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CIMENTO PORTLAND E OUTROS MATERIAIS EM PÓ – DETERMINAÇÃO DA FINURA PELO MÉTODO DE PERMEABILIDADE AO AR (MÉTODO DE BLAINE)
1.0 - DOCUMENTOS BÁSICOS
1.1 - NBR NM 76
2.0 - MATERIAL BÁSICO
2.1 - Cimento Portland ou outro material em pó.
3.0 - EQUIPAMENTOS
3.1 - Permeabilímetro de Blaine.
3.2 - Acessórios do Permeabilímetro de Blaine como: êmbolo de compactação, pêra de sucção, haste de madeira.
3.3 - Balança de precisão 0,001 g .
3.4 - Cronômetro Digital.
3.5 - Discos circulares de papel filtro adaptados à dimensão da célula.
3.6 - Funil de vidro.
3.7 - Espátula meia cana.
3.8 - Termômetro.
3.9 - Pincel.
3.10 - Base de madeira.
3.11 - Recipiente com tampa.
3.12 - Recipiente para determinação de massa pequena.
4.0 - LABORATÓRIO
4.1 - O laboratório deve ser mantido à temperatura de (20 + 2)° C e umidade relativa do ar não superior a 65%.
NOTA: Todas as temperaturas estabelecidas para a realização deste ensaio podem ser mantidas no intervalo de (23 + 2)°C, (25 + 2)°C ou (27 + 2)°C em regiões de clima quente, porém devem ser registradas no relatório de ensaio.
5.0 - FORMAÇÃO DA CAMADA
5.1 - Para obter uma camada de material de porosidade e, pesar uma quantidade de cimento m, em gramas, calculada a partir de:
onde,
m = massa do material, em g.
= massa específica do cimento.
= porosidade da camada que depende da finura e do tipo de cimento e deve ser escolhida de maneira que a camada seja facilmente compactada. Pode-se tomar o valor de 0,500 como ponto de partida.
V = volume da camada do material (o valor de V é determinado por aferição e consta da etiqueta de identificação afixada no aparelho), em cm³.
6.0 - AMOSTRA
6.1 - Homogeneizar vigorosamente a amostra a ser ensaiada.
7.0 - ENSAIOS
7.1 - Colocar o disco perfurado sobre a borda, no fundo da célula e sobre ele um disco de papel filtro novo, pressionado levemente com um bastão de madeira de extremidade plana.
7.2 - Com o auxílio do funil, colocar a quantidade de material determinada m, na célula, golpeando-a levemente até que a superfície da amostra fique aproximadamente plana. Colocar um segundo papel filtro.
7.3 - Introduzir o êmbolo para permitir o contato com o papel filtro, pressionando-o suave mas firmemente até que a face inferior da cápsula esteja em contato com a célula. Caso não seja possível, repetir o procedimento a partir do item 5.1, adotando uma porosidade maior, ou ainda, se o êmbolo descer praticamente sozinho pela pressão de seu peso deve-se repetir os processos desde 5.1, mas adotando uma porosidade menor.
7.4 - Vagarosamente retirar o êmbolo cerca de 5 mm , girar aproximadamente 90° e pressionar firmemente a camada mais uma vez.
7.5 - Conectar a célula ao tubo manométrico, usando uma camada fina de vaselina para garantir a vedação da junção.
7.6 - Abrir o registro e, por meio de aspiração levantar o líquido manométrico para a marca superior do tubo manométrico, fechando o registro.
7.7 - Com a subpressão formada no tubo abaixo da célula, o ar é forçado a fluir através da camada porosa e o fluido manométrico vai lentamente voltando a posição de equilíbrio.
7.8 - O cronômetro deve ser acionado quando o nível do fluido passar pela segunda marca e desligado quando atingir a terceira marca anotando-se o tempo, com aproximação de 0,2 s. Anotar a temperatura nas proximidades do aparelho.
7.9 - Repetir o procedimento na mesma camada e registrar os valores adicionais de tempo e temperatura.
7.10 - Preparar uma nova camada do mesmo material com uma segunda amostra, seguindo o procedimento definido de 7.1 a 7.9.
8.0 - CÁLCULOS
8.1 - O cálculo da área específica em massa é dado pela expressão:
onde,
S = área específica em massa, em cm2 /g.
= porosidade da camada.
t = tempo, em segundos.
= massa específica do material em g/cm³.
= viscosidade do ar à temperatura do ensaio, em Pa/s (ver Tabela 1 em anexo).
K = constante do aparelho.
