6.4 PROVETES DEFINITIVOS

Nesta altura foi necessário alterar o local de recolha de solo, pelo que se repetiu o ensaio de Proctor e todos os restantes ensaios de caracterização geotécnica do solo.

Após o ensaio de Proctor, e antes de começar a fazer os provetes definitivos, testaram-se novamente alguns teores de humidade, e para isto foram escolhidos os H4. Tendo em conta que o teor ótimo obtido foi de 13,5%, optou-se por fazer provetes de teste com +2,5%, +5% e

+7,5%, obtendo-se assim teores de humidade de 16%, 18.5% e 21%, respetivamente. Estas misturas foram realizadas para testar a dificuldade de compactação mediante o teor de humidade. A Figura 6.17 ilustra um exemplo da moldagem destes provetes.

Figura 6.17 – Compactação do solo nos moldes H4, para testar a trabalhabilidade

O solo foi passado pelo peneiro nº4, usado no proctor. Tudo que passe no peneiro nº4 foi usado para as misturas dos provetes, tudo o que ficou retido no peneiro nº 4 foi desagregado no almofariz até o solo ficar bem separado, tendo o cuidado de não quebrar as partículas. Em seguida, o solo é novamente passado no peneiro e as partículas que não sejam torrões e que fiquem retinas neste peneiro são excluídos do processo.

As misturas foram realizadas numa misturadora de porte médio, a mesma usada para o fabrico dos provetes cilíndricos, com uma capacidade de aproximadamente 8 kg. Estes provetes ficaram depois armazenados em câmara húmida durante 15 dias, com um teor de humidade no ar de cerca de 80% e uma temperatura de 19ºC. Após os 15 dias, os provetes foram desmoldados para observação.

O provete com 21% de teor de humidade foi o mais fácil de compactar, visto que sem grande esforço conseguia-se obter a altura estipulada para cada camada. Contudo, este provete

apresentava, de forma nítida, muitos vazios, como se pode ver na Figura 6.18, que em princípio iriam reduzir a sua resistência em relação às outras misturas.

a)

b) Figura 6.18 –a) Provete com teor de humidade de 21% b) Pormenor do local de entalhe

O provete com um teor de humidade de 18.5% apresentava bom aspeto a olho nu (Figura 6.19), tendo consideravelmente menos vazios que o provete com 21%. Compactado sem grande dificuldade, este teor de humidade ficou como forte candidato à mistura final.

a)

b) Figura 6.19 – a) Provete com teor de humidade de 18.5% b) Pormenor do local de entalhe

Contudo, o provete com um teor de humidade de 16% tinha um aspeto mais uniforme do que os anteriores, mostrando muito poucos vazios a olho nu (Figura 6.20), tendo também sido de fácil compactação, não oferecendo grande resistência. Tornou-se assim também um forte candidato à mistura final.

a)

b) Figura 6.20 – a) Provete com teor de humidade de 16% b) Pormenor do local de entalhe

Decidiu-se finalmente pela utilização de um teor de humidade 16%, sobretudo devido ao facto de se tratar do valor mais próximo do ótimo de Proctor.

Para a primeira mistura para provetes H3 com este solo foram misturadas quantidades para a moldagem dos dois provetes ao mesmo tempo.

Usaram-se grampos para segurar as paredes do molde, evitando que estas encurvassem para fora, com a compactação (Figura 6.21). Apesar dos grampos, as paredes no fundo continuavam a mover-se. Durante a compactação foi notório que os grampos arranjados para segurar as paredes dos moldes não eram de todo eficazes, pois no local onde se encontravam não era

possível compactar corretamente sem os mexer, sendo necessário ir rodando o grampo e, para isso ser possível, o grampo não podia estar colocado muito para baixo, ficando assim colocado um pouco acima da meia-altura, o que permitia o deslocamento junto à base.

a) b)

Figura 6.21 – a) Molde H3 com grampos b) Pormenor do grampo

A mistura voltou a formar esferas de solo, que foram entretanto desfeitas num tabuleiro com a ajuda de uma colher de pedreiro. A compactação foi feita com o pilão manual de compactação de proctor, com quatro pancadas por área, para atingir a altura estipulada para as camadas. Apesar de a compactação ser feita com uma energia de compactação aproximada à de Proctor, constitui ainda assim um processo bastante complicado, pois ao cair levanta o solo na outra extremidade, o que cria um ciclo vicioso, onde se compacta de um lado e em seguida se tem de voltar a compactar do outro porque este entretanto levantou.

