12,00 13,66 11,12 12,30
37 14,00 18,85 13,38 15,47
67 16,47 21,93 14,34 20,00
97 17,68 24,06 17,22 22,75
60
0 7,85 11,69 9,06 7,00
37 9,91 13,19 10,50 12,94
67 16,56 14,56 12,41 17,03
97 11,85 14,60 13,38 17,07
Tabela 13: Resumo dos tempos de escoamento para a variação de temperatura - FC
Ligante Tempo Escoamento (s)
CEM CV (%) Duração (min) Temp. Ambiente 30ºC 40ºC 45ºC
42,5
20
0 14,56 17,18 12,18 13,53
37 17,94 23,18 17,03 17,94
67 19,53 25,44 20,94 23,85
97 20,59 26,78 24,45 27,25
40
0 8,60 12,06 11,6 12
37 11,06 16,09 15,9 14,44
67 12,50 18,59 19,84 19,28
97 15,32 20,84 22,4 21,84
Figura 40: Comparação do tempo de escoamento no Cone de Marsh para 0%
0 50 100 150 200 250
0
37
67
97
Tempo de Escoamento (s)
Du
raçã
o (
min
)
45ºC
40ºC
30ºC
22ºC
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
51
Figura 41:Comparação do tempo de escoamento no Cone de Marsh para 20% CV
Figura 42: Comparação do tempo de escoamento no Cone de Marsh para 40% CV
Figura 43: Comparação do tempo de escoamento no Cone de Marsh para 60% CV
0 5 10 15 20 25 30
0
37
67
97
Tempo de Escoamento (s)
Du
raçã
o (
min
)
45ºC
40ºC
30ºC
22ºC
0 5 10 15 20 25 30
0
37
67
97
Tempo de Escoamento (s)
Du
raçã
o (
min
)
45ºC
40ºC
30ºC
22ºC
0 5 10 15 20 25 30
1
2
3
4
Tempo de Escoamento (s)
Du
raçã
o (
min
)
45ºC
40ºC
30ºC
22ºC
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
52
Figura 44: Comparação do tempo de escoamento no Cone de Marsh para 20% FC
Figura 45: Comparação do tempo de escoamento no Cone de Marsh para 40% FC
Quando se efetua a comparação dos valores acima apresentados nas Figuras 40 a 45, entre as
várias temperaturas, é de salientar que:
Em todas as temperaturas o comportamento das pastas, manteve a mesma tendência,
de aumentar o tempo de escoamento com a duração do ensaio, o que seria de esperar,
pois com o passar do tempo, as pastas tendem a ganhar presa.
Em todas as temperaturas, a pasta apresenta uma diminuição do tempo de escoamento
com o aumento da percentagem de adição mineral utilizada.
Para a temperatura ambiente e para a temperatura de 40ºC o tempo de escoamento é
menor que para as restantes temperaturas. Este fenómeno não é o esperado, pois tal
como apresentado no capítulo 2.3.3, com o aumento da temperatura deveria ocorrer
um aumento do tempo de escoamento, e não o sucedido. Sendo portanto de salientar
que, os valores obtidos não permitem uma comparação direta entra as temperaturas.
0 5 10 15 20 25 30
0
37
67
97
Tempo de escoamento (s)
Du
raçã
o (
min
)
45ºC
40ºC
30ºC
22ºC
0 5 10 15 20 25 30
0
37
67
97
Tempo de Escoamento (s)
Du
raçã
o (
min
)
45ºC
40ºC
30ºC
22ºC
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
53
5.3 MINI - ABAIXAMENTO
O segundo ensaio da campanha experimental, Mini-Abaixamento, tal como o Cone de Marsh
permite obter a dosagem ótima da percentagem de SP a utilizar em cada composição, através
da medição dos diâmetros de espalhamento, sendo a dosagem ótima aquela que apresentar
maior diâmetro.
Tal como já referido este ensaio expedito, permite uma medição do diâmetro da pasta
aquando do levantamento do cone. Este ensaio é complementar ao ensaio do Cone de Marsh,
permitindo assim muitas vezes despistar o valor da dosagem ótima.
O ensaio foi realizado em várias etapas, onde se estudaram diferentes percentagens de SP
assim como diferentes temperaturas.
5.3.1 TEMPERATURA AMBIENTE
Como o ensaio de Mini-Abaixamento faz parte da sequência de ensaio da campanha
experimental. O seguimento do ensaio é o mesmo que anteriormente explicado no ensaio do
Cone de Marsh. Assim, teve duas etapas distintas, sendo a primeira para encontrar a dosagem
ótima e a segunda correspondente à análise do comportamento das pastas com o passar do
tempo é variando a temperatura das pastas.
5.3.1.1 DOSAGEM ÓTIMA
Depois de a pasta passar no Cone de Marsh, esta é colocada no mini-cone, e ensaiada para
permitir a medição do seu diâmetro de espalhamento.
Seguidamente, são apresentados os diâmetros médios retirados do ensaio, que nos permite
obter a dosagem ótima de SP referente ao Mini-Abaixamento, e assim comparar com a
dosagem ótima retirada do ensaio de Cone de Marsh, já como explicado na capítulo 5.2.1.1,
foram efetuados pontos intermédios de % de sólidos de SP, depois de efetuada a champanhe
experimenta à temperatura ambiente para as composições de 05 e 20% CV.
Em que depois da análise da Figura 47 e da Tabela 14 correspondente à utilização das CV
apresentada, verifica-se que a dosagem de SP a utilizar corresponde à dosagem de SP
encontrada no ensaio de Cone de Marsh.
Assim, na Figura 46, encontra-se a dosagem ótima de SP a utilizar na perda da
trabalhabilidade.
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
54
Figura 46: Dosagem ótima de sólidos de SP no Mini-Abaixamento para CV
Tabela 14: Diâmetro médio no Mini-Abaixamento a TA para CV
Ligante Mini-Abaixamento
CEM CV (%) SP (%) Dmédio (cm)
42,5
0
0,25 -
0,30 -
0,75 4,50
0,95 11,50
1,13 11,55
1,50 10,50
3,00 10,00
20
0,25 -
0,30 5,50
0,75 10,80
1,13 13,65
1,50 11,75
3,00 11,50
40
0,25 8,80
0,30 10,20
0,75 13,25
1,50 12,65
3,00 12,90
60
0,25 13,25
0,30 12,25
0,75 18,00
1,50 17,20
3,00 16,65
100
0,00 10,40
0,25 18,10
0,75 18,75
3,00 18,15
0%
1,13%SP
20%CV
1,13%SP
40%CV
0,75%SP
60%CV
0,75%SP
100%CV
0,25%SP
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
55
Figura 47: Resumo diâmetro médio no Mini-Abaixamento a TA para CV
Para as dosagens contendo FC, são apresentados os valores, na Tabela 15 e Figura 48.
Tabela 15: Diâmetro médio no Mini-Abaixamento para FC
Ligante Mini Abaixamento
CEM FC (%) SP (%) Dmédio
42,5
0
0,25 -
0,30 -
0,75 4,5
0,95 11,50
1,13 11,55
1,50 10,5
3,00 10
20
0,25 7,20
0,30 9,15
0,75 12,50
1,50 14,55
3,00 12,75
40
0,25 12,50
0,30 13,60
0,75 17,25
1,50 17,15
3,00 16,75
100
0,00 6,50
0,25 -
0,75 -
3,00 -
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
Dm
édio
(cm
)
% SP
0%20% cv40% cv60% cv100% cv
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
56
Figura 48: Resumo do diâmetro médio no Mini-Abaixamento a TA para FC
Com a análise dos dois objetos é retirada a dosagem ótima de SP a utilizar, apresentada na
Figura 49:
Figura 49: Dosagem ótima de SP no Mini-Abaixamento para FC
Feita a comparação com os valores da percentagem de SP a utilizar para cada composição:
Salienta-se que as percentagens correspondem ao ensaio de Cone de Marsh.
E que tal como referido na análise do ensaio de Cone de Marsh, com o aumento da
substituição de cimento pelo mineral, a necessidade de SP diminui.
É possível também observar, que para a percentagem de 100% de FC, apenas se
obteve um valor, pois como as restantes pastas apresentavam uma consistência, muito
liquida, e com valores superiores a 20 cm, não foi possível a sua medição. Mas da
mesma ausência de valores é possível concluir que o SP atua sobre o fíler calcário, e
não só sobre o cimento, apesar de ser em menor quantidade.
