Descrição do ensaio “Squeeze flow”

Na caracterização do comportamento reológico das argamassas colantes pelo ensaio “Squeeze flow”, o escoamento do material decorre da aplicação de uma carga de compressão sobre a amostra no estado fresco, a qual ocasiona deslocamentos no seu interior devido aos esforços de cisalhamento radiais originados durante o fluxo.

O equipamento utilizado é uma máquina universal de ensaios (Instron 5569) comumente existente nos laboratórios de materiais de construção para a aplicação de carga em corpos-de- prova. A Figura 6.1 detalha os componentes do ensaio “Squeeze flow” adaptado para as argamassas colantes. A geometria do porta-amostra e do punção móvel responsável pela aplicação da carga foram adaptadas para as argamassas colantes visando representar a forma como as argamassas são aplicadas na prática, ou seja, com esforços de compressão sobre uma área de pequena espessura, simulando o esforço feito com a desempenadeira quando da aplicação da argamassa para o assentamento do revestimento cerâmico.

Figura 6.1 – Representação esquemática dos componentes do ensaio “Squeeze flow”.

O princípio do método reside no fato de que a deformação efetiva do material ocorre por cisalhamento radial quando a razão entre o diâmetro e a espessura da amostra for elevada (D/h>>5), tendo sido definido um porta-amostra com geometria cilíndrica de 1 cm de altura e 5 cm de diâmetro (MEETEN, 2000) ; (KOLENDA et al., 2003). O porta-amostra é feito de PVC e é dividido em quatro partes que se deslocam juntamente com a argamassa durante o ensaio. O PVC utilizado para o porta-amostra foi adotado num primeiro momento para o desenvolvimento do método, mas a característica adesiva da argamassa colante requer um material que amenize ainda mais a interferência do molde no ensaio, segundo a experiência adquirida no laboratório de Microestrutura do CPqDCC da EPUSP.

O punção móvel foi desenvolvido com o mesmo diâmetro da amostra, visando garantir a aplicação de carga sobre toda a superfície da mesma. Foi estabelecido inicialmente o deslocamento máximo de 3 mm para todas as argamassas; a velocidade de deslocamento

Porta-amostra preenchido com argamassa, antes do escoamento Porta-amostra preenchido com argamassa, após o escoamento

adotada foi mantida constante e igual a 0,1 mm/s por tratar-se de uma velocidade intermediária de ensaio que, a partir dos testes realizados, mostrou-se representativa para as argamassas em estudo. O deslocamento de 3 mm simula, provavelmente, esforços próximos das solicitações que a argamassa colante está sujeita na prática. O deslocamento de 7 mm foi também aplicado para se determinar a interferência da morfologia do agregado no desempenho das argamassas, pois neste caso o sistema terá muito pouca pasta, devido ao amplo deslocamento aplicado, e os agregados terão maior contato entre si.

A versatilidade apresentada por este ensaio pela adequação da sua programação de carga, deslocamento e tempo, permite simular situações encontradas na prática de solicitação do material no estado fresco. A argamassa colante é submetida a esforços de compressão pela desempenadeira denteada e também pela pressão manual do oficial pedreiro quando do posicionamento da placa cerâmica. Para a aplicação da argamassa, a viscosidade é o parâmetro reológico que define a sua facilidade de manuseio. Após a aplicação, a tensão de escoamento da argamassa passa a ser o parâmetro principal, pois define o posicionamento das placas sem escorregamento. A Figura 6.2 apresenta a curva resultante da relação carga vs tempo e o detalhamento dos indicativos característicos das argamassas. No gráfico está detalhada também a programação do ensaio pelo deslocamento imposto pelo punção móvel sobre a amostra.

O trecho (I) apresenta a evolução da carga de compressão e do deslocamento correspondente. Desta curva, obtém-se a carga máxima de compressão de cada argamassa para o deslocamento máximo do pistão do equipamento, fixado em 3 mm e 7 mm para se determinar o comportamento das argamassas sob níveis de deslocamentos distintos. Cada argamassa apresenta uma curva característica e, comparativamente, é possível determinar as argamassas que apresentam a maior carga de compressão. Cargas de compressão altas indicam argamassas com maior viscosidade, já que foi necessário aplicar uma carga maior para obter-

se um mesmo deslocamento. Cargas de compressão mais baixas indicam, por sua vez, argamassa com menor viscosidade.

Legenda: FCx, FCy = força de compressão; FCmáx = força de compressão máxima; Ftmáx = força de tração máxima;

Ftx, Fty = força de tração

Figura 6.2 – Detalhamento da curva carga vs tempo obtida no ensaio “Squeeze flow” e o detalhamento da programação de ensaio.

De um modo geral, o comportamento reológico que se espera para as argamassas colantes ao longo do ensaio, é o aumento da carga de compressão à medida que se aumenta o deslocamento do punção móvel, devido à aproximação das partículas da fração graúda da argamassa. Na prática, a análise comparativa entre as argamassas possibilita identificar as de maior facilidade de aplicação e conformação pelos dentes da desempenadeira.

Outro parâmetro reológico obtido com este ensaio é a tensão de escoamento do material, que é a relação entre a carga absorvida pelo material no estado elástico antes de ocorrer o escoamento, ou seja, antes de entrar no estado plástico, e a área de aplicação da carga. A tensão de escoamento permite determinar a capacidade da argamassa colante absorver o seu peso próprio e o peso da placa cerâmica, sem resultar em escorregamento próprio ou escorregamento da placa.

A Figura 6.3 mostra como foram obtidas as cargas de escoamento pelo gráfico carga vs deslocamento, outra curva resultante deste ensaio quando se analisa a evolução do deslocamento. A carga de escoamento é obtida pela interseção de duas retas, sendo a primeira reta traçada no trecho elástico e a outra reta tangente à curva seguinte. A relação entre a carga e a área de aplicação expressa a tensão de escoamento da argamassa. A área de aplicação da carga é igual à área do punção móvel.

Figura 6.3 – Determinação da carga de escoamento pelo gráfico carga vs deslocamento.

O trecho (II) mostra a relaxação da argamassa após a aplicação da carga máxima de compressão, ou seja, o acomodamento do material após solicitação. Através desta medida é possível conhecer a estabilidade ao fluxo da argamassa após solicitação mecânica, ou seja,

0,0 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 Deslocamento (mm) C ar g a (N ) Carga de escoamento

após aplicação e posicionamento da placa cerâmica. Argamassas com patamar muito extenso de relaxação apresentam menor estabilidade ao fluxo e estarão mais sujeitas ao escorregamento ou movimentação da placa cerâmica. Este trecho do ensaio não foi objetivo deste trabalho. O trecho (III) mostra a adesividade da argamassa. Quanto maior a carga de adesão, maior será a capacidade da argamassa aderir sobre a superfície do substrato e sobre o tardoz da placa.

Visando observar a influência da evaporação da água da mistura nas cargas de compressão e na adesividade, as medidas com as argamassas foram registradas logo após a mistura (tempo zero) e para os tempos 10, 20 e 30 minutos de exposição ao ambiente laboratorial.

O perfil da curva carga vs. deslocamento obtida pelo ensaio “Squeeze flow” com o controle do deslocamento, apresenta três regiões bem distintas, conforme demonstrado na Figura 6.4 .

deformação (mm)

Figura 6.4 – Perfil típico de carga vs deslocamento de um ensaio Squeeze Flow realizado com deslocamento controlado. Estágio I: pequeno deslocamento - deformação elástica;

estágio II: deslocamento intermediário - deformação plástica ou fluxo viscoso; estágio