Sequencia de Mistura

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 INFLUÊNCIA DA SEQÜÊNCIA DE MISTURA NAS PROPRIEDADES REOLÓGICAS DE ARGAMASSAS AVALIADA POR SQUEEZE-FLOW  ANTUNES, Rubiane P. Nascimento (1); JOHN, Vanderley (2); PILEGGI, Rafael Giuliano (3) (1) Eng. Civil. Doutoranda do PCC-Poli USP . Lafarge Argamassas. Est. Flavio Ben educce, s/n. Cajamar. E-mail: [email protected]  (2) Eng. Civil. Prof. Associado do PCC-Poli USP. Cx. Postal 61548. São Paulo-SP.CEP 05424- 970. E-mail: [email protected] (3) Eng. Materiais Prof. Dr. Pós-doutorando do PCC-Poli USP. Cx. Postal 61548. São Paulo- SP.CEP 05424-970. E-mail: [email protected] RESUMO É de conhecimento geral que a energia utilizada no amassamento, a quantidade de água adicionada e o tempo de mistura são fatores que exercem grande influência nas  propriedades das argamass as. Por isso é cada vez mais freqüente nos canteiros de obra  brasileiros a utilização de misturadores mecânicos – argamassadeiras, e, em casos mais raros, o controle do tempo de mistura e da quantidade de água utilizada. Todavia, um aspecto menos explorado é a influência da seqüência de mistura das argamassas em suas propriedades. Assim, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a influência da seqüência da mistura no comportamento reológico das argamassas. Para tanto foi escolhido o método do  squeeze-flow devido à sua grande sensibilidade às variações do comportamento reológico. O projeto experimental contemplou 4 argamassas dosadas com a finalidade de apresentar propriedades reológicas bastante variadas, a fim de simular algumas situações que podem ser encontradas nos canteiros de obra. Para uma argamassa base constante, variou-se o teor de água (13% e 15% em relação à argamassa anidra) e o teor de dispersante (0% e 0,6% em relação à massa de cimento). As seqüências de mistura utilizadas foram (P-A) adicionar a argamassa anidra à água de amassamento (NBR 13276) e (A-P) adicionar a água de amassamento à argamassa anidra (Obra). Foi observado que as diferenças na seqüência de mistura alteraram o perfil do comportamento reológico das argamassas e a acuidade dos resultados. O  squeeze-flow mostrou-se viável e mais sensível que o índice de consistência para detectar variações na reologia das argamassas, o que certamente possibilitará avanços no campo das formulações. E, embora as variáveis sejam muitas, é possível formular argamassas menos sensíveis. ABSTRACT The energy applied during the mixing step of mortars and the water content are important features regarding the properties of the products. For this reason the use of mechanica l mixing equipment on Brazilian building sites has grown. However, the influence of the mixing procedure on the mortars fresh properties has not  been extensive ly investigated. Therefore, the main goal of this paper was to eva luate the VI Simpósio Brasileiro de Tecnologia de Argamassas  I International Symposium on Mortars Technology Florianópolis, 23 a 25 de maio de 2005 - 158 -

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INFLUÊNCIA DA SEQÜÊNCIA DE MISTURA NASPROPRIEDADES REOLÓGICAS DE ARGAMASSAS

AVALIADA POR SQUEEZE-FLOW  

ANTUNES, Rubiane P. Nascimento (1); JOHN, Vanderley (2); PILEGGI, Rafael

Giuliano (3)

(1) Eng. Civil. Doutoranda do PCC-Poli USP. Lafarge Argamassas. Est. Flavio Beneducce, s/n.Cajamar. E-mail: [email protected] 

(2) Eng. Civil. Prof. Associado do PCC-Poli USP. Cx. Postal 61548. São Paulo-SP.CEP 05424-970. E-mail: [email protected]

(3) Eng. Materiais Prof. Dr. Pós-doutorando do PCC-Poli USP. Cx. Postal 61548. São Paulo-SP.CEP 05424-970. E-mail: [email protected]

RESUMO

É de conhecimento geral que a energia utilizada no amassamento, a quantidade de águaadicionada e o tempo de mistura são fatores que exercem grande influência nas

 propriedades das argamassas. Por isso é cada vez mais freqüente nos canteiros de obra brasileiros a utilização de misturadores mecânicos – argamassadeiras, e, em casos maisraros, o controle do tempo de mistura e da quantidade de água utilizada.

Todavia, um aspecto menos explorado é a influência da seqüência de mistura dasargamassas em suas propriedades. Assim, o presente trabalho tem como objetivo avaliara influência da seqüência da mistura no comportamento reológico das argamassas. Paratanto foi escolhido o método do  squeeze-flow devido à sua grande sensibilidade àsvariações do comportamento reológico.

O projeto experimental contemplou 4 argamassas dosadas com a finalidade deapresentar propriedades reológicas bastante variadas, a fim de simular algumassituações que podem ser encontradas nos canteiros de obra. Para uma argamassa baseconstante, variou-se o teor de água (13% e 15% em relação à argamassa anidra) e o teorde dispersante (0% e 0,6% em relação à massa de cimento).

As seqüências de mistura utilizadas foram (P-A) adicionar a argamassa anidra à água deamassamento (NBR 13276) e (A-P)  adicionar a água de amassamento à argamassaanidra (Obra).

Foi observado que as diferenças na seqüência de mistura alteraram o perfil docomportamento reológico das argamassas e a acuidade dos resultados. O  squeeze-flow mostrou-se viável e mais sensível que o índice de consistência para detectar variaçõesna reologia das argamassas, o que certamente possibilitará avanços no campo dasformulações. E, embora as variáveis sejam muitas, é possível formular argamassasmenos sensíveis.

ABSTRACT

The energy applied during the mixing step of mortars and the water content areimportant features regarding the properties of the products. For this reason the use of

mechanical mixing equipment on Brazilian building sites has grown.However, the influence of the mixing procedure on the mortars fresh properties has not been extensively investigated. Therefore, the main goal of this paper was to evaluate the

VI Simpósio Brasileiro de Tecnologia de Argamassas I International Symposium on Mortars Technology

Florianópolis, 23 a 25 de maio de 2005

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influence of the mixing procedure on the rheological behavior of cement-based mortarsthrough the squeeze-flow technique. A mortar formulation was prepared with distinctwater (13 and 15% wt.) and dispersant contents (0 and 0,6% wt. in a dry basis of thecement content), resulting in four compositions with different rheological behaviors.Two basic mixing procedures were used: (1) adding the dry powder to the water,accordingly to the Brazilian standard (NBR 13276); and (2) adding the water to the dry

mortar.The results showed that the use of different mixing procedures caused considerablechanges on the rheological behavior of the mortars, as well as, on the repeatability ofthe data obtained. The squeeze-flow technique was more sensitive than the traditionalflow-table test when evaluating the rheological behavior of mortars.

Palavras-chave: mistura, reologia, squeeze-flow 

Keywords: mixing, rheology, squeeze-flow 

INTRODUÇÃOAs propriedades das argamassas que constituem os revestimentos estão diretamenterelacionadas com sua  forma de mistura. É de conhecimento geral que a energia utilizada no amassamento, a quantidade de água  adicionada e o tempo de mistura  sãofatores que exercem grande influência nas propriedades das argamassas. Trabalhoscomo os de YANG; JENNINGS, (1995), CINCOTTO, et al.  (1996), HENRIQUER eCHAROLA (1996), NAKAKURA e CINCOTTO (2001), CASALI, et al. (2001), e deCARVALHO et al. (2004) são bons exemplos disto.

