Medições da velocidade ultra-sônica nas vigas

Em testes preliminares, foram obtidas as velocidades de propagação da onda ultra- sônica, calculados o comprimento da onda e definido o transdutor adequado para as medições na direção longitudinal em vigas (tabela 4-19).

Tabela 4-19. Parâmetros do ensaio de ultrasom visando a escolha do transdutor adequado para ser utilizado nos ensaios de vigas.

Transdutor

(freqüência em kHz) Velocidade (m/s) Tempo (µs) Comprimento de onda (λ )

25 1.408,4 35,5 13,6 cm

45 (cilíndrico) 1.315,7 39,0 29,2 cm

45 (ponta) 1.552,7 32,2 56,3 cm

80 1.091,7 45,7 34,5 cm

Da mesma forma que para os corpos-de-prova cilíndricos, o transdutor que melhor se adequou para os ensaios de vigas foi aquele com freqüência de 45 kHz.

No primeiro mês, foram medidas as velocidades ultra-sônicas, nas direções transversal e longitudinal, em vigas de todos os tratamentos, estando os resultados mostrados na tabela 4-20.

Tabela 4-20. Velocidades ultra-sônicas (km/s) para as vigas confeccionadas com diferentes materiais (médias de quatro repetições), nas direções transversal e longitudinal da viga.

Tratamentos - medições 1 dia 3 dias 7 dias 14 dias 21 dias 28 dias

A (arroz) - transversal 1,96 1,82 2,18 2,32 2,46 2,60 A (arroz) - longitudinal 2,00 2,20 2,45 2,60 2,60 2,60 B (bambu) - transversal 1,99 1,88 2,14 2,29 2,46 2,57 B (bambu) - longitudinal 1,35 1,45 1,60 1,60 1,65 1,65 C (cana) - transversal 1,68 1,64 1,90 2,06 2,20 2,33 C (cana) - longitudinal 1,40 1,40 1,55 1,55 1,65 1,70 T (testemunha) - transversal 3,02 2,78 3,42 3,76 4,03 4,33 T (testemunha) - longitudinal 2,90 3,20 3,50 3,60 3,70 3,80

Os valores do tempo de propagação da onda ultra-sônica (micro-segundos) foram sempre maiores em vigas confeccionadas com fibras, confirmando assim que a presença de fibras dificulta a passagem da onda, resultando em menores valores de velocidade ultra-sônica (km/s), em relação à testemunha.

Aplicado às médias de tratamentos, o teste de Tukey mostrou que os maiores valores de velocidade ultra-sônica, medidos transversalmente em vigas, foram alcançados pela testemunha (T), estatisticamente diferente dos demais tratamentos ao nível de 5% de significância estatística; a menor velocidade, por outro lado, foi apresentada pelo tratamento C (compósitos confeccionados com fibras de bagaço de cana-de-açúcar). Os demais tratamentos (A e B) não apresentaram diferenças significativas entre si.

O teste de Tukey mostrou, também, que os maiores valores de velocidade ultra-sônica, medidos na direção longitudinal, foram também alcançados nas vigas-testemunha (T), enquanto que os menores, estiveram associados aos tratamentos B e C. O tratamento A ocupou posição intermediária.

Para as médias de tratamentos, dentro do fator idade, os resultados mostraram que existem diferenças estatisticamente significativas entre todas as idades, em todos os tratamentos.

Foram realizadas medições de velocidades ultra-sônicas em vigas, nos sentidos transversal e longitudinal, e nas idades de 28, 120, 360, 480 e 720 dias. Os dados de velocidade ultra-sônica e de módulo de elasticidade dinâmico, para os compósitos confeccionados com casca de arroz, estão apresentados na tabela 4-21.

Tabela 4-21. Valores da velocidade ultra-sônica (m/s) para vigas de compósitos confeccionados com casca de arroz (médias de quatro repetições), nas direções transversal e longitudinal da viga, e valores do módulo de elasticidade dinâmico.

