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NBR 10908 Adit Ad itiv ivos os ara ara ar amas amassa sa e conc concre reto to Ensaios de uniformidade JAN 1990
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Método de ensaio Origem: Projeto 18:006.02-002/1985 CB-18 - Comitê Brasileiro de Cimento, Concreto e Agregados CE-18:006.02 - Comissão de Estudo de Aditivos Plastificantes (Redutores de gua) e Modificadores de Pega para Concreto de Cimento Portland NBR 10908 - Mortar and concrete admixtures - Uniformity tests - Method of test Descriptors: Mortar. Concrete Reimpressão da MB-2645, de DEZ 1986 Palavras-chave: Argamassa. Concreto
SUMÁRIO
1 Objetivo 2 Aparelhagem 3 Execução do ensaio ANEXO - Exemplos de determinação do ponto de equivalência na determinação do cloreto
1 Objetivo 1.1 Esta 1.1 Esta Norma prescreve os métodos para determinação do pH, teor de sólidos, massa específica e teor de cloretos, com o objetivo de verificar a uniformidade de aditivos sólidos ou líquidos de um lote ou de diferentes lotes de uma mesma procedência. medid a de pH não se aplica 1.2 O 1.2 O método eletrométrico de medida a aditivos que possuem constituintes que possam aderir aos eletrodos de peagômetro(1). 1.3 O 1.3 O método de determinação do teor de sólidos não é aplicável a produtos com constituintes que tenha m pressão de vapor elevada em temperatura abaixo de 150°C(2), e produtos com pelo menos um constituinte que ainda retenha água a esta temperatura (3).
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1.4 O 1.4 O método do picnômetro determina a massa específica relativa à da água, com as temperaturas das amostras e da água iguais iguai s a 25°C. 25°C. Nota: O método potenciométrico de determinação de haletos sofre interferência de íons que formam sais insolúveis ou complexos com a prata, em meio ácido. Fluoretos não interferem. Sulfetos também não interferem pois são decompostos pelo tratamento ácido.
2 Aparelhagem 2.1 pH Deve ser utilizada a seguinte aparelhagem: a) copo de béquer de 50 mL a 250 mL; b) pisseta com água destilada; c) papel macio; d) balão volumétrico de 1000 mL; e) peagômetro com resolução de 0,1 unidade de pH e com compensação de temperatura;
(1) Por exemplo: Óleos e graxas. Neste caso, a medida do pH pode ser efetuada por meio de papel indicador com resolução de 0,5 unidade
de pH. (2) Por exemplo: Naftalina. (3) Por exemplo: Cloretos de cálcio, hidrocarbonetos, sílica-gel, sulfato de cobre.
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f) eletrodo de vidro e eletrodo de calomelano ou os dois eletrodos combinados; g) estufa capaz de manter a temperatura no intervalo de (110 ± 5) °C; h) balança analítica com capacidade de 100 g e resolução de 0,0001 g; i) termômetro com escala no intervalo de 0°C a 100°C, resolução de 0,5°C. 2.2 Teor de s ólidos Deve ser utilizada a seguinte aparelhagem: a) balança analítica com capacidade de 100 g e resolução de 0,0001 g; b) cápsula de platina ou de porcelana com capacidade de 100 mL; c) banho-maria; d) estufa capaz de manter a temperatura no intervalo de (105 ± 5) °C; e) dessecador. 2.3 Massa espec í fica Deve ser utilizada a seguinte aparelhagem: a) picnômetro do tipo Hubbard (para materiais líquidos) de 25 mL ou bal ão volumétrico de 100 mL (para materiais sólidos); b) estufa capaz de manter a temperatura no intervalo de (105 ± 5) °C; c) banho de água capaz de manter a temperatura no intervalo de (25,0 ± 0,5) °C; d) termômetro com escala no intervalo de 0°C a 100°C, com resolução de 0,5°C; e) balança analítica, com capacidade de 100 g e resolução de 0,0001 g; f) bomba de v ácuo acoplada a um dessecador. 2.4 Haletos Deve ser utilizada a seguinte aparelhagem: a) eletrodo íon seletivo cloreto de prata/sulfeto ou um eletrodo de prata met álico recoberto com cloreto de prata, com eletrodo de referência adequado; b) potenciômetro com escala em mV, com resolução de 1 mV, de preferência com leitura digital;
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c) bureta, classe A, 10 mL de capacidade com divisões de 0,05 mL.
