XII SIMPÓSIO BRASILEIRO DE TECNOLOGIA DAS ARGAMASSAS São Paulo, 22 a 24 de agosto de 2017 AVALIAÇÃO DO USO DE FINOS EM SUBSTITUIÇÃO AO CIMENTO NO DESEMPENHO MECÂNICO DE ARGAMASSAS RHANNA BERTON (1) ; CARLOS HENRIQUE R. MAGRI (2) ; ELIANE BETÂNIA C. COSTA (3) (1) DACOC – Universidade Tecnológica Federal do Paraná – [email protected](2) DACOC– Universidade Tecnológica Federal do Paraná – [email protected](3) DACOC – Universidade Tecnológica Federal do Paraná – [email protected]RESUMO Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da substituição parcial do cimento por finos não reativos e/reativos no desempenho de argamassas. Foram produzidas argamassas com teores de substituição de 0%; 5%; 25%; 45% e 65% do cimento por calcário e 2% de nanossílica, sendo essa com uso isolado e combinado com 25% de calcário. O teor de água foi obtido pelo modelo de Powers e para minimizar a aglomeração das partículas foi utilizado aditivo dispersante a base de policarboxilatos. No estado fresco, as argamassas foram avaliadas pela densidade de massa, teor de ar incorporado e espalhamento e no endurecido, pela resistência à compressão e pela resistência de aderência à tração em argamassas aplicadas sobre substratos graníticos, ambos aos 28 dias. Nos sistemas argamassa-substrato estudados, os resultados mostraram que é possível obter uma resistência de aderência de 0,30 MPa com uma substituição de até 51% do cimento por calcário. O uso de nanossílica em combinação com 25% de fino calcário não reduziu significativamente os valores de aderência em comparação à argamassa de referência (0%). Palavras-chave: cimento, finos, calcário, nanossílica, desempenho. EVALUATION OF THE USE OF FINES IN REPLACEMENT OF CEMENT ON THE MECHANICAL PERFORMANCE OF MORTARS ABSTRACT The aim of this study was to evaluate the effect of partial replacement of cement by non-reactive and/or reactive fines on mortar performance. It was produced mortars with 0%; 5%; 25%; 45% and 65% of replacement contents of cement by limestone and by 2% of nanosilica, with this one being used alone and combined with 25% limestone. ISSN 2446-6824
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AVALIAÇÃO DO USO DE FINOS EM SUBSTITUIÇÃO AO … · comparação à argamassa de referência (0%). Palavras-chave: cimento, finos, calcário, nanossílica, desempenho. ... Ambos
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XII SIMPÓSIO BRASILEIRO DE TECNOLOGIA
DAS ARGAMASSAS São Paulo, 22 a 24 de agosto de 2017
AVALIAÇÃO DO USO DE FINOS EM SUBSTITUIÇÃO AO CIMENTO NO DESEMPENHO MECÂNICO DE ARGAMASSAS
RHANNA BERTON (1); CARLOS HENRIQUE R. MAGRI (2); ELIANE BETÂNIA C. COSTA (3) (1) DACOC – Universidade Tecnológica Federal do Paraná – [email protected]
(2) DACOC– Universidade Tecnológica Federal do Paraná – [email protected] (3) DACOC – Universidade Tecnológica Federal do Paraná – [email protected]
RESUMO
Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da substituição parcial do cimento por
finos não reativos e/reativos no desempenho de argamassas. Foram produzidas
argamassas com teores de substituição de 0%; 5%; 25%; 45% e 65% do cimento por
calcário e 2% de nanossílica, sendo essa com uso isolado e combinado com 25% de
calcário. O teor de água foi obtido pelo modelo de Powers e para minimizar a
aglomeração das partículas foi utilizado aditivo dispersante a base de policarboxilatos.
No estado fresco, as argamassas foram avaliadas pela densidade de massa, teor de ar
incorporado e espalhamento e no endurecido, pela resistência à compressão e pela
resistência de aderência à tração em argamassas aplicadas sobre substratos graníticos,
ambos aos 28 dias. Nos sistemas argamassa-substrato estudados, os resultados
mostraram que é possível obter uma resistência de aderência de 0,30 MPa com uma
substituição de até 51% do cimento por calcário. O uso de nanossílica em combinação
com 25% de fino calcário não reduziu significativamente os valores de aderência em
Os resultados de resistência à compressão mostram que todas as argamassas estudadas
apresentaram valores bem superiores ao especificado pela classe III da NBR 13281
(ABNT, 2001) (37) devido ao elevado consumo de cimento do traço adotado. De um modo
geral, verificou-se que a resistência à compressão das argamassas diminuiu com o
aumento do teor de substituição do cimento pelas partículas finas. Os resultados
obtidos corroboram com outros pesquisadores que avaliaram a influência do teor de
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substituição do cimento por finos calcários na resistência à compressão de concretos(8-
10) e na resistência à tração por compressão diametral de argamassas(24). Essa tendência
de redução das propriedades mecânicas, quando o teor de finos não reativos, é
aumentado ocorre devido ao efeito de diluição, uma vez que a adição de finos reduz o
volume de produtos hidratados e aumenta a relação água/cimento.
