Evolução do módulo de elasticidade das pastas

De maneira geral, todas as misturas apresentaram uma boa coerência entre as repetições testadas. Portanto, não houve necessidade de descartar amostras para realizar o ajuste da curva de evolução do módulo de elasticidade. O comportamento obtido para as pastas pode ser visualizado nas Figuras 4.2, 4.3 e 4.4. Para facilitar a visualização e discussão dos resultados, as análises foram realizadas nas curvas de evolução do módulo de elasticidade médias de cada mistura, obtidas a partir do ajuste da curva de evolução do módulo de elasticidade para cada amostra (SP) e, a seguir, calculando a média delas.

Figura 4.2 – Resultados do EMM-ARM para pastas com a/c de 0,3.

a) b)

Fonte: Elaboração própria.

Figura 4.3 - Resultados do EMM-ARM para pastas com a/c de 0,4.

a) b)

Fonte: Elaboração própria.

Figura 4.4 - Resultados do EMM-ARM para pastas com a/c de 0,5.

a) b)

Conforme esperado, o aumento da relação a/c levou à diminuição dos valores do módulo de elasticidade, que foram observados tanto nas pastas de cimento NS quanto REF. No entanto, as misturas NS parecem ser mais sensíveis à relação a/c do que os cimentos REF. Na verdade, enquanto o NS-0,5 atingiu, respectivamente, 87,9% e 89,9% das misturas NS-0,3 e NS-0,4, a mistura REF-0,5 atingiu, respectivamente, 69,10% e 76,61% das misturas REF-0.3 e REF-0,4. O comportamento das pastas com três diferentes relações de a/c, podem ser observados na Figura 4.5.

Figura 4.5 - Curvas médias do módulo de elasticidade para cada mistura.

Fonte: Elaboração própria.

Finalizada a etapa de validação do método EMM-ARM, para a análise de evolução do módulo de elasticidade dos traços analisados, duas replicatas foram ensaiadas simultaneamente. Esta análise foi realizada em todos os traços com adição de NS, e também de referência, para as relações de a/c de 0,3; 0,4 e 0,5.

Observando o comportamento dos dois traços com a relação de a/c = 0,3, nota-se que a evolução dos valores de módulo de elasticidade do traço referência foi levemente superior nos três primeiros dias, em relação ao traço com NS. O desenvolvimento visualmente tardio do traço com NS, cujo módulo de elasticidade iniciou seu desenvolvimento algumas horas depois do traço REF, pode ser atribuído a um possível efeito retardante do superplastificante. Para a relação a/c = 0,3, o traço NS apresentou valores finais para o módulo de elasticidade consideravelmente menores que os do traço REF.

Para relação a/c de 0,4 observou-se que o módulo de elasticidade para as pastas que possuíam NS foi inferior ao que se obteve no traço de referência. O início do desenvolvimento do módulo de elasticidade para o traço NS se mostrou mais acelerado que o REF, efeito da NS nas idades iniciais. Após dois dias de idade tem-se uma inversão de comportamento.

Já para o traço com relação a/c de 0,5, o módulo de elasticidade para as pastas com NS foi superior às pastas de referência. O início do desenvolvimento do módulo de elasticidade se mostrou muito similar em ambos os traços. Após um dias de idade o traço com NS apresentou maiores resultados.

Analisando as 3 relações de a/c utilizadas no estudo piloto, observa-se que para a relação 0,3 é necessário utilizar maiores teores de superplastificante, o que interfere no comportamento do módulo de elasticidade. Além disso, um problema recorrente em materiais cimentícios com baixas relações de a/c é a ocorrência da retração autógena, podendo ocasionar fissuração. Para a relação 0,4, nas idades iniciais analisadas, obteve-se um bom comportamento o que justificou a escolha esta relação a/c para o estudo realizado nos concretos. Na relação a/c = 0,5, embora o material seja mais poroso, a utilização de nanossílica refletiu em maiores valores de módulo de elasticidade, portando a NS se mostra também eficiente para maiores relações a/c.

