4.1 Estudo da fase argamassa modificada com EVA
4.3.3 Módulo de ruptura, tenacidade e fator de tenacidade
Os resultados apresentados (Tabela 8, Tabela 9 e Tabela 10) mostram os valores de força máxima, módulo de ruptura (MOR), trabalho (Tb) e fator de tenacidade (FT) para os diferentes teores de fibras adotados. Sendo que o MOR e o FT foram calculados de acordo com a JSCE-SF4 e o Tb pela integral da área total abaixo da curva tensão-deslocamento até L/150.
Os resultados apresentados indicam que a adição de EVA não foi suficiente para o incremento da propriedade de tenacidade do concreto reforçado com macrofibras de polipropileno. Esperava-se um aumento nos resultados do CMPRF em relação ao CRF, porém ao observar os valores de Tb e do FT os mesmos permaneceram análogos em todos os teores de macrofibras utilizados. No entanto, ao observar os resultados somente do CRF o uso das fibras fez com que houvesse aumento nos valores de Tb, MOR e do FT ao utilizar maiores teores de fibras.
Tabela 8 - Resistência à tração na flexão aos 28 dias – Teor 3,0kg/m³
Tabela 9 - Resistência à tração na flexão aos 28 dias – Teor 4,5kg/m³
CP Força máxima (kN) MOR (MPa) Tb (kN.mm) FT (MPa) 1 2,9 3,89 34,157 1,52 2 2,8 3,68 29,129 1,30 3 3,1 4,07 35,332 1,57 4 3,0 4,05 36,148 1,61 5 2,6 3,40 27,133 1,21 Média 2,9 3,8 32,4 1,4 Desvio padrão 0,2 0,3 3,6 0,2 CP Força máxima (kN) MOR (MPa) Tb (kN.mm) FT (MPa) 1 2,8 3,77 32,540 1,45 2 2,6 3,48 34,378 1,53 3 2,6 3,49 22,782 1,01 4 3,0 3,96 31,689 1,41 5 2,6 3,49 25,194 1,12 Média 2,7 3,6 29,3 1,3 Desvio padrão 0,1 0,2 4,5 0,2 Teor 3,0kg/m³ - CRF Teor 3,0kg/m³ - CMPRF CP Força máxima (kN) MOR (MPa) Tb (kN.mm) FT (MPa) 1 3,2 4,28 35,484 1,58 2 2,8 3,71 35,232 1,57 3 3,0 3,97 37,229 1,66 4 3,0 4,00 36,022 1,60 5 2,7 3,63 36,761 1,63 Média 2,9 3,9 36,1 1,6 Desvio padrão 0,2 0,2 0,8 0,0 CP Força máxima (kN) MOR (MPa) Tb (kN.mm) FT (MPa) 1 2,5 3,30 39,956 1,78 2 2,9 3,83 36,673 1,63 3 2,6 3,52 31,566 1,40 4 2,5 3,39 37,637 1,67 5 2,5 3,30 33,664 1,50 Média 2,6 3,5 35,9 1,6 Desvio padrão 0,1 0,2 3,0 0,1 Teor 4,5kg/m³ - CRF Teor 4,5kg/m³ - CMPRF
Tabela 10 - Resistência à tração na flexão aos 28 dias – Teor 6,0kg/m³
Ao comparar os valores de Tb do CRF nota-se que o teor de 6,0kg/m³ foi o que apresentou maior valor, sendo que do teor de 3,0kg/m³ para 4,5kg/m³ houve um incremento no Tb de 10,3% e do teor de 4,5kg/m³ para o teor de 6,0kg/m³ aumentou em 22%. Apesar do maior desempenho ter sido apresentado com o maior teor de fibras, o resultado do slump do CRF para o teor de 6,0kg/m³ foi zero, tornando o adensamento mais difícil.
O teor de 4,5kg/m³ apresentou resultados satisfatórios para o CRF e principalmente para o CMPRF, os quais tiveram resultados análogos, além disso seu slump aumentou significativamente com a adição do EVA, permitindo um melhor adensamento da mistura e evitando a formação de “ouriços”.