De um modo geral o aumento da relação água/cimento tende a aumentar a porosidade
das matrizes cimentícias. No entanto, verificou-se que algumas argamassas, F5 e F25,
com relações a/c diferentes (0,61 e 0,73 – respectivamente) apresentaram mesmo valor
de porosidade. E, argamassas com mesma relação a/c (REF e N2; F25 e F25N2)
apresentaram porosidade diferentes. Por exemplo, o uso de 2% de nanossilica
proporcionou uma redução de 14% da porosidade em relação à argamassa de
referência. Nestes casos, a granulometria das partículas também pode ter contribuído
para a redução da porosidade do sistema, visto que houve a redução da porosidade com
o incremento de partículas finas no sistema (efeito fíler).
Houve um decréscimo da resistência de aderência à tração com o aumento da
substituição do cimento pelos finos calcários, como mostra a Figura 2. Esses resultados
estão de acordo com os resultados obtidos por Costa(24) ao analisar o efeito da
substituição de cimento por finos calcários em argamassas aplicadas em substratos
cerâmicos hidrofugados.
Figura 2 – Resistência de aderência à tração das argamassas aplicadas em substrato granítico. Todos os corpos de prova apresentaram ruptura na interface argamassa-substrato.
Fonte: autoria própria
Apesar da redução da aderência com o incremento do teor de calcário, os resultados
são extremamente satisfatórios, visto que atende os valores de resistência de aderência
à tração recomendados pela NBR 13749(35) para aplicação em revestimentos externos e
internos. No modelo estudado, é possível obter uma resistência de aderência de
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0,30 MPa com uma substituição de até 51% do cimento por calcário. Todas as
argamassas estudadas atingiram o valor mínimo recomendado de 0,20 MPa para
aplicação como revestimento interno, mesmo para teores de substituição de 65% por
fino calcário. Isso porque essas argamassas apresentam consumo de cimento da ordem
de 155 kg/m³ típico para aplicação em revestimentos.
Na tabela 2, observa-se que os índices de eficiência do uso do ligante para a resistência
à compressão, manteve-se praticamente constante até o teor de 45% de substituição,
decrescendo em média 6% para um aumento de 20% da substituição de cimento por
calcário. Este fato representa algo positivo, visto que até o teor de 45% de substituição,
menos ligante (cimento) foi necessário para obtenção de 1 MPa de resistência à
compressão. Para o teor de substituição de 65%, constatou-se que o excesso de finos
foi prejudicial para garantir a eficiência do sistema, não houve quantidade de ligante
suficiente para garantir a coesão entre as partículas(36), reduzindo à resistência à
compressão.
Ainda no que diz respeito à eficiência verificada na resistência à compressão, quando
trata-se da inserção de nanossílica, a argamassa FN (25% de calcário + 2% de nanossílica)
apresentou resultados satisfatórios, porém menos eficientes se comparados a F25. A
composição com substituição de cimento exclusivamente por nanossílica, a eficiência
do sistema foi reduzida em 14% devido à presença do material. Isto pode ter ocorrido
porque a contribuição química da nanossílica para a resistência mecânica devido as
reações pozolânicas ocorre em idades mais avançadas(11).
Em relação à resistência de aderência, verificou-se um aumento da eficiência do uso do
ligante com o acréscimo de finos calcários no sistema. A substituição de 65% do cimento
propiciou uma redução de 29% do índice de ligante para obtenção de um mesmo valor
de aderência. Isso indica que pode ser vantajoso a substituição do cimento por partículas
finas em teores de até 65%, porém deve ser verificado os limites de resistência de
aderência estabelecidos por norma para que não haja comprometimento do sistema de
revestimento. A argamassa FN apresentou maior eficiência em comparação à F25 (17%)
e menor eficiência em relação a referência, 17% e 2%, respectivamente.
4. CONCLUSÃO
Os resultados obtidos mostram que a substituição do cimento por finos tem mais
impacto para a resistência à compressão do que para a resistência de aderência à tração.
No caso da aderência, o aumento do teor de substituição do cimento pelos finos
calcários propiciou resultados satisfatórios enquanto que na resistência à compressão o
impacto foi negativo. No entanto, verificou-se que mesmo para argamassas com
consumo de cimento próximo a 155 kg/m³, obtidas com teor de substituição de 65% de
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cimento por fino calcário, apresentam valores de resistência à compressão superior a
8 MPa e resistência de aderência de 0,20 MPa conforme requisitos normativos para
aplicação em argamassas de revestimento interno. Para a aplicação da argamassa em
revestimentos externos é possível substituir até 51% do ligante pelo material garantindo
uma resistência de aderência satisfatória (consumo de cimento próximo a 190 kg/m³).
O uso combinado de 25% de calcário e 2% de nanossílica não reduziu a resistência de
aderência das argamassas aplicadas sobre os substratos graníticos apesar da redução de
aproximadamente 125 kg/m³ de cimento. Isso mostra o enorme potencial do uso de
misturas desses dois materiais para aplicação em matrizes cimentícias. Estudos
adicionais devem ser realizados para verificação do potencial de substituição do cimento
por finos calcários e nanossílica em argamassas com traços mais pobres de cimento e
com maiores proporções de agregado miúdo.
AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem a Cimento Itambé, a AkzoNobel e ao laboratório de Microestru-
tura e Ecoeficiência da USP pela doação dos materiais utilizados na pesquisa.
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