Esquema de carregamento dos corpos-de-prova prismáticos

Após os períodos de cura os corpos-de-prova prismáticos ficaram expostos ao ambiente até a data de aplicação da tensão de carregamento para a abertura de fissuras. Para definir o carregamento foram feitas várias tentativas e definiu-se pelo procedimento descrito a seguir.

Aos 28 dias de idade realizou-se um ensaio piloto em um corpo-de-prova prismático biapoiado, aplicando uma força concentrada P até a ruptura. Após o ensaio, o corpo-de-prova prismático apresentou a configuração de fissuras, como apresentado na Figura 5.12.

Para a abertura máxima de fissuras, foi adotado como parâmetro o limite que estabelece a norma NBR 6118 (ABNT, 2007) para a durabilidade, relacionada à fissuração e proteção da armadura, em função da classe de agressividade ambiental. Assim, a abertura máxima de fissuras nos corpos-de-prova prismáticos foi entre 0,3 mm e 0,4 mm.

O ensaio foi repetido com outro corpo-de-prova prismático biapoiado com as mesmas características e dimensões. A primeira fissura (com abertura dentro dos limites da norma) ocorreu com uma carga de 250 kgf. A medida das aberturas foi realizada posicionando um fissurômetro sobre a fissura para medir sua abertura (Figura 5.13). Com o aumento progressivo da carga as fissuras foram surgindo até o colapso do corpo-de-prova prismático, que ocorreu com carga de 1450 kgf.

Após essa etapa foi definida a forma de carregamento dos corpos-de-prova prismáticos, que teriam três situações:

• Sem carregamento (SC). Foi adotado para servir como referência na comparação entre os dois outros tipos de carregamento.

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• Carregamento central de curta duração (CCCD). Aplicação de uma força concentrada P no corpo-de-prova prismático até o surgimento da primeira fissura, e retirada em seguida. Optou- se pela escolha desse carregamento para verificar o desempenho do concreto em uma situação de fissuras que podem surgir ao longo da vida útil da estrutura devido à ação de carregamentos pontuais, ou seja, casos em que há uma sobrecarga de curta duração na estrutura, com o surgimento de fissura. Nesse caso, como o carregamento é de curta duração, a fissura pode desparecer na retirada do carregamento, mas tensões e microfissuras internas no material já ocorreram;

a) Carregamento do corpo-de-prova prismático

b) Fissuras no meio do vão

c) Mapeamento das fissuras

Figura 5.12 – Ensaio no corpo-de-prova prismático piloto.

Corpo-de-prova prismático

Apoio Carga P

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• Carregamento central permanente (CCP). Os corpos-de-prova prismáticos sofreram carregamento até a data dos ensaios de durabilidade. Esse tipo de carregamento foi escolhido para que o corpo-de-prova prismático tivesse fissuras superficiais e que se mantivessem abertas ao longo de todo o período de exposição, até as datas de ensaio. Assim, nas datas de ensaio pode-se observar a influência da fissura na profundidade de carbonatação, na penetração de cloretos e na microestrutura do concreto.

Figura 5.13 – Medida da abertura de fissura no corpo-de-prova prismático com fissurômetro. Nos dois primeiros casos, em que os corpos-de-prova prismáticos passariam por algum tipo de carregamento, foi definida a carga de 250 kgf (equivalente a 17% da carga de ruptura do corpo-de-prova). Assim, o corpo-de-prova prismático teria abertura de fissuras dentro dos limites da NBR 6118 (até 0,4 mm) (ABNT, 2007). As formas de carregamentos são descritas a seguir.

5.4.2.1 Sem Carregamento (SC)

Após a cura úmida de sete dias, os corpos-de-prova prismáticos ficavam em ambiente externo até a data de ensaio. Quando os corpos-de-prova prismáticos eram submetidos à cura ao ar, após a desforma, eles eram colocados expostos ao ambiente externo até a data de ensaio.

5.4.2.2 Carregamento Central de Curta Duração (CCCD)

O carregamento de curta duração, como o próprio nome já sugere, foi realizado uma única vez na máquina de ensaios, onde se aplicou uma carga concentrada de 250 Kgf, definida no

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ensaio piloto, para que ocasionasse a abertura de fissura dentro dos limites da norma (Figura 5.14).

Figura 5.14 – Aplicação do carregamento central de curta duração no corpo-de-prova prismático.

Na Figura 5.15 pode-se observar as fissuras ocasionadas pelo carregamento pontual. Como as fissuras tinham pequena abertura (no máximo 0,4 mm), depois de retirado o carregamento a fissura se fechava; porém, a abertura já havia ocorrido.

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Após a aplicação da carga e da abertura de fissura, o carregamento era retirado e o corpo- de-prova prismático voltava ao ambiente externo junto com os outros corpos-de-prova prismáticos. Vale ressaltar que para a amostra M6um, M18um e M24ar foi necessário aumentar o carregamento além do definido para 290Kgf, 300Kgf e 310Kgf, respectivamente; devido ao não surgimento de fissuras apenas com a carga aplicada (250 Kgf). O objetivo de adotar esse tipo de carregamento era simular outra situação real onde podem ocorrer fissuras no concreto, como por exemplo, uma sobrecarga de curta duração, carga em movimento ou de impacto.