Outra relação que se retira é a de que com o aumento da substituição de cimento pela
adição mineral o diâmetro aumenta, o que indica uma maior fluidez, e o mesmo
acontece no ensaio de Cone de Marsh, que com o aumento da substituição o tempo de
escoamento diminui, indicando assim também uma maior fluidez.
Para a composição com 100% CV, obteve-se uma eficácia máxima de aprox. 75%, o
que vai de encontro com o retirado no ensaio de Cone de Marsh.
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00
Dm
édio
(cm
)
% SP
0%
20% fc
40% fc
100% fc
0%FC
1.13%SP
20%FC
1,50%SP
40%FC
0,75%SP
100%FC
0,25%SP
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
57
5.3.1.2 PERDA DA TRABALHABILIDADE
Esta fase do ensaio foi efetuada para apenas as dosagens ótimas de cada pasta, seguindo a
sequência da campanha experimental. Sendo mais uma vez salientado que os pontos
intercalares apresentados nas Tabelas 14 e 15, apenas foram efetuados depois da conclusão da
campanha experimental, à temperatura ambiente, assim sendo as dosagens ótimas a utilizar
paras as composições são apresentadas na Figura 50:
Figura 50: Dosagens ótimas de sólidos de SP para a perda de trabalhabilidade
Foram então medidos os diâmetros de cada pasta com o fim de aferir o comportamento das
mesmas. Na Tabela 16 e na Figura 51, são apresentados os diâmetros médios para as várias
composições, assim como um gráfico onde se resumem os dados e que permite uma melhor
comparação entre as várias percentagens de mineral utilizado.
Tabela 16: Perda da Trabalhabilidade no Mini-Abaixamento a TA para CV
Ligante Mini-Abaixamento
CEM CV (%) Duração (min) Dmédio (cm)
42,5
0
0 11,45
37 11,90
67 11,75
97 11,75
20
0 13,80
37 13,50
67 13,95
97 14,35
40
0 14,10
37 14,15
67 14,20
97 14,80
60
0 20,00
37 21,35
67 17,25
97 17,15
0%
1,5%SP
20%CV
1,5%SP
40%CV
0,75%SP
60%CV
0,75%SP
20%FC
1,50%SP
40%FC
0,75%SP
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
58
Figura 51: Resumo da perda da trabalhabilidade no Mini-Abaixamento a TA para CV
No que diz respeito às composições contendo fíler calcário, são apresentados na Tabela 17 e
Figura 52 os valores obtidos.
Tabela 17: Perda da Trabalhabilidade no Mini-Abaixamento a TA para FC
Ligante Mini-Abaixamento
CEM FC (%) Duração (min) Dmédio (cm)
42,5
20
0 13,6
37 13,5
67 14,4
97 15,1
40
0 16,4
37 16,9
67 16,4
97 16,4
Figura 52: Resumo da perda da trabalhabilidade no Mini-Abaixamento a TA para FC
0
5
10
15
20
25
0 30 60 90
Dm
édio
(cm
)
Duração (min)
0%
20% cv
40% cv
60% cv0
5
10
15
20
25
0 30 60 90
Dm
édio
(%
)
Duraçâo (min)
0%20%40%60%
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 30 60 90
Dm
édio
(cm
)
Passagem
20% fc
40% fc
0%
0
5
10
15
20
25
0 30 60 90
Dm
édio
(%
)
Duraçâo (min)
20%
40%
0%
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
59
Ao efetuar a análise das Tabelas 16 e 17 e das Figuras 51 e 52, constatou-se que:
Dentro das várias percentagens, os valores dos diâmetros não diferem
significativamente, observando-se assim uma linha quase horizontal, na Figura 53.
Para a percentagem de 60% CV, observou-se um ligeiro aumento dos diâmetros, em
comparação com as restantes percentagens de CV. Constatou-se, também, que existiu
um ligeiro aumento até à segunda passagem, sendo seguida de uma diminuição nas
passagens seguintes. Este acontecimento poderá ser explicado pela elevada segregação
das composições. Visualmente, foi possível constatar que no final da mistura existiu
uma elevada concentração de cinzas à superfície. O que não levou a uma pasta
homogénea.
Quando comparadas as mesmas percentagens dos dois minerais, denota-se, que ao
contrário das pastas contendo CV, as pastas de FC apresentam um aumento ligeiro do
diâmetro médio com o aumento da quantidade substituída.
De notar também, que não é possível fazer uma comparação entre as perdas de
trabalhabilidade entre o ensaio de Cone de Marsh e o Mini-Abaixamento, pois estas
são de ordens de grandeza muito distintas.
5.3.2 VARIAÇÃO DA TEMPERATURA
Tal como descrito no capítulo referente ao ensaio de Cone de Marsh, apenas se efetuou a
variação da temperatura para as pastas de dosagem ótima de SP, apresentadas nas Figuras 35
ou 50.
Assim, nas Tabelas 18 e 19 e nas Figuras 53 e 54, são apresentados os valores refentes à
temperatura de 30ºC como exemplo, encontrando-se os restantes gráficos em anexo.
Figura 53: Resumo da perda da trabalhabilidade no Mini-Abaixamento a 30ºC para CV
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 30 60 90
Dm
édio
(cm
)
Duração (min)
0%
20% cv
40% cv
60% cv0
5
10
15
20
25
0 30 60 90
Dm
édio
(%
)
Duraçâo (min)
0%20%40%60%
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
60
Tabela 18: Perda da Trabalhabilidade no Mini-Abaixamento a 30ºC para CV
Ligante Mini-Abaixamento
CEM CV (%) Duração (min) Dmédio (cm)
42,5
0
0 12,95
37 12,90
67 12,90
97 13,25
20
0 14,30
37 14,55
67 15,50
97 14,70
40
0 15,30
37 15,00
67 14,85
97 14,70
60
0 17,40
37 17,00
67 16,70
97 16,75
Figura 54: Resumo da perda da trabalhabilidade no Mini-Abaixamento a 30ºC para FC
Tabela 19: Perda da Trabalhabilidade no Mini-Abaixamento a 30ºC para FC
Ligante Mini-Abaixamento
CEM FC (%) Duração (min) Dmédio (cm)
42,5
20
0 15,2
37 15,1
67 15,5
97 15,6
40
0 16,9
37 16,6
67 16,6
97 16,8
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 30 60 90
Dm
édio
(cm
)
Duração (min)
20% fc
40% fc
0%0
5
10
15
20
25
0 30 60 90
Dm
édio
(%
)
Duraçâo (min)
20%
40%
0%
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
61
Efetuando a análise das Tabelas 18 e 19 e das Figuras 53 e 54 conclui-se que:
Para cada uma das percentagens de CV e FC, verificou-se que o diâmetro manteve-se
quase inalterado com o passar do tempo.
Constatou-se também que existe um aumento do diâmetro com o aumento da
percentagem de mineral, sendo não muito significante mas que vem confirmar o
sucedido no ensaio de Cone de Marsh, pois com o aumento da substituição realizada a
pasta apresenta-se mais fluída.
De seguida na Tabela 20 e 21 e nas Figuras 55 a 60 são apresentados os diâmetros obtidos
para as várias temperaturas.