Idade T 1 V 1 MOE 1 T 2 V 2 MOE 2

AL 28 193 2.588,83 12.257,82 27 2.863,07 14.993,44 AC 120 209 2.391,56 10.872,74 27 2.846,72 15.399,14 AL 120 204 2.446,21 11.442,76 29 2.645,38 13.398,59 AC 360 218 2.292,47 9.951,22 32 2.461,66 11.491,97 AL 360 213 2.341,42 10.380,59 31 2.487,35 11.714,14 AC 480 222 2.245,59 9.143,28 41 1.936,80 6.846,67 AL 480 234 2.133,33 8.696,52 37 2.123,82 8.627,93 AC 720 252 1.985,89 7.079,49 37 2.113,58 8.052,12 AL 720 244 2.063,12 7.650,72 36 2.184,36 8.563,74

AC =valores referenciados às condições de campo; AL = valores referenciados às condições de laboratório. T 1= tempo de propagação da onda ultra-sônica, na direção longitudinal (µs)

T 2= tempo de propagação da onda ultra-sônica, na direção transversal (µs) V 1 = velocidade ultra-sônica, na direção longitudinal (m/s)

V 2 = velocidade ultra-sônica, na direção transversal (m/s) MOE 1 = módulo de deformação, medições longitudinais (MPa) MOE 2 = módulo de deformação, medições transversais (MPa).

Os valores do desvio padrão e do coeficiente de variação estão apresentados no anexo 2.

Os valores do tempo de propagação da onda ultra-sônica, nas direções longitudinal e transversal, foram menores aos 28 dias, aumentando progressivamente com as idades, o contrário ocorrendo para os valores do módulo de elasticidade dinâmico (MOE), que foram maiores para a idade de 28 dias, diminuindo significativamente ao longo do tempo.

Os valores do MOE, medidos na direção longitudinal, foram estatisticamente diferentes para as vigas mantidas em condições de campo ou de laboratório; no entanto, dentro da mesma idade, tais valores não foram estatisticamente diferentes para as vigas expostas às condições de campo ou de laboratório.

Para as medições na direção transversal, o teste de Tukey mostrou que os valores do MOE, para as vigas expostas às condições de campo e de laboratório, são significativamente diferentes entre si; dentro do fator idade, todavia, diferenças estatísticas forma observadas apenas para a idade de 120 dias.

Os dados de velocidade ultra-sônica e de módulo de elasticidade dinâmico para os compósitos confeccionados com partículas de bambu estão mostrados na tabela 4-22.

Tabela 4-22. Valores da velocidade ultra-sônica (m/s) para vigas de compósitos confeccionados com partículas de bambu (médias de quatro repetições), nas direções transversal e longitudinal da viga, e valores de módulo de elasticidade dinâmico.

Idade T 1 V 1 MOE 1 T 2 V 2 MOE 2

BL 28 252 1.985,52 7.078,31 38 2.054,22 7.576,31 BC 120 243 2.055,95 7.564,59 35 2.219,27 8.891,13 BL 120 324 1.547,27 4.392,67 40 1.949,95 6.956,71 BC 360 265 1.889,73 6.183,59 36 2.133,35 7.866,37 BL 360 248 2.011,65 7.465,42 37 2.064,82 7.902,55 BC 480 203 2.473,49 10.599,09 31 2.492,21 10.741,67 BL 480 215 2.320,68 9.813,86 37 2.124,69 8.236,73 BC 720 208 2.395,20 9.928,52 29 2.683,44 12.475,83 BL 720 213 2.343,85 10.272,78 31 2.468,99 11.404,02

BC = valores referenciados ás condições de campo; BL = valores referenciados às condições de laboratório. T 1= tempo de propagação da onda ultra-sônica, na direção longitudinal (µs)

T 2= tempo de propagação da onda ultra-sônica, na direção transversal (µs) V 1 = velocidade da onda ultra-sônica, na direção longitudinal (m/s) T 2 = velocidade da onda ultra-sônica,, na direção transversal (m/s) MOE 1 = módulo de deformação, medições longitudinais (MPa) MOE 2 = módulo de deformação, medições transversais (MPa).