5.4.2.3 Carregamento Central Permanente (CCP)

Os corpos-de-prova prismáticos ficaram sob carregamento constante até as datas de ensaios (Figura 5.16). O esquema apresenta os corpos-de-prova prismáticos biapoiados em corpos-de-prova cilíndricos de concreto (10x20 cm) com um pórtico central composto de duas chapas de aço e duas barras rosqueadas (de 9,5 mm, 3 porcas, 3 arruelas e duas chapas de aço de 8x300x100 mm) aplicando o carregamento de 250 kgf, ocasionado fissuras, com aberturas de até de 0,3 mm (dentro dos limites da norma NBR 6118). O carregamento era realizado aplicando-se um torque de 0,5 Kgfm, com torquímetro, nas barras rosqueadas e, conseqüentemente, a força concentrada era aplicada no corpo-de-prova prismático ocasionando a fissura.

Figura 5.16 – Carregamento central permanente (CCP) nos prismas.

Para se alinhar valores de carga com o devido torque, foi realizado um ensaio de tração na

P Corpo-de-prova prismático

Corpo-de-prova prismático

Apoio Apoio

97 barra rosqueada (Figura 5.17).

a) Tração da barra rosqueada b) Aquisição de dados

Figura 5.17 – Ensaio na barra rosqueada.

Foram colocados clipgages (equipamentos de aquisição de dados) na barra, sendo feita a leitura dos deslocamentos que mostravam a deformação da barra (10-4 mm) a cada carga aplicada. As leituras foram feitas até a carga de tração de 250 kgf, a qual foi definida inicialmente como a carga a ser aplicada nas vigas para ocasionar aberturas de fissuras dentro dos limites da norma.

Após essa etapa foi realizado um processo similar para descobrir o torque necessário referente à carga no corpo-de-prova prismático. Montou-se o esquema de carregamento das vigas (apresentado anteriormente), colocando os clipgages nas barras e aplicando o torque. Com o aumento do torque era feita a leitura no clipgage. A partir daí pode-se comparar a deformação da carga requerida (250 kgf) com o torque. Através dessa comparação definiu-se o torque de 0,5 Kgfm referente à carga de 250 Kgf. Pode-se visualizar essa etapa na Figura 5.18 e na Figura 5.19.

a) Esquema de carregamento montado com a aplicação do torque b) Detalhe da leitura no clipgage

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Definido o torque, definiram-se os esquemas dos carregamentos nos corpos-de-prova prismáticos de acordo com sua série de moldagem, data de ensaio e tipo de cura (Quadro 5.8). Quadro 5.8 – Amostras de cada série de moldagem, nas diferentes condições de carregamento, tipo de cura e data de ensaios de durabilidade e microestrutural.

Amostra Amostra Sem Carregamento Amostra sob Carregamento Central de Curta Duração Amostra sob Carregamento Central Permanente Tipo de cura Data de ensaio

M6ar M6arSC M6arCCCD M6arCCP Ao ar 06 meses

M6um M6umSC M6umCCCD M6umCCP Úmida 06 meses

M12ar M12arSC M12arCCCD M12arCCP Ao ar 12 meses

M12um M12umSC M12umCCCD M12umCCP Úmida 12 meses

M18ar M18arSC M18arCCCD M18arCCP Ao ar 18 meses

M18um M18umSC M18umCCCD M18umCCP Úmida 18 meses

M24ar M24arSC M24arCCCD M24arCCP Ao ar 24 meses

M24um M24umSC M24umCCCD M24umCCP Úmida 24 meses

A seqüência para aplicação do carregamento ou da força concentrada foi: montagem da estrutura, com os corpos-de-prova prismáticos e os apoios (corpos-de-prova); colocação do pórtico (barras rosqueadas, chapas de aço, porcas e arruelas); aplicação do torque definido anteriormente, que ocasionava a abertura de fissura dentro dos limites da norma; anotação das fissuras, aberturas e posicionamento nas vigas; colocação sobre apoios (em ambiente natural e sob névoa salina) até a data dos ensaios.

Na Figura 5.19 é possível observar o detalhe dos apoios nos corpos-de-prova prismáticos (5.19a), do pórtico montado para aplicação do carregamento (5.19b), aplicação de graxa nas porcas e arruelas (5.19c) e da aplicação do torque (5.19d). A graxa foi colocada para melhor aplicação do torque ao longo do período de exposição dos corpos-de-prova prismáticos, até as idades de ensaio. As estruturas foram montadas e colocadas em ambiente externo.

Após a montagem do esquema de carregamento, as vigas voltaram à condição de exposição ao ambiente natural e névoa salina. O torque foi monitorado durante todo o período de exposição até as idades de ensaios. As cargas eram constantemente aferidas com o torquímetro para que se mantivessem constantes no corpo-de-prova.

Durante todo o período em que os corpos-de-prova prismáticos ficaram expostos ao ambiente externo foi feito o monitoramento das aberturas de fissuras, que eram realizados com o fissurômetro. Assim, foi possível observar se houve ou não um aumento na abertura das fissuras e

99 se surgiram novas fissuras ao longo do tempo.

a) Corpo-de-prova cilíndrico utilizado com apoio

b) Pórtico montado para aplicação do carregamento

c) Aplicação da graxa _{d) Aplicação do torque na barra rosqueada}

e) Carregamento permanente nos corpos-de-prova prismáticos

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Na Figura 5.20 observa-se as fissuras ocasionadas no momento de aplicação do torque de 0,5 Kgfm.

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