Tabela 20: Resumo do Dmédio no Mini-Abaixamento para a variação de temperatura - CV
Mini-Abaixamento
Ligante
Dmédio (cm)
CEM CV (%) Duração (min) Temp. Ambiente 30 40 45
42,5
0
0 11,45 12,95 12,90 12,55
37 11,90 12,90 12,80 11,75
67 11,75 12,90 12,15 12,10
97 11,75 13,25 12,35 11,00
20
0 13,80 14,30 15,95 16,05
37 13,50 14,55 15,60 15,45
67 13,95 15,50 15,50 16,10
97 14,35 14,70 16,00 14,60
40
0 14,10 15,30 15,80 16,20
37 14,15 15,00 15,05 15,60
67 14,20 14,85 15,30 14,85
97 14,80 14,70 14,95 14,55
60
0 20,00 17,40 17,50 17,80
37 21,35 17,00 18,50 17,75
67 17,25 16,70 17,50 17,50
97 17,15 16,75 17,60 16,75
Tabela 21: Resumo do Dmédio no Mini-Abaixamento para a variação de temperatura - FC
Mini-Abaixamento
Ligante Dmédio (cm)
CEM FC (%) Duração (min) Temp. Ambiente 30º 40 45
42,5
20
0 13,55 15,15 17,50 16,15
37 13,50 15,10 17,25 15,85
67 14,35 15,50 16,85 15,50
97 15,10 15,60 16,55 15,05
40
0 16,40 16,85 18,00 17,75
37 16,90 16,55 17,50 17,20
67 16,40 16,60 17,00 16,95
97 16,40 16,75 17,00 16,20
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
62
Figura 55: Comparação dos diâmetros no Mini-Abaixamento para 0%
Figura 56: Comparação dos diâmetros no Mini-Abaixamento para 20% CV
Figura 57: Comparação dos diâmetros no Mini-Abaixamento para 40% CV
0 5 10 15 20 25
0
37
67
97
Dmédio (cm)
Du
raçã
o (
min
)
45ºC
40ºC
30ºC
22ºC
0 5 10 15 20 25
1
2
3
4
Dmédio (cm)
Du
raçã
o (
min
)
45ºC
40ºC
30ºC
22ºC
0 5 10 15 20 25
0
37
67
97
Dmédio (cm)
Du
raçã
o (
min
)
45ºC
40ºC
30ºC
22ºC
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
63
Figura 58: Comparação dos diâmetros no Mini-Abaixamento para 60% CV
Figura 59: Comparação dos diâmetros no Mini-Abaixamento para 20% FC
Figura 60: Comparação dos diâmetros no Mini-Abaixamento para 40% FC
As conclusões retiradas, das Figuras 55 a 60 e das Tabelas 20 e 21 a cima apresentadas, não
são muito conclusivas, pois o sucedido não foi o esperado em alguns dos casos. Mas
globalmente pode-se afirmar que com o aumento da percentagem de CV, o diâmetro aumenta
0 5 10 15 20 25
1
2
3
4
Dmédio (cm)
Du
raçã
o (
min
)
45ºC
40ºC
30ºC
22ºC
0 5 10 15 20 25
0
37
67
97
Dmédio (cm)
Du
raçã
o (
min
)
45ºC
40ºC
30ºC
22ºC
0 5 10 15 20 25
0
37
67
97
Dmédio (cm)
Du
raçã
o (
min
)
45ºC
40ºC
30ºC
22ºC
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
64
em todas as temperaturas. Na utilização de FC a 40ºC e 45 ºC, obteve-se uma diminuição do
diâmetro com o aumento da percentagem empregue. Outra constatação semelhante em todas
as percentagens de mineral utilizado, é que a pasta à temperatura de 40ºC, apresenta uma
maior fluidez, quando comparada com as restantes temperaturas, não sendo comprovado.
Assim, fazendo a análise por passagens de cada temperatura pode-se afirmar que:
Para 0% a TA e 30ºC, obteve-se diâmetros com tendência a manter-se com as
passagens. Para as temperaturas de 40ºC e 45ºC, constatou-se que os diâmetros têm
tendência a diminuir com as passagens. Assim apesar dos resultados pouco
conclusivos podemos concluir que para esta percentagem, o aumento da temperatura
faz com o diâmetro diminuía, logo perca fluidez.
Para 20% CV os resultados não são muito correntes, pois existe uma tendência de
aumento do diâmetro até aos 30ºC, aos 40ºC os diâmetros tendem a manter-se quase
inalterados e aso 45ºC os diâmetros tendem a diminuir.
Para 40% CV e à TA, os diâmetros tendem a aumentar com as passagens, os que não
acontece com as restantes temperaturas, que apresentam uma tendência contrária.
Para 60% CV os diâmetros das passagens tendem a diminuir com o aumento da
temperatura. Apenas a 40ºC dos diâmetros tendem a manter-se com as passagens.
Para 20% FC os diâmetros apresentam tendência a aumentar até à temperatura de
30ºC, invertendo a tendência nos 40ºC e nos 45ºC.
Para 40% FC, nas duas primeiras temperaturas dos diâmetros das passagens tendem a
manter-se. Para a temperatura de 40ºC e 45ºC, estes tem tendência a diminuir.
5.4 VISCOSÍMETRO DE BROOKFIELD
Seguidamente, são apresentados os resultados do ensaio no viscosímetro de Brookfield,
divididos em duas etapas, fazendo assim a continuidade aos ensaios já apresentados.
A primeira etapa é referente ao comportamento das pastas, com várias dosagens de SP.
Através desta etapa, é possível mais uma vez confirmar qual a melhor percentagem de SP a
utilizar nas várias composições
A segunda etapa diz respeito ao Perda da Trabalhabilidade das pastas, a dosagem ótima com a
variação da temperatura e perceber qual o seu comportamento.
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
65
5.4.1 TEMPERATURA AMBIENTE
Dentro da primeira etapa, existem dois tópicos distintos. Sendo o primeiro utilizado para
comparar e encontrar a dosagem ótima de SP a utilizar. A segunda a perda da trabalhabilidade
da dosagem ótima à temperatura ambiente, podendo assim depois ser comparada com a
variação de temperatura, que será feita de segunda etapa.
5.4.1.1 DOSAGEM ÓTIMA
Para encontrar a dosagem ótima de SP a utilizar, foram submetidas todas as pastas ao ensaio
de Brookfield. Depois de retirados os vários valores de viscosidade que o programa permite
obter, foi aplicado o modelo de Bingham, e caraterizadas as curvas ascendentes e
descendentes.
Na Figura 61 é exemplificado o processo de passagem das curvas para as linhas de tendência.
Figura 61: Exemplificação da transição dos pontos obtidos no Viscosímetro de Brookfield
respetivas linhas de tendência.
Através da curva descendente foi retirada a linha de tendência linear.
Depois de obter todas as linhas de tendência das várias percentagens de SP, é feita então a
análise dos resultados.
Mais uma vez referencia-se, que neste ensaio, não foram contemplados os pontos intermédios.
Nas Figuras 62 a 64 serão apresentados alguns resultados dos obtidos.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 5 10 15 20 25
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
Tramo descendente
0%CV - 0,75%SPTramo descendente
0%CV - 1,5%SPTramo descendente
0%CV - 3,0%SP 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 5 10 15 20 25
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
0,75%SP
1,5%SP
3,0% SP
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
66
Figura 62: Viscosidade no Brookfield para 0%
Figura 63: Viscosidade no Brookfield para 20% CV
Figura 64: Viscosidade no Brookfield para 40% FC
Fazendo a análise das Figuras 62 a 64, observa-se que em todos eles existe um padrão. Esse
padrão é notório e permite-nos encontrar a dosagem ótima de SP a utilizar. Assim, ao efetuar
a análise observamos que á medida que são feitos os ensaios nas várias percentagens de
y = 2,7605x + 20,025
R² = 0,9845
y = 2,1762x + 6,7039
R² = 0,9958
y = 2,2648x + 10,55
R² = 0,9926 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 5 10 15 20
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
0,75% SP
1,5% SP
3,0% SP
y = 2,9224x + 18,495
R² = 0,9643
y = 0,9211x + 9,0182
R² = 0,9901
y = 0,8876x + 4,5758
R² = 0,997
y = 1,1305x + 5,1863
R² = 0,9973
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 10 20 30
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
0,30% SP
0,75% SP
1,5% SP
3,0% SP
y = 1,8583x + 11,59
R² = 0,984
y = 1,2601x + 9,0989
R² = 0,9735
y = 0,6x + 2,8468
R² = 0,9994
y = 0,8629x + 1,2175
R² = 0,9952
y = 0,7301x + 2,6812
R² = 0,9998
0
10
20
30
40
50
60
0 5 10 15 20
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
0,25%SP
0,30%SP
0,75%SP
1,5%SP
3,0%SP
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
67
sólidos de SP, os valores do limite de escoamento e a viscosidade diminui até uma certa
percentagem e depois torna a aumentar. A percentagem onde o limite de escoamento e a
viscosidade é a menor, é a percentagem ótima retirada do ensaio.
Comparando os resultados dos ensaios anteriores, mais uma vez as percentagens retiradas do
ensaio de Brookfield são análogas às retiradas dos restantes ensaios, na primeira fase, pois
como foram efetuados pontos intercalares depois da campanha experimental, para o ensaio de
Cone de Marsh e Mini-abaixamento, foram obtidos valores mais refinados.