A escolha do a/c dos concretos foi pautada neste estudo piloto, além da ABNT NBR 6118:2014, embora realizado em pastas cimentícias. Destaca-se que quando estudos avaliam concretos, o comportamento é diferente e apresenta particularidades, devido a presença dos agregados e da zona de transição, por exemplo. O estudo piloto foi importante por possibilitar o entendimento prévio do comportamento da nanossílica utilizada na pesquisa, embasar a escolha do a/c e analisar a sinergia entre os materiais.

Na Figura 4.6 está apresenta a relação entre as curvas de desenvolvimento do módulo de elasticidade de pastas com NS e REF de um mesmo teor de a/c. No eixo vertical, apresenta-se, para cada idade, o resultado da divisão do valor do módulo de elasticidade do traço com NS pelo valor do módulo de elasticidade do traço REF. Assim, valores maiores que 1 indicam valores de módulo de elasticidade maiores em traços com NS, e valores menores que 1 indicam valores de módulo de elasticidade maiores em traços de referência.

Apenas o traço de NS com a/c de 0,4 obteve um desenvolvimento do módulo de elasticidade maior nas idades iniciais (< 2 dias) em relação ao seu respectivo traço REF. Os demais traços apresentam valores nas idades iniciais menores que os seus respectivos traços REF, indicando

que a nanossílica aparentemente não consegue induzir uma evolução rápida do módulo de elasticidade nas primeiras idades para estas relações a/c.

Em termos de valor de módulo de elasticidade em idades mais avançadas, a partir dos 7 dias, a Figura 4.6 indica que aparenta haver uma relação entre a relação a/c e o módulo de elasticidade final apresentado pelos traços NS. A partir da análise dos valores de módulo de elasticidade final sugeridos pelos valores apresentados a 7 dias de idade, à medida que a relação a/c aumenta, os traços NS aparentam atingir valores relativamente maiores que seus respectivos traços REF. Assim, enquanto o traço NS-0.3 atingiu cerca 84.43% do módulo de seu respectivo traço REF, o traço NS-0.4 atingiu 91.51% e o traço NS-0.5 atingiu 107.5%.

O fenômeno descrito pode estar relacionado ao fato de que em cimentos com hidratação muito rápida, como nos traços de NS com a/c de 0,4, pode ocorrer formação de revestimentos hidratados em torno de grãos ainda não hidratados de cimento, prejudicando o atingimento de valores finais de módulo de elasticidade pela dificuldade de difusão da água até estas regiões não hidratadas. É discutido e consolidado que para a ocorrência completa e eficiente da hidratação do cimento, existe a necessidade de espaço disponível suficiente para para que ocorra o crescimento dos produtos resultantes do processo de hidratação, fato que pode ser influênciado pela mistura de clínquere e materiais cimentícios suplementares (MCS) (MISHRA; EMMANUEL; BISHNOI, 2019).

Figura 4.6 - Relação entre as curvas de desenvolvimento do módulo de elasticidade de pastas com NS e REF de um mesmo teor de a/c

Nota-se que, de forma geral, o desenvolvimento do módulo de elasticidade não acompanhou o desenvolvimento da resistência à compressão simples do material nas idades iniciais. Enquanto os valores de resistência à compressão foram superiores em todos os traços com adição de NS, independente da relação a/c dos traços, o módulo de elasticidade aparenta ser sistematicamente menor, com apenas o traço NS-0.5 apresentado valores finais maiores que o seu respetivo traço REF-0.5.

Diante do resultado diferente do comportamento esperado para os traços com relação a/c de 0,3 e 0,4 para afirmar com precisão que o módulo de elasticidade não é superior aos traços correspondentes de referência, é necessário avaliar a evolução do módulo de elasticidade por meio do método da compressão clássica, para verificação dos resultados obtidos pelo ensaio EMM-ARM. A evolução do módulo observada pode ser consequência do comportamento da nanossílica para relações de a/c mais baixas, ou até mesmo alguma particularidade do ensaio que foi realizado.

Outro a fato a ser considerado, é que quando se trabalha com nanossílica em materiais cimetnícios a ocorrência da retração autógena é maior (SANTOS, 2016). Provavelmente pode ter provocado interferência na aderência entre a pasta e o tudo utilizado no ensaio, o que reforça a necessidade de investigações mais aprofundadas no assunto.