FACULDADE DE ENGENHARIA DE ILHA SOLTEIRA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA
Bruno do Vale Silva
Investigação do potencial dos ensaios
APULOT e pull-out para estimativa da
resistência a compressão do concreto
Orientadora:
Profa. Dra. Mônica Pinto Barbosa
Ilha Solteira
Estado de São Paulo - Brasil
2010
Bruno do Vale Silva
Investigação do potencial dos ensaios
APULOT e pull-out para estimativa da
resistência a compressão do concreto
Dissertação apresentada ao Curso de
Mestrado da Faculdade de Engenharia de
Ilha Solteira da Universidade Estadual
Paulista (UNESP), como requisito parcial
à obtenção do título de Mestre em
Engenharia Mecânica.
Área de concentração:
Processos de Fabricação.
Materiais
e
Orientadora: Profª. Drª. Mônica Pinto
Barbosa.
Ilha Solteira
Estado de São Paulo - Brasil
2010
FICHA CATALOGRÁFICA
Elaborada pela Seção Técnica de Aquisição e Tratamento da Informação
Serviço Técnico de Biblioteca e Documentação da UNESP - Ilha Solteira.
V149i
Vale Silva, Bruno do.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out para estimativa da
resistência a compressão do concreto / Bruno do Vale Silva. -- Ilha Solteira :
[s.n.], 2010
178 f. : il.
Dissertação (mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Estadual
Paulista. Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira. Área de Conhecimento:
Materiais e Processos de Fabricação, 2010
Orientadora: Mônica Pinto Barbosa
1. Aderência aço-concreto. 2. Tensão de aderência. 3. Resistência a
compressão do concreto.
CAMPUS DE ILHA SOLTEIRA
FACULDADE DE ENGENHARIA DE ILHA SOLTEIRA
CERTIFICADO DE APROVAÇÃO
Título: Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out para
estimativa da resistência a compressão do concreto.
AUTOR: BRUNO DO VALE SILVA
ORIENTADORA: Profa. Dra. MÔNICA PINTO BARBOSA
Aprovado como parte das exigências para obtenção do Título de Mestre em Engenharia
Mecânica, Área: MATERIAIS E PROCESSOS DE FABRICAÇÃO, pela Comissão Examinadora:
Profa. Dra. MONICA PINTO BARBOSA
Departamento de Engenharia Civil / Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira
Prof. Dr. ANDRÉ LUÍS GAMINO
Faculdade de Engenharia Civil / Universidade Estadual de Campinas
Prof. Dr. LUIZ CARLOS PINTO DA SILVA FILHO
Departamento de Engenharia Civil / Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Data de realização: 14 de maio de 2010.
À minha família e a
Priscila de Cássia P. Castilho que amo tanto
Agradecimentos
Primeiramente a Deus que me tem proporcionado todas as condições de trabalho e
saúde, e que creio ser o responsável pelo sucesso em todas as etapas desse trabalho.
Ao meu pai, Arcênio P. da Silva Neto, minha mãe, Vânia Maria do Vale P. da Silva
(in memorian) e ao meu irmão Fabrício do Vale Silva pelo amor incondicional, ajuda e
compreensão.
Aos meus queridos avós Agenor do Vale e Augusta Martins do Vale pela ajuda e
ensinamentos preciosos.
Ao grande amor da minha vida, Priscila de Cássia P. Castilho, que me apóia e auxilia
em todos os aspectos da minha vida.
À minha orientadora Profª. Drª Mônica Pinto Barbosa, que vem acompanhando meus
passos de pesquisador desde minha iniciação científica até o mestrado, pela amizade,
dedicação, paciência e sobretudo pela confiança adquirida ao longo do tempo.
Ao Prof. Dr. André Gamino, Prof. Dr. Luiz Carlos Pinto da Silva Filho e Prof. Dr. Michel
Lorrain pelas sugestões para o enriquecimento deste trabalho nas bancas de
qualificação e defesa.
À UFRGS (Universidade Federal do Rio Grande do Sul) mais precisamente aos
laboratórios: LEME (Laboratório de Ensaios e Modelos Estruturais) e ao LSdM
(Laboratório de Design e Seleção de Materiais), especialmente a Luciane Caetano,
Lara Gomes, Prof. Dr. Luiz Carlos P. Silva Filho e ao Prof. Dr Wilson Kindlein Jr. que
ajudaram a realizar a caracterização geométrica com scanner a laser nas barras de
aço.
Ao Prof. Dr. Walter Veriano Valério Filho pela ajuda na realização da análise
estatística, a Profª. Drª Maria Teresa Gomes Barbosa pelo fornecimento de material de
pesquisa, ao Técnico Gilberto Antonio de Brito e Prof. Dr. Flávio Hiochio Sato pelos
trabalhos prestados na manutenção da célula de carga.
Ao engenheiros Flávio Moreira Salles e Camilo Mizumoto do LCEC - Laboratório
CESP de Engenharia Civil pelo ajuda e apoio na realização dos ensaios.
Aos técnicos do LCEC - Laboratório CESP de Engenharia Civil: Anderson, Michelan,
Lana, Flávio, Marcos, Joaquim, Gilmar, Ademir (Branco), Jorge, Sergio, Euclides,
Francisco (Chico), Vicente, Edgar, Lourival, Pascoalim, Bertolucci, Sumie, Rosângela,
Aparecida (Cidinha) pela amizade adquirida, ajuda e apoio na realização dos ensaios
desenvolvidos neste trabalho.
Aos técnicos do Laboratório de Engenharia Civil da UNESP, Gilson, Ronaldo, Mario,
Cavassano e Rodrigo pelas sugestões e pelo auxilio de grande valia para o
desenvolvimento deste trabalho.
Aos colegas de trabalho: Alysson Tavares, Felipe Bertolucci, Lucas Girotto, João
Felipe Reis, Felipe Mansur, Igor Santana, Liane dos Santos e todos aqueles que
contribuíram de alguma maneira para a realização deste trabalho. Especialmente a
Marcos Onofre de Vita que foi de vital importância no desenvolvimento desta pesquisa.
À República PKF: William H. K. Pereira, Alysson J. Tavares, Tiago A. Alves, Marcos O.
de Vita, Lucas Girotto, Tiago Costa. , Rogério H. Z. Scheolin, Eduardo Moisés, Rogério
S. Garcia e Kleber A. Lemos, onde morei durante minha estada em Ilha Solteira e fiz
grandes amigos. Aos queridos amigos de graduação: Antônio R. G. L. de Souza,
Marcos O. de Vita, Everton J. da Silva, Murilo R. da Costa, Camila S. Zoilo, Marina
Girardo. À todos amigos que fiz em Ilha Solteira, que colaboraram de maneira direta
ou indiretamente neste trabalho.
À FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo) pelo auxilio do
projeto temático intitulado: "Investigação teórica-experimental de uma nova proposta
de controle de qualidade de obras na construção civil: ensaio de aderência açoconcreto" no qual este trabalho esta inserido.
Ao CNPQ (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico) pela
bolsa concedida.
À Empresa Holcim do Brasil, que forneceu o cimento utilizado na fabricação dos
concretos. A Grace Concrete Products, pelo fornecimento do superplastificante
utilizado na pesquisa. A AcerlorMittal de Piracicaba, que forneceu as barras de aço,
utilizadas nesta pesquisa.
“Mestre não é quem sempre ensina, mas
quem de repente aprende”
Guimarães Rosa em Grande serão: veredas.
Resumo
VALE SILVA, B. Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out para
estimativa da resistência a compressão do concreto. Dissertação (Mestrado em
Engenharia) - Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, Universidade Estadual
Paulista, UNESP, 2010.
O concreto armado fundamenta-se quase que essencialmente no
trabalho conjunto do concreto e do aço, sendo a aderência entre estes um dos
principais responsáveis pelo bom desempenho do concreto armado. Vários
tipos de ensaios de aderência foram propostos ao longo dos anos. O mais
usado, dada a sua simplicidade e eficiência, é o chamado pull-out test,
proposto pela RILEM/CEB/FIP RC6 (CEB, 1983). Vários pesquisadores têm
estudado o fenômeno da aderência e aplicado este ensaio com sucesso, e
tornou-se claro que a resistência à compressão de concreto é um parâmetro
fundamental para determinar a tensão de aderência. Considerando satisfatória
esta relação entre a resistência à compressão e tensão de aderência e, diante
dos problemas conhecidos de confiabilidade associados com a moldagem, cura
e ruptura dos corpos-de-prova de concreto para os ensaios de compressão, foi
verificado e proposto por Lorrain e Barbosa (2008) uma inversão na forma de
obtenção da resistência do concreto: a utilização do ensaio de arrancamento
pull-out test enquanto ensaio de controle de qualidade do concreto, em
situações previstas de ruptura. Este ensaio modificado a partir do pull-out test
foi denominado de ensaio APULOT, e foi idealizado como uma alternativa
simples e de baixo custo para os ensaios tradicionais de resistência à
compressão, podendo ser realizado no próprio canteiro de obras, utilizando
para fins de redução de custos, garrafas plásticas PET como moldes para os
corpos-de-prova.
Este trabalho prioriza a investigação da proposta feita por Lorrain e
Barbosa (2008), controlando parâmetros em laboratório e comparando os dois
tipos de ensaios de aderência aço-concreto: o ensaio padronizado pela
RILEM/CEB/FIP RC6 (CEB, 1983) (pull-out test) e o pull-out test modificado
(APULOT). Para isto utilizou-se duas classes de resistência de concreto, barras
de aço de diâmetros 8,0 mm, 10,0 mm e 12,5 mm e idades de ruptura dos dois
ensaios aos 3, 7 e 28 dias. Os resultados obtidos indicam que a correlação
entre a tensão média de aderência e a resistência à compressão do concreto
são satisfatórias e próximas nos dois ensaios, e a relação entre tensão última
de aderência e a resistência à compressão é satisfatória com casos prédeterminados.
