O modelo em elementos finitos utilizado para representar a estrutura de revestimento é um modelo conservador já utilizado nas pesquisas de Saraiva (1998), Uchôa (2007) e Barbosa (2013) e que considera algumas hipóteses simplificadoras como aderência absoluta entre a argamassa colante e o emboço, e a camada de substrato perfeitamente rígida e indeformável. Assim sendo, as tensões produzidas pelo modelo proposta tendem a ser mais elevadas do que seriam na realidade. O comportamento cíclico das tensões nas diversas camadas do modelo numérico que representa o sistema de revestimento cerâmico é influenciado pelo transiente térmico usado, pelas condições de contorno impostas e pelas
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diferenças nas propriedades físicas e mecânicas dos materiais entre as diversas camadas do sistema de revestimento cerâmico.
As tensões Sx observadas no sistema de revestimento cerâmico como resultado da análise
numérica para os quatro casos de estudo (Tabela 6.1) às 17h, foram predominantemente de compressão. Ou seja, toda a estrutura do modelo sofreu um processo de dilatação, o qual foi contido pelas condições de contorno de deslocamento nulo nas extremidades da estrutura, comprimindo-a. Essa condição de contorno, que impede a dilatação da estrutura acrescida das restrições intrínsecas ao deslocamento entre as fibras do material, promovem o surgimento das tensões de compressão elevadas na camada da cerâmica conforme resultados obtidos de -7,16MPa no Caso 1 para a cerâmica clara e de -10,57MPa no Caso 3 para a cerâmica escura. Ou seja, a cerâmica escura (Caso 3) promove tensões normais Sx de
compressão maiores que a cerâmica clara na estrutura do modelo numérico.
As tensões normais Sy às 17h foram predominantemente de tração nos nós 1706 e 1944 que
representam a cerâmica e, para os demais nós do modelo numérico simplificado em MEF, a tensão Sy observada foi de compressão. As tensões de tração apresentadas na camada
cerâmica do caso modelado representam uma tendência ao arqueamento das peças cerâmicas no sentido de tentar expulsar para fora as peças cerâmicas ao mesmo tempo que tenta abrir as fibras entre as camadas de emboço e argamassa colante embaixo das peças cerâmicas. Isso é causado pela compressão da estrutura no eixo “x” que projeta uma cerâmica contra a outra. Esse fenômeno reforça a importância de se ter flexibilidade do rejunte para minimizar esses efeitos no sistema de revestimento cerâmico. Para os quatro casos estudados observa- se que a menor tensão Sy foi de 0,50MPa no Caso 2 e a maior foi de 1,37MPa no Caso 3.
Como o rejunte possui um módulo de elasticidade muito menor que a cerâmica então ele é comprimido entre duas peças cerâmicas e se deforma mais que a cerâmica na direção vertical. Consequentemente, com essa deformação do rejunte, ele comprime as camadas de emboço e argamassa colante abaixo dele, gerando o aparecimento de tensões de compressão abaixo do rejunte, conforme mostrado na análise da deformada e concentrada de tensões de Von Mises.
As tensões Sx, Sy e Sxy geradas para os quatro casos estudados mostrou que, para o modelo
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escura) é um fator importante que influencia nos resultados de tensões obtidas. Observou-se que as tensões Sx, Sy e Sxy são mais elevadas para o Caso 3, ou seja, cerâmica escura e
temperatura interna adotado de 18ºC do que nos casos onde a cerâmica é clara.
No modelo numérico com a cerâmica escura, as temperaturas maiores geram deformações e tensões maiores, provocando a ruptura por fadiga mais cedo, ou seja, o tempo de vida útil do sistema torna-se muito menor quando comparado com o uso da cerâmica clara e considerando as condições de contorno de confinamento adotadas. Isso ocorre porque a cerâmica escura absorve mais a temperatura incidente devido ao fato do seu coeficiente de absorção térmica, 0,95, ser maior que o da cerâmica clara que é de 0,45. Assim sendo, no modelo numérico com cerâmica clara, o efeito da temperatura cíclica no sistema é mais demorado em função da absorção menor da temperatura. Portanto, considera-se mais aconselhável a utilização da cerâmica clara para revestimento cerâmico externo, de forma a minimizar os efeitos da tensão e deformação.
Os resultados sobre o estudo de fadiga da argamassa colante considerando as tensões principais S1 e S2 (mínima e máxima) geradas nas regiões dos nós 992, 1230 e 1468 do
modelo numérico que representam a camada da argamassa colante industrializada para os quatro casos de estudo mostraram que não há risco de ruptura por fadiga em nenhum caso por ação exclusiva do efeito da temperatura nas placas cerâmicas. Isso significa que as tensões geradas nesses nós não apresentaram uma variação de tensão superior ao valor de referência de resistência à fadiga que é de 4,83MPa à compressão. Portanto, nesses casos não há risco de ruptura por fadiga, segundo os resultados obtidos neste trabalho.
Conclui-se que a argamassa colante industrializada ACII não se rompe por fadiga devido as suas características física e mecânica descritas no Item 3.1.3.1, como a característica de adesividade que permite absorver os esforços existentes em revestimento de paredes externas decorrentes de ciclos de flutuação térmica. Além disso, a argamassa colante industrializada ACII tem o módulo de elasticidade baixo, no caso, 2,97GPa conforme Tabela 5.4, o que torna a argamassa colante deformável quando submetida a solicitações de tensões.
Ainda sobre o estudo de fadiga em sistemas de revestimento cerâmico, os resultados obtidos da análise numérica de fadiga da argamassa de emboço considerando as tensões principais S1 e S2 (mínima e máxima) geradas nos nós 40, 278, 516, 754 e 992 do modelo numérico
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que representa a camada da argamassa de emboço para os quatro casos de estudo mostraram que há risco de ruptura por fadiga nos Caso 3 e Caso 4. Isso significa que as tensões principais S1 e S2 geradas nos nós da argamassa de emboço do modelo numérico
apresentaram uma variação de tensão superior ao valor de referência de resistência à fadiga que é de 1,70MPa à compressão. Portanto, nesses casos, onde a cerâmica é escura há risco de ruptura por fadiga na argamassa de emboço, segundo os resultados obtidos neste trabalho para um número de ciclos de aproximadamente 103,08 ciclos (3 anos e 3 meses) para o Caso 3 e de, aproximadamente, 104,42 ciclos (75 anos) para o Caso 4.