Repetiu-se então o processo, mas com a compactação manual, usando os mesmos grampos para agarrar as paredes. Como a moldagem é demorada o solo que está à espera para ser compactado é colocado num balde na câmara húmida, para manter o teor de humidade (o tempo de moldagem aproximado é de cerca de duas horas). Foram necessárias duas pessoas, uma para

compactar e outra para preparar as quantidades necessárias por cada camada. Como a compactação de cada camada era bastante complicada, optou-se desta vez por compactar em mais camadas, de menor altura, para que cada camada exigisse menos esforço. Ficou decido que passariam a ser cinco camadas, cada uma com 28mm (140mm / 5 = 28mm).

Passados quinze dias procedeu-se à desmoldagem, mas apenas foram retiradas as paredes exteriores do molde. Era notório nos provetes a diferença de cor nas três camadas (a camada do fundo era mais escura), como se pode ver na Figura 6.22. Este facto pode ser devido à camada superior estar mais exposta ao ar do que a camada do fundo, no entanto poderá também dever- se ao óleo descofrante, que escorre e se concentra um pouco mais no fundo. A camada superior não ficou bem (Figura 6.23).

Figura 6.22 – Provete H3 com 13.5% de humidade

Figura 6.23 – Pormenor da última camada mal compactada

O entalhe inicial a meio do provete, com uma altura de 50% da altura do provete, foi feito só no dia do ensaio, e durante o processo a camada superior soltou-se em algumas partes, acabando

por cair. Mais uma vez, com a incisão do entalhe o provete fraturou por completo nessa zona, e por este motivo acabou por se decidir não fazer provetes tão compridos, mas sim com metade do comprimento, ou seja, passaram a fabricar-se quatro provetes de cada vez.

A solução para o problema da má compactação e levantamento da camada superior foi o seu corte, a uma altura em que esta camada já não interferisse. Em seguida seria criado novo entalhe. Para se proceder ao corte da camada superior era necessário ter a certeza que este corte deixaria o provete direito e na horizontal. Para isso, colocou-se uma parede, de um molde mais pequeno, de cada lado do provete, e com a ajuda de um nível deixou-se a zona a cortar perfeitamente horizontal (Figura 6.24). Para cortar o provete usou-se uma serra de madeira (Figura 6.25).

Figura 6.24 – Nível para certificar que o corte seria horizontal

a)

b) Figura 6.26 – Provete após o corte da camada superior a) Acabamento do corte b) Provete completamente

rasado

Concluída esta fase passou-se para a incisão do entalhe, que neste caso, e devido à altura do provete ser menor, passou a ser 15% da altura do provete. Apesar de todos os cuidados com os provetes, estes continuavam a partir quando se criava o entalhe inicial. Sobrou apenas um em condições, que acabou por também fraturar.

Apesar do provete ter fraturado, foi aproveitado para fazer o primeiro ensaio com correlação digital de imagem, CDI. Com este ensaio preliminar foi possível compreender ate que ponto se poderia usar a CDI neste tipo de material.

Decidiu-se, a partir destes provetes de teste, que era necessário baixar a altura, passando a utilizar-se a mesma razão para fabricar os provetes maiores. Esta decisão baseou-se no facto de ser muito complicado compactar a última camada, devido à impossibilidade de colocar dentro do molde todo o solo necessário à última camada. Com a altura dos provetes mais baixa o molde

fica mais alto em relação ao provete, o que permite que haja espaço para colocar o solo dessa camada.

Nesta etapa ficou então decidido que os provetes a ser ensaiados teriam metade do comprimento do inicialmente pensado, pois não se conseguiu criar provetes com tão grande vão sem que partissem a meio. A altura dos provetes foi rebaixada com já foi referido e manteve-se a espessura das características iniciais.