Na Tabela 22 e na Figura 65 é apresentado o resumo os valore obtidos através das linhas de
tendência obtidas no ensaio de Viscosímetro de Brookfield.
Tabela 22: Resumo das linhas de tendência
Composição SP(%) Limite de
escoamento (Ʈ0)
Viscosidade
(η)
0%
0,25 - -
0,30 - -
0,75 20,03 2,76
1,50 6,70 2,18 3,00 10,55 2,26
20%CV
0,25 - -
0,30 18,50 2,92
0,75 9,02 0,92
1,50 4,58 0,89
3,00 1,13 5,19
40%CV
0,25 11,59 1,86
0,30 9,10 1,26
0,75 2,85 0,60
1,50 1,22 0,86
3,00 2,68 0,73
60%CV
0,25 2,84 0,54
0,30 1,77 0,40
0,75 0,61 0,29
1,50 0,34 0,31
3,00 0,81 0,40
20%FC
0,25 17,55 2,22
0,30 18,53 1,65
0,75 6,49 0,74
1,50 3,54 0,51
3,00 4,08 0,79
40%FC
0,25 4,02 0,46
0,30 2,37 0,31
0,75 0,72 0,20
1,50 0,62 0,25
3,00 1,23 0,31
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
68
Figura 65: Resumo das linhas de tendência
Analisando a Tabela 22 e a Figura 65 é possível concluir que as pastas apresentam um
comportamento semelhante, tanto no que toca à sua viscosidade (η), como no que toca à sua
tensão de corte (Ʈ0), isto é, o SP diminui, quer no Ʈ0, quer na η. Apresentam, assim, uma
diminuição do valor até ao seu ponto ótimo, seguido de um ligeiro aumento nas restantes
percentagens.
Então, depois de feita a análise da Figura 65 são retiradas as percentagens de sólidos de SP a
utilizar nas várias composições, apresentadas na Figura 66.
Figura 66: Dosagem ótima de SP no Brookfield para CV e FC
5.4.2 PERDA DE TRABALHABILIDADE
Depois de retiradas as dosagens ótimas de sólidos de SP, apresentadas na Figura 66, iniciou-
se a segunda etapa do ensaio. Esta segunda etapa, tal como os restantes ensaios, faz parte da
campanha experimental descrita anteriormente, e faz o seguimento da sequência de ensaios da
campanha experimental.
Abaixo serão apresentadas as Figuras 67 a 72, demonstrando o comportamento das pastas.
0
5
10
15
20
25
0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00
Lim
ete
de
esco
amen
to (
Ʈ0)
%SP
0%20%CV40%CV60%CV20%FC40%FC
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00
Vis
cosi
dad
e (η
)
%SP
0%20%CV40%CV60%CV20%FC40%FC
0%
1,5%SP
20%CV
1,5%SP
40%CV
0,75%SP
60%CV
0,75%SP
20%FC
1,5%SP
40%FC
0,75%SP
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
69
Figura 67: Resumo Perda da Trabalhabilidade no Brookfield para 0%
Figura 68: Resumo Perda da Trabalhabilidade no Brookfield para 20% CV
Figura 69: Resumo Perda da Trabalhabilidade no Brookfield para 40% CV
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 5 10 15 20
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
t=0 mint=37 mint=67 mint=97 min
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 30 60 90
(%
)
Duração (min)
Viscosidade
Limite de escoamanto
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 5 10 15 20
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
t=0 min
t=37 min
t=67 min
t=97 min
Limite de
EscoamentoViscosidade
t=0 min 2,17 0,63t=37 min 2,25 0,67t=67 min 1,97 0,71t=97 min 1,93 0,74
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 30 60 90
(%
)
Duração (min)
Viscosidade
Limite de escoamanto
0
2
4
6
8
10
12
14
0 5 10 15 20
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
t=0 min
t=37 min
t=67 min
t=97 min 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 30 60 90
(%
)
Duração (min)
Viscosidade
Limite de escoamanto
Limite
EscoamentoViscos idade
t=0 min 6 ,66 0 ,93t=37 min 6 ,68 1,10t=67 min 6 ,89 1,26t=97 min 6 ,76 1,41
Limite de
EscoamentoViscos idade
t=0 min 1,72 0 ,47t=37 min 1,55 0 ,47t=67 min 1,54 0 ,44t=97 min 1,52 0 ,46
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
70
Figura 70: Resumo Perda da Trabalhabilidade no Brookfield para 60% CV
Figura 71: Resumo Perda da Trabalhabilidade no Brookfield para 20% FC
Figura 72: Resumo Perda da Trabalhabilidade no Brookfield para 40% FC
Ao efetuar a análise das figuras 67 a 72 é possível observar que:
À medida que aumenta a percentagem de adição mineral, a viscosidade das pastas
diminui, o que indica mais uma vez que com o dos minerais estudados tem influência
0
1
2
3
4
5
6
0 5 10 15 20
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
t=0 min
t=37 min
t=67 min
t=97 min0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 30 60 90
(%
)
Duração (min)
Viscosidade
Limite de escoamanto
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
t=0 min
t=37 min
t=67 min
t=97 min0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 30 60 90
(%
)
Duração (min)
Viscosidade
Limite de escoamanto
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 5 10 15 20
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
t=o min
t=37 min
t=67 min
t=97 min 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 30 60 90
(%
)
Duração (min)
Viscosidade
Limite de escoamanto
Limite de
EscoamentoViscos idade
t=0 min 0 ,21 0 ,21t=37 min 0 ,22 0 ,24t=67 min 0 ,15 0 ,25t=97 min 0 ,18 0 ,23
Limite de
EscoamentoViscos idade
t=0 min 0 ,79 0 ,26t=37 min 0 ,83 0 ,30t=67 min 0 ,85 0 ,33t=97 min 0 ,82 0 ,35
Limite de
EscoamentoViscos idade
t=0 min 3 ,03 0 ,69t=37 min 2 ,83 0 ,71t=67 min 2 ,84 0 ,77t=97 min 2 ,57 0 ,78
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
71
na viscosidade das pastas e quanto maior a substituição mais fluida a pasta se torna.
Para 0%, o passar do tempo origina um aumento da viscosidade, o que indica uma
perda de trabalhabilidade da pasta, onde se constata que o aumento da viscosidade
entre as passagens, é de aprox. 20%.
Para 20% CV, os valores da viscosidade descem para metade aproximadamente, e
mantem o mesmo padrão do ponto anterior, o que significa que com as passagens a
viscosidade aumenta, com um aumento pouco notório entre as passagens.
Para 40% CV e 60%CV, os valores da viscosidade, tendem a manter-se ao longo das
passagens, tal como é comprovado nas percentagens obtidas entre as passagens.
Para 20% FC, a viscosidade aumenta com as passagens, mantendo-se quase inalterada
na 3ª e 4ª Passagem.
Para 40% CV, é observado nitidamente um aumento da viscosidade com o tempo.
Referente ao limite de escoamento, é possível observar que dentro de cada
composição, o valor do limite de escoamento, se mantem semelhante com as
passagens, existindo uma tendência de um ténue aumento do mesmo com as
passagens. Quando comparando as diferentes composições é de notar que tal como
acontece com a viscosidade o valor do limite de escoamento diminui com o aumento
da percentagem de CV e FC utilizado.
5.4.2.1 VARIAÇÃO DA TEMPERATURA
Aqui, as pastas foram submetidas à variação das temperaturas, fazendo cumprir assim a
campanha experimental. Nas Figuras 73 a 75 são apresentados alguns dos valores retirados do
ensaio de Brookfield para as várias temperaturas, encontrando-se os restantes em anexo.
Figura 73: Resumo Perda da Trabalhabilidade no Brookfield a 30ºC para 0%
0
5
10
15
20
25
30
0 5 10 15 20
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
t=0 mint=37 mint=67 mint=97 min
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 30 60 90
(%
)
Duração (min)
Viscosidade
Limite de escoamanto
Limite de
EscoamentoViscos idade
t=0 min 3 ,68 0 ,90t=37 min 3 ,98 0 ,95t=67 min 3 ,84 1,07t=97 min 3 ,84 1,16
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
72
Figura 74: Resumo Perda da Trabalhabilidade no Brookfield a 30ºC para 60% CV
Figura 75: Resumo Perda da Trabalhabilidade no Brookfield a 30ºC para 20%FC
Efetuando a análise dos resultados obtidos conclui-se que:
Tal como para a temperatura ambiente, à medida que a percentagem de CV e FC
aumenta a viscosidade diminui, o que origina pastas mais fluidas, e o mesmo sucede
com o limite de escoamento.