3 Execu ção do ensaio 3.1 pH 3.1.1 Reagentes
Os reagentes a serem usados devem ser todos puros para análise (p.a.). As soluções devem ser preparadas com água destilada ou deionizada(4) e guardadas de prefer ência em frasco de polietileno. As soluções devem ser preparadas conforme indicado em 3.1.1.1 a 3.1.1.4. 3.1.1.1 Solução-tampão padrão de pH = 4,008 a 25 °C:
preparada dissolvendo em água 10,1200 g de biftalato de potássio, KHC8H4OH, seco a 110°C, por 2 h, e diluído a 1000 mL em balão volumétrico com água. 3.1.1.2 Solução-tampão padrão de pH = 6,865 a 25 °C:
preparada dissolvendo em á gua 3,880 g de diidrogenofosfato de pot ássio, KH2PO4, e 3,5330 g de hidrogenofosfato de sódio, Na2HPO4, ambos secos a 110°C, por 2 h, e diluídos a 1000 mL em bal ão volumétrico com água. 3.1.1.3 Solução-tampão padrão de pH = 9,180 a 25 °C:
preparada dissolvendo 3,8000 g de borato de s ódio decaidratado, Na2B4O7.10H2O em água recém-fervida, para eliminação do CO2, e esfriada à temperatura ambiente, e diluído a 1000 mL em balão volumétrico, com água recém-fervida. 3.1.1.4 Solução-tampão padrão de pH = 10,013 a 25 °C:
preparada dissolvendo 2,0920 g de bicarbonato de s ódio, NaHCO3, e 2,6400 g de carbonato de sódio, Na2CO3, seco a 270°C, por 1 h, em água recém-fervida, para eliminação do CO2, esfriada à temperatura ambiente, e diluídos a 1000 mL em bal ão volumétrico com água recém-fervida. 3.1.2 Calibra ção do aparelho (5) 3.1.2.1 Quando as determinações de pH forem feitas
ocasionalmente, o aparelho deve ser calibrado, conforme 3.1.2.2 e 3.1.2.3, antes de cada medida. Quando as determinações forem feitas continuamente, calibrar o aparelho a cada 2 h ou mais freq üentemente se o pH das amostras for muito variado. 3.1.2.2 Ligar o aparelho e deixar aquecer durante cerca de
30 min. Remover os eletrodos da água, lavá-los com água e enxugá-los com papel macio. 3.1.2.3 Imergir os eletrodos em solu çã o-tampão de
pH = 6,865 e colocar o compensador na temperatura do tampão. Agitar ligeiramente o tampão, cessar a agitação, aguardar a estabilização e então acertar o ponteiro em pH = 6,865. Remover os eletrodos da solução-tampão. Lavar os eletrodos com água e enxugar com papel macio.
A condutância específica da água não deve exceder 2.10 S/cm.
(4)
Observar rigorosamente as instruções do fabricante para a instalação e manutenção do peagômetro e dos eletrodos. Deixar os eletrodos de vidro e de calomelano (ou o eletrodo combinado ) imersos em água durante a noite e sempre que n ão estiverem em uso. (5)
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3.1.2.4 Proceder conforme 3.1.2.3 com outra solução-
tampão cujo pH seja pr óximo ao da solu ção a ser analisada. A diferença entre o pH da solução-tampão e o pH que o aparelho indicar não deve ser superior a 0,1. 3.1.3 Aditivo l í quido
Colocar cerca de 150 mL de amostra num copo de b équer, imergir os eletrodos e colocar o compensador na temperatura da amostra (em geral a temperatura ambiente)(6). Agitar ligeiramente a amostra, cessar a agitação, aguardar a estabilidade e fazer a leitura. Lavar os eletrodos com água destilada e deixá-los em água até a próxima medida de pH. Determinar a temperatura da amostra e anotar.
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duas pesagens sucessivas, efetuadas com intervalos de 2 h, houver variação entre as leituras menor de 0,1%. 3.2.2 Amostra s ólida 3.2.2.1 Pesar cerca de 5 g de amostra s ólida, com
aproximação de 0,0001 g, e colocar em uma c ápsula previamente tarada a (105 ± 5) °C. 3.2.2.2 Seguir o procedimento descrito para amostra líquida. 3.2.3 Resultados 3.2.3.1 O teor de resíduo sólido, em cada determinação,
expresso em %, é obtido pela fórmula:
3.1.4 Aditivo s ólido
Dissolver 10,0 g de amostra em 90,0 g de água e fazer a medida conforme 3.1.3.
