Métodos para Avaliação do Desgaste Abrasivo

A resistência à abrasão do concreto está relacionada ao seu desempenho funcional, portanto a avaliação desta propriedade permite o controle de qualidade do material e sua adequação ao uso. Normalmente, os métodos de ensaio para determinar a resistência à abrasão consistem em provocar o desgaste de um material através da ação mecânica de

D e s g a s te ( m m )

Relação a/c Tipo de cura

Duração da cura úmida (dias) Relação a/c

0,7 0,62 0,55 0,40 0,47 E4 E3 E1 E2

determinada carga abrasiva e utilizar os resultados de forma comparativa. Além disso, tais métodos de ensaio não são suficientes para estimar vida útil, uma vez que em condições reais estão presentes condições agressivas que conduzem os materiais a comportamentos diferenciados. Qualquer que seja o ensaio empregado para avaliar a resistência à abrasão, esse irá evidenciar ou proporcionar uma capacidade ou habilidade do material.

Segundo Viecili (2004), se torna extremamente complexo prever modelos probabilísticos que expressem a durabilidade de superfícies solicitadas ao desgaste devido às variabilidades intrínsecas ao comportamento dos materiais, processos e ações de desgaste que elas estariam sujeitas por um determinado período de tempo.

Existem vários ensaios desenvolvidos para avaliar o efeito da abrasão em concretos. A seguir estão listados alguns destes ensaios ou métodos, como o da ABNT NBR 12042 (2012) e do CIENTEC, assim como alguns métodos propostos por normas nacionais e estrangeiras.

2.2.3.1 ABNT NBR 12042

O método descrito pela norma brasileira NBR 12042 (2012) consiste em simular um percurso de 1000 m aonde são ensaiados dois corpos de prova (CP’s) de 70 x 70 mm simultaneamente, sendo que cada um gira em torno do próprio eixo e também segue uma trajetória circular de simulação do desgaste. O material abrasivo utilizado é areia seca número 50 (0,3 mm), conforme a norma brasileira NBR 7214 (2015). O resultado é dado pela diferença entre as médias das leituras efetuadas em quatro pontos, antes e após o ensaio, quando percorridos 500 m e 1000 m.

2.2.3.2 Cientec

O método CIENTEC de desgaste por abrasão consiste em simular um percurso de 500 m percorrido por um corpo-de-prova de 50 x 50 mm submetido a uma pressão constante de 0,06 MPa sobre carbeto de silício. O resultado é dado pelo desgaste em mm, que corresponde à média das diferenças entre as leituras de cinco pontos do corpo-de-prova antes e ao final do ensaio.

2.2.3.3 Abrasão Los Angeles – NBR NM 51

Com a finalidade de avaliar a resistência à abrasão e ao impacto de agregados graúdos empregados na confecção de concretos, existe o ensaio de abrasão Los Angeles, proposto pela NBR NM 51 (2001), o qual é utilizado para agregados graúdos com diâmetro máximo de 37,5 mm. O equipamento utilizado neste método consiste num tambor cilíndrico fechado em suas extremidades, com diâmetro interno de 700 mm e comprimento de 500 mm,

montado na direção horizontal, onde são introduzidas esferas de aço de aproximadamente 48 mm de diâmetro e massas diferentes. Este método de ensaio avalia a diferença de massa do agregado colocado dentro do tambor, antes e depois do ensaio, o qual consiste em promover 500 revoluções a uma velocidade de 30 a 33 rotações por minuto (rpm).

2.2.3.4 ASTM C 779

A ASTM C 779 (ASTM, 2012) apresenta três procedimentos de ensaio com a finalidade de avaliar a resistência do concreto ao desgaste por abrasão. Tal norma salienta que os métodos descritos não têm a intenção de estabelecer uma previsão de vida útil.