Palavras chaves: Aderência aço-concreto. Tensão de aderência. Resistência à compressão do
concreto.
Abstract
VALE SILVA, B. Investigation of the potential of tests APULOT and pull-out in
estimating the compressive strength of concrete. Dissertação (Mestrado em
Engenharia) - Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, Universidade Estadual
Paulista, UNESP, 2010.
The reinforced concrete works as a structural material basically because
there is a suitable bond mechanism between steel and concrete, which is the
responsible for the good performance of a reinforced concrete. Various types of
bonding tests have been proposed a long this years. The most widely used,
given its simplicity and efficiency, is the so-called Pull-Out Test, proposed by
RILEM/CEB/FIP RC6 (CEB, 1983). Several researchers have applied and
studied this test, and it has become clear that concrete compressive strength is
a fundamental parameter in order to determine the bond stress. Considering the
well-documented relation between compressive strength and bond stress, and
aware of the well-known reliability issues associated with the casting, curing
and testing of concrete specimens for concrete compressive tests, it was
verified and proposed by Lorrain and Barbosa (2008) an inversion in the form of
obtainment of the resistance of the concrete: the use of a modified Pull-Out test
to estimate compressive strength, the main control parameter used in concrete
technology control, in foreseen situations of rupture. This modified Pull-Out test
procedure, denominated APULOT, was conceived as a simple and low-cost
alternative to traditional compressive strength measurements, these could be
carried out in loco, the test uses recycled PET bottles as moulds for reduce
cost.
This work prioritizes the research proposal by Lorrain, fixing parametres
and comparing the two types bonding tests steel-concrete: the standardized test
by RILEM/CEB/FIP RC6 (CEB, 1983) (pull-out test) and pull-out test modified
(APULOT). For this using two classes concrete compressive strength, steel
bars of diameter 8.0 mm, 10.0 mm and 12.5 mm and ruptures of two tests were
conducted at ages 3, 7 and 28 days. The results indicate that the correlation
between the and middle bond stress and compressive strength of concrete are
satisfactory and in the relation between ultimate bond stress and concrete
compressive strength is satisfactory with pre-determined.cases.
Word Keys: Bond steel and concrete. Bond stress. Compressive strength of concrete.
Sumário
1. Introdução .............................................................................................................................. 19
1.1 Contextualização do tema ..................................................................................................... 19
1.2 Objetivos e Justificativas ....................................................................................................... 25
1.3 Estratégia Experimental ........................................................................................................ 25
1.4 Restrições da Pesquisa......................................................................................................... 27
1.5 Estrutura do Trabalho ............................................................................................................ 28
2. Controle de Qualidade dos Concretos Estruturais. .......................................................... 29
2.1 Definições sobre Controle de Qualidade .............................................................................. 29
2.2 O ensaio de resistência à compreensão ............................................................................... 31
2.3 O ensaio de aderência aço-concreto .................................................................................... 35
3. Aderência Aço-Concreto: Conceito, Definições e Funcionalidades. .............................. 38
3.1 Conceitos preliminares e suas definições ............................................................................. 38
3.2 Parcelas da aderência. .......................................................................................................... 47
3.3 Parâmetros que influem na aderência .................................................................................. 49
3.4 Ensaios de aderência ............................................................................................................ 56
3.4.1 Ensaio de Arrancamento Direto (pull-out test). .................................................................. 56
3.4.2 Ensaio de aderência pull-out test modificado (APULOT). ................................................. 59
4. Programa Experimental ........................................................................................................ 63
4.1 Constituintes do Concreto ..................................................................................................... 63
4.1.1 Cimento .............................................................................................................................. 63
4.1.2 Agregado Miúdo ................................................................................................................. 64
4.1.3 Agregado Graúdo ............................................................................................................... 66
4.1.4 Água ................................................................................................................................... 67
4.1.5 Aditivo ................................................................................................................................. 67
4.2 Caracterizações das Barras de Aço ...................................................................................... 67
4.2.1 Analise geométrica com auxílio do scanner tridimensional a “laser”. ................................ 68
4.2.2 Análise das Barras segundo a NBR 7480 (ABNT, 1996a). .............................................. 71
4.3 Ensaios de caracterização do concreto ................................................................................ 73
4.3.1 Estado Fresco .................................................................................................................... 73
4.3.2 Estado Endurecido ............................................................................................................. 73
4.4 Composição do Concreto ...................................................................................................... 74
4.5 Ensaios de Arrancamento ..................................................................................................... 76
4.5.1 Convencional (pull-out test)................................................................................................ 76
4.5.2 Modificado (APULOT) ........................................................................................................ 80
4.5.3 Sistema de Arrancamento e Aquisição de Dados. ............................................................ 85
5. Apresentação dos Resultados ............................................................................................. 89
5.1 Caracterização das Barras de Aço ....................................................................................... 89
5.1.1 Análise geométrica. ............................................................................................................ 89
5.1.2 Análise das Barras Padrão................................................................................................. 93
5.2 Caracterização do concreto. ................................................................................................. 94
5.2.1 Estado Fresco .................................................................................................................... 94
5.2.2 Estado Endurecido ............................................................................................................. 95
5.3 Resultados dos ensaios de Aderência. ................................................................................. 97
5.3.1 Análise da tensão de aderência versus deslizamento ..................................................... 100
5.3.2 Análise da tensão média de aderência versus resistência a compressão. ..................... 108
5.3.3 Análise da tensão última de aderência versus resistência a compressão. ..................... 119
5.3.4 Considerações sobre os coeficientes de variação. .......................................................... 131
5.3.5 Comparação entre os resultados obtidos com a curva de correlação de Lorrain e Barbosa
(2008). ....................................................................................................................................... 133
5.4 Análise estatística dos ensaios de aderência ..................................................................... 136
5.4.1 Análise Estatística para a Tensão Última de Aderência .................................................. 136
5.4.2 Análise Estatística para a Tensão Média de Aderência .................................................. 141
6. Conclusões .......................................................................................................................... 147
7. Referências .......................................................................................................................... 152
ANEXO A - Investigação das características geométricas das barras de aço. ................ 161
ANEXO B - Ensaio APULOT com garrafas PET diferentes ................................................. 163
ANEXO C - Curvas de Tensão de Aderência versus Deslizamento ................................... 167
Lista de Figuras
Figura 1.1 - Desastre do Edifício Palace II (1998). Imagem: Folha.com (27/02/98)................... 19
Figura 1.2 - Desastre do Edifício Areia Branca (2004). Fonte: Almeida e Costa (2006) ............ 20
Figura 1.3 - Desabamento das vigas do Rodoanel (2009). Imagem: Felipe Rau (14/11/2009). 20
Figura 1.4 - Capa da Revista Téchne, evidenciando o problema de concretos não conformes.
Fonte: Revista Téchne, Nº152, Novembro/2009. ........................................................ 22
Figura 1.5 - Fluxograma da estratégia experimental .................................................................. 27
Figura 2.1 - Relação entre a resistência à compressão e a tensão última de aderência. (PNBHP, 2000) apud (LORRAIN; BARBOSA, 2008). ....................................................... 36
Figura 2.2 - Novo principio de aplicação da lei de correlação entre a resistência à compressão
simples e a tensão última de aderência. (LORRAIN; BARBOSA, 2008) .................... 37
Figura 3.1 - Desenvolvimento das trajetórias das tensões principais junto a uma barra de
armadura. (LEONHARDT; MONNIG, 1979) ................................................................ 40
Figura 3.2 - Aderência por adesão (FUSCO, 1995).................................................................... 48
Figura 3.3 - Aderência por atrito. (FUSCO, 1995) ..................................................................... 48
Figura 3.4 - Aderência mecânica. (baseada em Fusco, 1995). .................................................. 49
Figura 3.5 - Ilustração dos termos das Equações 3.1 e 3.2. ...................................................... 53
Figura 3.6 – Desenho esquemático com os termos da fórmula da área relativa das nervuras,
ACI (2003). ................................................................................................................... 54
Figura 3.7 - Formação de espaços vazios ou poros sob as barras concretadas em posição
horizontal devida à segregação e ao acúmulo de água (LEONHARDT; MONNIG,
1979). ........................................................................................................................... 55
Figura 3.8 - Detalhes do ensaio de arrancamento direto POT. (LEONHARDT; MÖNNIG, 1979
apud ALMEIDA FILHO, 2006) ..................................................................................... 57
Figura 3.9 - Exemplo de curva de ensaio de arrancamento direto. (LORRAIN; BARBOSA, 2008)
..................................................................................................................................... 59
Figura 3.10 - Esquema do ensaio APULOT................................................................................ 60
Figura 3.11 - (a) Preenchimento do corpo-de-prova de garrafa PET; (b) Ensaio de
arrancamento APULOT. (LORRAIN; BARBOSA, 2008) ............................................. 60
Figura 3.12 - Curva de correlação Lorrain e Barbosa (2008). .................................................... 62
Figura 4.1 - Curva Granulométrica da Areia Média. ................................................................... 65
Figura 4.2 - Curva Granulométrica da Brita. ............................................................................... 66
Figura 4.3 - (a) Vista geral do equipamento de scanner a laser; (b) Detalhe do Ensaio da barra
de 16 mm. .................................................................................................................... 69
Figura 4.4 – Peça finalizada com o auxílio do software “Geomagic Studio 10”. ........................ 69
Figura 4.5 - Corte no plano XY com o auxílio do software “Geomagic Studio 10”. .................... 70
Figura 4.6 - Corte no plano XZ com o auxílio do software “Geomagic Studio 10”. .................... 70
Figura 4.7 – Vistas dos cortes realizados da barra confeccionada no Brasil de 16mm. ............ 70
Figura 4.8 - (a) Corte no plano XY (ângulo 1); (b) corte no plano XZ (ângulo 2). ...................... 71
Figura 4.9 – Projeção da área da nervura .................................................................................. 71
Figura 4.10 - (a) Barra de aço posicionada na prensa universal; (b) Detalhe da barra de aço
rompida. ....................................................................................................................... 72
Figura 4.11 – Avaliação da massa linear. ................................................................................... 72
Figura 4.12 – Avaliação do alongamento. ................................................................................... 73
Figura 4.13 - (a) Prensa hidráulica realizando ensaio de compressão; (b) Prensa hidráulica
realizando ensaio de módulo de elasticidade. ............................................................. 74
Figura 4.14 - Corpos-de-prova cilíndricos (10 x 20 cm) .............................................................. 76
Figura 4.15 - Dimensão dos corpos-de-prova utilizados no ensaio pull-out test (cm). Figura
baseada na RILEM/CEB/FIP RC6 (CEB, 1983). ......................................................... 77
Figura 4.16 - (a) Suporte para vibração do POT; (b) Óleo para deforma; (c) POT pronto para
moldagem. ................................................................................................................... 77
Figura 4.17 - (a) POT sendo moldado; (b) POT sendo nivelado. ............................................... 78
Figura 4.18 - (a) Formas de POT prontas; (b) Formas de POT após concretagem. .................. 78
Figura 4.19 - (a) e (b) Desmoldagem das formas POT............................................................... 78
Figura 4.20 - (a) e (b) Estocagem dos moldes POT na câmara úmida. ..................................... 79
Figura 4.21 - Esquema da garrafa PET para o traço T1. ............................................................ 80
Figura 4.22 - Esquema da garrafa PET para o traço T2. ............................................................ 80
Figura 4.23 - (a) Tipo de garrafa; (b) e (c) Furos nas extremidades da garrafa, com auxílio de
uma furadeira de bancada. .......................................................................................... 81
Figura 4.24 - Cortes em uma das extremidades da garrafa, com auxílio de uma serra fita. ...... 81
Figura 4.25 (a) e (b) - Demarcação do comprimento de ancoragem, com auxílio de fitas
adesivas e tubos plásticos. .......................................................................................... 82
Figura 4.26 (a) e (b) - Encaixe da barra preparada na garrafa PET. .......................................... 82
Figura 4.27 (a) e (b) - Suporte projetado para as garrafas PET serem concretadas. ................ 83
Figura 4.28 (a) e (b) - Suporte projetado para guardar as garrafas pets até o desmolde. ......... 83
Figura 4.29 (a) Corpos-de-prova prontos para serem ensaiados; (b) Garrafas sendo cortadas.