 NAKAKURA e CINCOTTO (2001) apresentaram estudo sobre a influência do tempo e forma  de mistura no teor de ar incorporado às argamassas. As autoras observaramvariações de até 50% nos valores encontrados devido à diferença entre os tempos de

mistura empregados. De maneira semelhante CASALI, et al.  (2001) tambémobservaram a influência de diferentes tempos e energias  de misturas no teor de arincorporado, na consistência e na resistência à compressão axial de argamassas.

A  seqüência de mistura, ou seja, a ordem em que cada material é introduzido noequipamento de mistura, é um aspecto menos explorado. Na maioria dos casos onde éabordada, está associada à utilização de argamassas com cal ou com agregados muitoabsorventes.

Para as argamassas com cal   é comum a utilização da adição fracionada de água tantoem canteiros como em laboratório. Geralmente a cal é misturada à areia e parte da águade amassamento e deixada em repouso por algumas horas (GUIMARÃES, 1997;

KOPSHITZ, et al . 1997; PAES, et al.  1999). Essas argamassas são menos sensíveis avariações no tempo de mistura (CASALI, et al. 2001; YOSHIDA, 2001).

É prática comum a pré-molhagem dos agregados  oriundos da reciclagem porapresentarem elevada absorção de água. Este procedimento facilita a mistura e melhoraas propriedades mecânicas das argamassas (GROGOLI, 2001; MIRANDA e SELMO,2003; MIRANDA e SELMO, 2004).

 Na maioria dos trabalhos citados foi utilizada a consistência, medida por meio da mesade consistência, como parâmetro de controle tecnológico associado à natureza reológicadas argamassas. Entretanto, a correlação entre ambas não é conclusiva, pois a avaliaçãodos pedreiros é função principalmente do teor de ar das argamassas e não do valor da

consistência (CAVANI, et al. 1997).A consistência é o resultado de características reológicas como tensão de escoamento eviscosidade que variam de acordo com o teor de água, temperatura, condição de mistura

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e presença de aditivos (POWERS, 1968; CAVANI et al.  1997). E, embora aconsistência meça a deformação da argamassa, não possibilita distinguir entre acontribuição da tensão de escoamento e da viscosidade não sendo eficiente paraidentificar a natureza reológica desse material (PILEGGI, 2001). O ensaio da mesa deconsistência é também afetado por variações de densidade das argamassas, como ascausadas pela introdução de diferentes teores de ar incorporado (CAVANI et al. 1997;

CARVALHO et al. 2004).A utilização de métodos de ensaio que determinem com maior precisão característicasreológicas vem sendo considerada como passo fundamental para a evolução datecnologia de argamassas e concretos em todo mundo (FERRARIS; LARRARD, 1998;FERRARIS, 1999, PILEGGI, 2001; FERRARIS; BROWER, 2004).

O “ squeeze-flow”, ou  escoamento por compressão axial,  vem ao encontro destanecessidade. O método consiste basicamente em medir o esforço necessário paracomprimir uma suspensão entre duas placas paralelas. Esse método vem sendo cada vezmais empregado em outras áreas do conhecimento, como engenharia de alimentos etecnologia de polímeros, e sua aplicação às argamassas está sendo introduzido pela

Escola Politécnica da USP, pois apresenta resultados muito mais significativos que aconsistência, é de simples execução e de baixo custo, uma vez que utiliza máquinasuniversais de ensaio encontradas na maioria dos laboratório de tecnologia de materiais(ÖZKAN et al . 1999; SMYRNAIOS; TSAMOPOULOS, 2001; KOLENDA et al . 2003;CARDOSO et al. 2005).

Partindo do cenário exposto, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a influênciada  seqüência da mistura  no comportamento reológico das argamassas por meio do

 squeeze-flow.

PROCESSO DE MISTURA DAS ARGAMASSAS

 Misturar  é uma operação que visa a redução ou eliminação de heterogeneidades em ummaterial composto por meio de ação mecânica, que também pode uniformizar atemperatura ou aumentar o rendimento de um processo. Basicamente, dois processosfísicos atuam durante a mistura: (a)  intensivo e (b)  extensivo (YANG; JENNINGS,1995).

(a) mistura intensiva (dispersão) - é eficiente para reduzir a quantidade de aglomerados1 de partículas ligados por tensão superficial que podem ser rompidos quando a tensãohidrodinâmica excede a resistência das ligações entre os mesmos. Uma misturaintensiva proporciona tensão de cisalhamento pontual alta mesmo que a taxa decisalhamento global do fluido não seja elevada. É a melhor alternativa para dispersar

 pós-coesivos como o cimento. Os moinhos de rolo, moinhos de bola e misturadores porextrusão são exemplos desse processo (YANG; JENNINGS, 1995; DEMEYRE, 2004).(b) mistura extensiva – é a incorporação de fases miscíveis pela deformação do fluidodevido ao deslocamento relativo entre suas partículas. Isso resulta no aumento da áreade interface dos componentes diminuindo as heterogeneidades. Esse processo égovernado pelo histórico de cisalhamento da pasta cuja homogeneidade é função darelação entre a tensão fornecida pelo misturador e a resistência dos aglomerados

 presentes. A mistura em argamassadeiras empregadas em laboratório é extensiva(YANG; JENNINGS, 1995; DEMEYRE, 2004).

A escolha da forma de mistura depende da natureza dos componentes a seremmisturados. Numa mistura ideal, a pasta de cimento (ou argamassa) deve estar isenta de

aglomerados e todas as partículas envoltas em água; assim a mistura tende a exibir baixa

1 Neste trabalho os aglomerados são as estruturas tridimensionais de partículas.

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viscosidade facilitando sua utilização (YANG; JENNINGS, 1995). Uma pastahomogênea pode ser obtida por um processo que forneça tensão suficiente para quebraros aglomerados.

Simplificadamente pode-se dizer que a viscosidade das suspensões dependeessencialmente de dois fatores: a (i) concentração de sólidos e o (ii)  teor máximo de

 partículas que o fluido pode suportar (V  sm ) (OLIVEIRA et al. 2000).

A concentração máxima de sólidos sofre influência de todos os fatores que afetam ascaracterísticas reológicas das suspensões2. Portanto, pode-se esperar que suspensõescontendo partículas aglomeradas entre si apresentem valor baixo de V  sm  e, porconseguinte, maior viscosidade relativa. Já as suspensões dispersas de maneiraadequada apresentam menor viscosidade relativa devido ao seu maior valor de V  sm 

(OLIVEIRA et al. 2000). Assim pode-se dizer que a viscosidade relativa varia de formainversa à presença de aglomerados na pasta (argamassa) (YANG; JENNINGS, 1995).Quanto menor a viscosidade, maior será a facilidade para a argamassa recobrir assuperfícies a serem revestidas.

