Ensaios mecânicos

4.5.4.1 Resistência à compressão uniaxial

A resistência à compressão uniaxial (RCU) foi determinada ao longo dos 91 dias de cura, nos dias estipulados para os ensaios, e consistiu na aplicação de uma força vertical a provetes com faces regulares e lisas, até à respectiva rotura, sendo a altura do provete o dobro do seu diâmetro (este 10 vezes superior ao tamanho do maior grão). A RCU do ensaio é dada pela seguinte equação:

σcompr essao =

F

A (4.5)

onde σcompr essao é a tensão de rotura do provete de pasta (Pa), F a força aplicada ao

provete (N) e A a área da secção onde foi aplicada a força (m2_).

O ensaio de resistência à compressão uniaxial foi realizado segundo a aplicação das normas ASTM C39/C39M-12, NP EN 12390-6:2011 e EN 12390-3:2011, com recurso à prensa servocontrolada Zwick (50kN) do laboratório de Ensaios Mecânicos na FCT NOVA. A prensa utilizada é constituída por dois pratos ajustáveis, preso a uma rótula, as medições da força axial aplicada e da deformação axial correspondente a que o provete é sujeito foram possíveis devido ao software de leitura acoplado. Pelas Figuras 4.17 e 4.18 foi possível classificar a rotura dos provetes como válida ou inválida.

Figura 4.17: Rotura satisfatória dos provetes (EN 12390-3:2011)

Figura 4.18: Rotura não satisfatória dos provetes (EN 12390-3:2011)

A velocidade de ensaio foi de 0,6 mm/min durante cerca de 60 s, tendo em atenção de não se tratava nem de um provete de rocha nem de betão, havendo uma maior deformação do provete quando aplicada a carga. O tempo de ensaio e a velocidade foram ajustados em provetes extra, usados para o ajuste e a definição dos termos de ensaio. Adicionalmente, utilizou-se filmagens da face do provete com a malha de pontos para analisar pelo software GOM Correlate - Figura 4.19, conforme descrito adiante.

Figura 4.19: Provete de pasta sujeito ao ensaio de resistência à compressão uniaxial

4.5.4.2 Módulo de deformabilidade

O módulo de deformabilidade ou elasticidade (E) foi obtido a partir dos gráficos da tensão de rotura axial em função da extensão axial. Esta foi obtida pelo cálculo da divisão da deformação axial, dada pela leitura da prensa servocontrolada, pelo comprimento de cada provete de pasta. O módulo E corresponde ao declive da recta de regressão linear das curvas do gráfico de tensão axial pela extensão axial, segundo a norma ASTM D7012-07, tal como demonstrado

pela Figura 4.20. No geral foram calculados quatro módulos de deformabilidade para cada mistura de pasta durante todos os dias de ensaio.

Figura 4.20: Gráficos de tensão- extensão e determinação do módulo de deformabilidade através do ensaio de RCU

(adaptado da norma ASTM D 7012-07)

O módulo de deformabilidade tangente (Et an) é calculado pelo declive da recta tangente

à curva ao valor de tensão que corresponde a 50% do valor de tensão de rotura, calculado na zona elástica da curva tensão - extensão axial (σ − ε).

O módulo de deformabilidade médio (Em) corresponde ao declive médio da recta na parte

linear e elástica da curvaσ − ε.

O módulo de deformabilidade secante (Esec) pode ser dado pelo declive que é calculado

entre o ponte inicial e o valor final até à rotura.

O último módulo calculado (E 600-1000), refere-se à recta secante à curvaσ − ε, entre os

valores de tensões de 600 kPa e 1000 kPa, devido ao facto da resistência alvo da Almina S.A. para o enchimento de desmontes ser de 800 kPa e, assim, se obter o correspondente módulo de deformabilidade para essa gama de valores.

4.5.4.3 Deformabilidade dos provetes com o software GOM Correlate

O software GOM Correlate já foi utilizado na FCT NOVA (Silva, 2018, no prelo) para avaliar deformações e estimar a deformabilidade em provetes prismáticos de betão submetidos a ensaios mecânicos de tracção, viabilizando a determinação das extenções axial e lateral e dos respectivos parâmetros elásticos E eν (coeficiente de Poisson). Este software viabiliza a

monitorização das deformações a que o provete é submetido, através de imagens retiradas da filmagem dos ensaios destrutivos. Para o efeito, ele define uma superfície na envolvente de uma matriz de pontos dispostos no provete que servem de referência para aquelas medições. Nesta investigação decidiu-se testar a aplicabilidade deste software em ensaios de com- pressão. Todos os provetes submetidos a ensaios de resistência à compressão uniaxial e à tracção indirecta por compressão foram monitorizados para serem submetidos a esta análise. Na Figura 4.21 observa-se a aplicação deste software numa peça e o modo como este gera uma superfície regular, devidamente calibrada, com pontos escolhidos para a obtenção de dados.

Figura 4.21: Extracto do vídeo do tutorial do software GOM Correlate (youtube.com, 2018)

4.5.4.4 Tracção indirecta

O ennsaio de tracção indirecta por compressão, segue a norma NP EN 12390-6:2011 e também utiliza a prensa servocontrolada Zwick já descrita, que foi adaptada para o ensaio. Para o efeito utilizaram-se duas canas de madeira presas aos pratos da prensa, superior e inferior, e entre elas era colocado, na horizontal, o provete a submeter ao ensaio de tracção por compressão - Figura 4.22, havendo um ajustamento das rótulas dos pratos ao provete.

Figura 4.22: Provete de pasta sujeito ao ensaio de tracção por compressão

A velocidade de aplicação de força foi de 0,8 mm/min, tendo cada ensaio demorado cerca de 60 s. Os resultados são considerados válidos se o provete fracturar na mesma direcção, ao longo de todo o comprimento, em que a força compressiva é aplicada. Este ensaio permite observar a capacidade de não deformação de um material quando lhe são aplicadas forças compressivas.

A tensão de rotura de um material por tracção é dado pela seguinte equação:

f_{compr essao =} 2× F

π ×L × d

(4.6) onde f_{compr essao} corresponde à resistência à tracção por compressão (Pa), F à carga máxima aplicada ao provete de pasta (N), L é o comprimento do provete que está em contacto com as canas do ensaio (mm) e d é a dimensão vertical da secção transversal do provete (mm).

À semelhança do ensaio de RCU, também estes provetes foram marcados para visualização de eventuais deformações axiais e transversais durante o ensaio, tendo-se efectuado a filmagem

de todo o ensaio para análise com o software GOM Correlate.