Ensaios de determinação das propriedades do concreto

Com o objetivo de obter as propriedades mecânicas, os concretos, tanto o de referência quanto o CAABCC, foram submetidos à verificação de massa específica, além de serem realizados ensaios de resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral, e módulo de elasticidade. Também foram realizados ensaio de arrancamento para a obtenção da resistência de aderência.

Os corpos de prova para os ensaios de resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral e módulo de elasticidade foram submetidos à retificação em suas superfícies, superior e inferior, por meio de retífica de eixo vertical. A retificação seguiu as recomendações da NBR 5738:2015 (ABNT, 2015) e possibilitou tornar a superfície livre de imperfeições para evitar a concentração de tensões durante a realização dos ensaios.

5.4.1 Massa específica

A obtenção da massa específica no estado endurecido seguiu os mesmos passos indicados por Rebmann (2011) e Barboza (2015). Foi determinada pesando os corpos de prova cilíndricos, suas dimensões foram obtidas utilizando-se paquímetro com precisão de 0,1 mm. A balança utilizada tem precisão de 0,1 g, a obtenção da massa dos corpos de prova foi realizada após cura submersa, logo antes de serem submetidos os ensaios propostos.

5.4.2 Resistência à compressão

A resistência à compressão dos concretos foi obtida por meio de ensaios que seguiram as diretrizes estabelecidas pela NBR 5739:2007 (ABNT, 2007). A velocidade do carregamento foi de 0,5 MPa/s, os ensaios ocorreram nas idades de 3, 7 e 28 dias. Com a retificação concluída as dimensões e a massa dos corpos de prova foram aferidas e, então, ensaiados em prensa universal servo-hidráulica de Classe I, com capacidade total de 1000 kN (Figura 5.10).

A resistência à compressão do corpo de prova foi obtida pela Equação 5.10:

² 4 D F fc     (5.10) Sendo: fcResistência à compressão em MPa; F Força máxima alcançada em N; Dé o

diâmetro do corpo de prova, em mm.

Figura 5.10 - Corpo de prova submetido ao ensaio de compressão

Fonte: Autora (2018).

5.4.3 Resistência à tração por compressão diametral

O ensaio de tração por compressão diametral foi realizado de acordo com a NBR 7222:2010 (ABNT, 2010), nas idades de 3, 7 e 28 dias, com velocidade de carregamento de 0,05 MPa/s. Para este ensaio, a força é transferida ao corpo de prova por meio de barras de seção retangular, posicionadas ao longo das duas faces diametralmente opostas do corpo de prova. Assim sendo, o corpo de prova rompe por tensões de tração (Figura 5.11).

A resistência à tração por compressão diametral de cada corpo de prova pode ser calculada com a Equação 5.11.

h d F fctsp      2 , (5.11)

Sendo: f_ct,sp a resistência à tração por compressão diametral (MPa); F força máxima alcançada

(N); d o diâmetro do corpo de prova (mm); h altura do corpo de prova (mm).

Figura 5.11 - Corpo de prova submetido ao ensaio de tração por compressão diametral

Fonte: Autora (2018).

5.4.4 Módulo de elasticidade dinâmico

O módulo de elasticidade foi medido com dois métodos diferentes, o primeiro com ensaio não destrutivo de resposta acústica do corpo de prova quando este é submetido a uma excitação de impulso, sendo então o módulo de elasticidade dinâmico. O segundo com o ensaio estático. O ensaio dinâmico permite o cálculo dos módulos elásticos e do amortecimento à partir do som emitido pelo corpo de prova ao sofrer a excitação de impulso. Este som ou resposta acústica é composto pelas frequências naturais de vibração do corpo que são proporcionais aos módulos elásticos.

Para tanto, foi utilizado o equipamento Sonelastic®_{. O funcionamento do Sonelastic}® _é

de simples entendimento e, por possibilitar ensaios não destrutivos, os mesmos podem ser repetidos inúmeras vezes.

Para ter-se uma compreensão do funcionamento do Sonelastic® _{podem ser idealizadas}

as seguintes etapas:

a) Os corpos de prova têm sua massa e geometria medidas e cadastradas pelo software próprio do Sonelastic®_;

b) Posteriormente, o corpo de prova é posicionado sobre fios nos pontos nodais de ressonância flexional a 0,224L da extremidade do corpo, sendo L o comprimento do corpo de prova;

impacto que gera um som;

d) O som do impacto é captado por um receptor acústico convencional (microfone). No som emitido pelo corpo de prova, estão contidas ao menos duas frequências naturais do corpo (flexional e longitudinal);

e) Para a identificação das frequências naturais do corpo de prova, o software realiza uma Transformada Rápida de Fourier (FFT – Fast Fourier Transform);

f) Com as frequências naturais determinadas, utilizam-se as equações da ASTM E1876- 1:2005 para a determinação do módulo de elasticidade com a frequência natural flexional ou longitudinal. Salienta-se que o módulo de elasticidade é uma propriedade única do material. A diferença entre flexional e longitudinal reside apenas na forma como cada um é obtido. Na Figura 5.12 ilustra-se este ensaio sendo realizado.

Os valores obtidos para os módulos de elasticidade são aproximadamente 20% a 40% maiores que os valores dos módulos de elasticidade obtidos por meio de ensaios estáticos, segundo Mehta e Monteiro (2014). Uma grande vantagem observada nos ensaios dinâmicos é a pouca variabilidade dos resultados, algo que contrasta fortemente com os ensaios estáticos.

Figura 5.12 - Corpo de prova posicionado e sendo solicitado para o ensaio

Fonte: Autora (2018).

5.4.5 Módulo de elasticidade estático

O módulo de elasticidade estático determinado com ensaio destrutivo, foi realizado de acordo com o estipulado pela NBR 8522:2008 (ABNT, 2008) (Figura 5.13). Para aferir os deslocamentos do corpo de prova utilizaram-se dois relógios comparadores, posicionados diametralmente opostos na direção longitudinal do corpo de prova.

O módulo de elasticidade foi calculado utilizando a Equação 5.12 que é indicada pela NBR 8522:2008 (ABNT, 2008):

3 10 5 , 0 _     a n n ci x E    (5.12) Sendo: nmaior tensão (MPa), sendo igual a 30% do valor de fcou outra tensão especificada em projeto, conforme a nota 3 de 6.1 da NBR 8522:2008 (ABNT, 2008); 0,5 a tensão básica (MPa); na deformação específica média dos corpos de prova sob tensão maior n; e a a deformação específica média dos corpos de prova sob tensão menor a (0,5 MPa).

Figura 5.13 - Ensaio de módulo de elasticidade estático

Fonte: Autora (2018).