Os aglomerados  ocorrem devido à atuação da força de atração que existe entre as

 partículas conhecida como força de van der Waals. A intensidade dessa força depende principalmente da distância entre as partículas (CALLISTER, 2002). A distância entreas partículas de cimento sofre variações antes mesmo do início da mistura com a águadevido à presença da umidade relativa do ar.

A umidade  influencia a força de atração de partículas de três maneiras: (a)  pode seradsorvida à superfície e alterar a energia superficial, (b) pode alterar a condutividade dasuperfície e com isso sua carga eletrostática e (c)  pode se condensar nas regiõescapilares aumentando a área de contato entre as partículas. As moléculas de água sãoinicialmente adsorvidas na superfície e formam uma monocamada que aumenta a forçade van der Waals, pois diminuem as micro-irregularidades da superfície e por sua vez adistância entre as partículas. Esta monocamada pode ser considerada como parte da

superfície da partícula (NOKHODCHI, 2005).Com o início da adição da água de amassamento outros aglomerados vão se formandodevido ao crescimento das forças de van der Waals e à formação de um filme líquido nasuperfície das partículas - camada adsorvida de ligação - que aumenta o diâmetro dasmesmas (Figura 1). Quando diversas partículas com o filme líquido estão próximasaumentam as forças de adesão entre elas devido ao efeito da capilaridade. Com maiorárea de contato, e conseqüente aumento das forças de superfície, a atração entre as

 partículas aumenta impedindo seu afastamento relativo (OLIVEIRA et al.  2000;PILEGGI, 2001; NOKHODCHI, 2005).

À medida que mais água é adicionada, ou que esta esteja melhor distribuída no sistema,

aumenta a quantidade de partículas recobertas pela camada de ligação. Ao atingir umteor crítico, isto é, teor de água suficiente para a formação de pontes entre as partículas(pontes de ligação) (HARNBY; et al. apud PILEGGI, 2001) ocorre um grande aumentona resistência ao cisalhamento devido à geração de forças capilares de atração entre as

 partículas (Figura 2). Isto leva ao aumento do esforço (torque) necessário para ocisalhamento (PILEGGI, 2001).

2  Como: (a)  características físicas das partículas (tamanho, distribuição granulométrica, densidade,formato, área superficial específica, rugosidade superficial), (b)  tipo de interação das partículas (forçasatrativas que causam aglomeração são o motivo principal da existência do fenômeno), (c) característicasdo meio líquido (viscosidade, densidade); e (d) temperatura (PILEGGI, 2001).

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Figura 1 - Resistência teórica à tração em função dos diversos mecanismos de aglomeração etamanho das partículas (HARNBY et al. 1992 e CHULIA et al. 1994, apud  PILEGGI, 2001)

Figura 2 - Representação esquemática das camadas adsorvidas de ligação e das pontes de ligaçãoentre duas partículas (laranja) imersas em meio líquido (PILEGGI, 2001). Nota: azul claro: líquido de recobrimento das superfícies e afastamento entre as partículas.

azul escuro: líquido de preenchimento entre os vazios das partículas.

Assim, quando houver água suficiente para recobrir a superfície das partículas e para preencher os vazios entre elas (porosidade) o teor crítico  é atingido – condição detensão máxima. “A partir desta condição, qualquer quantidade de água adicionada aomaterial provoca o aumento da distância entre as partículas -desaparecimento das pontes

de ligação- e a resistência ao cisalhamento diminui instantaneamente”. Com toda águaadicionada o material é mantido sob agitação até tornar-se homogêneo e estável comrelação ao seu estado de dispersão, podendo ser em seguida aplicado (PILEGGI, 2001).

Influência da seqüência de adição de água

A energia necessária para quebrar os aglomerados citados anteriormente pode serdiminuída em função da distribuição granulométrica e da seqüência de adição de água.

Os agregados3  atuam como misturadores intensivos sobre a matriz, pois ajudam aquebrar mais rapidamente os aglomerados (POWERS, 1968; WILLIAMS et al. 1999).Isto facilita a distribuição homogênea da água entre as partículas, atingindo-se maisrapidamente o teor crítico de água. Assim, quanto maior o número de partículas acima

de 0,1 mm, maior esse efeito (PILEGGI, 2001; YANG; JENNINGS, 1995).

3 Neste trabalho são considerados agregados as partículas superiores a 0,1mm de dimensão máxima.

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Utilizando um reômetro rotativo, PILEGGI (2001) discute a influência da seqüência daadição de água no comportamento reológico e propriedades finais de concretosrefratários4. Segundo o autor, quanto maior o teor de finos presente mais acentuada é adiferença entre dosar toda água em uma única etapa ou dosá-la fracionada.

Quando a água foi adicionada de forma direta, em uma única etapa, o torque encontrado para a transposição do teor crítico foi baixo e não apresentou correlação com a

granulometria do concreto. Para a adição  fracionada  a transposição do teor críticocausou picos elevados nos valores de torque. Esses picos apresentaram relação diretacom a distribuição granulométrica do sistema. Quanto maior o teor de finos maior ovalor do torque medido.

A adição direta de água na mistura foi menos eficiente que a adição fracionada, pois omisturador não foi capaz de fornecer energia suficiente para romper os aglomerados

 presentes. A eficiência na quebra dos aglomerados, em conjunto com a açãoestabilizante dos dispersantes, determina o estado de aglomeração do material, tendoconseqüências diretas sobre o seu comportamento reológico. Porém, a forma de adiçãode água, embora afete a eficiência da mistura, não alterou o comportamento reológico

dos sistemas estudados (PILEGGI, 2001).Seqüências usuais de adição de água

O procedimento de mistura empregado nos laboratórios  difere do comumenteempregado nos canteiros de obra. A NBR 13276/02, semelhante à ASTM C 305,determina que a seqüência de mistura das argamassas para os ensaios laboratoriaisobedeça às seguintes etapas: (a) verter na cuba toda a água a ser utilizada; (b)  vertertoda argamassa anidra na cuba em 30 segundos; (c) misturar na velocidade 1 durante 30segundos; (d) revolver a argamassa com uma espátula para evitar a presença de grumosdurante 60 segundo e (e) misturar na velocidade 1 durante 30 segundos5.

Segundo YANG; JENNINGS (1995) sem uma dispersão prévia do pó esta velocidade e

tempo de misturas não fornecem energia suficiente ao sistema para romper todos osaglomerados. Com o auxílio de um microscópio eletrônico de varredura ambiental e umreômetro, os autores constataram que quanto maior a presença de aglomerados na pastamenor o intervalo de tempo necessário para a pasta atingir o valor máximo da tensão decisalhamento.

 Na grande maioria dos canteiros  as argamassas são misturadas manualmente ecomumente de acordo com o seguinte roteiro: (a)  a argamassa anidra é colocada namasseira; (b)  é acrescentada cerca de 90 % da água fixada; (c)  primeira mistura; (d) ajusta-se da trabalhabilidade pela adição de mais água ou argamassa anidra; (e) segundamistura até chegar à trabalhabilidade desejada. A seqüência é semelhante à“ fracionada” descrita por PILEGGI (2001).

