3. CAMPANHA EXPERIMENTAL
3.11. E NSAIOS ÀS ARGAMASSAS EM ESTADO ENDURECIDO
3.11.2. Ensaios em provetes prismáticos
3.11.2.5 Resistência à tração por flexão
Por ser um ensaio de resistência mecânica, o equipamento utilizado foi uma máquina uni- versal Zwick/Rowell, modelo Z050, com recurso a uma célula de carga máxima 2 kN colocada na extremidade em contacto com o provete.
A norma seguida é a EN 1015-11 (CEN, 1999a).
Como o próprio nome do ensaio indica o que é imposto ao provete é uma rotura por flexão. Essa rotura é provocada por acção em três pontos, dois pontos de apoio e aplicação de carga a meio vão.
Procedeu-se à colocação cuidadosa do provete, com grande importância para o decorrer do ensaio. O provete foi disposto de modo que a face rugosa (que não é mais do que face que não es- tava em contacto com o molde durante os primeiros três dias de cura) não ficasse em contacto com os apoios nem com a célula. Teve-se em atenção o facto da célula ter de estar toda em contacto com o provete. Com o provete centrado e alinhado pelos apoios, deu-se início ao carregamento, através do programa associado à máquina (Fig. 3.33).
Figura 3.33 – Ensaio de resistência à tração por flexão em máquina universal Zwick/Rowell
O carregamento foi imposto a uma velocidade constante de 0,2 mm/min, à medida que este podia ser observado graficamente pela força aplicada em função do tempo decorrido. Nesse mesmo gráfico pôde ser observada a força máxima aplicada, que se tem no instante antes de se dar a rotura.
O valor da resistência à tração por flexão calcula-se através da equação:
Equação 3.7 Onde,
Rt [MPa]: resistência à tração por flexão;
Ff,máx [N]: carga de rotura de tração por flexão; l[mm]: distância entre pontos de apoio;
b [mm]: dimensão do lado da secção quadrada do provete.
Após o ensaio terminar, o provete é dividido, manualmente, em duas partes, pela zona da fissura consequente do ensaio (Fig. 3.34). A metade com a extremidade menos lisa é utilizada no ensaio de resistência à compressão e a outra segue para o ensaio de absorção de água por capilari- dade (3.11.2.9).
Figura 3.34 – Aspecto do provete no fim do ensaio de resistência à tracção por flexão, após a rotura 3.11.2.6 Carbonatação
A verificação da profundidade de carbonatação foi determinada aos 90 dias de cura, logo após o ensaio de resistência à tracção por compressão. Não foi efectuado nos outros tempos de cura devido inicialmente à idade ser demasiado jovem ou à indisponibilidade de recursos.
Este ensaio consiste na aplicação de uma solução de fenolftaleína em álcool diluído, que resulta numa variação cromática uma vez em contacto com o hidróxido de cálcio (Ca(OH)2), adqui-
rindo uma cor rosa, enquanto a parte carbonatada (CaCO3) não se altera.
É importante referir que a cor rosa indica a presença de Ca(OH)2 mas não necessariamente
a ausência total de carbonatação, ou seja, o ensaio com fenolftaleína é uma indicação do pH (cor rosa para pH maior do que cerca de 9,5, caso do hidróxido de cálcio) mas não faz distinção entre um pH baixo causado por carbonatação ou por outros compostos ácidos (Queiróz-Lima, 2012).
3.11.2.7 Resistência à compressão
Na realização deste ensaio destrutivo utiliza-se a mesma norma e equipamento do ensaio 3.11.2.5, apenas com a alteração para uma célula de carga máxima 50 kN (Fig. 3.35).
A metade do provete a ensaiar é de novo colocada de forma a que a face rugosa não seja nenhuma das duas faces em contacto com a célula que aplica a força durante o ensaio.