Para 0%, a viscosidade da pasta aumenta com o passar do tempo, o que indica uma
Perda da Trabalhabilidade da pasta.
Para 20% CV, os valores da viscosidade tendem a aumentar ligeiramente, com as
passagens.
Para 40% CV, é constatada um nítido aumento da viscosidade da pasta com as
passagens, sendo esta aumento quase linear, com percentagem entre passagens de 12%
aprox.
Para 60% CV, existe um ligeiro aumento da viscosidade com o passar do tempo.
Para 20% FC, tal como acontece com as percentagens de 20% e 60% CV, observou-se
0
1
2
3
4
5
6
7
0 5 10 15 20
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
t=0 min
t=37 mint=67 min
t=97 min 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
0 30 60 90
(%)
Duração (min)
Viscosidade
Limite de escoamanto
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 5 10 15 20
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
t=0 mint=37 mint=67 mint=97 min 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 30 60 90
(%
)
Duração (min)
Viscosidade
Limite de escoamanto
Limite de
EscoamentoViscos idade
t=0 min 0 ,17 0 ,23t=37 min 0 ,15 0 ,26t=67 min 0 ,35 0 ,27t=97 min 0 ,33 0 ,28
Limite de
EscoamentoViscos idade
t=0 min 2 ,18 0 ,64t=37 min 2 ,62 0 ,64t=67 min 2 ,57 0 ,67t=97 min 2 ,63 0 ,71
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
73
um ligeiro aumento da viscosidade, em que existe uma maior percentagem de
viscosidade entre a 3ª e 4ª passagem.
Para 40% FC, observou-se um aumento como decorrer do ensaio, sendo este de 54%
entre a 1ª e ª2 passagem, tendendo a diminuir com o tempo.
Figura 76: Resumo Perda da Trabalhabilidade no Brookfield a 40ºC para 0%
Figura 77: Resumo Perda da Trabalhabilidade no Brookfield a 40ºC para 20% CV
Figura 78: Resumo Perda da Trabalhabilidade no Brookfield a 40ºC para 20% FC
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 5 10 15 20
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
t=0 mint=37 mint=67 mint=97 min
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 30 60 90
(%
) Duração (min)
Viscosidade
Limite de escoamanto
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 5 10 15 20
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
t=0 mint=37 mint=67 mint=97 min 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 30 60 90
(%
)
Duração (min)
Viscosidade
Limite de escoamanto
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 5 10 15 20
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
t=0 mint=37 mint=67 mint=97 min
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 30 60 90
(%
)
Duração (min)
Viscosidade
Limite de escoamanto
Limite de
EscoamentoViscos idade
t=0 min 4 ,01 0 ,82t=37 min 4 ,89 0 ,99t=67 min 5,41 1,16t=97 min 5,67 1,30
Limite de
EscoamentoViscos idade
t=0 min 0 ,97 0 ,41t=37 min 0 ,97 0 ,49t=67 min 0 ,99 0 ,52t=97 min 0 ,75 0 ,66
Limite de
EscoamentoViscos idade
t=0 min 1,38 0 ,45t=37 min 1,74 0 ,51t=67 min 1,87 0 ,58t=97 min 1,95 0 ,62
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
74
Analisando os dados retirados do ensaio observa-se que:
Mais uma vez com o aumento da percentagem de CV e FC, a viscosidade e o limite de
escoamento diminuem.
À temperatura de 40ºC, todas das composições apresentam o mesmo padrão, ou seja,
com o passar do tempo a viscosidade das mesmas vai aumentando. O mesmo acontece
com o limite de escoamento que mais uma vez tem uma ligeira tendência a aumentar
com as passagens.
Figura 79: Resumo Perda da Trabalhabilidade no Brookfield a 45ºC para 0%
Figura 80: Resumo Perda da Trabalhabilidade no Brookfield a 45ºC para 60% CV
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 5 10 15 20
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
t=0 min
t=37 min
t=67 min
t=97 min0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 30 60 90
(%
)
Duração (min)
Viscosidade
Limite de escoamanto
0
1
2
3
4
5
6
7
0 5 10 15 20
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
t=0 min
t=37 min
t=67 min
t=97 min 0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
0 30 60 90
(%
)
Duração (min)
Viscosidade
Limite de escoamanto
Limite de
EscoamentoViscos idade
t=0 min 3 ,50 1,27t=37 min 4,38 1,84t=67 min 3,83 2,50t=97 min 5,65 3,04
Limite de
EscoamentoViscos idade
t=0 min 0 ,04 0 ,17t=37 min 0 ,10 0 ,23t=67 min 0 ,20 0 ,26t=97 min 0 ,26 0 ,30
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
75
Figura 81: Resumo Perda da Trabalhabilidade no Brookfield a 45ºC para 20% FC
Analisando os valores obtidos do ensaio constata-se que:
Mais uma vez com o aumento da percentagem de CV e FC, a viscosidade e o limite de
escoamento diminuem.
A 45ºC, todas as composições apresentam o mesmo modelo, ou seja, com o passar do
tempo a viscosidade das pastas vai aumentando. O mesmo acontece com o limite de
escoamento que mais uma vez tem uma ligeira tendência a aumentar com as
passagens.
Quando feita a análise por composição, no que toca ao seu desenvolvimento de percentagem
da viscosidade entre as passagens, denota-se:
Para 0%, as pastas apresentam comportamentos quase lineares, sendo que para a TA e 40ºC o
seu desenvolvimento é de 20% aprox. entre as passagens. É também observado que para
30ºC, o seu desenvolvimento é mais lento. Para 45ºC o desenvolvimento é mais rápido,
apresentando um aumento da viscosidade em 50% aprox. entre as passagem.
Para 20%CV, o seu desenvolvimento é menos linear, com exceção da temperatura de 45ºC. É
de notar que à medida que a temperatura aumenta, a viscosidade aumenta em média 20%,
sendo que as pastas apresentam um comportamento quase semelhante, ou seja ligeiro aumento
da viscosidade entre as passagens, para a TA e 30ºC e um aumento mais significativo para
40ºC e 45ºC (20%).
Para 40%CV, apresenta um comportamento linear, onde é de salientar um aumento da
percentagem de viscosidade com o aumento da temperatura. Sendo um aumento mais lento
entre as primeiras passagens e mais rápido entre as últimas passagens.
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 5 10 15 20
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
t=0 mint=37 mint=67 mint=97 min 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 30 60 90
(%
)
Duração (min)
Viscosidade
Limite de escoamanto
Limite de
EscoamentoViscos idade
t=0 min 1,18 0,44t=37 min 1,76 0,49t=67 min 1,77 0,62t=97 min 2,32 0,70
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
76
Para 60%CV, mais uma vez as pastas apresentam com comportamento quase linear, onde as
percentagens da viscosidade entre as passagens aumentam com a temperatura.
Para 20%FC, comportamento idêntico à temperatura de 60%CV.
Para 40%FC, o seu comportamento é menos linear, existindo até uma diminuição da
percentagem da viscosidade para 30ºC.
Em suma, todas as composições apresentam um comportamento que tende a ser linear, com o
aumento da temperatura. Assim como a perda de trabalhabilidade que tende a aumentar com
as passagens, sendo mais notório para a temperatura de 45ºC.
Mais uma vez, e tal como esperado, com o aumento da utilização das adições minerais, existe
uma diminuição, das viscosidades entre as passagens.
COMPARAÇÃO DAS DIVERSAS TEMPERATURAS
Seguidamente foi feita a análise das diversas temperaturas com fim de perceber o tipo de
comportamento que as pastas apresentam.
O resultado esperado era que com o aumento da temperatura as pastas fossem perdendo a sua
trabalhabilidade, fluidez, mas não foi o sucedido.
As pastas apresentaram comportamentos não consistentes, pois dentro da mesma pastas a
temperatura faz com que viscosidade aumente e de seguida diminuía e por fim aumente de
novo.
Nas Figuras 82 a 87, e na Tabela 23, elucidam o comportamento das pastas onde pode-se
constara que:
Foram obtidos resultados que contradizem a bibliografia, isto é, aparentemente, a temperatura
contribui para uma diminuição quer da viscosidade, quer do limite de escoamento.