Quando o teor de água não é fixado, a subjetividade do critério de adição de água gerauma heterogeneidade ainda maior. Os pedreiros mais experientes trazem consigo, aindaque de forma empírica, o conceito do teor crítico de água e deixam para fazer o ajustefinal da trabalhabilidade com uma adição final. Esta forma de mistura é um pouco maiscansativa pelo aumento da tensão superficial entre as partículas gerada pela utilizaçãode um teor de água próximo ao crítico.

O cansaço ou o despreparo do oficial pedreiro pode fazer com que adicione mais água para facilitar a homogeneização, ao invés de empregar mais energia para quebrar osaglomerados e distribuir melhor a água previamente adicionada. Esta forma de mistura é

4 Concretos refratários apresentam distribuição granulométrica próxima à das argamassas.5  Este intervalo de tempo pode ser estendido ou abreviado caso a embalagem da argamassaindustrializada traga alguma recomendação para tanto.

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ainda menos eficiente que a anterior (YANG; JENNINGS 1995). Embora exista umagrande tradição em ambas as formas de mistura, uma mesma argamassa obtida nos doiscasos pode apresentar características reológicas muito diferentes entre si.

 SQUEEZE-FLOW  (Escoamento por Compressão Axial)

O  squeeze-flow, ou  escoamento por compressão axial,  consiste em medir o esforçonecessário para comprimir um corpo-de-prova cilíndrico de uma suspensão entre duas placas paralelas (Figura 3).

O princípio fundamental do método de  squeeze-flow  está baseado no fato que adeformação efetiva do material comprimido entre as placas ocorre por cisalhamentoradial quando a razão entre o diâmetro e a espessura da amostra for elevada (D/h >> 5).Razões inferiores levam ao surgimento de tensões de compressão (PILEGGI et al. 2004).

Existem diferentes configurações para o aparato de ensaio. Em cada uma delas ascomponentes do atrito e do escorregamento entre a amostra e a placa de aplicação de

carga ou a base exercem influência na distribuição de tensões (PILEGGI et al. 2004).Para o presente trabalho foi escolhida a arquitetura apresentada na Figura 3. Nestaarquitetura, a área sob carregamento permanece constante, mas a área submetida aosfenômenos de escorregamento e atrito entre a base e a amostra é variável.

Figura 3 – Esquema da arquitetura do ensaio de squeeze-flow: início e fim (PILEGGI et al. 2004).

Onde: D = diâmetro do punção (placa superior) = diâmetro da amostra; h0 = distância inicial entre o punção ea base (placa inferior) = altura inicial da amostra; h = altura da amostra variável em função do deslocamentodo punção superior

O carregamento durante o ensaio é realizado por compressão simples controlada pordeslocamento que é a forma mais freqüentemente empregada (ÖZKAN et al . 1999;

KOLENDA et al . 2003). A simplicidade operacional associada à grande quantidade deinformações fornecidas provavelmente justifica este fato (PILEGGI et al. 2004).

 Neste ensaio, a deformação da amostra decorre do deslocamento relativo entre as placas, sendo possível variar tanto a taxa de deslocamento (ex.: mm/s), como a extensãodo deslocamento (ex.: mm). Como conseqüência, resultados de carga x deslocamentoem função do tempo constituem a resposta experimental (PILEGGI et al.  2004;CARDOSO et al. 2005).

EXPERIMENTO

Para determinar a influência da seqüência de mistura das argamassas nas propriedadesreológicas foi concebido o experimento a seguir.

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Planejamento do Experimento

As características das argamassas no estado fresco foram alteradas em função davariação de dois fatores: (a)  teor de água de amassamento e (b)  teor de aditivodispersante.

A escolha dos teores para os fatores teve como critério a utilização de argamassasaplicáveis como revestimento de paredes, segundo avaliação prática de um pedreiro6. ATabela 1 apresenta os teores utilizados e o resumo da configuração do experimento:

Tabela 1 – Resumo da configuração do experimento

CombinaçõesMistura Pó

na ÁguaMistura

Água no Pó

Dispersante (0%)2  1P-A 1A-PTeor deágua (13%)1  Dispersante (0,6%) 2P-A 2A-P

Dispersante (0%) 3P-A 3A-PTeor deágua (15%) Dispersante (0,6%) 4P-A 4A-P

1: teor de água de amassamento em relação à massa total de argamassa anidra2: teor de aditivo dispersante em relação à massa de cimento da argamassa

As argamassas foram preparadas a partir de um único lote de matéria prima. O teor deaglomerantes e a distribuição granulométrica foram mantidos constantes. Asdeterminações com o squeeze-flow foram repetidas três vezes.

Materiais, Equipamentos e Métodos UtilizadosOs materiais  utilizados no preparo das argamassas estudadas foram: (a)  cimentoPortland CP II F 32 (NBR 11578); (b)  cal hidratada tipo CH I (NBR 7175); (c)  filercalcário com finura inferior a 0,075mm; (d) areia proveniente de rocha calcária britadacom grãos de 0,1 mm a 1,2 mm; (e) areia quartzosa com grãos de 0,1 mm a 0,6 mm; (f) aditivo incorporador de ar à base de laurilsulfato de sódio; (g) aditivo dispersante à basede lignosulfonato de sódio.

O dispersante, por ser um aditivo fornecido no estado líquido, foi adicionado à água deamassamento e misturado durante 180 segundos na argamassadeira antes de sua adiçãoa argamassa. Essa etapa foi adotada para possibilitar a ação do aditivo7  sem alterar otempo de mistura efetivo das argamassas.

A mistura foi feita em uma argamassadeira de bancada HOBART com 300 rpm. Osensaios de  squeeze-flow  foram realizados com o auxílio de uma máquina de ensaiouniversal INSTRON modelo 5569.

As propriedades das argamassas foram avaliadas segundo os ensaios descritos na Tabela2.

Tabela 2 – Ensaios realizadosPropriedade Método

Densidade do pó picnometria

Consistência da argamassa ASTM C230

Densidade da pasta NBR 13278

Teor de ar incorporado à argamassa NBR 13278 – Gravimétrico

Comportamento reológico Squeeze-flow

6 As argamassas com os diversos níveis foram aplicadas na parede por um profissional habilitado eexperiente, ou seja, passaram por todas as etapas da execução de um revestimento: lançamento,sarrafeamento, desempeno e feltragem.7 O intervalo de 180 segundos foi informado pelo fabricante do aditivo.

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 Seqüência P-A: pó na água

A seqüência de mistura  P-A é a mesma descrita na NBR 13276/02. Consistiu em (a) verter na cuba toda a água a ser utilizada; (b) verter toda argamassa anidra na cuba em30 segundos e (c)  misturar na velocidade 1 durante 60 segundos. Após a misturaverificava-se se ainda havia argamassa anidra aderida ao fundo da cuba com o auxíliode uma espátula. A Figura 4 traz os intervalos de tempo das etapas.

Figura 4 – Duração das etapas da Seqüência P-A de mistura

 Seqüência A-P: água no pó

A seqüência de mistura  A-P   consiste em adicionar a água de amassamentofracionadamente à argamassa anidra vertida previamente na cuba da argamassadeira. Aágua foi adicionada com auxílio de um funil tipo pêra com torneira dosadora, com aargamassadeira ligada na velocidade 1 (mistura 1). Na primeira adição vertia-se metadeda água durante 37 segundos. Completados os 50 s da mistura 1  desligava-se aargamassadeira e verificava-se com a espátula se ainda havia argamassa anidra aderidaao fundo da cuba.