..................................................................................................................................... 83
Figura 4.30 (a) Produtos utilizados; (b) Teste com barra imersa na solução. ............................ 84
Figura 4.31 (a) e (b) Barras de aço em processo de oxidação; (c) Barras imersas na solução. 85
Figura 4.32 (a) Barras sendo lavadas; (b) e (c) Barras limpas e secando a temperatura
ambiente. ..................................................................................................................... 85
Figura 4.33 - Visão geral do sistema de arrancamento e medição. ........................................... 86
Figura 4.34 - Croqui do ensaio de arrancamento APULOT, utilizando garrafas pets. ............... 87
Figura 4.35 - Ensaio de arrancamento APULOT, utilizando garrafas pets. ................................ 87
Figura 4.36 - Croqui do ensaio de arrancamento POT (RILEM). ............................................... 87
Figura 4.37 - Ensaio de arrancamento POT (RILEM). ................................................................ 88
Figura 5.1 - Relação da altura pelo diâmetro nominal em (%) das barras de aço. .................... 91
Figura 5.2 - Relação do espaçamento pelo diâmetro nominal em (%) das barras de aço. ........ 91
Figura 5.3 - Ângulo 1 das barras de aço. .................................................................................... 92
Figura 5.4 - Ângulo 2 das barras de aço. .................................................................................... 92
Figura 5.5 - Área Projetada das barras de aço. .......................................................................... 92
Figura 5.6 - Área relativas das nervuras. .................................................................................... 93
Figura 5.7 (a) e (b) - Ensaio do abatimento do tronco de cone do traço T1 e T2
respectivamente. .......................................................................................................... 94
Figuras 5.8 (a) Termômetro digital; (b) Avaliação do ar incorporado; (c) Determinação da massa
específica. .................................................................................................................... 95
Figura 5.9 - Evolução da curva de resistência a compressão para os traços T1 e T2. .............. 96
Figura 5.10 - Evolução da curva de resistência a tração (diametral) para os traços T1 e T2. ... 97
Figura 5.11 - Evolução da curva módulo de elasticidade para os traços T1 e T2. .................... 97
Figura 5.12 - Fluxograma mostrando a distribuição dos 144 ensaios APULOT realizados. ..... 98
Figura 5.13 - Fluxograma mostrando a distribuição dos 108 ensaios POT(RILEM) realizados.
..................................................................................................................................... 99
Figura 5.14 – Nomenclatura adotada. ....................................................................................... 100
Figura 5.15 - Ensaios APULOT – Ø=8,0 mm - Deslizamento (D), Fendilhamento (F) e Ruptura
do aço (R). ................................................................................................................. 102
Figura 5.16 - Ensaios APULOT - Ø=10,0 mm - Deslizamento (D). .......................................... 102
Figura 5.17 - Ensaios APULOT - Ø=10,0 mm - Fendilhamento (F) e Ruptura do aço (R). ...... 102
Figura 5.18 - Ensaios APULOT - Ø=12,5mm - Fendilhamento (F). .......................................... 103
Figura 5.19 - Ensaios POT (RILEM) - Ø=8mm - Deslizamento (D) .......................................... 103
Figura 5.20 - Ensaios POT (RILEM) - Ø=10mm - Deslizamento (D) e Ruptura do aço (R). .... 103
Figura 5.21 - Ensaios POT (RILEM) - Ø=12,5mm - Deslizamento (D). .................................... 104
Figura 5.22 - (a) Barra de aço antes do ensaio (APULOT); (b) Deslizamento da barra de aço.
................................................................................................................................... 104
Figura 5.23 - (a) Barra de aço antes do ensaio de arrancamento (POT - RILEM); (b)
Deslizamento da barra de aço. .................................................................................. 105
Figura 5.24 (a) e (b) Fendilhamento do concreto...................................................................... 105
Figura 5.25 - (a) , (b) e (c)- Comportamentos de ruptura do ensaios APULOT. ...................... 106
Figura 5.26 - (a) , (b) e (c) - Comportamentos de ruptura do ensaios POT (RILEM). .............. 107
Figura 5.27 - Variação da tensão média de aderência com a Resistência (APULOT-T1). ...... 109
Figura 5.28 - Variação da tensão média de aderência com a Resistência (APULOT-T2). ...... 110
Figura 5.29 - Variação da tensão média de aderência com o diâmetro (APULOT-T1). ........... 111
Figura 5.30 - Variação da tensão média de aderência com o diâmetro (APULOT-T2). ........... 111
Figura 5.31 - Variação da tensão média de aderência com o diâmetro (POT RILEM -T1). ..... 112
Figura 5.32 - Variação da tensão média de aderência com o diâmetro (POT RILEM -T2). ..... 112
Figura 5.33 - Variação da tensão média de aderência com o diâmetro (POT - RILEM -T1).... 113
Figura 5.34 - Variação da tensão média de aderência com o diâmetro (POT - RILEM - T2)... 113
Figura 5.35 - Regressões lineares (τm x fc) (APULOT - T1 - 8,0 mm; 10,0 mm e 12,5 mm)..... 114
Figura 5.36 - Regressões lineares (τm x fc) (APULOT - T2 - 8,0 mm; 10,0 mm e 12,5 mm)..... 115
Figura 5.37 - Regressões lineares (τm x fc) (APULOT -T1 e T2 - 8,0 mm; 10,0 mm e 12,5 mm).
................................................................................................................................... 116
Figura 5.38 - Regressões lineares (τm x fc) (POT RILEM -T1 - 8,0 mm; 10,0 mm e 12,5 mm).
................................................................................................................................... 117
Figura 5.39 - Regressões lineares (τm x fc) (POT RILEM - T2 - 8,0 mm; 10,0 mm e 12,5 mm).
................................................................................................................................... 117
Figura 5.40 - Regressões lineares (τm x fc) (POT RILEM - T1 e T2 - 8,0 mm; 10,0 mm e
12,5 mm). ................................................................................................................... 118
Figura 5.41 - Variação da tensão última de aderência com a Resistência a compressão
(APULOT-T1). ............................................................................................................ 121
Figura 5.42 - Variação da tensão última de aderência com a Resistência a compressão
(APULOT-T2). ............................................................................................................ 121
Figura 5.43 - Variação da tensão última de aderência com o diâmetro (APULOT-T1). ........... 122
Figura 5.44 - Variação da tensão última de aderência com o diâmetro (APULOT-T2). ........... 122
Figura 5.45 - Variação da tensão última de aderência com a resistência a compressão (POT
RILEM -T1)................................................................................................................. 123
Figura 5.46 - Variação da tensão última de aderência com a resistência a compressão (POT
RILEM -T2)................................................................................................................. 124
Figura 5.47 - Variação da Tensão última de aderência com o diâmetro (POT - RILEM - T1).. 124
Figura 5.48 - Variação da Tensão última de aderência com o diâmetro (POT - RILEM - T2).. 125
Figura 5.49 - Regressões lineares (τu x fc) (APULOT - T1 - 8,0 mm; 10,0 mm e 12,5 mm). ... 126
Figura 5.50 - Regressões lineares (τu x fc) (APULOT - T2 - 8,0 mm; 10,0 mm e 12,5 mm). .... 126
Figura 5.51 - Regressões lineares (τu x fc) (APULOT - T1 e T2 - 8,0 mm; 10,0 mm e 12,5 mm).