Quando é feita a comparação das várias passagens às várias temperaturas, estas apresentam
uma variação irregular, o que não satisfaz o esperado.
Nota-se que para todas as composições de forma geral os valores das viscosidades tendem a
aumentar para a temperatura de 45ºC, mas dentro da mesma passagem é possível encontrar
oscilações, ao contrário do esperado, que seria obter um aumento gradual com a temperatura.
Assim acontece por exemplo que para a 20% CV os valores de cada passagem têm uma
tenência decrescente. Devido a estes valores inconclusivos não é possível criar uma relação
coesa e afirmativa do comportamento das pastas com a variação das temperaturas.
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
77
Figura 82: Comparação da viscosidade e limite de escoamento para 0%
Figura 83: Comparação da viscosidade e limite de escoamento para 20% CV
Figura 84: Comparação da viscosidade e limite de escoamento para 40% CV
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45
Vis
cosi
dad
e (η
)
Temperatura (ºC)
t=0 mint=37 mint=67 mint=97 min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45
Lim
ite
de
Esc
oam
ento
(Ʈ0)
Temperatura
t=0 mint=37 mint=67 mint=97 min
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45
Vis
cosí
dad
e (η
)
Temperatura (ºC)
t=0 mint=37 mint=67 mint=97 min
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45
Lim
ite
de
Esc
oam
ento
(Ʈ
0)
Temperatura
t=0 min
t=37 min
t=67 min
t= 97 min
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45
Vis
cosí
dad
e (η
)
Temperatura (ºC)
t=0 mint=37 mint=67 mint=97 min
0
0,5
1
1,5
2
2,5
23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45
Lim
ite
de
Esc
oam
ento
(Ʈ
0)
Temperatura
t=0 min
t=37 min
t=67 min
t=97 min
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
78
Figura 85: Comparação da viscosidade e limite de escoamento para 60% CV
Figura 86: Comparação da viscosidade e limite de escoamento para 20% FC
Figura 87: Comparação da viscosidade e limite de escoamento para 40% FC
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
20 25 30 35 40 45
Vis
cosi
dad
e (η
)
Temperatura (ºC)
t=0 mint=37 mint=67 mint=97 min
-0,1
0,4
23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45
Lim
ite
de
Esc
oam
ento
(Ʈ
0)
Temperatura
t=0 min
t=37 min
t=67 min
t=97 min
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
23 28 33 38 43
Vis
cosi
dad
e (η
)
Temperatura (ºC)
t=0 min
t=37 min
t=67 min
t=97 min
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
23 28 33 38 43
Lim
inte
de
Esc
oam
ento
(Ʈ
0)
Temperatura
t=0 min
t=37 min
t=67 min
t=97 min
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
23 33 43
Vis
cosí
dad
e (η
)
Temperatura (ºC)
t=0 min
t=37 min
t=67 min
t=97 min0
0,5
1
1,5
2
23 28 33 38 43
Lim
inte
de
Esc
oam
ento
(Ʈ
0)
Temperatura
t=0 min
t=37 min
t=67 min
t=97 min
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
79
Tabela 23: Resumo Viscosímetro Brookfield
Duração (min) Limite de escoamento Viscosidade
24º 30º 40º 45º 24º 30º 40º 45º
0%
0 6,66 3,68 4,01 3,50 0,93 0,90 0,82 1,27
37 6,68 3,98 4,89 4,38 1,10 0,95 0,99 1,84
67 6,89 3,84 5,41 3,83 1,26 1,07 1,16 2,50
97 6,76 3,84 5,67 5,65 1,41 1,16 1,30 3,04
20%CV
0 2,17 1,87 0,97 1,41 0,63 0,71 0,41 0,39
37 2,25 2,13 0,97 1,62 0,67 0,71 0,49 0,51
67 1,97 2,12 0,99 1,59 0,71 0,73 0,52 0,59
97 1,93 1,94 0,75 2,54 0,74 0,80 0,66 0,69
40%CV
0 1,72 1,72 0,93 0,97 0,47 0,45 0,29 0,35
37 1,55 1,90 1,01 1,63 0,47 0,51 0,35 0,43
67 1,54 1,94 1,11 1,45 0,44 0,55 0,39 0,51
97 1,52 1,92 1,06 2,17 0,46 0,62 0,42 0,65
60%CV
0 0,21 0,17 -0,03 0,04 0,21 0,23 0,13 0,17
37 0,22 0,15 -0,06 0,10 0,24 0,26 0,16 0,23
67 0,15 0,35 -0,10 0,20 0,25 0,27 0,19 0,26
97 0,18 0,33 -0,10 0,26 0,23 0,28 0,21 0,30
20%FC
0 3,03 2,18 1,38 1,18 0,69 0,64 0,45 0,44
37 2,83 2,62 1,74 1,76 0,71 0,64 0,51 0,49
67 2,84 2,57 1,87 1,77 0,77 0,67 0,58 0,62
97 2,57 2,63 1,95 2,32 0,78 0,71 0,62 0,70
40%FC
0 0,79 1,27 0,86 0,95 0,26 0,34 0,29 0,28
37 0,83 1,54 1,07 1,09 0,30 0,42 0,37 0,36
67 0,85 1,54 0,95 1,10 0,33 0,47 0,45 0,43
97 0,82 1,63 1,03 1,31 0,35 0,51 0,48 0,48
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
80
6 CONCLUSÕES
6.1 INTRODUÇÃO
Com a presente dissertação, pretendeu-se contribuir para o aumento do conhecimento sobre a
ação do superplastificante, já que, o seu uso é cada vez mais frequente, sendo uma mais-valia
para poder obter uma melhor trabalhabilidade dos betões, sem que seja posto em causa as suas
cateterísticas mecânicas. Este adjuvante, tem uma complexa interação com o cimento,
permitindo que as suas partículas sejam dispersas, formando assim, uma pasta mais fluida e
trabalhável, sem que seja necessário adicionar mais água.
Para o estudo da ação do superplastificante foram produzidas várias composições, e
desenvolvida uma campanha experimental, com o intuito de perceber o comportamento das
mesmas quando submetidas a situações distintas.
A campanha experimental foi desenvolvida de forma a permitir estudar o comportamento das
pastas, focando na sua reologia, e nomeadamente no efeito da incorporação do
superplastificante, em pastas de cimento, CV e FC.
No presente capítulo, descrevem-se as principais conclusões resultantes da análise dos
resultados experimentais obtidos.
6.2 PRINCIPAIS CONTRIBUIÇÕES
A campanha experimental teve como intuito responder às várias questões levantadas no início
da dissertação.
Para isso foram analisados e comparados os variados resultados obtidos nos distintos ensaios,
com o intuito de compreender o comportamento das pastas e, assim, tentar responder às
questões levantadas.
Aquando a incorporação das adições minerais, foi notório que estas, contribuíram para uma
melhor fluidez, devido à geometria das suas partículas, mas no que toca a ação do
superplastificante afetar a sua dosagem ao conteúdo total do ligante ou apenas ao cimento, foi
comprovado que, ao contrário do que alguns autores defendem, o superplastificante atua sobre
as adições minerais.
Esta ação é de menor grandeza, quando comparado com a ação que o superplastificante tem
no cimento, mas a ação do superplastificante sobre as adições minerais não deixa de ter
influência sobre a ação do SP no ligante. Pode-se então concluir que, a percentagem de
sólidos de SP a utilizar, nem deverá ser sobre o total do ligante, devido à pequena quantidade
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
81
de SP necessária para a adição de mineral, nem só em relação à quantidade de cimento
presente na composição. Deverá ser então um compromisso entre os dois constituintes do
ligante. Se possível dever-se-ia então efetuar o cálculo da % de sólidos de SP a utilizar para
cada um dos constituintes do ligante, fazendo assim uma poupança, já que o superplastificante
é um material relativamente caro. Caso não seja possível efetuar o cálculo para cada um dos
componentes, é mais correto adicionar o SP em função apenas do cimento, de despender SP
em demasia, e que o excesso, não beneficie a trabalhabilidade das pastas. Foi notório que no
ensaio de Cone de Marsh, a fluidez das várias composições aumentou com o aumento das
percentagens de CV e FC, o que indica uma maior trabalhabilidade das pastas, com uma
mesma razão água/ligante, o que se deve à forma geométrica das partículas de CV e FC, com
a diminuição da quantidade de cimento e com a adição do SP.
