Testes Preliminares

A fim de simular e estudar o comportamento da argamassa confinada, como acontece nas juntas de alvenaria, foram realizados os ensaios de compressão de corpos-de-prova prismáticos de argamassa com pequena altura. Foram utilizadas quatro amostras de seção quadrada, com lados de 40mm e altura de 10mm, espessura semelhante à utilizada nas juntas. As amostras foram executadas com argamassa industrializada, classificada como M5 de acordo com a EN 998-2 (2003), com resistência nominal de 10 MPa, aos 28 dias, medida em corpos-de-prova cúbicos de 40mm de lado. Os ensaios foram realizados em uma prensa servo-controlada, com capacidade máxima de 250 kN, com controle de deslocamentos e velocidade de carregamento de 0,001 mm/s. As amostras foram coladas em chapas de aço com cola epóxi, de resistência muito superior à da amostra, e enquanto eram comprimidas, as deformações axial e lateral foram medidas por dois LVDTs (Linear Variable Differential

Transformer) em cada direção, ao mesmo tempo em que eram analisadas de maneira contínua

por um interferômetro eletrônico de padrão de matiz (ESPI – Electronic Speckle Pattern

Interferometry). O ESPI é um equipamento que utiliza laser e detecção por vídeo para

registrar as alterações de deslocamento da amostra, permitindo detectar as menores alterações na superfície do espécime durante o ensaio, sem precisar ter contato com o corpo-de-prova. Nas Figuras 3.8 e 3.9 mostram-se o ESPI e um dos corpos-de-prova sendo ensaiados, e uma amostra após o esmagamento, respectivamente.

Figura 3.8. Corpo-de-prova sendo ensaiado à compressão e analisado pelo ESPI.

Fonte: (Própria).

Figura 3.8. Amostra esmagada em um dos ensaios preliminares.

Fonte: (Própria).

O objetivo dos testes preliminares foi de analisar a variação do coeficiente de Poisson em função do nível de tensão atuante na amostra, além de medir a variação volumétrica específica até a ruptura, buscando caracterizar o esmagamento da argamassa. Não foi possível alcançar este objetivo em função da pouca espessura da amostra, da granulometria da areia e da distribuição dos grãos no material, que foram determinantes sobre os campos de deslocamentos obtidos. Na Figura 3.10 (a) apresenta-se a variação do campo de deslocamentos na direção X (horizontal), obtida para uma das amostras comprimidas e a Figura 3.10 (b), uma micrografia daquele corpo-de-prova. Os contornos de um grão de

agregado são indicados exatamente onde houve distorção do campo de deslocamentos. A presença do agregado resultou em maior rigidez naquela região da amostra, provocando a rotação do prato de carga e a distorção nas medidas dos LVDTs. Seria esperado que o campo de deslocamentos fosse de variação aproximadamente uniforme ao longo da horizontal, à meia-altura do corpo-de-prova, representando as expansões laterais do conjunto. No entanto, pela presença dos agregados com uma ordem de grandeza próxima à da espessura, isso não foi possível.

Figura 3.10. Campo de deslocamentos na direção X obtido com o ESPI (a) e micrografia da amostra de argamassa com os contornos de um agregado indicados (b).

(a) (b)

Fonte: (Própria).

Na Figura 3.11 apresenta-se o diagrama tensão-deformação típico obtido para as amostras comprimidas. A tensão máxima alcançada superou 50 MPa, acima da resistência nominal da argamassa. Não foi observada nenhuma perda de rigidez axial da amostra até uma tensão de 20 MPa, mesmo que o corpo-de-prova já estivesse desprendendo grãos de areia de sua superfície antes disso, mostrando a desagregação do material. No entanto, a rigidez horizontal apresentou decréscimo entre 0 e 10 MPa, depois permaneceu praticamente constante entre 10 e 20 MPa, sofreu nova queda entre 20 e 30 MPa e, após 30 MPa, houve um aumento da rigidez horizontal. Este aumento deveu-se à desagregação da argamassa e a transferência do carregamento para os agregados de maior dimensão. A argamassa industrializada utilizada possuía grãos de agregado com dimensão máxima de 4,75mm.

Figura 3.11. Diagrama tensão-deformação típico das amostras de 40mm x 40mm x 10mm comprimidas.

Fonte: (Própria).

As dificuldades encontradas com os primeiros ensaios levaram à idealização de um novo procedimento laboratorial. Foram testados dois novos conjuntos de corpos-de-prova de 40mm lado, mas agora com alturas de 40mm e 80mm, resultando em relações largura/altura (L/h) de 1 e 0,5, respectivamente. O uso de duas alturas busca identificar a influência do confinamento dos pratos da prensa sobre o comportamento dos corpos-de-prova. As deformações axiais e laterais foram medidas com dois strain gauges cada, fixados em lados opostos da amostra. Para cada altura, dois corpos-de-prova foram ensaiados. Apenas um tipo de argamassa industrializada foi testado: uma argamassa padrão M5 de acordo com a norma EN 998-2 (2003). As amostras de 40mm de altura atingiram uma resistência à compressão média de 8,7 MPa, enquanto que para a altura de 80mm, a resistência foi de 10,15 MPa.

Apesar de permitir a medida das deformações até próximo à ruptura, o estudo com corpos-de-prova prismáticos tiveram os resultados influenciados pela forma dos espécimes, as fissuras na ruptura tinham formato tronco-cônico e resultavam no desprendimento das arestas laterais. Na Figura 3.12 apresenta-se o panorama de fissuração das amostras de 40mm e 80mm de altura. Para a amostra de 40mm, na Figura 3.12 (a) mostra-se claramente o formato tronco-cônico delimitado pelas fissuras, característico dos materiais frágeis comprimidos e com deslocamentos confinados nas extremidades. Já para a amostra de 80mm de altura, na Figura 3.12 (b) mostra-se que onde os efeitos do confinamento foram menores, houve a formação de fissuras de cisalhamento em função da existência de uma falha no material.

0 10 20 30 40 50 60 -200 -100 0 100 200 T e n sã o (MPa )

Def. esp. axial (mm/m) Def. esp. lateral (mm/m)

0 2 4 6 8 10 12 -30 -20 -10 0 10 T e n sã o (MPa )

Def. esp. axial (mm/m)

Def. esp. lateral (mm/m)

Figura 3.12. Panorama de fissuração dos corpos-de-prova de 40mm (a) e 80mm (b) ensaiados à compressão.

(a) (b)

Fonte: (Própria).