................................................................................................................................... 127
Figura 5.52 - Regressões lineares (τu x fc) (POT RILEM - T1 - 8,0 mm; 10,0 mm e 12,5 mm). 128
Figura 5.53 - Regressões lineares (τu x fc) (POT RILEM - T2 - 8,0 mm; 10,0 mm e 12,5 mm). 129
Figura 5.54 - Regressões lineares (τu x fc) (POT RILEM - T1 e T2 - 8,0 mm; 10,0 mm e
12,5 mm). ................................................................................................................... 130
Figura 5.55 - Valores obtidos de coeficientes de variação para os ensaios APULOT. ............ 132
Figura 5.56 - Valores obtidos de coeficientes de variação para os ensaios POT(RILEM). ...... 132
Figura 5.57 - Comparação dos Ensaios APULOT (τu ) com Lorrain e Barbosa (2008). ........... 133
Figura 5.58 - Comparação dos Ensaios POT(RILEM) ( τu ) com Lorrain e Barbosa (2008). .... 134
Figura 5.59 - Comparação dos Ensaios APULOT (τm ) com Lorrain e Barbosa (2008). ........... 135
Figura 5.60 - Comparação dos Ensaios POT(RILEM) (τm ) com Lorrain e Barbosa (2008). .... 135
Figura 5.61 (a) e (b) - Interação de 3ª ordem fixando o tipo ensaio (τu ). ................................. 138
Figura 5.62 (a) e (b) - Interação de 3ª ordem fixando o tipo de traço (τu ). ............................... 139
Figura 5.63 - Interação de 2ª ordem fixando o tipo ensaio (τu). ................................................ 141
Figura 5.64 - Interação de 4ª ordem fixando o tipo de ensaio com T1 (τm ).............................. 143
Figura 5.65 - Interação de 4ª ordem fixando o tipo de ensaio com T2 (τm ).............................. 143
Figura 5.66 - Interação de 4ª ordem fixando o tipo de traço com APULOT (τm ). ..................... 145
Figura 5.67 - Interação de 4ª ordem fixando o tipo de traço com POT(RILEM) (τm). ............... 145
Figura A.1 - Exemplificação dos Modelos das Barras de Aço .................................................. 161
Figura B.1 – Tipos de garrafas PET. ......................................................................................... 163
Figura B.2 - Fluxograma dos ensaios realizados. ..................................................................... 163
Figura B.3 - Resultados dos ensaios de aderência. ................................................................. 164
Figura C.1 - APULOT - T1 - 8 mm - 3d. .................................................................................... 167
Figura C.2 - APULOT - T1 - 10 mm - 3d. .................................................................................. 167
Figura C.3 - APULOT - T1 - 12,5 mm - 3d. ............................................................................... 167
Figura C.4 – APULOT - T1 - 8 mm - 7d. ................................................................................... 168
Figura C.5 – APULOT - T1 - 10 mm - 7d. ................................................................................. 168
Figura C.6 – APULOT - T1 - 12,5 mm - 7d. .............................................................................. 168
Figura C.7 – APULOT - T1 - 8 mm - 28d. ................................................................................. 169
Figura C.8 – APULOT - T1 - 10 mm - 28d. .............................................................................. 169
Figura C.9 – APULOT - T1 - 12,5 mm - 28d. ............................................................................ 169
Figura C.10 – APULOT - T2 - 8 mm - 3d. ................................................................................. 170
Figura C.11 – APULOT - T2 - 10 mm - 3d. ............................................................................... 170
Figura C.12– APULOT - T2 - 12,5 mm - 3d. ............................................................................. 170
Figura C.13 – APULOT - T2 - 8 mm - 7d. ................................................................................. 171
Figura C.14 – APULOT - T2 - 10 mm - 7d. ............................................................................... 171
Figura C.15 – APULOT - T2 - 12,5 mm - 7d. ............................................................................ 171
Figura C.16 – APULOT - T2 - 8 mm - 28d. ............................................................................... 172
Figura C.17 – APULOT - T2 - 10 mm - 28d. ............................................................................ 172
Figura C.18 – APULOT - T2 - 12,5 mm - 28d. .......................................................................... 172
Figura C.19 – POT (RILEM) - T1 - 8,0 mm - 3d. ....................................................................... 173
Figura C.20 – POT (RILEM) - T1 - 10,0 mm - 3d. ..................................................................... 173
Figura C.21 – POT (RILEM) - T1 - 12,5 mm - 3d. .................................................................... 173
Figura C.22 – POT (RILEM) - T1 - 8,0 mm - 7d. ...................................................................... 174
Figura C.23 – POT (RILEM) - T1 - 10,0 mm - 7d. .................................................................... 174
Figura C.24 – POT (RILEM) - T1 - 12,5 mm - 7d. .................................................................... 174
Figura C.25 – POT (RILEM) - T1 - 8,0 mm - 28d. .................................................................... 175
Figura C.26 – POT (RILEM) - T1 - 10,0 mm - 28d. ................................................................... 175
Figura C.27– POT (RILEM) - T1 - 12,5 mm - 28d. ................................................................... 175
Figura C.28 – POT (RILEM) - T2 - 8,0 mm - 3d. ...................................................................... 176
Figura C.29 – POT (RILEM) - T2 - 10,0 mm - 3d. .................................................................... 176
Figura C.30 – POT (RILEM) - T2 - 12,5 mm - 3d. .................................................................... 176
Figura C.31– POT (RILEM) - T2 - 8,0 mm - 7d. ....................................................................... 177
Figura C.32 – POT (RILEM) - T2 - 10,0 mm - 7d. .................................................................... 177
Figura C.33 – POT (RILEM) - T2 - 12,5 mm - 7d. .................................................................... 177
Figura C.34 – POT (RILEM) - T2 - 8,0 mm - 28d. ..................................................................... 178
Figura C.35 – POT (RILEM) - T2 - 10,0 mm - 28d. .................................................................. 178
Figura C.36 – POT (RILEM) - T2 - 12,5 mm - 28d. .................................................................. 178
Lista de Tabelas
Tabela 3.1 – Valores mínimos de fr (CEB, 1999a e o CEB, 1999b). ........................................ 54
Tabela 3.2 - Legenda da Figura 3.12 .......................................................................................... 62
Tabela 4.1 - Análise física do cimento CP V ARI. ....................................................................... 63
Tabela 4.2 - Análise química do cimento CP V ARI.................................................................... 64
Tabela 4.3 - Análise mecânica do cimento CP V ARI. ................................................................ 64
Tabela 4.4 - Análise granulométrica da areia ............................................................................. 65
Tabela 4.5 - Demais características da areia .............................................................................. 65
Tabela 4.6 - Análise granulométrica brita ................................................................................... 66
Tabela 4.7 - Demais características da brita. .............................................................................. 67
Tabela 4.8 - Dados Técnicos do Aditivo. .................................................................................... 67
Tabela 4.9 - Especificações exigíveis - NBR 7480 (ABNT, 1996a). ........................................... 72
Tabela 4.10 - Composição dos Concretos. ................................................................................. 75
Tabela 4.11 - Disposição dos materiais na betoneira. ................................................................ 75
Tabela 5.1 – Relação das medidas das barras estudadas ......................................................... 90
Tabela 5.2 – Desvios padrões e coeficientes de variações das barras. ..................................... 90
Tabela 5.3 – Relação dos cálculos de área relativa de nervuras. .............................................. 90
Tabela 5.4 – Porcentagens mínimas NBR 7480 (ABNT, 1996a)................................................ 90
Tabela 5.5 – Resultados obtidos da alturas e distâncias. ........................................................... 91
Tabela 5.6 - Resultados da caracterização das barras de aço. .................................................. 94
Tabela 5.7 - Resultados da caracterização do concreto no estado fresco. ................................ 95
Tabela 5.8 - Resistência a compressão média (fcm). ................................................................... 95
Tabela 5.9- Resistência a tração média (compressão diametral) (fctm). ...................................... 96
Tabela 5.10 - Módulo de Elasticidade (Ec) .................................................................................. 96
Tabela 5.11 - Tipos de ruptura dos corpos de prova ensaiados............................................... 101
Tabela 5.12 - Ensaios APULOT - tensão média de aderência. ................................................ 108
Tabela 5.13 - Ensaios POT (RILEM) - tensão média de aderência.......................................... 109
Tabela 5.14 - Regressões Lineares (τm x fc) - Ensaio APULOT -T1 e T2 separados. .............. 115
Tabela 5.15 - Regressões Lineares (τm x fc) - APULOT - T1 e T2 juntos. ................................ 116
Tabela 5.16 - Regressões Lineares (τm x fc) - POT (RILEM) - T1 e T2..................................... 118
Tabela 5.17 - Regressões Lineares (τm x fc) - POT (RILEM) .................................................... 119
Tabela 5.18 - Ensaios APULOT- tensão última de aderência. ................................................. 120