Visualmente, observou-se, no momento da mistura, uma maior homogeneização das pastas,
mais evidenciado nas pastas contendo fíler calcário. Foi também observado que para misturas
contendo cinzas volantes, o aparecimento de bolhas foi mais tardio (40%CV), que nas
misturas contendo fíler calcário (20%FC). Foi igualmente observado que para a mistura de
60%CV, existiu uma maior segregação da mistura.
No que toca à perda de trabalhabilidade ao longo do tempo, foi semelhante em todas as
composições e todas as temperaturas, aumentando a perda de trabalhabilidade com o passar
do tempo.
No que diz respeito à ação da temperatura nas pastas, não foi possível obter resultados muito
coerentes, mas foi possível, ainda assim, obter algumas conclusões. Foi possível, através do
ensaio de Cone de Marsh e Mini-Abaixamento, no que toca à perda da trabalhabilidade, que
as pastas apresentam maior fluidez para a temperatura de 40ºC, apesar da tendência da
diminuição da mesma com o aumento da temperatura. Esta melhoria, aos 40ºC, não pode ser
comprovada, e poderá ter-se dado devido a um melhor controlo da temperatura quando
comparada com as restantes variações. Através do ensaio de Brookfield, notou-se também
uma menor viscosidade para a temperatura de 40ºC. Neste mesmo ensaio, não foram possíveis
obter mais correlações entre as várias temperaturas estudas, pois os resultados foram
contraditórios. Esta incoerência de resultados poderá ser fruto de uma variação da temperatura
no decorrer do tempo.
Assim, foi possível responder a quase todas as questões levantadas, ficando apenas dúvidas
no que toca à variação de temperaturas no decorrer da campanha experimental. Apesar do
cuidado com o controlo da temperatura, poderá ter sida esta a causa da variação inconstante
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
82
dos resultados obtidos.
Em suma é possível afirmar que:
A dosagem de superplastificante utilizada deverá ser um compromisso entre os
constituintes presentes no ligante.
Foi igualmente possível afirmar que, a substituição de cimento por uma adição
mineral, desenvolve melhores comportamentos quando comparados com a
composição contendo apenas cimento. Existindo uma maior suspensão de partículas o
que poderá originar betões mais trabalháveis e com razões água/ligante menores.
É de notar também que as percentagens em volume de sólidos de superplastificante a
usar encontram-se entre os 0,75% e os 1,5%, podendo ser ainda mais refinadas entre
estes dois valores, como se pode observar, aquando da utilização de uma percentagem
intermédia para despistar as dosagens ótimas a empregar.
A perda da trabalhabilidade apresentou resultados mais próximos entre as passagens,
com o aumento da percentagem de mineral usado, indicando que apesar de ser
necessário uma menor quantidade de superplastificante, com o passar do tempo,
quanto maior a percentagem de substituição efetuadas, menor será a perda da fluidez
nas pastas.
A variação da temperatura também influencia a perda da trabalhabilidade, sendo
comprovado através dos ensaios, que com o aumento da temperatura a fluidez diminui
com as passagens. Mas que não foi conclusivo o efeito reológico da temperatura nas
misturas.
6.3 DESENVOLVIMENTO FUTUROS
Através da campanha experimental, realizada na presente dissertação, foram levantadas e não
elucidadas algumas questões.
Uma das principais questões levantadas, foi a questão referente ao comportamento atípico das
pastas à temperatura de 40ºC. Assim, com o intuito de despistar esse resultado seria
necessário realizar novamente a campanha experimental, com o intuito de perceber se
realmente esta anomalia se verificaria novamente. Outra proposta a desenvolver, será o
estreitamento da percentagem de SP.
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
83
7 BIBLIOGRAFIA
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betão fresco em composições com incorporação de superplastificantes (pp.12) – artigo
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84
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Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
85
8 ANEXOS
ANEXO I: Viscosímetro de Brookfield, dosagem ótima de SP.
ANEXO II: Perda da Trabalhabilidade para temperatura ambiente.
ANEXO III: Perda da Trabalhabilidade para temperatura de 30ºC.
ANEXO IV: Perda da Trabalhabilidade para temperatura de 40ºC.
ANEXO V: Perda da Trabalhabilidade para temperatura de 45ºC.
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
86
ANEXO I
y = 2,7605x + 20,025 R² = 0,9845
y = 2,1762x + 6,7039 R² = 0,9958
y = 2,2648x + 10,55 R² = 0,9926
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 5 10 15 20 25
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
Dosagem - 0%
0,75%SP
1,5%SP
3,0% SP
y = 1,8583x + 11,59 R² = 0,984
y = 1,2601x + 9,0989 R² = 0,9735
y = 0,6x + 2,8468 R² = 0,9994
y = 0,8629x + 1,2175 R² = 0,9952
y = 0,7301x + 2,6812 R² = 0,9998
0
10
20
30
40
50
60
0 5 10 15 20 25
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
Dosagem - 40%CV 0,25%SP
0,30%SP
0,75%SP
1,5%SP
3,0%SP
y = 0,5392x + 2,8353 R² = 0,9982
y = 0,4042x + 1,7692 R² = 0,9975
y = 0,285x + 0,6086 R² = 0,9981
y = 0,3054x + 0,3436 R² = 0,9956
y = 0,3978x + 0,8078 R² = 0,9983 0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 5 10 15 20 25
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
Dosagem - 60% CV 0,25%SP
0,30%SP
0,75%SP
1,5%SP
3,0%SP
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
87
y = 2,2184x + 17,547 R² = 0,9625
y = 1,648x + 18,527 R² = 0,9415
y = 0,7403x + 6,4917 R² = 0,9955
y = 0,5074x + 3,5351 R² = 0,9989
y = 0,7932x + 4,0775 R² = 0,9959
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
Dosagem - 20%FC 0,25%SP
0,30%SP
0,75%SP
1,5%SP
3,0%SP
y = 0,4586x + 4,015 R² = 0,9923
y = 0,309x + 2,3723 R² = 0,9866
y = 0,1991x + 0,7169 R² = 0,9967
y = 0,2456x + 0,6173 R² = 0,9975
y = 0,3086x + 1,2257 R² = 0,9922
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 5 10 15 20 25
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
Dosagem - 40%FC 0,25%SP
0,30%SP
0,75%SP
1,5%SP
3,0%SP
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
88
ANEXO II
y = 0,9264x + 6,6603 R² = 0,9928
y = 1,0974x + 6,6756 R² = 0,9952
y = 1,2592x + 6,8897 R² = 0,9967
y = 1,4076x + 6,7608 R² = 0,9961
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 5 10 15 20 25
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
Perda Trabalhabilidade a TA - 0%
1ª Passagem
2ª Passagem
3ª Passagem
4ª Passagem
y = 0,6282x + 2,1671 R² = 0,9978
y = 0,666x + 2,2489 R² = 0,9976
y = 0,7117x + 1,9654 R² = 0,9932
y = 0,7438x + 1,931 R² = 0,998 0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 5 10 15 20 25
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
Perda Trabalhabilidade a TA - 20% CV
1ª Passagem
2ª Passagem
3ª Passagem
4ª Passagem
y = 0,4672x + 1,7229 R² = 0,9999
y = 0,465x + 1,5503 R² = 0,9968
y = 0,4396x + 1,5382 R² = 0,9989
y = 0,4638x + 1,5176 R² = 0,9991
0
2
4
6
8
10
12
14
0 5 10 15 20 25
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
Perda Trabalhabilidade a TA - 40% CV
1ª Passagem
2ª Passagem
3ª Passagem
4ª Passagem
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
89
y = 0,2085x + 0,207 R² = 0,9993