Em seguida acionava-se novamente a argamassadeira na velocidade 1 ecomplementava-se a quantidade de água de amassamento em 37 segundos. A

argamassadeira permanecia em operação até completarem-se os 60 s do tempo damistura 2. O tempo total  de mistura, ou seja mistura 1 + mistura 2, foi de 110 segundos.A Figura 5 apresenta as etapas descritas com os respectivos intervalos de tempo paracada uma.

Figura 5 – Duração das etapas da Seqüência A-P  de mistura

Tempo de espera

As argamassas foram ensaiadas após 15, 30, 45 e 60 minutos de seu preparo. Os copos-de-prova permaneceram cobertos por um pano úmido para diminuir a evaporaçãodurante os intervalos entre os ensaios.

A variação do tempo de espera visa simular o tempo em que a argamassa permanece na

masseira esperando até o momento de utilização em obra.

- 166 -

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Procedimento de ensaio de Squeeze-flow 

Após a mistura das argamassas o procedimento de ensaio do  squeeze-flow  foi oseguinte:

• Posicionou-se o molde cilíndrico de PVC (φ  = 101,6 mm e h = 15 mm) nocentro da base circular de inox (φ = 150 mm) com o auxílio de um gabarito;

• Preencheu-se o molde de PVC em camadas com o auxílio de uma espátula demodo a evitar que fiquem vazios entre as camadas, rasou-se com a espátula emsentidos opostos. Moldou-se os 4 corpos-de-prova simultaneamente;

• Posicionou-se a base de inox com o corpo-de-prova na prensa e retirou-se omolde. Os demais corpos-de-prova permaneceram cobertos por um pano úmido

 para evitar a saída de água para o meio;

• Após 15 minutos da mistura da argamassa, aplicou-se a carga de compressãocom deslocamento controlado com uma taxa de -0,1 mm/s até 0,1 mm. Manteve-se o deslocamento interrompido por 30 s, voltou-se a aplicar a taxa de -0,1 mm/saté atingir 1,5 mm. Manteve-se o deslocamento interrompido por 30 s e voltou-se ao deslocamento de -0,1 mm/s até chegar a 2,5 mm. Manteve-se odeslocamento interrompido por mais 30 s. O ensaio foi finalizado quando odeslocamento máximo de 2,5 mm foi atingido ou quando se chegou acapacidade máxima da célula de carga (1 kN). A Figura 6 é um exemplo doensaio e o seu plano de carregamento está resumido na Figura 7.

Figura 6 – Instron com o aparato para a realização dos ensaios de squeeze-flow.

Figura 7 - Plano do ensaio de squeeze-flow 

• Repetiu-se o procedimento descrito para os intervalos de tempo 30, 45 e 60minutos.

corpo-de-prova

base

pistão

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RESULTADOS E DISCUSSÃO

Influência da Seqüência de Mistura avaliada por meio da Consistência

Foi utilizada a consistência para avaliar a influência da seqüência de mistura nocomportamento das argamassas por ser esse método de ensaio prática corrente nas

 pesquisas brasileiras.

As argamassas misturadas conforme a  seqüência P-A  (pó na água) apresentaramconsistência maior que as misturadas conforme a seqüência A-P (água no pó) (Figura 8).Os índices de consistência da  seqüência P-A foram, em média, 15 % inferiores aos da

 seqüência A-P . Com o passar do tempo, independente da seqüência de mistura, o índicede consistência apresentou tendência de queda linear com excelentes coeficientes decorrelação (R 2).

y = -0,4753x + 139,63

R2 = 0,9533

y = -0,3929x + 188,37

R2 = 0,9981

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

0 10 20 30 40 50 60 70

Tempo de espera (min)

   I  n   d .   C  o  n  s   i  s   t   ê  n  c   i  a   (  m  m   )

1P-A

1A-P

Linear (1P-A)

Linear (1A-P)

 (a) 1 (13%H2O; sem dispersante) 

y = -1,6933x + 222,72

R2 = 0,9589

y = -1,3031x + 237,55

R2 = 0,9988

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

0 10 20 30 40 50 60 70

Tempo de espera (min)

   I  n   d .   C  o  n  s   i  s   t   ê  n  c   i  a

   (  m  m   )

2P-A

2A-P

Linear (2P-A)

Linear (2A-P)

 (b) 2 (13%H2O; com dispersante) 

y = -0,4133x + 187,85

R2 = 0,9951

y = -0,51x + 217,38

R2 = 0,9152

100

120

140

160

180

200

220

240260

280

300

0 10 20 30 40 50 60 70

Tempo de espera (min)

   I  n   d .   C  o  n  s   i  s   t   ê  n  c   i  a   (  m  m   )

3P-A

3A-P

Linear (3P-A)Linear (3A-P)

 (c) 3 (15%H2O; sem dispersante) 

y = -1,3702x + 282,05

R2 = 0,9986

y = -0,1806x + 30,635

R2 = 0,9753

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

0 10 20 30 40 50 60 70

Tempo de espera (min)

   I  n   d .   C  o  n  s   i  s   t   ê  n  c   i  a   (  m  m   )

4P-A

4A-P

Linear (4P-A)

Linear (4A-P)

 (d) 4 (15%H2O; com dispersante) 

Figura 8 – Influência da seqüência de mistura no índice de consistência em função do tempo de espera.

A Figura 9 mostra que a consistência obtida pela  seqüência P-A  apresenta correlaçãolinear com  seqüência A-P   (R 2  = 0,9057) independente do tempo de espera. Portanto,uma medida pode ser estimada facilmente a partir da outra.

- 168 -

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y = 0,678x + 83,854

R2 = 0,9057

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

P-A: Índice de consist. (mm)

   A  -   P  :   í  n   d   i  c  e   d  e  c  o  n  s   i  s   t .   (  m  m   )

1(13%H2O; sem)

2(13%H2O; com)

3(15%H2O; sem)

4(15%H2O; com)

15

30

45

60

15

30

45

60

15

30

4560

153045

60

 Figura 9 – Correlação entre os índices de consistência das seqüências de mistura em função do tempode espera.

Entretanto, pela teoria de processo de mistura apresentada não se esperava que tipos demisturas diferentes resultassem em comportamentos reológicos similares. Estasinformações aparentemente antagônicas são conseqüência do conceito utilizado paradeterminar a consistência por meio da mesa.

O índice de consistência obtido na mesa de consistência é um ensaio dinâmico onde aenergia é fornecida ao sistema por meio de golpes (quedas) que provocam o escoamentodo material (HACKLEY; FERRARIS, 2001).

Quando da remoção do molde de argamassa, ocorre algo semelhante ao “ slump test ”(ensaio de abatimento), pois a argamassa escoa até que seja atingido o equilíbrio entre atensão de escoamento e a tensão de cisalhamento proveniente da atuação do seu peso

 próprio (SCHOWALTER; CHRISTENSEN, 1998; FERRARIS, 1999). Desta forma oespalhamento inicial varia basicamente em função da tensão de escoamento daargamassa ensaiada.