Tabela 5.19 - Ensaios POT (RILEM) - tensão última de aderência. ......................................... 120
Tabela 5.20 - Regressões Lineares (τu x fc) -APULOT T1 e T2. ............................................... 126
Tabela 5.21 - Regressões Lineares (τu x fc) - APULOT. ........................................................... 127
Tabela 5.22 - Regressões Lineares (τu x fc) - POT (RILEM) - T1 e T2 ..................................... 129
Tabela 5.23 - Regressões Lineares (τu x fc) - POT (RILEM). .................................................... 130
Tabela 5.24 - Análise de variância da tensão última de aderência. ......................................... 137
Tabela 5.25 - Tabela de comparação da Figura 5.61. .............................................................. 138
Tabela 5.26 - Tabela de comparação da Figura 5.62. .............................................................. 140
Tabela 5.27 - Tabela de comparação da Figura 5.63. .............................................................. 141
Tabela 5.28 - Análise de variância da tensão média de aderência. ......................................... 142
Tabela 5.29 - Tabela de comparação da Figura 5.64. .............................................................. 143
Tabela 5.30 - Tabela de comparação da Figura 5.65. .............................................................. 144
Tabela 5.31 - Tabela de comparação da Figura 5.66. .............................................................. 145
Tabela 5.32 - Tabela de comparação da Figura 5.67 ............................................................... 146
Tabela A.1 - Medidas características geométricas das barras de diferentes países. .............. 162
Tabela A.2 - Determinação dos fatores de forma segundo as normas. ................................... 162
Tabela B.1 - Características das Garrafas PET. ....................................................................... 163
Tabela B.2 – Resultados dos ensaios de aderência (Ensaio APULOT) ................................... 164
Tabela B.3 – Tabela ANOVA (PET 1, 2 , 3 e 4). ....................................................................... 165
Tabela B.4 – Tabela ANOVA (PET 4 e 5). ................................................................................ 165
Lista de Símbolos e Siglas
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas;
ASTM - American Society for Testing and Materials;
ISO - International Organization for Standardization;
CEB - Comité Euro-International du Béton;
RILEM - Réunion Internationale des Laboratoires et Experts des Matériaux,
systèmes de construction et ouvrages;
Inmetro - Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial
SBAC - Sistema Brasileiro de Avaliação da Conformidade
LdSM - Laboratório de Design e Seleção de Materiais ;
LEME - Laboratório de Ensaios e Modelos Estruturais ;
UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande o Sul;
APULOT - ensaio pull-out-test modificado;
POT - pull-out test (ensaio de arrancamento);
CAD - concreto de alto desempenho;
CC - concreto convencional;
LVDT - Linear variable differential transformer
Ec - módulo de elasticidade do concreto;
Eci - módulo de elasticidade inicial;
fbd - tensão de aderência (de cálculo) adotada pela norma brasileira;
fc - resistência à compressão do concreto;
fcm - resistência média à compressão do concreto;
fct - resistência à tração do concreto;
fctm - resistência média à tração do concreto;
fy - resistência de escoamento do aço à tração;
fR - área relativa da nervura;
hs - altura máxima da nervura;
L - comprimento de ancoragem;
Lb - comprimento de ancoragem (normalização brasileira);
F - força de arrancamento;
Fmax - força máxima de arrancamento;
Sn - distância entre nervuras transversais centro a centro;
s - desvio padrão adotada pela norma brasileira;
β - ângulo de inclinação da nervura;
∅ - diâmetro da barra;
τ - tensão de aderência;
τm - tensão média de aderência;
τu - tensão última (máxima) da aderência;
DP - desvio padrão;
CV - coeficiente de variação;
R2 - coeficiente de determinação;
An = área da seção longitudinal da nervura,
k = numero de nervuras transversais em torno do perímetro da barra.
1. Introdução
O objetivo deste capítulo é introduzir o tema da investigação
experimental proposta, primeiramente inserindo o tema no espaço e tempo,
subseqüentemente descrevendo os objetivos da pesquisa, e por fim os
procedimentos experimentais.
1.1 Contextualização do tema
Na
atualidade,
as
organizações
empresariais
vêm
buscando,
incessantemente, por novas tecnologias que visem diminuir custos e aumentar
a produtividade e competitividade da empresa. Com intuito de atingir tal
objetivo, o controle de qualidade dos materiais é essencial, principalmente no
que tange as obras de construção civil efetuadas em concreto armado.
Entretanto quando o controle de qualidade não é devidamente
empregado ocorrem casos de catástrofes na engenharia, como exemplo o
Edifício Palace II localizado no Rio de Janeiro (RJ) que desabou parcialmente
em 1998, sendo implodido dias depois. (Figura 1.1).
1
Figura 1.1 - Desastre do Edifício Palace II (1998). Imagem : Folha.com (27/02/98).
1
Disponível em: <http://www1.folha.uol.com.br/folha/cotidiano/ult95u374741.shtml>. Acesso
em: 15 maio 2010.
Capítulo 1
| 20
O Edifício Areia Branca localizado em Jaboatão dos Guararapes (PE),
que veio a desabar em 2004, como ilustra a Figura 1.2.
Figura 1.2 - Desastre do Edifício Areia Branca (2004). Fonte: Almeida e Costa (2006)
Mais recentemente o desabamento das vigas no Trecho Sul do
Rodoanel, no km 279 da rodovia Régis Bittencourt. (Figura 1.3).
2
Figura 1.3 - Desabamento das vigas do Rodoanel (2009). Imagem : Felipe Rau (14/11/2009).
Em se tratando do concreto armado, o controle de qualidade utilizado
atualmente repousa quase que, exclusivamente na realização de ensaios de
ruptura à compressão de corpos-de-prova de concreto, cilíndricos ou cúbicos,
moldados na hora do lançamento do concreto nas formas. Este tipo de ensaio
é padronizado e especificado pela NBR 5739 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA
NORMAS TÉCNICAS - ABNT, 2007a ), recebendo o nome de Ensaio de
2
Disponível em: <http://www.estadao.com.br/noticias/cidades,empreiteira-do-rodoanel-mudouvigas-para-reduzir-custos,466577,0.htm>. Acesso em: 15 maio 2010.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 1
| 21
Compressão de Corpos-de-prova Cilíndricos de Concreto. Por meio deste
ensaio é possível encontrar a resistência a compressão do concreto.
O uso do ensaio de compressão simples é justificável, pois com o seu
resultado é possível chegar a relações com outros parâmetros do cálculo
estrutural do concreto armado, como: resistência a tração média, módulo de
elasticidade inicial, resistência ao cisalhamento, aderência, armadura do
concreto.
Para realização deste ensaio faz-se necessário o uso de equipamentos
apropriados segundo a NBR NM ISO 7500-1 (ABNT, 2004c) e de técnicos
especializados. Estes equipamentos e técnicos não são encontrados facilmente
em canteiros de obras, havendo a necessidade da contratação de laboratórios
especializados por parte da construtora. Além disto, este ensaio apresenta
alguns inconvenientes quanto sua interpretação, pois na sua execução não se
leva em consideração a questão da uniformidade do campo de tensões no
corpo-de-prova, pois a carga é aplicada somente nas faces de apoio opostas,
haja vista que o concreto é um material heterogêneo.
Outro fator incidi no fato de que o ensaio de compressão do material
concreto é conduzido somente sobre um dos materiais constituintes da
associação "íntima e democrática", que é, o concreto armado, onde o aço e o
concreto trabalham juntos "ligados", o ensaio de compressão se esquece da
condição fundamental para o bom funcionamento das estruturas de concreto
armado, a saber, a aderência aço-concreto.
O controle da resistência a compressão do concreto em canteiros de
obras nos dias atuais é um assunto discutido com veemência. Na reportagem
de capa da revista Téchne Nº152 de Faria (2009), ilustrada na Figura 1.4,
podemos observar a importância do tema envolvendo os concretos fornecidos
em obras não estarem atingindo a resistência à compressão solicitada nos
projetos estruturais, nesta mesma reportagem o autor explana sobre os
possíveis problemas que podem estar envolvidos a este fato, assim como:
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 1
erros
na
| 22
dosagem
do
concreto,
materiais
constituintes
do
concreto
inadequados, atrasos no transporte do concreto, falhas na moldagem e
identificação dos corpo-de-prova nos canteiro de obras, transporte inadequado
dos corpos-de-prova até o laboratório, equipamentos dos laboratórios com
calibração inadequada aliada a falta de capacitação técnica dos laboratoristas.
Figura 1.4 - Capa da Revista Téchne, evidenciando o problema de concretos não conformes.
Fonte: Revista Téchne, Nº152, Novembro/2009.
Em reportagem da revista Concreto e Construções, o jornalista Pedroso
(2009) discorre sobre um dos painéis do 51º IBRACON (Congresso Brasileiro
do Concreto) ocorrido em outubro de 2009 o qual se intitulava “Quando não se
atinge o fck especificado em obra: razões, conseqüências e prevenção”. Nesta
reportagem o autor descreve a discussão envolvendo vários especialistas
sobre o tema da resistência a compressão do concreto estar fora da
especificação previamente solicitada e seus possíveis erros de interpretação,
no final da matéria deixa a seguinte conclusão: focar no controle de qualidade é
o primeiro passo para evitar erros de conformidade do concreto.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 1
| 23
Entretanto a conveniência do controle de qualidade não pode e não deve
ser colocada em questão, pode-se, todavia, interrogar sobre a eficácia efetiva
dos procedimentos atuais. Diante deste panorama, propõe-se uma alternativa
para o controle de qualidade do concreto armado: o ensaio de aderência açoconcreto.
A aderência entre os materiais aço e concreto vem sendo estudada com
afinco desde a década de 40 até os dias atuais. Realizaram-se durante este
período muitas investigações experimentais para tentar mensurar como a
aderência seria considerada nos cálculos estruturais. Os trabalhos de Watstein
(1941), Clark (1946), Mains (1951), foram de grande importância nos primeiros
passos no estudo da aderência.