Onde:
3.1.5 Corre ção do erro alcalino
m1 = massa da amostra, em g
Quando o pH determinado for superior a 10, corrigir o erro alcalino consultando curvas ou tabelas correspondentes ao tipo de eletrodo em uso.
m2 = massa do res íduo seco a 105°C, em g
3.1.6 Resultados
Em cada determinação, o resultado é lido diretamente no aparelho e expresso com uma casa decimal. A temperatura e a concentração em massa ou volume de aditivo original na solução em que foi efetuada a medida devem ser indicadas. O pH da amostra é a média aritmética das três determinações efetuadas. 3.2 Teor de s ólidos
3.2.3.2 O teor de res íduo sólido da amostra
é a média
aritmética das três determinações efetuadas quando estas não diferirem entre si de mais de 3% em valor absoluto. Quando as três determinações diferirem entre si em mais de 3% em valor absoluto, o ensaio deve ser repetido integralmente. 3.3 Massa espec í fica 3.3.1 Cuidados a serem observados durante o ensaio 3.3.1.1 Utilizar água destilada ou deionizada recentemente
fervida. 3.2.1 Amostra l í quida 3.3.1.2 Evitar expansão e transbordamento do conte údo do 3.2.1.1 Pesar cerca de 50 g de amostra l íquida com
aproximaçã o de 0,01 g e colocar em uma c ápsula previamente tarada a (105 ± 5)C.
picnômetro em conseqüência do calor da m ão por ocasião de limpeza da superfície externa. 3.3.1.3 Eliminar a presença de qualquer bolha de ar na
3.2.1.2 Evaporar o conteúdo da cápsula em banho-maria
até a secura. Lavar e enxugar a parte externa da cápsula cuidadosamente com um pano seco.
operação de enchimento e na adapta ção da rolha ao picnômetro. 3.3.1.4 Na imersão do picnômetro com amostra no banho,
3.2.1.3 Deixar a cápsula durante 24 h em estufa a
(105 ± 5) °C.
evitar a penetração de água por meio do orifício existente na rolha.
3.2.1.4 Esfriar a cápsula em dessecador durante 30 min e
3.3.2 Procedimento de ensaio
pesar. 3.2.1.5 Recolocar na estufa a (105 ± 5) °C por mais 1 h 30 m in.
Esfriar a c á psula em dessecador por 30 min e pesar. 3.2.1.6 Se após três pesagens sucessivas o res íduo sólido
não atingir massa constante, o ensaio deve ser anulado pela falta de aplicabilidade deste método(7). Considerar que o resíduo sólido atingiu massa constante quando entre
Pesar o picnômetro ou bal ão volumétrico limpo e seco e denominar esta massa de “a”. Encher com água(8) e adaptar perfeitamente a rolha. Imergir em um banho de água mantido à temperatura de (25,0 ± 0,5) °C durante pelo menos 30 min. Retirar o picnômetro ou balão do banho, enxugar toda a superfície externa com um pano limpo e seco e pesar novamente. Denominar esta massa de “b”. Proceder de acordo com o descrito em 3.3.2.1 a 3.3.2.2.
A influência da temperatura da amostra no potencial do eletrodo é compensada no próprio aparelho.
(6)
Considera-se que o aditivo se enquadr a no disposto em 1.3.
(7)
No caso do balão, encher até a marca de referência.
(8)
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3.3.2.1 Aditivo lí quido
3.3.6.2 Aditivo pastoso ou s ólido
Encher o picnômetro limpo e seco com a amostra, tendose o cuidado de evitar a oclusão de bolhas de ar. Adaptar a rolha firmemente, deixando sair todo o ar e o excesso de material por seu orifício. Imergir em um banho de água mantido à temperatura de (25,0 ± 0,5) °C durante pelo menos 30 min. Retirar o picnômetro, enxugar toda a superfície externa com um pano limpo e seco e pesar novamente. Denominar esta massa de “c”.
A massa espec ífica relativa em cada determinação é calculada pela fórmula:
Onde: a = massa do picnômetro ou bal ão vazio, em g
3.3.2.2 Aditivo pastoso
b = massa do picnômetro ou balão mais água, em g Encher aproximadamente a metade do volume de picnômetro limpo e seco com amostra. Tomar precau ções para que n ão adira material na parede interna do picnômetro. Colocar a rolha e pesar. Denominar esta massa de “c”. Cuidadosamente, encher o restante do picnômetro com água e adaptar firmemente a rolha. Imergir em banho-maria mantido à temperatura de (25,0 ± 0,5)°C durante pelo menos 30 min. Retirar o picnômetro ou balão do banho, enxugar toda a superf ície externa com um pano limpo e seco e pesar novamente. Denominar esta massa de “d”.
c = massa do picnômetro ou bal ão mais amostra utilizada, em g d = massa do picn ômetro ou balão mais amostra e água, em g Nota: A massa espec ífica relativa da amostra é a média aritmética das duas determinações obtidas, a n ão ser que o resultado das duas determinações definidas em 3.3.6.1 e 3.3.6.2 difira em mais de 0,01, caso em qu e o ensaio deve ser repetido.