9.0 - CALIBRAÇÃO
9.1 - DETERMINAÇÃO DO VOLUME DA CAMADA
9.1.1 - Aplicar uma camada muito fina de óleo mineral leve no interior da célula. Colocar o disco perfurado sobre a borda, dentro da célula.
9.1.2 - Colocar dois discos de papel filtro novos sobre o disco perfurado e assegurar que cada um cubra a base da célula quando pressionados por uma haste.
9.1.3 - Encher a célula com mercúrio e remover qualquer bolha com uma haste limpa e seca.
9.1.4 - Assegurar que a célula esteja cheia , pressionando uma placa de vidro sobre a superfície de mercúrio até nivelar com o topo da célula.
9.1.5 - Esvaziar a célula, pesar o mercúrio com aproximação de 0,01 g (m2), e registrar a temperatura.
9.1.6 - Remover um disco de papel filtro.
9.1.7 - Fazer uma camada de material conforme descrito de 7.1 a 7.3 e colocar sobre ela um novo disco de papel filtro.
9.1.8 - Preencher a célula com mercúrio, removendo as bolhas de ar e nivelando o topo como antes.
9.1.9 - Remover o mercúrio, pesar com aproximação de 0,01 g (m3), e registrar a temperatura.
9.1.10 - O volume da camada (V), em cm³, é dado por:
onde,
H = massa específica do mercúrio na temperatura do ensaio, tomado na Tabela 1.
9.1.11 - Repetir o procedimento com camadas de cimento diferentes até que dois valores de V obtidos difiram menos do que 0,005 cm³. Registrar a média desses dois valores como V.
NOTA: Evitar derramamento de mercúrio e qualquer contato entre esse material e os olhos ou a pele do operador.
9.2 - DETERMINAÇÃO DA CONSTANTE DO APARELHO
9.2.1 - Preparar uma camada compactada de cimento de referência de superfície específica conhecida e medir sua permeabilidade através do procedimento dado de 7.1 a 7.7. Registrar o tempo, t, e a temperatura do ensaio.
9.2.2 - Usando a mesma camada, repetir o procedimento de 7.1 a 7.7 duas vezes e registrar os outros dois valores de tempo e temperatura.
9.2.3 - Repetir todo o procedimento em mais duas amostras do mesmo cimento de referência. Para cada uma das três amostras, calcular a média dos três tempos e temperaturas. Para cada amostra calcular:
onde,
S0 = superfície específica da amostra de referência, em cm²/g.
0 = massa específica da amostra de referência, em g/cm³.
t0 = média dos três tempos determinados, em s.
0 = viscosidade do ar correspondente à média de três temperaturas, em Pa.s.
0 = porosidade da camada da amostra de referência.
10.0 - EXPRESSÃO DOS RESULTADOS
10.1 - O resultado da superfície específica S, deve ser apresentado com aproximação de 10 cm²/g.
10.2 - A diferença de 1% entre as médias de dois ensaios efetuados com uma mesma amostra é aceitável.
10.3 - O desvio-padrão da repetibilidade, ou seja, um de um mesmo operador realizando o ensaio com amostras diferentes do mesmo material é 50 cm²/g, e da reprodutibilidade, ou seja, operadores diferentes realizando o ensaio com amostras diferentes do mesmo material é 100cm²/g.
TABELA 1 – Massa específica do mercúrio e viscosidade do ar em função da temperatura
Temperatura
°C
Massa específica do mercúrio (H)
g/cm³
Viscosidade do ar
Pa.s
16,0
13,560
0,00001800
0,001342
17,0
13,560
0,00001805
0,001344
18,0
13,550
0,00001810
0,001345
19,0
13,550
0,00001815
0,001347
20,0
13,550
0,00001819
0,001349
21,0
13,540
0,00001824
0,001351
22,0
13,540
0,00001829
0,001353
23,0
13,540
0,00001834
0,001354
24,0
13,540
0,00001839
0,001355
NOTA: Valores intermediários podem ser obtidos por interpolação linear
Temperatura
°C
Massa específica do mercúrio (H)
g/cm³
Viscosidade do ar
Pa.s
16,0
13,560
0,00001800
0,001342
17,0
13,560
0,00001805
0,001344
18,0
13,550
0,00001810
0,001345
19,0
13,550
0,00001815
0,001347
20,0
13,550
0,00001819
0,001349
21,0
13,540
0,00001824
0,001351
22,0
13,540
0,00001829
0,001353
23,0
13,540
0,00001834
0,001354
24,0
13,540
0,00001839
0,001355
