INFLUÊNCIA DA UMIDADE NOS RESULTADOS DO ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO EM COMPÓSITOS CIMENTÍCIOS

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1 INFLUÊNCIA DA UMIDADE NOS RESULTADOS DO ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO EM COMPÓSITOS CIMENTÍCIOS Influence of strain rate on the compressive test results in cimentitious composites Cinara Souza Lopes 1, Daniel Silva Souza 1, José Afonso de Matos Neto 2, José Genário Keles 3, Maria Teresa Paulino Aguilar 4, Augusto Cesar da Silva Bezerra 3 (1) Estudante de Engenharia de Automação Industrial, Campus Araxá, Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (2) Mestrando, Universidade Federal de Ouro Preto (3) Professor Mestre, Campus Araxá, Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais augustobezerra@araxa.cefetmg.br; (4) Professora Doutora, Universidade Federal de Minas Gerais teresa@ufmg.br Resumo A resistência à compressão é um parâmetro fundamental para classificar um concreto e determinar se este está apto ou não para suportar determinada carga. Para a determinação da resistência à compressão em compósitos cimentícios geralmente são ensaiados corpos de provas cilíndricos moldados especialmente para essa finalidade. Geralmente no dia seguinte a moldagem, os corpos de prova são desmoldados e colocados em cura úmida até a data de realização dos ensaios. As normas vigentes sugerem que os corpos de prova de concretos sejam rompidos na condição úmida e diferenças na umidade deste compósito podem levar a resultados equivocados. O trabalho teve como objetivo analisar a influência da umidade dos corpos de prova nos resultados do ensaio de resistência à compressão em compósitos cimentícios. O número de corpos de prova ensaiados foi determinado pelo método de cálculo de incertezas de acordo com a norma ISO GUM e estes foram ensaiados aos 28 dias de idade. Estes corpos de prova foram divididos em grupos que passaram por processos distintos de secagem. Após o ensaio, os corpos rompidos foram pesados e levados à estufa até a obtenção da constância de massa. A umidade foi determinada pela diferença entre a massa do corpo de prova antes e após a secagem dividida pela massa seca. Os resultados indicaram que a umidade influenciou de forma significativa nos resultados do ensaio de resistência à compressão, sendo que os corpos-de-prova com menores umidades obtiveram maiores resultados no ensaio de resistência à compressão. Todos os dados coletados foram analisados para complementar o estudo da confiabilidade do compósito nas suas aplicações. Palavra-Chave: umidade, ensaio de compressão, compósitos cimentícios Abstract The compressive strength is an important parameter to classify a concrete and determine if it is able to withstand certain loads or not. To determine the compressive strength in cement composites are usually tested cylindrical specimens molded specifically for this purpose. Usually the day after casting, the specimens are uncaser and placed in moist curing until the date of the tests. The current rules suggest that the speciments of concrete are broken in the humid conditions and moisture differences in this composite can lead to erroneous results. The study aimed to analyze the influence of humidity of the specimens in the results of compressive strength in cement composites. The number of samples tested was determined by the method of calculation of uncertainty according to ISO GUM and these were tested at 28 days old. These samples were divided into groups who passed for different drying processes. After the test, the broken bodies were weighed and placed in a oven until the attainment of constant mass. The moisture was determined by the difference between the mass of specimen before and after drying divided by dry weight. The results indicated that humidity significantly influenced the test results of compressive strength, and the ANAIS DO 53º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC CBC 1

2 specimens used in evidence at lower humidity had higher results in the test of compressive strength. All the collected data were analyzed to complement the study of the reliability of composites in their applications. Keywords: humidity, compression test, cimentitious composites ANAIS DO 53º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC CBC 2

3 1 Introdução A resistência à compressão é utilizada como parâmetro de classificação e dimensionamento de compósitos cimentícios. Isso se deve ao fato da possibilidade de correlacioná-la com outras propriedades, além do seu baixo custo em relação aos demais tipos de ensaio e a facilidade para a sua obtenção. O ensaio é realizado através da aplicação de carga de compressão uniaxial em corpos de prova confeccionados para esta finalidade. Entretanto, esse ensaio tem apresentado grande dispersão de resultados (SCANDIUZZI e ANDRIOLO, 1986; PATNAIKA e PATNAIKUNIB, 2001; LIMA e BARBOSA, 2002; MARCO, REGINATTO e JACOSKI, 2003), isto poderia estar relacionado a variáveis inerentes à geometria, dimensões, grau de compactação e regularização das superfícies de carga do corpo de prova, e a variáveis relacionadas à execução do ensaio, como a velocidade de aplicação do carregamento e rigidez do equipamento. Na literatura existem diversos estudos sobre a influência da geometria e dimensões do corpo de prova, mas pouco se tem estudado sobre a velocidade de aplicação do carregamento, rigidez do equipamento e regularidade das bases. Uma variável que é prevista pela normas nacionais é a umidade do corpo-de-prova. Segundo as NBR 5738, NBR 7215, NBR 7680, NBR 9479 e NM 101 (ABNT, 1994 e ABNT, 1996) os corpos-de-prova devem ser mantidos em processo de cura úmida ou saturada até a data do ensaio. A NM 101 (ABNT, 1996) prescreve que os corpos-de-prova curados em câmara úmida ou submersos em água devem ser ensaiados imediatamente após serem retirados do seu local de cura e se por algum motive houver necessidade de aguardar algum tempo entre a cura e o ensaio, o intervalo de tempo que não deve exceder a 3 h, e os corpos-de-prova devem ser mantidos úmidos, sendo cobertos com panos úmidos até o instante de ensaio, afim de evitar evaporação. Acredita-se que a variação da umidade nos corpos-de-prova nos ensaios de resistência à compressão de compósitos cimenticios é uma das responsáveis pela grande dispersão nos resultados obtidos através desse ensaio. É sabido que o número de resultados obtidos para um determinado compósito influencia na confiabilidade do ensaio. A ISO GUM tem sido utilizado como referência na apresentação e interpretação de resultados de medição para as atividades de calibração e ensaios, bem como nos processos que envolvem a acreditação de laboratórios de calibração e ensaios segundo a ABNT NBR ISSO/IEC A incerteza de medição é um parâmetro associado com o resultado de uma medição, que caracteriza a dispersão dos valores que podem ser razoavelmente atribuídos ao mensurando. O parâmetro pode ser um desvio padrão, múltiplo do desvio padrão, metade de um intervalo correspondente a um nível de confiança estabelecido e etc. As incerteza se divide em três classes. A incerteza padrão que é a incerteza dos resultados de uma medição expressa como um desvio padrão. A incerteza padrão combinada que é incerteza padrão do resultado de uma medição, quando este resultado é obtido por meio dos valores de varias outras grandezas. A incerteza expandida que é grandeza que define um intervalo em torno do resultado de uma medição. Sendo que a incerteza utilizada neste trabalho foi à incerteza padrão tipo A onde é um método de avaliação da incerteza pela análise estatística de séries de medições. ANAIS DO 53º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC CBC 3