Os grampos usados anteriormente foram substituídos por estribos, com efeito semelhante, mas mais eficazes, não só porque são maiores e portanto podem ser rodados para facilitar a compactação, mas também porque não permitem que as paredes dos moldes abram com a compactação. São colocados a meio da altura do molde, ou onde forem necessários, como se vê na Figura 6.27. Os estribos apertam o molde e estreitam o espaço interior, porém com a força de compactação as paredes cedem deixando o provete com a largura desejada.

Figura 6.27 – Estribos que apertam as paredes do molde

Foram usadas chapas, colocadas a meio-vão dos moldes, para os dividir (Figura 6.28), possibilitando assim o fabrico de quatro provetes por molde. Nesta fase ainda se tentou deixar os entalhes feitos no momento da moldagem com uns retângulos de plástico rijo, como se pode ver mais em baixo na Figura 6.29, assinalados pelas setas a vermelho, mas foi com dificuldade que se tiraram correndo o risco de estragar o provete, e como o entalhe não ficou bem, foi necessário fazer uma incisão para que ficasse perfeito. Decidiu-se então que o entalhe seria

sempre criado através de uma incisão posterior ao desmolde. No fim da moldagem o molde é coberto com papel aderente o melhor possível para evitar perdas de humidade.

Figura 6.28 – Pormenor do molde com a chapa a dividir

Figura 6.29 – Pormenor com os retângulos de plástico rijo para o entalhe

Os estribos são retirados dois ou três dias depois da moldagem, e nessa altura os moldes com os provetes voltam a ser vedados com papel aderente, resguardando o teor de humidade existente nos provetes. Durante o tempo de cura não foi possível guardar estes provetes na câmara húmida, e como é conveniente que sejam manuseados o mínimo possível, permaneceram no mesmo sítio onde foram moldados, sendo desmoldados no mesmo local e deslocados apenas para se proceder às pinturas e à incisão do entalhe.

O entalhe era criado numa situação idêntica à anterior, em que se colocavam duas paredes de cada lado do provete, mas passou a usar-se as paredes do molde, porque como acompanham o provete em toda a sua altura, fornecem maior estabilidade (Figura 6.30). Nas paredes do molde, seguras por grampos de média dimensão, marcou-se por fora a altura a que se desejava que ficasse o entalhe para facilitar a incisão.

Figura 6.30 – Incisão do entalhe

O padrão SPEKLE foi posteriormente pintado.Com o provete pintado e já com o entalhe foi necessário rodar o provete ao contrário para que ficasse na posição em que são ensaiados. Primeiro deita-se o provete, que é em seguida levantado novamente para a posição invertida à inicial, ficando com o entalhe virado para baixo. Estas movimentações têm de ser com o maior cuidado, pois basta um pequeno descuido para que se fraturem os provetes.

Figura 6.31 – Esquema dos movimentos necessários para rodar o provete

Os moldes usados neste trabalho foram ao mesmo tempo usados para outros trabalhos, o que fez com que a madeira absorvesse alguns dos produtos usados, provocando a perda de qualidade ao longo da investigação. Os produtos usados nessa investigação eram absorvidos pela madeira dos moldes. Quando se voltava a moldar os de solo/cimento o que acontecia na desmoldagem

era que ficavam colados às paredes, mesmo aplicando o óleo descofrante. Foi necessário resolver este problema, pois estragavam-se mais provetes do que os que se conseguiam ensaiar. A resolução passou por forrar os moldes com papel autocolante, adiando assim a necessidade de arranjar novos. Esta solução provou ser muito eficaz, pois os provetes não só deixaram de se colar às paredes, como passaram a ser desmoldados com menor dificuldade em relação a todos os feitos até à data, facilita também muito a limpeza dos mesmos. No caso do forro se estragar e fácil substituir, pois é retirar o resto e voltar a aplicar o papel autocolante.

Figura 6.32 – Moldes a ser forrados com papel autocolante transparente

A escolha acerca das fibras a utilizar, bem como das respetivas quantidades, foi baseada nos resultados dos ensaios realizados nos provetes mais pequenos, cilíndricos. A mistura escolhida foi a que obteve os melhores resultados, mas tendo em conta a abertura da fenda, o comprimento de fibra escolhido foi o maior, considerando que as fibras são mais compridas, haverá maior área de amarração, num princípio semelhante ao da armadura no betão.