Ensaio de durabilidade

Este ensaio é realizado segundo orientação da EN 14509:2006 – anexo B [24] utilizado para painéis sandwich e do ETAG 016 [25, 26]. É objetivo do ensaio sujeitar os provetes a vários ciclos de envelhecimento acelerado e, em cada um deles, retirá-los do equipamento que é utilizado e submetê-los a um ensaio de tração perpendicular às faces até atingir a rotura, segundo a EN 1607 [27]. A justificação para a realização do ensaio tem a ver com o interesse em conhecer-se como é que se altera a resistência mecânica do aglomerado ao longo do tempo definido e das condições definidas para o ensaio.

0,035 0,040 0,045 0,050 0,055 0,060 0 1,994 3,620 5,879 38,759 λ ( W/ m .K) u (%)

O teste que se optou por realizar foi o DUR2 que consiste em manter-se dentro de um equipamento (tanque) com temperatura e humidade relativa constantes, respetivamente de 65 °C e 100%, 15 provetes colocados a níveis diferentes e que serão retirados (em grupos de 5) ao fim de 7, 28 dias e, caso os critérios de avaliação adiante referidos não forem verificados, 56 dias.

O equipamento é um tanque com vários níveis, com água no interior e com temperaturas e humidades relativas reguláveis.

Figura 89 Tanque e colocação dos provetes

Para este ensaio foram utilizadas duas placas de fibrocimento como suporte de colagem nas quais se colaram placas de aglomerado de cortiça com 80 mm. Utilizou-se numa cola prego e noutra cola impermeabilizante com o objetivo de se perceber se a durabilidade, definida pelas condições atrás descritas, é condicionada pelo aglomerado ou pela cola. Procedeu-se ao corte de cada placa, obtendo-se 21 provetes com dimensões faciais da ordem de 100 mm x 100 mm e que foram deixados a estabilizar numa câmara condicionada com temperatura 23 °C e 50% de humidade relativa. Dos 21 provetes, 15 são colocados no tanque e 6 ficam como amostra inicial numa sala com o mesmo ambiente.

Decorridos 7 dias, foram retirados do tanque cinco provetes e após período de estabilização efetuaram-se medições diárias da determinação das suas massas. Colaram-se na face superior e inferior de cada provete chapas metálicas com igual dimensão que permitiram a ligação à máquina de ensaios mecânicos.

Capítulo 7 – Ensaios e observações de aspetos ao longo do tempo

Figura 90 Provetes a ensaiar e máquina de tração

Passados dois dias realizou-se o ensaio de tração com a amostra inicial e com os cinco provetes.

O processo foi repetido com cinco provetes retirados ao fim de 28 dias. Os critérios de ensaio para se proceder à permanência dos provetes no tanque durante 56 dias, referentes aos valores de tensão de rotura são:

 fmt7– fmt28 ≤ 3 (fmt0 – fmt7)

 fmt28 < 40% fmt0

onde fmt0,fmt7 e fmt28 designam a tensão de rotura inicial, ao fim de 7 dias e de 28 dias respetivamente.

Tal como se esperava, nos provetes verificaram-se dois tipos de rotura: pelo aglomerado e pela zona de ligação da cola entre o aglomerado e a placa de fibrocimento. De referir que não houve quebra dos grânulos de cortiça mas sim descolamento destes. Por ser a suberina que os liga, pode-se constatar que existe efetivamente uma degradação da mesma nos provetes “envelhecidos” em 7 dias. Nos provetes da amostra inicial houve também o descolamento dos grânulos, não tendo sido degradada a suberina. Era possível ocorrer a rotura pela zona de ligação da cola do provete à chapa caso a qualidade da cola fosse inferior.