O procedimento A adota o uso de discos giratórios conjuntamente ao carbeto de silício como material intermediário abrasivo. Os discos giram a uma velocidade de 12 rpm e em torno do próprio eixo a uma velocidade de 280 rpm sobre a superfície do concreto a ser ensaiada. As medições são efetuadas em intervalos de 30 min e 60 min, sendo a avaliação realizada com base na profundidade desgastada após cada período de ensaio. O procedimento B utiliza três conjuntos de sete rodas desbastadoras de aço que se movimentam a uma velocidade de 56 rpm. Neste método não é utilizado nenhum tipo de material abrasivo auxiliar, e o procedimento de leitura do desgaste é igual ao adotado no método A. No procedimento C é utilizado um conjunto de oito bolas de aço de 18 mm de diâmetro, acopladas a uma cabeça rotativa; o material desgastado é retirado por água corrente. A velocidade do conjunto deve ser de 1000 rpm sobre carga de 120 N. As medições são realizadas a cada 50 s até se atingir um tempo máximo de 1200 s, ou quando a profundidade desgastada atingir 3 mm.

Com a conclusão deste capítulo fica evidente os inúmeros fatores que podem afetar a resistência à abrasão do concreto. Contudo, buscando mapear com maior profundidade a influência desses fatores no entendimento do mecanismo de desgaste por abrasão, iniciou- se um estudo preliminar, o qual está apresentado no capítulo seguinte. Este estudo preliminar buscou embasar o objetivo principal desta tese de doutorado, além de orientar quanto a seleção dos parâmetros que seriam avaliados.

3 ESTUDO PRELIMINAR

Neste capítulo são apresentados resultados de um trabalho preliminar relacionado ao mecanismo de desgaste superficial por abrasão de concretos empregados em pisos. Os parâmetros investigados neste estudo prévio foram definidos a partir de uma pesquisa desenvolvida por Silva (2011), onde a autora avaliou a influência de alguns materiais na composição do traço de concretos usualmente empregados em pisos frente ao mecanismo de desgaste superficial por abrasão. Dentro deste contexto, tal autora observou a influência do consumo de água, do teor de sílica ativa em substituição a massa de cimento, da presença de microfibras de polipropileno e do tipo de cimento.

Como resultados, Silva (2011) menciona a influência significativa do tipo de cimento, onde o cimento Portland de alta resistência inicial, para uma mesma relação a/agl (0,53) e idade de cura dos concretos (28 dias), mostrou menores índices de desgaste gerados, comparativamente ao cimento Portland pozolânico. O consumo de água também promoveu influência estatística significativa na resistência à abrasão, onde o intermediário (190 l/m³) se mostrou mais eficiente em relação aos demais (175 l/m³; 205 l/m³). Quanto às análises do uso das fibras (teor de 0,6 kg/m³), Silva (2011) não observou uma tendência clara no comportamento dos concretos frente ao desgaste, uma vez que a função principal das fibras seria de minimizar a ocorrência da fissuração por retração dos concretos na fase plástica. Com relação ao efeito do teor de substituição de sílica ativa, esta mesma autora não verificou influência significativa, relacionando este comportamento ao acabamento superficial que foi realizado nas amostras destinadas ao ensaio de abrasão, o qual minimizou os efeitos decorrentes da exsudação, nivelando os diferentes traços de concreto testados.

A partir destas análises mencionadas foi possível identificar a necessidade de maiores estudos acerca de alguns parâmetros relacionados ao desempenho dos concretos utilizados em pisos quanto ao desgaste por abrasão. Tais parâmetros foram foco deste trabalho preliminar, o qual antecedeu a definição do programa experimental desta pesquisa de doutorado. Neste sentido, buscou-se verificar a influência do tipo de acabamento e da presença de sílica ativa na composição do traço dos concretos usualmente adotados nessas

estruturas. A seguir serão apresentados o objetivo, o programa experimental, os resultados e discussões e as conclusões obtidas para esse estudo prévio.