O carregamento tem início, com uma velocidade de aplicação de carga de 0,7 mm/min. Es- se carregamento é acompanhado, em tempo real, num gráfico que relaciona a força aplicada com o tempo decorrido. Retira-se a força de compressão máxima que foi aplicada. Dividindo essa mesma força pela área de secção onde ela é aplicada, obtém-se o valor da resistência à compressão.
Findo o ensaio obtém-se o provete dividido em três partes (Fig. 3.36). Todas foram secas em estufa a 60°C.
Figura 3.36 – Aspecto do provete no fim do ensaio de resistência à compressão, após a rotura O terço com o topo liso foi utilizado para o ensaio de porosidade aberta e massa volúmica aparente.
3.11.2.8 Porosidade aberta e massa volúmica aparente
Este ensaio baseou-se na norma para ensaio de pedra natural NP EN 1936 (IPQ, 2008), com adaptação para o tipo de provetes em estudo.
Foram usadas as extremidades exteriores dos provetes provenientes do último ensaio refe- rido. Estes provetes foram submetidos durante 24 horas a 60 °C em estufa, para que atingissem massa constante e foram retirados da mesma apenas o tempo suficiente para que pudessem arrefe- cer, antes de serem pesados.
Durante o arrefecimento os provetes são envolvidos individualmente em tecido de nylon atado nas extremidades com fio de nylon. Este procedimento decorre da necessidade de impedir perdas de material devido à friabilidade das argamassas, aliado à necessidade de menor absorção possível de água, de modo a não influenciar os resultados do ensaio.
Pesam-se os provetes. A balança utilizada possui uma precisão de 0,001 g.
Introduzem-se os provetes num exsicador totalmente vedado, onde são sujeitos à acção de uma bomba de vácuo durante 24 horas, para que todo o ar no interior dos provetes seja retirado, até ser atingida a pressão de 20 Torr (aproximadamente 0,0267 bar) (Fig. 3.37). Seguidamente introdu- ziu-se água de forma lenta (cerca de 1 dm3 a cada 2 minutos) e por acção do vácuo, isto para que não
se formem bolsas de ar e toda a porosidade aberta seja preenchida por água. Após todos os provetes se encontrarem submersos e a entrada de água fechada, o sistema é de novo deixado em vácuo por mais 24 horas.
Concluído esse período a bomba é desligada, o exsicador aberto e os provetes submersos mas agora à pressão atmosférica, durante 24 horas.
Figura 3.37 – Exsicador em vácuo na primeira fase do ensaio e com água
No fim das 72 horas de permanência no exsicador, o mesmo é colocado perto da balança para que os provetes sejam pesados directamente, contactando com o ar o menos tempo possível. Os prove- tes pesam-se em conjuntos de três. Primeiro efectua-se a pesagem da massa hidrostática para cada um dos três provetes, numa balança previamente preparada para o efeito, com um suporte na parte inferior da balança, inserido num recipiente com água (Figs. 3.38 e 3.39).
Figura 3.38 – Suporte da balança para pesagem hidrostática
Seguidamente limpam-se todas as faces com um pano para que não seja contabilizado algum excesso de água que possa existir no tecido de nylon e faz-se a pesagem da massa do provete saturado, para cada um dos três provetes .
Figura 3.39 – Balança utilizada nos ensaios de porosidade aberta e massa volúmica aparente
Finda a pesagem da totalidade dos provetes, determina-se a porosidade aberta, através da equa- ção:
Equação 3.8 Onde,
υ [m3]: volume de vazios;
V[m3]: volume do provete;
m0 [g]: massa do provete seco; m1 [g]: massa hidrostática do provete;
m2 [g]: massa do provete saturado.
E retira-se o valor da massa volúmica aparente com a equação:
Equação 3.9 Onde,
MVap [kg/m3]: porosidade aberta;
V[m3]: volume do provete;
m0 [g]: massa do provete seco;
m1 [g]: massa hidrostática do provete;
m2 [g]: massa do provete saturado.