y = 0,2366x + 0,2195 R² = 0,9995
y = 0,2517x + 0,1479 R² = 0,9985
y = 0,2258x + 0,1821 R² = 0,9996
0
1
2
3
4
5
6
0 5 10 15 20 25
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
Perda Trabalhabilidade a TA - 60% CV
1ª Passagem
2ª Passagem
3ª Passagem
4ª Passagem
y = 0,6852x + 3,0318 R² = 0,999
y = 0,7128x + 2,8349 R² = 0,9987
y = 0,7728x + 2,8412 R² = 0,9993
y = 0,7846x + 2,5709 R² = 0,9988
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
Perda Trabalhabilidade a TA - 20% FC
1ª Passagem
2ª Passagem
3ª Passagem
4ª Passagem
y = 0,2581x + 0,7928 R² = 0,9986
y = 0,2961x + 0,826 R² = 0,9988
y = 0,331x + 0,8467 R² = 0,9996
y = 0,3471x + 0,8237 R² = 0,9993
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 5 10 15 20 25
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
Perda Trabalhabilidade a TA - 40% FC
1ª Passagem
2ª Passagem
3ª Passagem
4ª Passagem
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
90
ANEXO III
y = 0,9007x + 3,6845 R² = 0,9987
y = 0,9503x + 3,9777 R² = 0,9973
y = 1,0665x + 3,8353 R² = 0,9985
y = 1,1601x + 3,8354 R² = 0,9995 0
5
10
15
20
25
30
0 5 10 15 20 25
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
Perda Trabalhabilidade a 30ºC - 0%
1ª Passagem
2ª Passagem
3ª Passagem
4ª Passagem
y = 0,7127x + 1,8671 R² = 0,9993
y = 0,705x + 2,1294 R² = 0,9997
y = 0,7297x + 2,1161 R² = 0,9993
y = 0,8048x + 1,9406 R² = 0,9994 0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 5 10 15 20 25
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
Perda Trabalhabilidade a 30ºC - 20%CV
1ª Passagem
2ª Passagem
3ª Passagem
4ª Passagem
y = 0,4532x + 1,7207 R² = 0,9969
y = 0,5057x + 1,8963 R² = 0,9959
y = 0,5538x + 1,9396 R² = 0,9963
y = 0,6174x + 1,9219 R² = 0,9967 0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 5 10 15 20 25
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
Perda Trabalhabilidade a 30ºC - 40%CV
1ª Passagem
2ª Passagem
3ª Passagem
4ª Passagem
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
91
y = 0,2261x + 0,1655 R² = 0,9997
y = 0,2553x + 0,1549 R² = 0,9994
y = 0,2686x + 0,3536 R² = 0,999
y = 0,28x + 0,3348 R² = 0,9995
0
1
2
3
4
5
6
7
0 5 10 15 20 25
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
Perda Trabalhabilidade a 30ºC - 60%CV
1ª Passagem
2ª Passagem
3ª Passagem
4ª Passagem
y = 0,6401x + 2,1785 R² = 0,9994
y = 0,6367x + 2,6219 R² = 0,9981
y = 0,6664x + 2,5749 R² = 0,9975
y = 0,709x + 2,6319 R² = 0,9969
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 5 10 15 20 25
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
Perda Trabalhabilidade a 30ºC - 20%FC
1ª Passagem
2ª Passagem
3ª Passagem
4º Passagem
y = 0,3352x + 1,2717 R² = 0,9909
y = 0,4162x + 1,542 R² = 0,9883
y = 0,4658x + 1,5387 R² = 0,9901
y = 0,5052x + 1,6327 R² = 0,9878
0
2
4
6
8
10
12
14
0 5 10 15 20 25
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
Perda Trabalhabilidade a 30ºC - 40%FC
1ª Passagem
2ª Passagem
3ª Passagem
4ª Passagem
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
92
ANEXO IV
y = 0,82x + 4,006 R² = 0,9969
y = 0,993x + 4,8917 R² = 0,9969
y = 1,1572x + 5,4068 R² = 0,994
y = 1,3004x + 5,6691 R² = 0,9961
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 5 10 15 20 25
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
Perda Trabalhabilidade a 40ºC - 0%
1ª Passagem
2ª Passagem
3ª Passagem
4ª Passagem
y = 0,4091x + 0,9792 R² = 0,993
y = 0,4942x + 0,9729 R² = 0,9967
y = 0,524x + 0,9856 R² = 0,9966
y = 0,657x + 0,7491 R² = 0,9937
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 5 10 15 20 25
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
Perda Trabalhabilidade a 40ºC - 20%CV
1ª Passagem
2ª Passagem
3ª Passagem
4º Passagem
y = 0,2944x + 0,9321 R² = 0,998
y = 0,3531x + 1,0106 R² = 0,997
y = 0,3869x + 1,1057 R² = 0,9961
y = 0,4212x + 1,0589 R² = 0,9959
0
2
4
6
8
10
12
0 5 10 15 20 25
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
Perda Trabalhabilidade a 40ºC - 40%CV
1ª Passagem
2ª Passagem
3ª Passagem
4ª Passagem
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
93
y = 0,1326x - 0,026 R² = 0,9934
y = 0,1631x - 0,0617 R² = 0,9893
y = 0,192x - 0,0956 R² = 0,9919
y = 0,2091x - 0,0971 R² = 0,9924
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
0 5 10 15 20 25
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
Perda Trabalhabilidade a 40ºC - 60%CV
1ª Passagem
2ª Passagem
3ª Passagem
4ª Passagem
y = 0,4473x + 1,3803 R² = 0,9947
y = 0,5132x + 1,7354 R² = 0,9914
y = 0,5792x + 1,8674 R² = 0,9901
y = 0,6179x + 1,9515 R² = 0,9936
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 5 10 15 20 25
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
Perda Trabalhabilidade a 40ºC - 20%FC
1º Passagem
2ª Passagem
3ª Passagem
4ª Passagem
y = 0,2942x + 0,8568 R² = 0,9957
y = 0,3691x + 1,0657 R² = 0,9954
y = 0,4517x + 0,9505 R² = 0,9971
y = 0,484x + 1,0299 R² = 0,9977
0
2
4
6
8
10
12
0 5 10 15 20 25
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
Perda Trabalhabilidade a 40ºC - 40%FC
1ª Passagem
2ª Passagem
3ª Passagem
4ª Passagem
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
94
ANEXO V
y = 1,2722x + 3,5008 R² = 0,9981
y = 1,8377x + 4,3771 R² = 0,9945
y = 2,4996x + 3,8303 R² = 0,9893
y = 3,0366x + 5,6518 R² = 0,9912
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 5 10 15 20 25
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
Perda Trabalhabilidade a 45ºC - 0%
1ª Passagem
2º Passagem
3ª Passagem
4ª Passagem
y = 0,3906x + 1,4141 R² = 0,9994
y = 0,5116x + 1,6218 R² = 0,9988
y = 0,5949x + 1,5949 R² = 0,9979
y = 0,6945x + 2,3573 R² = 0,9987
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 5 10 15 20 25
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
Perda Trabalhabilidade a 45ºC - 20%CV
1ª Passagem
2ª Passagem
3ª Passagem
4ª Passagem
y = 0,3482x + 0,9695 R² = 0,9974
y = 0,4287x + 1,628 R² = 0,9977
y = 0,5068x + 1,4464 R² = 0,999
y = 0,6453x + 2,1674 R² = 0,9987
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 5 10 15 20 25
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
Perda Trabalhabilidade a 45ºC - 40%CV
1ª Passagem
2ª Passagem
3ª Passagem
4ª Passagem
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
95
y = 0,1742x + 0,0401 R² = 0,9983
y = 0,2286x + 0,1022 R² = 0,9992
y = 0,2578x + 0,2029 R² = 0,9996
y = 0,3013x + 0,2649 R² = 0,9996
0
1
2
3
4
5
6
7
0 5 10 15 20 25
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
Perda Trabalhabilidade a 45ºC - 60%CV
1ª Passagem
2ª Passagem
3ª Passagem
4ª Passagem
y = 0,4421x + 1,1787 R² = 0,9994
y = 0,4933x + 1,7641 R² = 0,9977
y = 0,6233x + 1,7667 R² = 0,9986
y = 0,6984x + 2,3182 R² = 0,9994
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 5 10 15 20 25
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
Perda Trabalhabilidade a 45ºC - 20%FC
1ª Passagem
2ª Passagem
3ª Passagem
4ª Passagem
y = 0,2837x + 0,9526 R² = 0,9978
y = 0,3641x + 1,0882 R² = 0,994
y = 0,4293x + 1,1 R² = 0,997
y = 0,4802x + 1,3139 R² = 0,9976
0
2
4
6
8
10
12
0 5 10 15 20 25
Ʈ (
Pa)
γ (s-1)
Perda Trabalhabilidade a 45ºC - 40%FC
1ª Passagem
2ª Passagem
3ª Passagem
4ª Passagem
Reologia de misturas cimentícias com incorporação de superplastificante
96
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