Avaliação do comportamento à fratura de concretos com agregados de brita utilizando o método da Cunha (wedge splitting) para propagação estável de trinca

• Processo: 09/02304-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2009
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2010
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Sebastião Ribeiro
• Beneficiário: Mateus Botani de Souza Dias
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
• Assunto(s): Concreto Cerâmica (materiais de construção) Fratura das estruturas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: concreto | Energia de Fratura | Método da cunha | propagação estável de trinca | Cerâmica

Resumo

O principal objetivo deste projeto é estudar o comportamento à fratura de concretos, utilizando o método da cunha para propagação estável de trinca. Concreto é o material mais usado na construção civil no mundo inteiro, por essa razão, há uma crescente necessidade do entendimento do seu comportamento mecânico, das propriedades de seus componentes e, particularmente, o comportamento de fratura. Uma das propriedades de fratura mais importantes dos materiais, principalmente àqueles com microestruturas heterogêneas, é a energia de fratura. Ela mede a resistência de um material à propagação de trinca ou fratura. No Brasil existem poucos estudos nesse assunto, pelo menos em termos de publicações em periódicos com corpo editorial de elevado nível. Para o estudo do comportamento da fratura e inclusive para a determinação da energia de fratura, o método mais aconselhável é o do método da cunha. Esse foi implantado recentemente no Grupo de Engenharia de Microestrutura de Materiais - GEMM, Departamento de Engenharia de Materiais - DEMa, da Universidade Federal de São Carlos - UFSCar. Esse método está sendo implantando no DEMAR/EEL/USP, pelo mesmo pesquisador que implantou na UFSCar, com financiamento da FAPESP, processo 07/55964-3. A principal vantagem do método da cunha baseia-se na possibilidade de se trabalhar com corpos-de-prova relativamente grandes, para as quais o tamanho do agregado torna-se suficientemente pequeno para resultar em uma relação agregado/dimensões transversais pequenas. Ainda nesse método, a força aplicada pela máquina de ensaios é bastante reduzida devido ao efeito da cunha, promovendo uma situação de propagação de trinca estável. As amostras de concreto serão feitas de cimento Portland CP II - E - 32, areia, água e brita zero. Essa brita tem tamanhos entre 4,8 e 9,5 mm. A relação entre cimento/areia será de 1:2 e a quantidade de água será de 0,46 da massa de cimento. As quantidades de agregado (brita 0) serão de 20, 30 e 40% da massa seca (areia mais cimento), podendo sofrer variações de acordo com novos interesses científicos ou tecnológicos A mistura das matérias-primas com a água será realizada em uma argamassadeira de laboratório com capacidade nominal de 5 litros. Os corpos-de-prova serão moldados em moldes especiais de aço contendo lâminas para produção de corpos de prova entalhados e ranhurados. Após moldagem, os corpos-de-prova serão curados a 25ºC por sete dias, em atmosfera saturada de água. Em seguida, eles serão secos a 50ºC por 24 horas. Para fraturar os corpos-de-prova e consequentemente avaliar o comportamento à fratura e especificamente a energia de fratura, os corpos-de-prova serão submetidos ao teste de propagação estável de trinca em uma Máquina de Ensaios Universal, MTS, operando em condições rígidas. Os resultados gerados serão de carga-deslocamento que serão utilizados para construção das curvas carga-deslocamento e a partir da integração da área sob essa curva, obtém-se o trabalho de fratura, que dividido pela área fraturada da amostra resulta na energia de fratura. Para caracterizar a superfície fraturada das amostras serão avaliadas a distribuição dos agregados, interface agregado/matriz, agregados fraturados e arrancados da matriz. Para realização dessa etapa serão utilizados os seguintes equipamentos: lupa estereoscópica, microscópios óptico e eletrônico de varredura (AU)