A capacidade de carga em estruturas de concreto armado está
intrinsecamente atrelada com o comportamento da aderência “ligação” açoconcreto. Para a correta compreensão das regras de cálculo do comprimento
de ancoragem e emendas por traspasse das barras de armaduras, para o
cálculo das deflexões, considerando o efeito de enrijecimento por tração, o
controle de fissuração e a quantidade mínima de armadura, o conhecimento do
comportamento da aderência é imprescindível. (DUCATTI, 1993; BARBOSA;
MARTINS, 1999).
Existem vários fatores que influenciam na aderência tais como: o tipo de
configuração das nervuras da barra; o diâmetro da barra; o estado em que se
encontra a superfície da barra (deterioração); a disposição da barra na hora do
lançamento do concreto: horizontal ou vertical, a relação água cimento (a / c),
as resistências mecânicas do concreto, as adições minerais, tais como os
materiais
pozolânicos,
as
características físico-químicas
dos
materiais
empregados no concreto, o adensamento e a Idade de ruptura, entre outros
discutidos com mais ênfase no capítulo 2.
Um dos ensaios mais conhecidos e tradicionais de aderência é o de
arrancamento
direto
denominado
de
POT
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
(pull-out
test),
conhecido
Capítulo 1
| 24
mundialmente por sua relativa facilidade de aplicação e interpretação dos
resultados. Este ensaio que é normalizado RILEM/CEB/FIP RC6 (COMITÉ
EURO-INTERNATIONAL DU BÉTON - CEB, 1983) e AMERICAN SOCIETY
FOR TESTING AND MATERIALS – ASTM (1991) leva em consideração a
aderência dos dois materiais constituintes do concreto armado: o aço e o
concreto. Esta aderência é mensurada a partir da determinação da tensão de
aderência, obtida pela divisão da força de arrancamento aplicada pela
superfície de ancoragem da barra de aço.
Algumas vantagens do ensaio de aderência encontram-se no fato de
que este ensaio é considerado como sendo um ensaio “real”, verdadeiro, sobre
o material composto concreto armado.
Lorrain e Barbosa (2008), descrevem a correlação entre a resistência a
compressão e a tensão máxima de aderência. Diante disto e ciente dos
problemas com o ensaio de compressão, propõe a utilização do pull-out test
para estimar a resistência a compressão, assegurando a qualidade do concreto
estrutural a partir dos resultados dos ensaios de aderência.
Mediante suas pesquisas com pull-out test, Lorrain e Barbosa (2008),
apresentaram uma alternativa simplificada para este ensaio, denominada de
ensaio APULOT, ou pull-out test modificado. Os procedimentos deste novo
ensaio estão sendo estudados, aprimorados e discutidos pelos grupos de
pesquisa do Brasil, França e Tunísia3. Acredita-se que com a validação deste
ensaio, pode-se proporcionar uma alternativa de controle de qualidade
importante nas construções civis, pois o mesmo pode ser realizado “in loco".
3
Grupo de Pesquisa certificado pelo CNPq e pela UNESP: Ensaios APULOT
Este grupo de pesquisa é liderado pelos professores Mônica P. Barbosa (UNESP/Ilha Solteira)
e Luis Carlos P. da Silva Filho. (UFRGS/LEME) contando com a participação de outras
universidades brasileiras (PUC-Campinas, UFRJ, IME, UFF, UNICAMP, UERJ, UFJF e o
CEFET-MG), que investigam as várias linhas de pesquisas no tema. O Grupo está ligado a
uma rede internacional integrada por laboratórios de pesquisa (INSAT-França, ENIG-Tunísia e
UPV-Espanha), liderados pelo Prof. Dr. Michel Lorrain do INSA de Toulouse-França
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 1
| 25
Uma das características interessantes da configuração do ensaio
APULOT, usadas neste trabalho é que, para reduzir custos e reduzir a geração
de resíduos, o ensaio usa garrafas plásticas de politereftalato de etileno (PET)
como moldes para os corpos-de-prova. Considerando que existem no mercado
vários tipos de garrafas PET, com diferentes formas e dimensões, foi
necessário realizar um estudo para verificar se a geometria da garrafa teria
uma influência significativa sobre a tensão última de aderência.
1.2 Objetivos e Justificativas
Fundamentado nos argumentos expostos no item anterior, o objetivo
principal desta pesquisa de mestrado é uma tentativa de melhor avaliar o
ensaio de aderência APULOT, procurando abrir caminho para novas
investigações sobre o mesmo e ao mesmo tempo verificar o potencial deste
ensaio e do pull-out test como uma alternativa na estimativa da resistência a
compressão do concreto. E por fim, dando uma contribuição para a proposta
debatida no item anterior, na qual discute a probabilidade dos ensaios de
aderência aço-concreto se tornarem ensaios de controle de qualidade do
concreto armado.
Diretamente ligados ao objetivo principal, estão às investigações ligadas
às propriedades geométricas das barras de aço nervuradas de aço CA-50,
utilizadas na construção civil, fabricadas em países diferentes (Brasil, Tunísia,
França); a investigação para verificação da influência do formato da garrafa
PET na tensão última de aderência no ensaio APULOT.
1.3 Estratégia Experimental
A estratégia experimental foi dividida em cinco partes, ilustradas no
fluxograma da Figura 1.5 e descritas a seguir:
A primeira etapa executou-se uma caracterização dos constituintes do
concreto: cimento CPV ARI fácil, sílica, areia média, brita e superplastificante.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 1
| 26
Com estes resultados obteve-se as composições dos concretos. Foi realizado
também, ensaios padronizados no aço CA-50.
Na segunda etapa foi realizada a caracterização das barras de aço
nervuradas CA-50. Para isso, foi feito um mapeamento tridimensional com
auxílio de um scanner a laser obtendo assim uma caracterização geométrica
das nervuras, levando em consideração os seguintes itens: medidas de alturas,
os espaçamentos, os ângulos de inclinações e as áreas projetadas. As barras
utilizadas eram provenientes do Brasil, Tunísia e França, com diâmetros de 8,
10, 12,5 e 16 mm. Estes ensaios foram realizados no Laboratório de Design e
Seleção de Materiais (LdSM) em trabalho conjunto com o Laboratório de
Ensaios e Modelos Estruturais (LEME), ambos da Universidade Federal do Rio
Grande o Sul (UFRGS)4.
Na terceira etapa moldou-se corpos-de-prova para o ensaio APULOT e
pull-out test para armaduras com os diâmetros nominais de 8, 10 e 12,5 mm,
concretos com duas classes resistência (T1 para o concreto com fcm=28,0 MPa
aos 28 dias e T2 para o segundo concreto com fcm=49,9 MPa aos 28 dias) e
ruptura nas idades de 3, 7 e 28 dias. Foram realizados ensaios de aderência
aço-concreto utilizando-se do método de ensaio APULOT, em que todos os
corpos-de-prova foram moldados utilizando-se um concreto de mesma classe
(T1) e mesmo diâmetro (8mm) na idade de (7 dias), utilizando 5 diferentes tipos
de garrafas PET. Os corpos-de-prova para os ensaios das propriedades
mecânicas do concreto (fc, fct e Ec) foram moldados por ocasião da moldagem
dos moldes para ensaios de aderência.
4
A partir desse estudo foram desenvolvidos dois artigos científicos intitulados: “Aderência açoconcreto: Análise geométrica experimental das armaduras de aço para construção civil
com auxílio do scanner tridimensional a laser”, apresentado no 51º Congresso Brasileiro do
Concreto – IBRACON, em Curitiba, 06 a 10 de outubro de 2009, citado no quarto capítulo
dessa dissertação, e “Bond strength and rib geometry: A comparative study of the
influence of deformation patterns on anchorage bond strength”, apresentado 3rd fib
International Congress, em Washington, D.C., do dia 29 de maio a 01 de junho de 2010. As
barras estudadas neste trabalho de Ø=12,5 mm foram utilizadas neste artigo, o qual contou a
parceria do laboratório LEME da UFRGS.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 1
| 27
A quarta etapa se deu mediante uma análise estatística através da teoria
da análise de variância com todos os resultados obtidos nos ensaios descritos
acima, com o objetivo de verificar se a diferença entre as médias dos grupos
amostrais é significativa.
Por fim, a quinta etapa compõe-se das conclusões e discussões sobre
os resultados obtidos, e sobretudo, a abertura de vários aspectos que merecem
e devem ser investigados para a continuação da pesquisa.
Figura 1.5 - Fluxograma da estratégia experimental
1.4 Restrições da Pesquisa
O estudo da aderência aço-concreto não é um assunto novo no âmbito
de pesquisa sobre o comportamento do concreto armado. Entretanto, as
limitações existentes desta pesquisa estão relacionadas com a nova
metodologia utilizada para promover os ensaios de arrancamento
arrancamento pull-out, ou
seja, o ensaio APULOT.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 1
| 28
Em se tratando de um ensaio de arrancamento onde são utilizados
garrafas PET como moldes, a limitação específica existente diz respeito tanto a
influência da geometria da garrafa como a determinação do comprimento de
ancoragem em função do diâmetro da barra de aço.
Além disso, este trabalho de investigação traz à tona o tema do emprego
do ensaio APULOT sendo realizado em laboratório de pesquisa de forma
cuidadosa e centrada, fixando-se parâmetros como a composição do concreto,
diâmetro das barras de aço, assim como a procedência dos materiais e idade
de ruptura dos corpos-de-prova, e sobretudo, comparando esses resultados
com
aqueles
obtidos
pelo
ensaio
tradicional
pull-out,
seguindo
as
recomendações do RILEM/CEB/FIP RC6 (CEB, 1983).
No entanto, os resultados obtidos nessa pesquisa de Mestrado servirão
de alicerce para novas pesquisas que surgirão sobre o emprego dessa nova
metodologia de ensaio, e principalmente vem para esclarecer quais são os
novos parâmetros a serem investigados.