Verificou-se que tanto os provetes do tanque com 7 dias como os da amostra inicial, atingiram a rotura pelo aglomerado com exceção do provete 3. A rotura, neste caso, ocorreu pela zona de ligação da cola do aglomerado à chapa metálica por esta não estar bem aplicada, tal como sugerem as figuras seguintes:

Figura 91 Rotura de três provetes

Figura 92 Forma de rotura

No quadro 8 apresentam-se os valores da tensão de rotura, dos provetes, obtidos neste ensaio:

Quadro 8 Resultados do Ensaio de Tração

Ensaio de Tração Espessura de ensaio (mm) Tensão de tração na rotura σmt (kPa) Deformação na rotura (mm) Amostra Provete Inicial A15 91,2 53,62 3,04 A16 91,0 49,55 3,25 A17 91,4 45,74 2,77 A18 91,0 52,43 2,91 A19 90,8 56,41 2,86 A20 91,0 54,99 2,87 Média --- 52,12 --- Ao fim de 7 dias A1 91,0 43,47 2,26 A2 91,0 50,99 2,57 A3 91,4 40,84 3,33 A4 90,6 51,38 3,00 A5 91,6 21,98 3,17 Média --- 41,73 ---

Capítulo 7 – Ensaios e observações de aspetos ao longo do tempo

Nos valores obtidos comprova-se que ao fim de sete dias, num ambiente a 65 ºC e 100%, não há nenhum provete com uma tensão de rotura em valor absoluto superior aos provetes iniciais que não entraram no tanque, tal como era esperado. No entanto, tanto o provete A2 como o A4 têm tensões de rotura da mesma ordem da dos provetes iniciais, sendo superiores, por exemplo às dos provetes A16 e A17. Faz sentido os valores iniciais serem superiores pois não foram sujeitos àquelas condições de envelhecimento e mantiveram-se em ambiente condicionado de 23 ºC e 50% de humidade relativa.

Ao fim de 28 dias, contrariamente ao esperado, constatou-se um aumento de cerca de 20% da tensão de rotura podendo levar a concluir que poderia existir um possível aumento de resistência do material. No entanto, por esta hipótese não ter uma justificação plausível, aquele acréscimo deve ser atribuído à dispersão de propriedades e heterogeneidade que caracteriza este produto. Embora a rotura continue a ocorrer pelo aglomerado, o que está em causa neste ensaio é a aderência da cola da placa de fibrocimento ao material que, apesar de sofrer um envelhecimento considerável, continua a cumprir os requisitos de colagem.

Os critérios definidos na norma não foram verificados, pelo que se procedeu à continuação do ensaio até aos 56 dias. Também são estipulados dois critérios para a tensão de rotura a cumprir após os 56 dias:

 fmt28 – fmt56 ≤ fmt7 – fmt28

 fmt56 < 40% fmt0

onde fmt7,fmt28 efmt56 designam a tensão de rotura ao fim de 7 dias, ao fim de 28 dias e ao fim de 56 dias respetivamente.

Ao fim de 28 dias A6 91,0 52,11 2,20 A7 91,0 60,50 2,66 A8 91,4 48,02 3,44 A9 90,6 60,06 2,39 A10 91,6 58,44 2,62 Média --- 55,83 --- Ao fim de 56 dias A11 91,0 29,56 1,55 A12 90,4 28,76 1,72 A14 90,8 27,56 1,31 A21 90,8 23,35 1,18 B3 91,2 24,46 1,31 Média --- 26,74 ---

Os critérios também não foram verificados. Há uma redução de quase metade da tensão de rotura média aos 56 dias em comparação com a tensão aos 28 dias. É a transição mais brusca de intervalo, pelo que pode afirmar-se que há uma degradação do material com a consequente diminuição de resistência à tração. É possível também referir que após 56 dias de envelhecimento naquelas condições, o aglomerado de cortiça, comparando com os provetes que não entraram no tanque, tem uma diminuição de tensão de rotura média, manifestada pelo envelhecimento do material, de aproximadamente 50%.

A norma EN 13170 define níveis para a tensão de rotura à tração perpendicular às faces do aglomerado de cortiça expandida, iguais ou superiores a 40 kPa, 50 kPa ou 60 kPa (média de valores dos resultados do ensaio). Aquela norma está definida para o ICB normal (de massa volúmica entre 105 a 125 kg/m³) e para provetes que não foram envelhecidos, devendo assim avaliar-se a tensão de rotura para a amostra inicial. Assim sendo, a amostra inicial foi da ordem dos 50 kPa, integrando-se nos níveis definidos na norma.