A partir deste ponto, por meio dos golpes, é fornecida energia ao sistema para que aargamassa escoe por menos de 1 segundo. Desprezando eventuais contribuições damassa da mesa, a energia ( E  potencial ) fornecida à argamassa é função da altura de quedada mesa (h), da massa da amostra (m) e da aceleração da gravidade ( g ) (Equação 1).

h g m E  potencial  ⋅⋅=   Equação 1

A cada golpe, parte da energia é consumida para ultrapassar a tensão de escoamento(deformação elástica). O restante é consumido durante o escoamento da argamassa porsua viscosidade plástica  que é uma medida indireta da capacidade da suspensão dedissipar energia (OLIVEIRA et al. 2000). Com a diminuição da energia disponível nosistema, a tensão de cisalhamento atuante se iguala novamente à tensão de escoamento,fazendo com que a argamassa entre em repouso.

Com o passar do tempo, a coesão do sistema é aumenta, (a)  pela evaporação da águadisponível para a lubrificação, (b) pela diminuição do teor de ar e (c) pela formação dos

 produtos da hidratação do cimento. Estes fatores levam ao incremento da tensão deescoamento e da viscosidade plástica que, por sua vez, causam a diminuição do

espalhamento, já que a energia fornecida ao sistema não varia

8

 (Figura 8).

8 Desprezamos aqui o efeito da perda de água na variação da massa da amostra.

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Assim, a taxa de crescimento da área de espalhamento no ensaio de consistência éfunção da tensão de escoamento  (τ  0) e da viscosidade plástica (  pl ). O modelo de

 Bingham é normalmente aceito para explicar o comportamento reológico de argamassas(FERRARIS, 1999) e relaciona essas duas grandezas e a taxa de cisalhamento  (γ  ) àtensão de cisalhamento (τ  ) (Equação 2):

 pl η τ  τ   ⋅+= 0   Equação 2

Conclui-se então que se pode obter o mesmo espalhamento na mesa de consistência para argamassas com diferentes reologias. Para tanto, basta que haja uma compensaçãoentre a tensão de escoamento e a viscosidade plástica. Uma vez que o comportamentoreológico das argamassas depende fundamentalmente destas duas grandezas e, como amesa de consistência não é capaz de dissociá-las em suas medidas, os resultados obtidosnão podem ser utilizados para avaliar de forma eficaz o comportamento reológico dasargamassas (PILEGGI, 2001; KOEHLER, FOWLER, 2003). Isto justifica a reduzida

sensibilidade da influência da seqüência de mistura observada na Figura 9, pois umaumento na viscosidade plástica pode compensar uma eventual redução na tensão deescoamento.

Diante do exposto, pode-se concluir que a consistência é um método empíricoquantitativo que pode ser usado apenas como parâmetro de controle do comportamentoreológico de uma argamassa para uma condição particular de contorno, fato corroborado

 por KOEHLER, FOWLER (2003). Assim, esse método não foi sensível o suficiente para avaliar o fenômeno em estudo sendo necessária a aplicação de outro conceito demedida, o squeeze-flow.

Influência da Seqüência de Mistura avaliada por meio do Squeeze-flow 

A  seqüência  P-A  (pó na água) apresentou valores de carga máxima, em média, 11,4vezes maior que a seqüência A-P (água no pó). A diferença entre as ordens de grandeza

 pode ser observada na Figura 10 e na Figura 11 que apresentam os gráficoscarga x deslocamento para as argamassas estudadas 15 e 60 minutos após seu preparo,isto é, com tempo de espera de 15 e 60 minutos. A tendência observada se repetiu paraos demais tempos de espera estudados (30 e 45 minutos).

Vale ressaltar que para a  seqüência P-A  diversas vezes foi atingida a capacidademáxima da célula de carga (1 kN) antes de chegar ao deslocamento máximo de 2,5 mmestipulado no plano do ensaio. Os valores destes casos foram utilizados apenas paraexpressar a diferença na ordem de grandeza e não como valor absoluto, que certamente

seria superior a 1 kN.

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0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Deslocamento (mm)

   C  a  r  g  a   (   N   )

15 min

15 min

15 min

 

1P-A(13%H2O; sem dispersante)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Deslocamento (mm)

   C  a  r  g  a   (   N   )

15 min

15 min

15 min

 

1A-P (13%H2O; sem dispersante)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Deslocamento (mm)

   C  a  r  g  a   (   N   )

15 min

15 min

15 min

 

2P-A(13%H2O; com dispersante)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Deslocamento (mm)

   C  a  r  g  a   (   N   )

15 min

15 min-1

15 min-2

 2A-P (13%H2O; com dispersante)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Deslocamento (mm)

   C

  a  r  g  a   (   N   )

15 min

15 min

15 min

 

3P-A(15%H2O; sem dispersante)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Deslocamento (mm)

   C

  a  r  g  a   (   N   )

15 min

15 min-2

15 min-3

 

3A-P (15%H2O; sem dispersante) 

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Deslocamento (mm)

   C  a  r  g  a   (   N   )

15 min

15 min

15 min

 

4P-A(15%H2O; com dispersante)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Deslocamento (mm)

   C  a  r  g  a   (   N   )

15 min

15 min

15 min

 

4A-P (15%H2O; com dispersante) 

Figura 10 – Comparação entre tipos de mistura para a mesma argamassa: carga x deslocamento para15 min de tempo de espera.

- 171 -

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0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Deslocamento (mm)

   C  a  r  g  a   (   N   )

60 min

60 min

60 min

 

1P-A(13%H2O; sem dispersante)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Deslocamento (mm)

   C  a  r  g  a   (   N   )

60 min

60 min

60 min

 

1A-P (13%H2O; sem dispersante)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Deslocamento (mm)

   C  a  r  g  a   (   N   )

60 min

60 min

60 min

 

2P-A(13%H2O; com dispersante)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Deslocamento (mm)

   C  a  r  g  a   (   N   )

60 min

60 min-1

 

2A-P (13%H2O; com dispersante)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Deslocamento (mm)

   C

  a  r  g  a   (   N   )

60 min

60 min

60 min

 

3P-A(15%H2O; sem dispersante)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Deslocamento (mm)

   C

  a  r  g  a   (   N   )

60 min

60 min-2

60 min-3

 

3A-P (15%H2O; sem dispersante) 

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Deslocamento (mm)

   C  a  r  g  a

   (   N   )

60 min

60 min

60 min

 

4P-A(15%H2O; com dispersante)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Deslocamento (mm)

   C  a  r  g  a

   (   N   )

60 min

60 min

60 min

 

4A-P (15%H2O; com dispersante) 

Figura 11 – Comparação entre tipos de mistura para a mesma argamassa: carga x deslocamento para60 min de tempo de espera.

A provável causa para essa variação tão acentuada é a diferença entre a eficiência demistura de cada seqüência.

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A  seqüência P-A foi o resultado de uma mistura extensiva. Essa mistura distribuiu deforma menos eficiente a água no sistema e não foi capaz de fornecer energia suficiente

 para romper todos os aglomerados (heterogeneidades) presentes (Figura 12 (a)) levandoao aumento da viscosidade plástica da pasta (suspensão). Isso diminuiu a lubrificaçãoentre os agregados possibilitando o surgimento das forças de atrito e o conseqüenteaumento da resistência ao cisalhamento do sistema (YANG; JENNINGS, 1995;

OLIVEIRA et al.  2000). Dessa forma, a carga de compressão se elevou rapidamente,mesmo para pequenos deslocamentos (Figura 10 e Figura 11).