1.5 Estrutura do Trabalho
O capítulo 1 apresenta a contextualização do tema da pesquisa em
questão, considerando os objetivos gerais e específicos, metodologia e
restrições da pesquisa. O capítulo 2 apresenta uma revisão bibliográfica dos
conceitos de controle de qualidade executados atualmente e uma nova
proposta para controle de qualidade baseado na aderência aço-concreto. O
capítulo 3 apresenta uma revisão bibliográfica dos conceitos de aderência açoconcreto e os respectivos ensaios para mensurá-la. O capitulo 4 detalha os
procedimentos experimentais empregados nessa pesquisa. O capítulo 5
apresenta todos os resultados encontrados nesta investigação experimental. E
também análises dos dados obtidos. E por fim no capítulo 6 estão as
conclusões sobre os resultados obtidos, as discussões sobre a viabilização
deste tipo de ensaio, e também sugestões sobre os aspectos que merecem
serem investigados, assim como os temas para trabalhos futuros que surgirão.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
2. Controle de Qualidade dos Concretos
Estruturais.
O objetivo deste capítulo é discutir a questão do controle de qualidade
na construção civil, trazendo breves definições e aplicações técnicas e
descrevendo como o mesmo é realizado atualmente.
2.1 Definições sobre Controle de Qualidade
A qualidade de um produto pode ser entendida como a habilidade de
atender a determinadas exigências nas condições de uso previstas. Desta
forma o controle de qualidade abrange um conjunto de técnicas operacionais e
atividades desenvolvidas, cuja finalidade é assegurar que o produto final
atenda aos padrões da qualidade pré-determinados. (BRANDÃO, 1998).
Nos últimos anos o termo “qualidade” tem sido utilizado de modo
recorrente em várias áreas. A criação das Normas Internacionais ISO
(International Organization for Standardization) série 9000 teve por objetivo
estabelecer requisitos mínimos para um sistema que garanta a qualidade. No
Brasil essas normas surgem a partir da criação e aprovação do Código de
Defesa do Consumidor, em março de 1991.
Tradicionalmente, o controle de qualidade no setor da construção
identifica-se com a fiscalização de trabalhos e com a realização de alguns
ensaios. Para Brandão e Pinheiro (1999) a expressão controle da qualidade
significa hoje algo muito mais complexo e elaborado, englobando todo o
processo construtivo, inclusive estabelecendo um compromisso entre todos os
envolvidos − promotores, projetistas, fornecedores, construtores e usuários −
na busca de um nível satisfatório de desempenho das construções. Outra
definição dada por Juran e Gryna (1980) apud Brandão e Pinheiro (1999) é que
a qualidade é a adequação ou conveniência do produto ao uso pretendido.
Capítulo 2
| 30
Ao discutir sobre o controle de qualidade na construção civil,
Laranjeiras (1993) afirma que os serviços de controle da qualidade de projetos
devem ser realizados antes da fase de construção e durante a fase de projeto,
como condição essencial, para que seus resultados se tornem efetivos e
conseqüentes. Deste modo, o desenvolvimento e o controle do projeto devem
caminhar paralelamente, evidenciando a existência de uma relação íntima
entre os dois processos.
Andriolo e Sgarboza (1993) afirmam que os objetivos do controle de
qualidade são garantir que a construção civil seja executada de acordo com o
previsto nos projetos e especificações, ao menor custo e assegurando
qualidade e uniformidade suficientes para assegurar um desempenho
satisfatório durante toda sua vida útil.
No Brasil, o controle de qualidade realizado nas construções civis é
orientado pela ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), que fornece
diretrizes e bases para a execução das construções. Essas normas são
atualizadas frente necessidades atuais e também pela evolução da engenharia
em razão das pesquisas nos centros tecnológicos. Porém a aplicação do
controle de qualidade na construção civil pode ser passivo de erros, dos quais
se destacam:
•
Erros de projetos, de modo especial, na parte estrutural. Isso se dá
porque as empresas que contratam as construtoras, muitas vezes,
partem do enfoque gastos, deixando a qualidade em segundo plano;
•
Prazos limitados, em outras palavras, o tempo estipulado pelo
contratante é colocado acima dos princípios de controle, o que deixa os
projetistas impossibilitados de buscarem a melhor solução;
•
Ausência de qualidade dos produtos utilizados e a falta de ensaios
padronizados para estes produtos.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 2
| 31
Segundo Andriolo e Sgarboza (1993), não adianta adotar critérios de
projetos comprovados e especificações dos melhores materiais, se não houver
um efetivo controle da construção.
Sabe-se que o processo construtivo envolve vários itens, tais como:
planejamento, projeto, produção de materiais e componentes, execução,
utilização e manutenção. A qualidade da execução depende dos materiais
colocados nos canteiros de obras, sendo uma condição necessária, senão
importante, para a garantia de segurança da estrutura em função dos riscos
naturais que podem atingi-la e torná-la imprópria à sua destinação.
A NBR 6118 (ABNT, 2007b) enumerou alguns requisitos de qualidade da
estrutura e avaliação da conformidade do projeto:
•
Capacidade resistente: consiste na segurança à ruptura;
•
Desempenho em serviço: embasado na capacidade da estrutura
manter-se em condições plenas de utilização, não devendo
apresentar danos que comprometam em parte ou totalmente o
uso para o qual foi projetada;
•
Durabilidade: fundamenta-se na capacidade que a estrutura tem
que ter para resistir às influências ambientais previstas e definidas
em conjunto pelo autor do projeto estrutural e o contratante.
Depois dessa sucinta revisão, nota-se que o assunto "controle de
qualidade" é de grande importância na construção civil nos dias atuais.
Portanto, no tópico a seguir será apresentado e discutido como é executado
atualmente o controle de qualidade nas obras de concreto armado.
2.2 O ensaio de resistência à compreensão
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 2
| 32
O ensaio mais conhecido e aplicado para o controle de qualidade nas
obras de concreto armado é o de resistência a compressão do concreto, o qual
é normalizado pela NBR 5739 (ABNT, 2007a). Este ensaio consiste na
utilização de corpos-de-prova cilíndricos ou cúbicos, cujas dimensões estão
especificadas na NBR 5738 (ABNT, 2003c). Estes corpos-de-prova são
moldados no próprio canteiro de obra assim que o concreto é colocado nas
formas. Após essa etapa esses corpos-de-prova são levados para laboratórios
devidamente cadastrados que possuem os materiais apropriados de acordo
com a NBR NM ISO 7500-1 (ABNT, 2004c).
Se a quantidade de corpos-de-prova ensaiada é suficientemente
expressiva, os resultados podem ser tratados estatisticamente e conduzidos a
uma avaliação da resistência característica do concreto ( f ck ), através de uma
distribuição normal de probabilidade onde o " s " é o desvio padrão. Na ausência
disso, os laboratórios avaliam uma resistência média ( f cm ), utilizada para julgar
a conveniência do material da estrutura. (Equação 2.1)
f ck = f cm − 1,65.s
Equação 2.1
O ensaio de compressão simples apresenta algumas vantagens, pois
além de ser considerado de fácil execução, com seu resultado é possível
calcular, através de correlações normalizadas, a resistência a tração média
(Equação 2.2), módulo de elasticidade inicial (Equação 2.3), resistência ao
cisalhamento e aderência, armadura do concreto. As duas correlações
apresentadas abaixo estão na NBR 6118 (ABNT, 2007b).
f ctm = 0,3 f ck
2
Equação 2.2
3
Eci = 5600 f ck
1
2
Equação 2.3
Porém este ensaio contém alguns inconvenientes, comentados seguir:
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 2
•
| 33
Moldagem dos corpos-de-prova
Os moldes podem ser cilíndricos ou prismáticos, sendo que no Brasil, o
mais utilizado é o cilíndrico, com altura o dobro do diâmetro da base, como por
exemplo: 10x20 cm ou 15x30 cm. O concreto para o preenchimento dos
exemplares deve ser retirado do trecho médio da betonada. A normalização
específica que as dimensão do corpo-de-prova não devem exceder a 1% do
diâmetro e 2% da altura, o que na prática, na maioria das vezes não acontece,
devidos aos maus tratos dos moldes.
O adensamento dos corpos-de-prova, que pode ser realizado por haste
manual ou vibrador mecânico, por meio de camadas sobrepostas de concreto,
é de fundamental importância, pois sua falta pode provocar "bicheiras" buracos
nos corpos-de-prova, e o excesso pode vir a promover a segregação dos
materiais. Estes dois fatos são prejudiciais a resistência final do concreto.
•
Regularização dos corpos-de-prova
A regularização ou nivelamento do topo do corpo-de-prova é
fundamental para evitar que haja concentradores de tensões que podem vir a
falsear o resultado.
A regularização pode ser feita com retificador (desgaste mecânico) ou
capeamento (enxofre, pasta de cimento). Porém, alguns pesquisadores
notaram diferenças nestes processos.
Scandiuzzi e Andriolo (1986) compararam os resultados entre os
capeamentos com enxofre e pasta de cimento e observaram melhores
resultados e menores variações para os corpos-de-prova capeados com
enxofre.
Segundo Bezerra (2007) as propriedades do material de capeamento
podem influenciar significativamente os resultados do ensaio de resistência à
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 2
| 34
compressão em concretos. Barbosa et al. (2009) realizaram estudos com
diferentes procedimentos para preparação de topos de corpos-de-prova, e
concluíram que os melhores desempenhos ainda são obtidos com a utilização
de pasta de enxofre.
•
Equipamento específicos para ruptura.
Com a necessidade crescente de obter resistências cada vez maiores,
ocorre a necessidade de ter equipamentos específicos para mensurá-la, cada
vez mais sofisticados.
