Caracterização mecânica

Neste capítulo é apresentado os resultados obtidos nos ensaios realizados no Laborató- rio para Ensaios em Dutos (LED) através da máquina universal de ensaios (SHIMADZU). Os dados foram armazenados em uma planilha eletrônica e tratados de acordo com os métodos adequados. Foram plotados diversos gráficos para uma melhor compreensão dos resultados.

As curvas típicas de carga versus deslocamento para as formulações de argamassas poliméricas reforçadas estudadas podem ser vistas na figura 4.1.

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Figura 4.1 - a) Curvas Carga X Deslocamento típicas para argamassa polimérica sem re- forço; b) Curvas Carga X Deslocamento típicas para argamassa polimérica com cevada a 1%; c) Curvas Carga X Deslocamento típicas para argamassa polimérica com cevada a 2%; d) Curvas Carga X Deslocamento típicas para argamassa polimérica com cevada a 5%.

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Para cada curva carga versus deslocamento, o ponto onde ocorre a propagação instá- vel de trinca é claramente perceptível, pois no ensaio com taxa de deformação prescrita, após iniciada a propagação a carga aplicada cai bruscamente.

Analisando a figura 4.1, a carga na iminência da propagação de trinca coincide com a carga máxima na curva carga versus deslocamento. Todas as curvas possuem formato si- milar, após atingir a carga de propagação, a carga cai bruscamente, observe que alguns dos espécimes reforçados com fibras de cevada apresentam uma resistência à propagação instá- vel de trinca após a ocorrência da propagação, isto é provavelmente devido a modos de falhas de compósitos ainda em progresso.

A figura 4.2 apresenta gráficos da carga média de propagação versus os quatro ângu- los de inclinação de trinca ensaiados.

Figura 4.2 - Carga X Inclinação, com proporções de 0, 1, 2 e 5% em massa de cevada. 0 5000 10000 15000 20000 25000 0° 10° 20° Ca rg a m éd ia (N ) θ(Graus)

Carga média x Inclinação

0% 1% 2% 5%

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Analisando as cargas de propagação na figura 4.2, que compara as cargas de propa- gação entre as composições com cevada e a composição de controle, pode-se perceber cla- ramente uma tendência de queda na carga de fratura à medida que se aumenta a proporção de cevada de 1% para 5% em massa.

Portanto, quando se compara as cargas de propagação entre as composições de con- trole com as de fibras de cevada, verifica-se que estas claramente não atuam como reforço no comportamento à fratura da argamassa polimérica, evidencia até um decréscimo nos va- lores de carga máxima. Essa tendência é percebida para qualquer ângulo de inclinação de trinca testado.

Figura 4.3 e tabela 4.1 mostram os fatores de intensidade de tensão de propagação 𝐾 é e 𝐾 é para diferentes composições de argamassas poliméricas. Note que não constam valores para ângulos de inclinação de trinca 𝜃 = 30°, já foi deduzido que a partir de 27° a trinca fechará, e portanto, as soluções forneceriam fatores de intensidade de tensão de modo I negativos, o que não é possível.

68 Ângulo da trinca 0° 10° 20° Controle 𝐾 é 1,04 0,97 0,70 𝐾 é 0,00 0,75 1,11 1% de cevada 𝐾 é 0,69 0,65 0,55 𝐾 é 0,00 0,50 0,86 2% de cevada 𝐾 é 0,52 0,52 0,48 𝐾 é 0,00 0,40 0,75 5% de cevada 𝐾 é 0,31 0,28 0,27 𝐾 é 0,00 0,21 0,43

Tabela 4.1 - Fatores de intensidade de tensão de propagação

Analisando a figura 4.3 e a tabela 4.1, perdas significativas nos fatores de intensidade de tensão de propagação em relação à composição de controle são observadas, a perda média no fator de intensidade de tensão de propagação em modo I com a adição de cevada é de 34%. Considerando a fratura em modo misto, essa tendência de perda é confirmada, com valores de 34% e 23% observadas para ângulos de inclinação de trinca de 10 e 20 graus. Valores esses com a proporção de 1% de cevada, onde possuiu dentre as outras proporções o melhor rendimento.

Não tentamos determinar o valor do fator de intensidade de tensão para fratura em modo-II pura devido à inerente baixa precisão no método de medição do ângulo de inclinação de trinca.

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Capítulo 5

Conclusões

A adição de pequenas quantidades de fibras de cevada à argamassas poliméricas feitas de resina epóxi e areia de fundição significativamente diminuem a tenacidade à fra- tura da argamassa polimérica, isso está claro, reduções de 34% foram medidos, este não é um reforço válido para argamassas poliméricas do ponto de vista de mecânica da fratura, obviamente outras propriedades mecânicas do material devem ser estudados para validar a utilidade do material.

Esperava-se encontrar um aumento no fator de intensidade de tensão dos espécimes como encontrado por Reis e Menezes [86], que utilizaram o corpo de prova de flexão de 3 pontos e o modelo de dois parâmetros de fratura para obter o fator de intensidade de tensão em modo I crítico.

Levando em consideração o valor econômico, a fibra da cevada pode ser de certa forma benéfica, caso seja levado em conta as características desejadas no projeto do com- ponente a ser fabricado com argamassa polimérica. É possível reduzir o custo mais elevado do agregado principal, no caso a areia de fundição, diminuindo sua proporção em massa. A massa de areia seria convertida em massa de cevada.

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Para trabalhos futuros, estudos de custo envolvendo todo o processo de fabricação, além de análise de degradação e propriedades térmicas, seriam de grande serventia para a continuidade nessa área de argamassas poliméricas. Além de juntamente com o apelo eco- lógico e ambiental, o estudo de fibras naturais como agregado secundário possa revoluci- onar ainda mais a engenharia.

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Capítulo 6

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