Apesar de não ocorrer aumento na capacidade de absorção de energia do material, a adição do polímero pode interferir em outras propriedades do concreto, como durabilidade e taxa de amortecimento, proporcionando maior desempenho para o material. Além disso, o polímero proporciona menor absorção de água ao concreto e aumenta também sua resistência frente aos agentes químicos. A utilização desses dois materiais também melhora a trabalhabilidade e a aderência da fibra com a matriz cimentícia (GHOSNI; VESSALAS; SAMALI, 2012; GHOSNI; SAMALI, 2013).
CP Força máxima (kN) MOR (MPa) Tb (kN.mm) FT (MPa) 1 2,5 3,30 39,421 1,75 2 2,7 3,55 45,652 2,03 3 2,5 3,34 54,887 2,44 4 2,7 3,58 45,879 2,04 5 2,6 3,46 45,666 2,03 Média 2,6 3,4 46,3 2,1 Desvio padrão 0,1 0,1 4,9 0,2 CP Força máxima (kN) MOR (MPa) Tb (kN.mm) FT (MPa) 3 2,6 3,47 45,819 2,04 4 2,6 3,47 48,551 2,16 5 2,3 3,11 44,124 1,96 Média 2,5 3,4 46,2 2,1 Desvio padrão 0,1 0,2 1,8 0,1 Teor 6,0kg/m³ - CRF Teor 6,0kg/m³ - CMPRF
5 CONCLUSÕES
Este estudo foi dividido em duas etapas, onde na primeira analisou-se a influência do copolímero EVA nas propriedades do estado fresco e endurecido do concreto e sua fase argamassa. Foram utilizados dois tipos de copolímeros redispersíveis a base de acetato vinila- etileno (polímero A e polímero B), e os mesmos foram adicionados na argamassa em diferentes teores (0%, 1,5%, 3%, 6% e 12% s.p.c) e no concreto em apenas um teor (12% s.p.c).
Na segunda etapa da pesquisa fez-se o uso somente do polímero A no teor de 12% s.p.c, escolhido pelas suas melhores características mecânicas apresentadas nos estudos iniciais. Dessa forma, esta fase do estudo consistiu em verificar a influência do EVA nas propriedades mecânicas do CRF. Adotou-se como referência o concreto reforçado com macrofibras de polipropileno (CRF) e adicionou-se EVA (CMPRF) para comparar o desempenho entre os dois materiais.
Para as argamassas e concretos, ambos modificados com os dois tipos de EVA (polímero A e polímero B) foi possível observar que a adição de polímero é capaz de modificar as propriedades no estado fresco e endurecido, sendo, assim, as conclusões para a primeira etapa do estudo são:
- No estado fresco há aumento da plasticidade e melhora na trabalhabilidade das argamassas modificadas com os dois tipos de EVA. O índice de consistência aumenta conforme o crescimento do teor de polímero, sendo que, para o polímero A a mistura apresentou-se mais plástica, resultando em valores maiores de índice de consistência, isso devido as características tensoativas deste polímero.
- O abatimento do concreto aumenta significativamente com a adição dos dois tipos de polímero.
- No estado endurecido, o uso de EVA provoca uma redução no módulo de deformação das argamassas e dos concretos devido à queda na resistência mecânica. Quando comparada a argamassa de referência, o módulo de deformação das argamassas modificadas com os dois tipos de EVA, bem como a resistência mecânica das mesmas, diminui conforme aumenta o teor do polímero, sendo que para as argamassas modificadas com o polímero B esses valores são menores. Isso se dá devido uma maior incorporação de ar provocada por esse tipo de polímero, podendo ser justificada pelas imagens de microscopia óptica das argamassas modificadas com polímero B, as quais evidenciam uma maior quantidade de poros.
- O impacto da adição de polímero no módulo das argamassas é mais expressivo do que no concreto, isso se dá por conta da adição da brita, a qual possui um módulo de elasticidade alto e consequentemente aumenta o módulo do concreto. Contudo, a diminuição do módulo permite maior capacidade de absorção de energia, propriedade importante para pisos de concreto reforçados com fibras, onde o aumento da flexibilidade pode diminuir o surgimento de microfissuras.