4 Resistência à compressão (MPa) O presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência da variação da umidade nos corpos-de-prova nos resultados obtidos nos ensaios de compressão axial em compósitos cimentícios. 2 Materiais e métodos Para avaliar a influência variação da umidade nos corpos-de-prova nos ensaios de resistência à compressão de compósitos cimenticios foram moldados corpos de prova de argamassa na proporção de materiais 1(aglomerante = cimento portland II 32 E): 3(agregado miúdo = areia natural quartzosa de rio): 0,48(água). Os corpos de prova foram moldados de acordo com a NBR7215 (ABNT, 1996). Após 24 horas da moldagem os corpos de prova foram desmoldados e imersos em água durante 28 dias para cura. Um primeiro conjunto de corpos de prova foram retirados da cura aos 28dias e o segundo conjunto foi retirados aos 29 dias. Aos 28 dias os corpos de prova úmidos e secos foram capeados com enxofre e submetidos ao ensaio de compressão. Para cada condição de umidade foram ensaiados 9 corpos-de-prova, completando um total de 18 corpos-deprova. 3 Resultados Na figura 1 é possível observar os resultados de resistência a compressão dos corpos-dede-prova de concreto rompidos com diferentes umidades. Percebe-se que os corpos-deprova rompidos com a umidade baixa (secos) obtiveram resistência à compressão média de 5,5 % maior que os corpos-de-prova rompidos com a umidade alta (úmidos) Úmido Condição de umidade Seco 4 Conclusão Figura 1 - Resistência à compressão dos corpos-de-prova O presente trabalho conclui que a variação na umidade dos corpos-de-prova durante o ensaio de resistência à compressão influencia nos resultados obtidos e que a condição saturada leva a resultados mais seguros, uma vez que são resultados da pior condição, ANAIS DO 53º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC CBC 4

5 indo a favor da segurança. É valido ressaltar que a manutenção da condição saturada é de mais fácil manutenção que a condição seca, uma vez que a umidade do ar pode influenciar nesta condição. 5 Agradecimentos Os autores agradecem às agências INMETRO, FAPEMIG, CNPq e CAPES pelo auxílio financeiro e pelas bolsas disponibilizadas para a pesquisa. 6 Referências Bibliográficas AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM C 39 - Standard test method for compressive strength of cylindrical concrete specimens. ASTM Committee C09 on Concrete and concrete Aggregates, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 5739/1994 Concreto - Ensaio de compressão de corpos-de-prova cilíndricos. ABNT/CB-18 - Comitê Brasileiro de Cimento, Concreto e Agregados, CE-18: Comissão de Estudo de Ensaios Mecânicos para Concreto, Rio de Janeiro, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 7215/ Cimento Portland - Determinação da resistência à compressão. CB-18 - Comitê Brasileiro de Cimento, Concreto e Agregados, CE-18: Comissão de Estudo de Métodos de Ensaio de Cimento Portland, Rio de Janeiro, LIMA, F. B. e BARBOSA, A. H. - Influência do tamanho e do tipo do corpo-de-prova na resistência à compressão do concreto. 44 Congresso Brasileiro do Concreto, IBRACON, Belo Horizonte, MARCO, F. F.; REGINATTO, G. M. e JACOSKI, C. A. - Estudo comparativo entre capeamento de neoprene, enxofre e pasta de cimento para corpos-de-prova cilíndricos de concreto. 45 Congresso Brasileiro do Concreto, IBRACON, Vitória, PATNAIK A. K. e PATNAIKUNI I. Correlation of strength of 75 mm diameter and 100 mm diameter cylinders for high strength concrete. Cement and Concrete Research 32, p , SCANDIUZZI, L. e ANDRIOLO, F. R. Concreto e seus materiais: propriedades e ensaios. Pini, São Paulo, ANAIS DO 53º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC CBC 5