Caracterização de falha do material compósito de argamassa de cimento

Neste trabalho Lobo et al (2006) estudaram os materiais em que as falhas ocorrem repentinamente, em especial a argamassa de cimento que é um material de alta fragilidade e que pode falhar por um colapso brusco. Mediante isso, se avaliou o comportamento desses materiais com a presença de um reforço interno. Para isso Lobo et al (2006) utilizaram um material compósito de matriz cimentícia reforçada com fibras curtas de sisal, onde se analisou o seu comportamento em duas situações: corpo-de-prova com e sem entalhe.

4.4.2.1 Materiais e Métodos

Para a obtenção do compósito de matriz cimentícia reforçado com fibra de sisal, se utilizou o cimento Portland CP-II Z 32 composto com pozolana (6 a 14%). A proporção utilizada para todos os processos foi de 1:2 (cimento : areia). E as fibras de sisal tinham comprimento de 45 mm onde se utilizou o percentual em peso de 1% do compósito. Procurou-se obter experimentalmente a relação água/cimento de 0,7.

O molde para a produção dos corpos-de-prova foi feito em madeira com uma base sem e com rasgo (serve de apoio para o entalhe), ver figura 19.

Figura 19 – Layout do molde para a fabricação dos corpos-de-prova.

Fonte: (LOBO et al, 2006)

Segundo Lobo et al (2006), o dimensionamento do entalhe (Figura 20a) obedecem critérios utilizados, com espessura e raio de curvatura de 3 mm, possuindo comprimento total de 100 mm e a figura 20b mostra os corpo-de-prova de seção transversal retangular (100 mm e 25 mm) e 300 mm de comprimento, com e sem entalhe.

Figura 20 – Dimensões dos corpos-de-prova, (a) dimensionamento do entalhe, (b) corpo-de- prova de seção transversal retangular.

(a) (b)

Fonte: (LOBO et al, 2006)

Para os ensaios de flexão em três pontos foram moldados quatro corpos-de-prova sem entralhe e quatro com entalhe.

Primeiramente foram misturados o cimento, a areia e a fibra seca, logo depois se adicionou água aos poucos até a mistura do compósito ficasse totalmente homogeneizada, como mostra a figura 21a. passou-se um produto nos moldes para facilitar a desmoldagem dos corpos-de-prova, em seguida o compósito é inserido até atingir a borda (Figura 21b).

Figura 21 – (a) Mistura da argamassa, (b) Corpo-de-prova fabricado. (a) (b)

Depois de um período de 24 horas os corpos-de-prova foram desmontados e mergulhados em água por sete dias, e após dispostos para cura ao ar livre até o dia para os ensaios de flexão.

A figura 22 mostra o resultado dos corpos-de-prova, sem e com entalhe respectivamente, após o período de cura. De acordo com Lobo et al (2006) os mesmos apresentam visualmente satisfatória aparência para uma primeira análise.

Figura 22 – (a) Corpo-de-prova sem entalhe, (b) Corpo-de-prova com entalhe.

(a)

(b)

Fonte: (LOBO et al, 2006)

A figura 23a mostra a peça sendo submetida ao esforço e a figura 23b mostra a peça fissurada após o esforço durante o ensaio de flexão.

Figura 23 – (a) Corpo-de-prova sendo submetido a uma carga de flexão, (b) Corpo-de-prova fissurado após o esforço.

(a)

(b)

Fonte: (LOBO et al, 2006)

Os resultados fornecidos pelo equipamento através do sistema de aquisição de dados foram carga aplicada no carregamento e o deslocamento sofrido pelo corpo de prova. Os resultados são tratados e a partir destes serão obtidos os equivalentes em tensões e deflexão sofrida pelo corpo de prova.

4.4.2.2 Discussões

 Avaliação dos resultados obtidos dos ensaios de flexão sem entalhe pré-definido. As fissuras nos corpos-de-prova durante os ensaios de flexão, como relatam Lobo et al (2006) progrediram de forma controlada, não ocorrendo fratura catastrófica e também pode ser analisada na curva da figura 24 que relaciona carga versus deslocamento. As fibras nesse

caso serviram como ponte de transferência de tensões através das fissuras que apareceram com aumento dos esforços no ensaio de flexão, o que proporcionou uma maior capacidade de deformação, diante disso acarretará uma maior capacidade de absorver energia.

Figura 24 – Diagrama de carga x deslocamento típico do ensaio de flexão para matriz cimentícia reforçada com fibra de sisal curta.

Fonte: (LOBO et al, 2006)

Outra característica a ser observada por Lobo et al (2006) foi que a carga máxima atingida pós-pico não supera a carga de pico, esta ocorrência se apresentou com maior frequência nas curvas analisadas.

 Avaliação dos resultados obtidos dos ensaios de flexão com entalhe pré-definido. Os corpos-de-prova com entalhe se comportaram de forma semelhante aos corpos-de- prova sem entalhe no que diz respeito ao fissuramento de forma controlada e não ocorrendo fratura de forma catastrófica, como pode ser analisado na figura 25. Onde também se pode observar que a carga máxima atingida pós-pico supera a carga de pico, fato que Lobo et al (2006) relatam que ocorreu em 3/4 dos corpos-de-prova, podendo-se concluir que as fibras de sisal tiveram a capacidade de absorver energia do que a matriz de cimento.

Figura 25 – Diagrama de carga x deslocamento típico do ensaio de flexão para matriz cimentícia reforçada com fibra sisal curta com entalhe.

Fonte: (LOBO et al, 2006)

A figura 26a mostra um dos corpos-de-prova com entalhe após o ensaio de flexão, onde se observa que as fissuras se deram ao longo do entalhe pré-definido. A figura 26b mostra uma ampliação da área de fissuração, onde se observa que houve o rompimento de algumas fibras.

Figura 26 – (a) Corpo de prova com entalhe após o ensaio de flexão; (b) Ampliação da fissura com entalhe.

(a) (b)

 Comparação entre os desempenhos dos corpos-de-prova com e sem entalhe.

As curvas das figuras 23 e 24, que estão relacionadas aos corpos-de-prova sem e com entalhe, mostra que com a presença de entalhe o valor da carga máxima reduz bastante comparada ao sem entalhe, isso se deve ao efeito concentrador de tensões no entalhe. Os desempenhos mecânicos matriz/fibra foram satisfatórios para as duas situações com e sem entalhe.

4.4.3 Desempenho à compressão de compósitos reforçados por fibras de coco, por