3.3.2.3 Aditivo s ólido
3.4 Haletos Colocar cerca de 25 g de amostra, pesada com aproximação de 0,0001 g, no bal ão volumétrico. Denominar a massa do balão mais a massa da amostra de “c”. Adicionar água até três quartos do volume do bal ão. Colocar o balão no dessecador e remover todo o ar ocluso por meio de bomba de v ácuo acoplada ao dessecador(9). Encher o balão volumétrico com água até a marca de referência e imergir em um banho de água mantido à temperatura de (25,0 ± 0,5)°C durante pelo menos 30 min. Retirar o balão do banho, enxugar toda a superf ície externa com um pano limpo e seco e pesar. Denominar esta massa de “d”.
3.4.1 Reagentes
Os reagentes a serem usados s ão os seguintes: a) cloreto de sódio (NaCl), grau padrão primário; b) nitrato de prata (AgNO3), p.a.; c) cloreto de potássio (KCl), p.a. (necessário apenas para o eletrodo de prata met álica).
3.3.6 Resultados
3.4.2 Preparação das solu ções
3.3.6.1 Aditivo lí quido
3.4.2.1 Solução padrão de cloreto de s ódio (0,05 N NaCl)
A massa específica relativa referida à massa específica da água em cada determinação é calculada pela fórmula:
Secar cloreto de sódio (NaCl) entre 105°C a 110°C até massa constante. Pesar 2,9222 g do reagente seco, dissolver em água e diluir a exatamente 1 L em bal ão volumétrico e agitar a solução. Essa solução é padrão, não necessitando ser padronizada.
Onde: a = massa do picnômetro vazio, em g b = massa do picn ômetro mais água, em g c = massa do picnômetro mais amostra (cheio), em g
3.4.2.2 Solu ção padrão de nitrato de prata (0,05 N AgNO 3)
Dissolver 8,4938 g de nitrato de prata (AgNO 3) em água. Diluir a 1 L em frasco volum étrico e homogeneizar. Padronizar contra 5,00 mL da solução padrão de cloreto de sódio 0,05 N, diluídos a 150 mL com água, seguindo o procedimento de titulação recomendado em 3.4.3.1, a partir da adição de solução indicadora de alaranjado-de-
Quando sujeitos à pressão reduzida, alguns sólidos fervem violentamente. Neste caso, reduzir vagarosamente a press ão ou utilizar recipiente maior. (9)
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metila. A normalidade exata deve ser calculada a partir da média de três determinações calculadas como segue:
tempo suficiente entre cada adi ção para que os eletrodos entrem em equilíbrio com a solução de amostra. Nota: A experiência demonstrou que leituras aceit áveis são obtidas quando o menor valor da escala n ão muda em um período de 5 s (geralmente em 2 min). 3.4.3.3 Quando adições iguais de solução de AgNO3 se apro-
Onde: N = normalidade da solução de AgNO3 V = volume de solu ção de AgNO3 utilizado na titulação, em mL 3.4.2.3 Indicador de alaranjado-de-metila
Preparar uma solução contendo 2 g de alaranjado-demetila por 1 L de álcool etílico 95%. 3.4.3Procedimento 3.4.3.1 Pesar uma amostra de 100,0 g(10) de aditivo em um
copo de béquer de 250 mL e diluir com 100 mL de água. Adicionar três gotas de solução indicadora de alaranjadode-metila e agitar. Adicionar ácido nítrico (1:1), gota a gota, com agitação até o aparecimento de colora ção r ósea ou vermelha persistente, e adicionar 10 gotas em excesso. Para potenciômetros equipados com escala anal ógica, é necessário estabelecer aproximadamente o “ponto de equivalência”. Imergir os eletrodos em um copo de b équer com água e ajustar o instrumento para ler cerca de 20 mV menos que o centro da escala. Anotar esse valor. Remover o copo de b équer e limpar os eletrodos com papel absorvente. Adicionar 2,00 mL de NaCl 0,05 N à amostra acidulada. Colocar o copo de b équer sobre um agitador magnético e adicionar um bastão de agitação recoberto de teflon. Imergir os eletrodos na solução, verificando que o bastão de agitação não toque nos eletrodos; começar a agitar suavemente. Colocar a ponta da torneira da bureta de 10 mL, preenchida com solu ção padrão 0,05N de AgNO3, dentro da solu ção ou então acima da solu ção.