- A redução da resistência mecânica é responsável pela diminuição do módulo de deformação das argamassas e dos concretos modificados, fazendo com que a matriz cimentícia perca resistência, no entanto a matriz também se torna menos rígida aumentando a capacidade de absorção de energia do material.
- A resistência à tração é incrementada no concreto modificado, tanto para o polímero A quanto para o polímero B, pois o polímero melhora a ligação entre a matriz cimentícia e os agregados, podendo também atuar no controle da microfissuração.
- As imagens de microscopia óptica evidenciam que as argamassas modificadas com o polímero B apresentam maior quantidade de poros quando comparadas às argamassas modificadas com o polímero A, justificando, assim, os menores valores de resistência à compressão das argamassas com o polímero B.
- Há redução na absorção de água das argamassas e concretos modificados devido a formação do filme polimérico. O aumento no teor de EVA aumenta a impermeabilidade do material, garantindo, assim, maior estanqueidade e consequentemente maior durabilidade ao material durante a vida útil.
Para o CRF e CMPRF foram realizados ensaios de resistência à tração na flexão e de resistência à compressão, sendo este último realizado com amostras cúbicas decorrentes das prismáticas dos ensaios de flexão. Para o CRF os diferentes teores adotados de macrofibras de polipropileno (3kg/m³, 4,5kg/m³ e 6kg/m³) evidenciam melhora no fator de tenacidade (FT) conforme o aumento da quantidade de fibras. Sendo que, houve incremento de 12,5% do teor de 3kg/m³ para o 4,5kg/m³ e 23,8% do teor de 4,5kg/m³ para 6kg/m³.
A adição de EVA não contribui significativamente para o incremento da absorção de energia do CMPRF, no entanto, como visto na literatura, o EVA pode melhorar as propriedades de durabilidade do material, taxa de amortecimento, trabalhabilidade e absorção, sendo todas essas características importantes para os pisos industriais, os quais na maioria das vezes estão sujeitos a ambientes agressivos ou úmidos.
Portanto, para a segunda etapa do trabalho, as principais conclusões referentes as propriedades do estado fresco e endurecido do CRF e do CMPRF são:
- A adição de EVA aumenta o abatimento do CRF, possibilitando melhora no adensamento e na dispersão das macrofibras.
- Para os teores de fibras estudados, a adição de EVA reduz a resistência mecânica do CMPRF em apenas 0,8% para o teor de 3kg/m³, sendo que para os teores de 4,5kg/m³ e 6kg/m³ essa redução é de 28,4% e 6,4%, respectivamente. A queda nos valores de resistência à compressão pode ser justificada com os resultados obtidos na primeira etapa do trabalho, onde o polímero diminui a resistência mecânica do concreto, e consequentemente proporciona menor módulo de deformação. Contudo, este decréscimo não é prejudicial para a tecnologia dos pisos industriais, pois os valores foram mantidos acima de 30MPa, valor de referência estabelecido pelos projetistas.
- A adição de EVA em todos os teores de fibras (3kg/m³, 4,5kg/m³ e 6kg/m³) não apresenta incremento significativo nos valores de MOR, Tb e FT do CMPRF.
- Há uma melhora na propriedade de tenacidade do CRF conforme aumenta o teor de fibras, isso se dá devido as fibras atuarem como ponte de transferência de tensões, aumentando a capacidade de absorção de energia do material.
Conclui-se que no CMPRF o EVA interfere mais nas propriedades do estado fresco, como a trabalhabilidade. Nas propriedades do estado endurecido, como resistência à compressão e tração na flexão, a adição de polímero apresenta resultados menos expressivos. No entanto, para a propriedade de durabilidade o EVA pode ser uma alternativa viável, principalmente pela capacidade de redução da absorção de água no concreto devido a selagem dos poros provocada pelo filme polimérico.
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