A  seqüência A-P  possibilitou que a argamassadeira, um misturador extensivo, atuassedurante a primeira etapa da mistura como semi-intensivo. Ao fornecer apenas parte daágua, possibilitou-se que a sua distribuição fosse mais efetiva e envolvesse maiorquantidade de partículas dando lugar ao surgimento das pontes líquidas e ao aumentodas forças de van der Waals. Este estado de tensões permitiu que a aplicação pelomisturador de uma elevada força de cisalhamento pontual simulando um misturadorintensivo e rompendo os aglomerados (Figura 12 (b)) (YANG; JENNINGS, 1995).Dessa forma a viscosidade das argamassas diminuiu e, por conseguinte, a resistência aocisalhamento. Com a adição do complemento da água de amassamento o teor crítico foiultrapassado e os planos de cisalhamento da argamassa voltam a se deslocar em relaçãouns aos outros com facilidade (PILEGGI, 2001).

Assim, a viscosidade da  seqüência A-P  foi inferior a da  seqüência P-A e com isso foi possível atingir o deslocamento total estipulado de 2,5 mm com cerca de, em média,13 % da carga utilizada na seqüência P-A (Figura 10 e Figura 11).

(a) Seqüência P-A (b) Seqüência A-P

Figura 12 – Representação esquemática da presença de aglomerados de partículas em função daseqüência de mistura.

Outro fator importante é que na configuração de experimento a energia de mistura nãofoi mantida constante. O tempo total de mistura da  seqüência P-A foi 45 % inferior aoda seqüência A-P . Assim, além do efeito de misturador “semi-intensivo”, obtido com ofracionamento da água, foi fornecida mais energia ao sistema durante a  seqüência A-P .Todavia, a ordem de grandeza da redução no valor da carga de compressão máxima(~87 %) dificilmente pode ser explicada apenas pelo incremento no tempo de mistura.

As variações na relação cargas x deslocamento  observadas em função do tempo de

espera podem estar vinculadas à cinética de endurecimento das argamassas.

 Nos ensaios realizados aos 15 minutos  (Figura 10) foi possível observar que asargamassas com maior teor de água (15 %: 3P-A, 3A-P, 4P-A  e 4A-P ) foram menos

sensíveis à variação da seqüência de mistura. A elevada quantidade de água dessasargamassas foi suficiente para que, nos minutos iniciais, a viscosidade de ambas asseqüências de mistura fossem iguais. Todavia, com o passar do tempo (Figura 11) a

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influência da presença dos aglomerados passou a ser detectável pelo  squeeze-flow resultando na elevação das cargas de compressão para pequenos deslocamentos.

Considerando constantes a evaporação do sistema e a eliminação das bolhas de arincorporado, a alteração na cinética de consolidação pode ser atribuída à quantidade deaglomerados presentes na argamassa. Quanto maior a sua presença, mais rápidoocorrerá a consolidação (YANG; JENNINGS, 1995). Isso explica porque as argamassas

com mesma combinação de fatores, misturadas conforme a  seqüência A-P,  nãoapresentaram o mesmo crescimento brusco da relação carga x deslocamento observadoquando misturadas conforme a seqüência P-A.

 Na Figura 10 e na Figura 11 também podem ser observadas as dispersões entre as trêsrepetições do mesmo ensaio para cada combinação estudada. Para avaliar a influênciada seqüência de mistura na dispersão dos resultados foram comparados os desvios-

 padrão entre as cargas de compressão máximas das 3 repetições para um deslocamentode 1 mm9 para cada combinação (Figura 13).

0

1

10

100

1000

0 10 20 30 40 50 60 70

Tempo de espera (min)

   D  e  s  v .

   P  a   d .

   C  a  r  g  a  m  a  x .  e  m    1

  m  m    (   N

   )

Linear (1P-A) Linear (2P-A)

Linear (3P-A) Linear (4P-A)

Linear (1A-P) Linear (2A-P)

Linear (3A-P) Linear (4A-P)

 

Figura 13 – Desvio Padrão das cargas máximas entre as 3 determinações para um deslocamento de1 mm em função do tempo de espera.

 Na Figura 13 nota-se que os maiores desvios-padrão foram observados para ascombinações com 13 % de água misturadas conforme a seqüência P-A (1P-A e 2P-A).Para as combinações com 15 % de água misturadas conforme a  seqüência P-A (3P-A e4P-A) e as demais combinações misturadas conforme a  seqüência A-P   (1A-P, 2A-P,3A-P e 4A-P) não se pode concluir que houve diferença significativa entre as variâncias.Assim, pode-se afirmar que as argamassas com 13 % de água foram mais sensíveis àseqüência de mistura que as argamassas com 15 % de água. E, embora nem todas as

regressões lineares tenham apresentado boas correlações (Figura 13), foi possível inferirque existiu uma tendência de crescimento dos desvios-padrão com o passar do tempo deespera para ambos os teores de água. Este foi mais um indicativo de que a aglomeraçãointerferiu na cinética de endurecimento.

Assim, é provável que essas variações tenham sido fruto do número de aglomerados(heterogeneidades) remanescentes na pasta após o processo de mistura que tornaramainda mais aleatório  o escoamento das argamassas (maior desvio padrão). Essecomportamento está relacionado à eficiência da mistura e à composição da argamassa.

Diante do exposto pode-se concluir que a  seqüência A-P   foi mais eficiente que a seqüência P-A, porém não se pode assegurar que esta seja a  seqüência ideal  de mistura

9 No deslocamento de 2,5 mm algumas combinações excederam a capacidade máxima da célula decarga.

1P-A: R2

 = 0,57111A-P: R

2 = 0,8192

2P-A: R2 = 0,0937

2A-P: R2 = 0,9197

3P-A: R2 = 0,4267

3A-P: R2 = 0,3089

4P-A: R2 = 0,9815

4A-P: R2 = 0,1019

- 174 -

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 para as argamassas estudadas. As variações encontradas entre suas três determinações,mesmo que em valores absolutos tenham sido inferiores às encontradas para a seqüência

 P-A,  ainda necessitam ser melhor estudadas. Estas variações podem ser fruto da (a)  permanência de aglomerados provenientes da não utilização do teor crítico10  de águadurante as misturas, como já exposto, de (b)  falhas introduzidas durante a moldagemdos corpos-de-prova para o ensaio de  squeeze-flow, da (c)  variabilidade das condições

ambientais do laboratório e da (d) aleatoriedade intrínseca à reologia das argamassas.Finalmente, fazendo um paralelo à análise realizada para a consistência utilizando o

 squezee flow, na Figura 14 é apresentada a relação entre as seqüências de mistura  P-A e A-P   para a carga máxima em 1,5 mm. Por meio do  squeeze-flow  não foi possíveldetectar uma boa correlação entre as seqüências de mistura. Isso corroborou a hipótesede que o comportamento reológico das argamassas  foi influenciado  pela seqüência demistura.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 200 400 600 800 1000

P-A: Carga máx. em 1,5mm (N)

   A  -   P  :   C  a  r  g  a  m   á  x .  e  m    1 ,   5  m  m    (   N

   )

1(13%H2O; sem)

2(13%H2O; com)

3(15%H2O; sem)

4(15%H2O; com)

15

30 45

60

15

15

30

45

30

45 60 60

15

3045 60

 Figura 14 – Correlação entre as cargas máximas (em 1,5 mm de deformação) das seqüências demistura em função do tempo de espera.