ximam do ponto de equival ência, estas causam maiores mudanças nas leituras do milivoltímetro. Além do ponto de equivalência, a mudança de voltagem para cada incremento de volume irá novamente diminuir. Continuar a titulação até ter anotado três leituras além do ponto de equivalência. 3.4.3.4 Calcular a diferença em milivolts entre adições
sucessivas de titulante e colocar os valores na 3 coluna de papel onde est ão sendo anotados os resultados. Calcular a diferença entre valores consecutivos na coluna 3 e colocar os resultados na coluna 4. O ponto de equivalência da titulação deve ser no ponto de máximo incremento de tensão da coluna 3. O ponto de equival ência exato pode ser interpolado dos resultados listados na coluna 4, como mostrado no Anexo. ª
3.4.3.5 Fazer um ensaio em branco usando 75 mL de água
no lugar da amostra, seguindo o procedimento de 3.4.3.1, a partir da adição de solução indicadora de alaranjado-demetila. Corrigir os resultados obtidos subtraindo o branco. Nota: Para ensaios rotineiros, o branco pode ser omitido calculando-se o teor de cloreto da amostra pela fórmula: Cl (%) = 3,5453 (VN - 0,10)/W Onde: V = mililitros de AgNO 3 utilizados na titulação da amostra (ponto de equivalência) N = normalidade exata da solu ção de AgNO3 0,05 N 0,10 = miliequivalentes de NaCl adicionados (2,0 ml x 0,05 N) W = massa de amostra, em g
Notas: a) É aconselhável manter a temperatura da solução no copo de béquer constante durante a titula ção, pois a solubilidade do cloreto de prata varia muito com a temperatura em baixas concentrações. b) Se a ponta da bureta está fora da solução durante a titulação, as gotículas aderidas devem ser transferidas ao copo de béquer de titulação com alguns mililitros de água após cada adição de AgNO3. 3.4.3.2 Titular gradualmente, anotando o volume de so-
lução padrão de AgNO3 0,05 N necessário para obter uma leitura no milivoltímetro de -60,0 mV do ponto de equivalência encontrado com água. Continuar a titulação com incrementos de 0,20 mL. Anotar as leituras na bureta e os valores correspondentes do milivolt ímetro nas colunas 1 e 2 de um papel com quatro colunas. Deixar transcorrer
3.4.4 Resultados
Calcular a porcentagem de cloretos com aproximação de 0,001% como segue: % Cl = 3,5453 x VN/W Onde: V = mililitros de solução de AgNO3 0,05 N usados na titulação da amostra (ponto de equivalência) (isto é, V gasto na amostra - V gasto no branco) N = normalidade exata do AgNO3 0,05 N W = massa de amostra, em g
/ANEXO (10)
Usar amostras proporcionalmente menores para produtos com maiores concentrações de cloretos.
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ANEXO - Exemplo de determina ção do ponto de equival ência na determina ção do cloreto (Coluna 1)
(Coluna 2)
(Coluna 3)
(Coluna 4)
AgNO3, mL
Potencial, MV
ÐmV(A)
ÐmV (B)
1,60
125,3
1,80
119,5
5,8
+ 1,4
2,00
112,3
7,2
+ 1,3
2,20
103,8
8,5
+ 1,3
2,40
94,0
9,8
- 0,6
2,60
84,8
9,2
- 2,3
2,80
77,9
6,9
3,00
71,8
6,1
3,20
67,0
4,8
- 0,8 - 1,3
Diferenças entre leituras sucessivas na coluna 2, quando os incrementos de titula ção forem constantes. Para incrementos diferentes, deve-se calcular ÐmV/ ÐV, onde são os incrementos de volume de titulante. (A)
Diferenças entre leituras sucessivas na coluna 3.
(B)
Nota: O ponto de equival ência está no intervalo de incremento m áximo (coluna 3) e, portanto, entre 2,20 mL e 2,40 mL. O valor exato do ponto de equivalência nesses incrementos de 0,2 mL é calculado a partir dos valores de ÐmV (coluna 4), como segue: pto. de equiv. = 2,20 +
1,3 1,3 + 0,6
x 0,20 = 2,337 mL. Arredondar para 2,34 mL.