Caracterização da matriz e dos compósitos

adição da água previamente misturada com superplastificante > adição da areia > adição das fibras > adição de VMA, e por fim o aspecto final da mistura.

Figura 2.11: Sequência das etapas do procedimento de mistura.

Como já era esperado, a introdução de fibras na matriz cimentícia reduziu o espalhamento. No entanto pode se observar que a matriz se mostrou capaz de homogeneizar o reforço de forma eficaz sem segregação para as três frações volumétricas utilizadas, para o compósito com 2% de fibra o espalhamento foi de 290 mm, para 3% e 4% os espalhamentos foram 250 mm e 230 mm, respectivamente. Os espalhamentos obtidos podem ser vistos Figura 2.12.

Figura 2.12: a) Medida do espalhamento: Compósito com 2%, 3% e 4% de fibra, a), b) e c) respectivamente.

2.2.1.6 Caracterização da matriz e dos compósitos

Para a caracterização física e mecânica dos compósitos foram moldadas misturas com três frações volumétricas (2%, 3% e 4%) de fibra curta de sisal com 40 mm de

26 comprimento. Foram utilizadas fibras de sisal hornificadas e tratadas em hidróxido de cálcio. O fluxograma apresentado na Figura 2.13, sintetiza o programa experimental utilizado na caracterização dos compósitos.

Figura 2.13: Programa experimental realizado para a caracterização física e mecânica dos compósitos reforçados com fibras tratadas.

2.2.1.6.1 Absorção de água por imersão e por capilaridade

O ensaio de absorção de água por imersão foi realizado de acordo com a NBR 9778 (2005) em corpos de prova cilíndricos de dimensões, 75 mm x 150 mm (diâmetro x altura), que desmoldados após 24 horas, permaneceram em cura por 28 dias em câmara úmida (umidade relativa de 100%), até a realização dos ensaios. A partir do ensaio foram determinadas a absorção de água da matriz bem como, o índice de vazios e a massa específica. Uma etapa do ensaio pode ser visualizada na Figura 2.14.

A absorção por capilaridade foi determinada conforme NBR 9779 (2012), ver Figura 2.15. Para garantir o fluxo unidirecional da água e evitar a perda de umidade os corpos de prova do ensaio de absorção por capilaridade foram selados com plástico filme em sua face curva.

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Figura 2.14: Pesagem do corpo de prova na balança hidrostática.

Figura 2.15: Ensaio de absorção por capilaridade.

2.2.1.6.2 Retração por secagem

Para a realização do ensaio de retração por secagem foram moldados 5 corpos de prova de dimensões, 285 mm x 75 mm x 75 mm (comprimento x largura x altura). O ensaio foi realizado de acordo com a ASTM C157 (2017). Antes do início da moldagem, os pinos de referência foram colocados nas extremidades dos moldes para assim medir a distância entre eles, obtendo-se o “G” (Figura 2.16). Como a matriz apresentou elevada fluidez a moldagem se deu em camada única.

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Figura 2.16: Colocação dos pinos e obtenção do “G”.

Os corpos de prova foram desmoldados após 24 horas e decorridos os 28 dias de cura (idem ensaio de absorção), procedeu-se a primeira leitura do processo de retração por secagem, ao mesmo tempo foi determinado também, a massa dos corpos de prova, conforme Figura 2.17-a e Figura 2.17-b respectivamente. Após essa primeira leitura os corpos de prova foram armazenados em sala com temperatura e umidade controladas (23 ± 2°C e umidade relativa de 60 ± 2 %).

29 2.2.1.6.3 Resistência à compressão axial

O ensaio de resistência à compressão uniaxial foi realizado na prensa Shimadzu® com capacidade e célula de carga de 1000 kN. Foram moldados 5 corpos de prova cilíndricos de dimensões, 75 mm x 150 mm (diâmetro x altura). O preenchimento do molde foi realizado em três camadas como pode ser visto na Figura 2.18, em cada camada foi aplicada vibração mecânica durantes 15 segundos. Os corpos de prova foram desmoldados após 24 horas e permaneceram em câmara úmida por 28 dias com umidade relativa de 100%.

Figura 2.18: Preenchimento dos moldes em camadas .

Para garantir a uniformidade da aplicação da carga na superfície dos corpos de prova, estes foram faceados em torno mecânico para regularização das superfícies (topo e base). A velocidade de carregamento foi de 0,3 mm/min e os deslocamentos axiais foram medidos por dois transdutores elétricos (LVDTs) fixados na zona central do corpo de prova.

A partir do ensaio obtém-se a curva tensão x deformação e então é possível determinar a tensão de pico (fc) e a deformação de pico (ε).

2.2.1.6.4 Resistência à tração direta

O ensaio de tração direta foi realizado na máquina eletromecânica, modelo Shimadzu® AGX - 100 kN com controle de deslocamento de 0,1 mm/min e célula de carga de 5kN. Os corpos de prova foram obtidos a partir da moldagem de uma placa com dimensão de 450 mm x 450 mm x 10 mm (comprimento x largura x espessura), que posteriormente foi cortada com o auxílio de uma serra circular nas dimensões 400 mm x 50 mm x 10 mm (comprimento x largura x espessura), foram ensaiados 5 corpos de prova, que permaneceram curando em câmara úmida por 28 dias. Os corpos de prova foram colados

30 com adesivo estrutural à base de epóxi em chapas de ferro 24 horas antes da realização do ensaio (tempo necessário para o adesivo tornar-se rígido), para evitar a concentração de tensão proveniente do aperto das garras que seguram a amostra. Para a obtenção dos deslocamentos, dois LVDT’s foram acoplados por meio de um suporte de alumínio na região central do corpo de prova, ver Figura 2.19.

Figura 2.19: a) Setup utilizado para o ensaio de tração direta.; b) Detalhe dos LVDT’s na região central do corpo de prova.

2.2.1.6.5 Resistência a flexão em 4 pontos

O ensaio de flexão em 4 pontos foi realizado na máquina eletromecânica, modelo Shimadzu®, controle de deslocamento de 0,3 mm/min e célula de carga de 100 kN. Para a matriz foram ensaiados 4 corpos de prova de dimensões 400 mm x 100 mm x 10 mm (comprimento x largura x espessura). Neste esquema os pontos de aplicação de carga distam entre si, 100 mm, e os apoios, 300 mm (ver Figura 2.20).

31 Para os compósitos foram ensaiados 5 corpos de prova de dimensões 80 mm x 10 mm x 400 mm (largura x altura x comprimento). O esquema de aplicação de carga, os apoios e a aquisição foram iguais ao realizado na matriz.