Influência do teor de água e da presença de aditivo dispersanteAnalisando-se as cargas máximas necessárias para atingir 1,5 mm de deslocamentoapresentadas na Figura 15, pode-se melhor compreender o impacto do teor de água e da

 presença de aditivo dispersante no comportamento reológico das argamassas.

 Nos primeiros 15 minutos, o teor de água foi o fator determinante para a sensibilidadedo sistema à seqüência de mistura. As combinações com menor teor de água (13 %: 1 e2) foram sensíveis (Figura 15 (a) e (b)), enquanto as com maior teor de água (15 %: 3 e

4) não sofreram influência significativa da seqüência de mistura (Figura 15  (c)  e (d)).Esse efeito foi atenuado no decorrer do tempo de espera e as causas do fenômeno jáforam discutidas no item anterior.

A água, além de atuar como ponte entre as partículas, atua como lubrificante, afastandoas partículas e diminuindo o atrito entre os grãos e, conseqüentemente, diminuindo aviscosidade do sistema. Como os teores utilizados no experimento representam aquantidade mínima e máxima de água para que as argamassas do estudo sejam passíveisde utilização como revestimento de paredes, percebe-se quão vulnerável fica o sistema aeventuais problemas de mistura com 13 % de água. O escoamento do sistema para a

 seqüência P-A  foi bastante dificultado quando comparado com o da  seqüência A-P .Assim, para 13 % de água utilizando-se a  seqüência A-P  existe maior probabilidade de

10 O teor crítico só pode ser determinado com a utilização de um reômetro para detectar o valormáximo do torque antes da queda brusca da resistência do sistema (“ ponto de virada”).

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ser atingida melhor extensão de aderência, independente do tempo de espera, ou seja,esta seqüência poderá resultar em uma aderência maior.

y = 126,14x + 174,48

R2 = 0,9174

y = 14,255x + 29,055

R2 = 0,7632

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

15 30 45 60

Tempo de espera (min)

   C  a  r  g  a  m  a  x .  e  m    1 ,   5  m  m    (   N   )

1P-A

1A-P

Linear (1P-A)

Linear (1A-P)

 (a) - 1 (13%H2O; sem dispersante) 

y = 36,094x + 371,52

R2 = 0,6737

y = 7,5131x + 10,705

R2 = 0,8344

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

15 30 45 60

Tempo de espera (min)

   C  a  r  g  a  m  a  x .  e  m    1 ,   5  m  m    (   N   )

2P-A

2A-P

Linear (2P-A)

Linear (2A-P)

 (b) - 2 (13%H2O; com dispersante) 

y = 2,7532x - 25,845R2 = 0,8832

y = 0,6116x + 5,6355

R2 = 0,9363

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 10 20 30 40 50 60 70

Tempo de espera (min)

   C  a  r  g  a  m  a  x .  e  m    1 ,   5  m  m    (   N

   )

3P-A

3A-P

Linear (3P-A)

Linear (3A-P)

 (c) - 3 (15%H2O; sem dispersante) 

(P-A) y = 52,707x - 36,855

R2 = 0,8825

(A-P) y = 7,9193x + 5,1024

R2 = 0,9869

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

15 30 45 60

Tempo de espera (min)

   C  a  r  g  a  m  a  x .  e  m    1 ,   5  m  m    (   N

   )

4P-A

4A-PLinear (4P-A)

Linear (4A-P)

 (d) - - 4 (15%H2O; com dispersante) 

Figura 15 – Influência da seqüência de mistura em relação ao tempo de espera para a mesma

argamassa.

Para 15 % de água  corresponde uma argamassa que, devido à sua baixa tensão deescoamento, não permite a aplicação em camadas verticais de revestimento maisespessas que aproximadamente 1 centímetro. Ao longo do tempo, pode-se observar quemesmo para 15 % de água as propriedades das argamassas misturadas segundo a

 seqüência P-A  foram se distanciando das propriedades das argamassas misturadassegundo a seqüência A-P . Assim, mesmo que em um primeiro momento não haja umasuscetibilidade tão grande a problemas de mistura, ao ficar em repouso na masseira acapacidade de escoar das argamassas misturadas conforme  P-A  ficará cada vez menor

comparativamente a  A-P . Isto certamente será refletido na extensão de aderência e,conseqüentemente, na aderência.

A presença do dispersante  colaborou para diminuir a sensibilidade das argamassas àseqüência de mistura. Para a combinação 2 (13 %H2O; com dispersante - Figura 15 (b)) acarga máxima necessária para um deslocamento de 1,5 mm foi 27 % menor que para acombinação 1 (13 %H2O; sem dispersante - Figura 15 (a)). O que significa dizer que aforça necessária para o espalhamento da combinação 2  é inferior à necessária paraespalhar a argamassa 1. Entretanto, mesmo com o dispersante a  seqüência P-A  demistura exigiu mais força para ser deformada que a seqüência A-P .

Em conclusão, o efeito do dispersante  somente foi visível na formulação onde aquantidade de água estava abaixo da desejável. Quando existiu água praticamente emexcesso, o seu efeito foi desprezível.

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Com isso pode-se concluir que, embora a seqüência de mistura tenha exercido grandeinfluência nas características reológicas das argamassas, é viável a formulação deargamassas menos susceptíveis às variações da dosagem de água e do processo demistura. Uma boa alternativa para isso pode ser a utilização de aditivos dispersantes.

CONCLUSÕESPara as condições de contorno e materiais utilizados neste trabalho podem-se chegar aalgumas conclusões:

• As diferenças na seqüência de mistura alteraram significativamente ocomportamento reológico das argamassas.

• O  squeeze-flow  mostrou-se viável e mais sensível que o índice de consistência para detectar variações na reologia das argamassas. Essa característicacertamente possibilitará melhor caracterização das argamassas trazendo avançosno campo das formulações.

• Para uma mesma argamassa, as médias das cargas máximas de compressão no

ensaio de  squeeze-flow  foram significativamente diferentes entre si e variaramem função de (a)  seqüência de mistura e (b) tempo de espera.

• A seqüência A-P, com adição progressiva de água no pó e com tempo de misturatotal de 110s, é mais recomendável que a seqüência P-A, pois apresentou menorvariabilidade de comportamento reológico. Isto porque possibilitou que ummisturador extensivo  atuasse durante a primeira etapa da mistura como semi-intensivo aumentando a eficiência do processo. A viscosidade das argamassasfoi diminuída tornando necessária menor carga para o mesmo nível dedeformação. Assim, as argamassas misturadas segundo a  seqüência A-P   têmmaior tendência a apresentar melhor extensão de aderência  e,conseqüentemente, melhor aderência que as misturadas segundo P-A.

• É possível formular argamassas menos sensíveis às variações de processo encontradas nos canteiros de obra. A utilização de aditivos dispersantes mostra-se como uma alternativa viável.

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