Os valores do desvio padrão e do coeficiente de variação estão apresentados no anexo 2.

Os valores do tempo de propagação da onda ultra-sônica, para vigas de compósitos confeccionados com partículas de bambu, decresceram com o aumento da idade, de forma estatisticamente significativa a partir dos 480 dias. Para os valores do MOE, o teste de Tukey mostrou que, para as medições na direção longitudinal, os maiores valores, estatisticamente significativos, ocorreram aos 720 dias e, os menores, aos 28 dias. Para a mesma idade, as

únicas diferenças significativas ocorreram aos 120 dias, entre as condições de campo e de laboratório.

Para os valores do MOE, medidos na direção transversal, os maiores valores estão associados às idades de 720 e 480 dias, iguais entre si e superiores às demais que não apresentaram diferenças estatísticas entre si. Dentro do fator idade, apenas os valores correspondentes à idade de 480 dias foram diferentes entre as condições de campo e de laboratório.

Os dados de velocidade ultra-sônica e de módulo de elasticidade dinâmico, para os compósitos confeccionados com fibras de bagaço de cana-de-açúcar, estão apresentados na tabela 4-23.

Tabela 4-23. Valores da velocidade ultra-sônica (m/s) para vigas de compósitos confeccionados com fibras de bagaço de cana-de-açúcar (médias de quatro repetições), nas direções transversal e longitudinal da viga, e valores do módulo de elasticidade dinâmico.

Idade T 1 V 1 MOE 1 T 2 V 2 MOE 2

CL 28 311 1.621,75 4.459,02 43 1.806,52 5.434,42 CC 120 345 1.447,71 3.371,46 60 1.286,07 2.650,33 CL 120 259 1.949,19 6.171,52 56 1.421,57 3.311,69 CC 360 349 1.433,94 3.246,04 63 1.226,23 2.372,53 CL 360 278 1.799,72 5.062,51 58 1.351,79 2.852,28 CC 480 239 2.098,08 6.911,32 59 1.316,32 2.713,85 CL 480 237 2.109,17 6.992,25 58 1.334,67 2.806,41 CC 720 280 1.784,55 4.977,19 40 1.960,93 6.026,81 CL 720 291 1.717,74 4.643,48 47 1.648,85 4.307,33

CC = valores referenciados às condições de campo; CL = valores referenciados às condições de laboratório. T 1= tempo de propagação da onda ultra-sônica, na direção longitudinal (µs)

T 2= tempo de propagação da onda ultra-sônica, na direção transversal (µs) V 1 = velocidade da onda ultra-sônica, na direção longitudinal (m/s) T 2 = velocidade da onda ultra-sônica, na direção transversal (m/s) MOE 1 = módulo de deformação, medições longitudinais (MPa) MOE 2 = módulo de deformação, medições transversais (MPa)

Os valores do desvio padrão e do coeficiente de variação estão apresentados no anexo 2.

Para as vigas de compósitos confeccionados com fibras de bagaço de cana-de-açúcar, os valores dos tempos de propagação da onda ultra-sônica mostraram uma diminuição com a idade. no que diz respeito aos valores do MOE, medidos na direção longitudinal, o teste de Tukey apontou diferenças estatisticamente significativas entre os valores medidos em vigas

expostas às condições de campo e às de laboratório. por outro lado, dentro da mesma idade, os valores do MOE só foram diferentes para as idades de 360 e 120 dias.

Para os valores do MOE medidos na direção transversal, nenhuma diferença foi observada entre os valores referentes às condições de campo e de laboratório, enquanto que, dentro da mesma idade, as únicas diferenças constatadas estão associadas à idade de 720 dias.Os dados de velocidade ultra-sônica e de módulo de elasticidade dinâmico, para o tratamento-testemunha, estão mostrados na tabela 4-24.

Tabela 4-24. Valores da velocidade ultra-sônica (m/s) para vigas confeccionadas com argamassa de cimento e areia (médias de quatro repetições), nas direções transversal e longitudinal da viga, e valores de módulo de elasticidade dinâmico.

Idade T 1 V 1 MOE 1 T 2 V 2 MOE 2

TL 28 132 3.790,01 31.533,13 18 4.210,71 38.711,82 TC 120 161 3.093,91 22.155,57 19 4.059,54 38.165,80 TL 120 170 2.935,82 18.837,22 19 4.011,94 35.261,56 TC 360 160 3.117,43 23.849,95 15 5.027,92 62.400,63 TL 360 127 3.934,04 37.614,72 18 4.284,92 44.596,67 TC 480 156 3.190,56 23.908,26 18 4.335,69 44.219,53 TL 480 145 3.444,34 27.453,89 19 4.088,94 38.548,46 TC 720 124 4.006,11 37.971,80 18 4.333,98 44.455,52 TL 720 124 4.007,38 36.323,66 18 4.210,13 40.136,46

TC = valores referenciados às condições de campo; TL = valores referenciados às condições de laboratório. T 1= tempo de propagação da onda ultra-sônica, na direção longitudinal (µs)

T 2= tempo de propagação da onda ultra-sônica, na direção transversal (µs) V 1 = velocidade da onda ultra-sônica, na direção longitudinal (m/s) T 2 = velocidade da onda ultra-sônica, na direção transversal (m/s) MOE 1 = módulo de deformação, medições longitudinais (MPa) MOE 2 = módulo de deformação, medições transversais (MPa).

Os valores do desvio padrão e do coeficiente de variação estão apresentados no anexo 2.

Os valores dos tempos de propagação da onda ultra-sônica em vigas confeccionadas apenas com argamassa de cimento e areia (testemunha) apresentaram uma pequena diminuição em função da idade do corpo-de-prova. Para os valores do MOE, na direção longitudinal, o teste de Tukey mostrou que existem diferenças significativas entre os valores apresentados pelas vigas expostas às condições de campo e às de laboratório. Para as mesmas idades, diferenças estatísticas foram apontadas apenas para as idades de 480 e 360 dias.

Para os valores do MOE, medidos na direção transversal da viga, o teste de Tukey apontou diferenças estatisticamente significativas entre aquelas submetidas às condições de

campo e de laboratório, enquanto que, dentro da mesma idade, apenas as vigas com 360 dias apresentaram diferenças significativas.

Na figura 4-11 estão mostrados os valores de velocidades ultra-sônicas, medidas na direçaõ longitudinal da viga, para todos os tratamentos pesquisados, nas condições de campo e de laboratório, e para todas as idades estudadas.

(a) Compósitos confeccionados com casca de arroz, expostos às condições de campo (AC) e de laboratório (AL).

(b) Compósitos confeccionados com partículas de bambu, expostos às condições de campo (BC) e de laboratório (BL).

(c) Compósitos confeccionados com fibras de bagaço de cana-de-açúcar, expostos às condições de campo (CC) e de laboratório (CL).

(d) Vigas testemunhas, expostas às condições de campo (TC) e de laboratório (TL).

Figura 4-11. Velocidades ultra-sônicas medidas em vigas confeccionadas com diferentes materiais e ensaiadas em diferentes idades.

As velocidades de ultra-som medidas nos compósitos confeccionados com partículas de bambu e com fibras de bagaço de cana-de-açúcar, além da testemunha, apresentaram uma

tendência de aumento, em função da idade, até quase a estabilização, o mesmo não se dando com os compósitos confeccionados com casca de arroz.