Segundo a NBR 5739 (ABNT, 2007a), a estrutura de aplicação da carga
deve ter capacidade compatível com os ensaios a serem realizados, permitindo
a aplicação controlada de carga sobre o corpo-de-prova colocado entre os
pratos de compressão.
Na maioria das vezes, não existe prensa adequada para o ensaio de
resistência a compressão no canteiro de obra, necessitando assim da
obrigatoriedade da contratação de serviços laboratórios cadastrados, algumas
vezes distantes do local da obra. Esses agravantes são mais evidentes em
países economicamente mais pobres, onde normalmente a demanda de
construir é maior e urgente.
•
Aderência aço-concreto desconsiderada
O ensaio de resistência a compressão não considera a ligação açoconcreto que é fundamental para o bom desempenho das estruturas.
Após desta breve exposição sobre o ensaio de resistência a compressão
do concreto, e reconhecendo-o como referência de controle de qualidade
desde o início das normalizações para o cálculo estrutural. Conclui-se que o
mesmo possui falhas e nada justifica seu caráter de referência exclusiva.
Diante deste cenário, propõe-se uma alternativa, para o ensaio de controle do
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 2
| 35
material concreto: o ensaio de aderência aço-concreto, que será discutido a
seguir.
2.3 O ensaio de aderência aço-concreto
Existem muitos modos de realizar o ensaio de aderência aço-concreto.
Entretanto o ensaio mais tradicional é o de arrancamento pull-out test (POT),
normalizado pela RILEM/CEB/FIP RC6 (CEB, 1983) e ASTM (1991). O POT
consiste em extrair uma barra de aço posicionada no centro de um corpo-deprova cúbico de concreto. Medindo-se assim, a força de arrancamento aplicada
a um dos extremos e os escorregamentos no outro extremo. O Brasil não
possui normas consolidadas de ensaios de aderência.
O ensaio de aderência possui benefícios, pois se trata de um ensaio que
leva em consideração os dois materiais constituintes do concreto armado: o
aço e o concreto. Sem deixar de considerar que os esforços exercidos são
moderados, são cerca de 10 a 20 vezes menores que aqueles necessários à
ruptura de um cilindro normalizado de 15x30 cm, mesmo no caso de concretos
de alta resistência. Também tem-se uma correlação entre a resistência à
compressão simples e a tensão última de aderência (LORRAIN; BARBOSA,
2008), conforme pode ser observada na Figura 2.1. É esta correlação que
permite estimar com boa precisão a resistência à aderência a partir da
resistência do concreto à compressão.
Entretanto o ensaio de arrancamento pull-out test apresenta alguns
inconvenientes: na realização do ensaio as placas de apoio colocam o concreto
sob compressão, criando restrições às deformações transversais do corpo-deprova, levando a uma possibilidade de superestimar o resultado obtido.=
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 2
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30
25
20
τu
CAD
15
MPa
CC
10
5
0
0
20
40
60
Resistência à compressão, fc
80
100
120
MPa
Figura 2.1 - Relação entre a resistência à compressão e a tensão última de aderência. (PNBHP, 2000) apud (LORRAIN; BARBOSA, 2008).
Mesmo assim, este ensaio é de significativa importância nas pesquisas,
Barbosa (2002), entre outros, ressaltam suas vantagens: um ensaio de baixo
custo, corpo-de-prova relativamente simples de ser preparado, e que possibilita
a visualização do comprimento de ancoragem mínimo (zona aderente). Além
disso, trata-se de um ensaio que possibilita isolar as variáveis que influenciam
a aderência, e obter uma visualização objetiva do próprio conceito de
comprimento mínimo de ancoragem.
Diante das assertivas sobre o ensaio de aderência pull-out test listadas
anteriormente e considerando satisfatória a relação entre resistência à
compressão e tensão última de aderência, e conscientes dos problemas
conhecidos de confiabilidade associados ao ensaio de compressão simples, foi
proposto por Lorrain e Barbosa (2008) uma alternativa para o ensaio de
controle de qualidade do concreto: o ensaio de aderência aço-concreto, que
pretende assegurar a qualidade do concreto estrutural a partir dos resultados
dos ensaios de aderência.
Para tal verificação torna-se propício utilizar a lei de correlação entre a
resistência à compressão e a tensão última de aderência, mas fazendo um
procedimento no sentido inverso, A Figura 2.2, traçada a partir da lei de
correlação ilustra esta maneira de raciocínio.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 2
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τu
CAD
15
MPa
CC
10
5
0
0
20
40
Resistência à compressão, fc
60
80
100
120
MPa
Figura 2.2 - Novo principio de aplicação da lei de correlação entre a resistência à compressão
simples e a tensão última de aderência. (LORRAIN; BARBOSA, 2008)
Com o propósito de facilitar o ensaio POT, tornando-o realizável em um
canteiro de obras, Lorrain e Barbosa (2008) propuseram o ensaio APULOT ou
POT modificado. O APULOT tem o mesmo princípio do POT, que é o
arrancamento de uma barra de aço inserida no concreto. Para este fim conta
com a utilização de um macaco hidráulico, equipamento comum em um
canteiro de obras e, além disto, usa como molde de corpo-de-prova uma
garrafa de plástico PET. O ensaio APULOT E POT serão detalhados nos
capítulos 3 e 4.
No próximo capitulo será realizado uma breve revisão bibliográfica sobre
aderência aço-concreto, assim como os fatores que influenciam em sua
avaliação, e por fim o detalhamento dos ensaios de aderência POT e APULOT.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
3. Aderência Aço-Concreto: Conceito,
Definições e Funcionalidades.
O objetivo deste capítulo é apresentar uma sucinta revisão bibliográfica
sobre o assunto, desde suas origens até estudos mais recentes, apresentar os
diferentes
tipos
de
aderência,
os
fatores
que
influenciam
no
seu
comportamento, expondo ainda os ensaios disponíveis na literatura para
calcular a tensão de aderência.
3.1 Conceitos preliminares e suas definições
Para iniciar é interessante, senão essencial, trazer a definição de
aderência comum a vários autores que é o mecanismo de transferência de
tensões que existe na interface da barra de aço e o concreto que a circunda.
Este vínculo pode ser entendido como um fenômeno que impede a
movimentação entre suas partes (aço-concreto). Para endossar as afirmativas
acima, Tassios (1979) e posteriormente Ducatti (1993), descrevem a aderência
como uma tensão de cisalhamento entre a superfície de uma barra de aço e o
concreto que a envolve.
Vale ressaltar que a aderência aço-concreto é um dos principais
requisitos para o bom funcionamento do concreto armado. A razão da
existência do concreto armado fundamenta-se na ação conjunta entre a
armadura e o concreto. Esse resultado só é possível em razão da aderência
entre os dois materiais, uma vez que para absorver os esforços solicitantes, os
dois materiais atuam em conjunto. Essa “ligação” entre a armadura e o
concreto é uma das razões básicas pela qual tal material composto é
considerado uma solução viável e com boas características enquanto material
de construção.(LEONHARDT; MONNIG, 1979; VIEIRA, 1994; FERNADES,
2000; BARBOSA, 2002).
Capítulo 3
| 39
Segundo Clímaco (2005) a associação aço-concreto tem como objetivo
primário superar a deficiência das estruturas de concreto simples nas regiões
de tração, ao mesmo tempo que o concreto de boa qualidade e com espessura
adequada da camada de cobrimento fornece um meio alcalino que protege o
aço da corrosão, garantindo a durabilidade da estrutura. O autor define ainda
que o "concreto armado é um material composto pela associação do concreto
com barras de aço nele inseridas, de modo que constituam um sólido único, do
ponto de vista mecânico, quando submetido às ações externas".
A forma usual de consideração dessa ligação acontece por meio da
“tensão de aderência” que, através do conhecimento do comportamento da
aderência entre a barra da armadura e concreto que a envolve, pode-se avaliar
a capacidade de carga das estruturas de concreto armado, sendo a condição
básica para o controle da fissuração das estruturas, da definição das regras de
projeto de ancoragens e das emendas por traspasse nas estruturas de
concreto. (DUCATTI, 1993; FERNANDES, 2000).
Segundo Tassios (1979) a eficiência da ligação aço-concreto pode ser
favoravelmente quantificada mediante a relação tensão de aderência versus
deslizamento, expressando a variação da tensão que surge na interface do aço
com o concreto, relacionada ao deslocamento relativo entre a barra de aço e o
concreto que a envolve. Deslizamentos pequenos sugerem danos locais ou
acomodações da interface. Quando se incrementam, ou seja, quando o
deslizamento atinge valores máximos, indicam a destruição da aderência, o
que pode ser associados a certo estado de deformações e fissuração. Alguns
valores limites de deslizamento são apresentados nas normas e procedimentos
de projeto estrutural, sendo estes geralmente associados a um estado de
deformação e fissuração inaceitável. (CAETANO, 2008)
O deslizamento, no início do carregamento, é causado em parte pela
deformação elástica do concreto; entretanto, para cargas mais altas, ele é
causado pelo esmagamento do concreto frente às nervuras da barra. Nas
barras sem nervuras (conhecidas como barras lisas) a aderência ocorre, a
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 3
| 40
priori, em razão da adesão química entre a pasta de cimento e a barra. Quando
a adesão química se rompe, surge uma resistência aos deslizamentos devido
ao atrito. Quando esta resistência se esgota, o fendilhamento não é total, mas
a barra é arrancada, deixando atrás de si um orifício quase intacto dentro do
concreto. (GOTO, 1971)
Nas barras nervuradas, desenvolvidas para produzir maior aderência do
que as lisas, o fenômeno da aderência acontece de modo fundamentalmente
diferente. Ainda que nessas barras se desenvolvam a adesão e o atrito, a
resistência aos deslizamentos nas barras nervuradas depende, sobretudo, da
ação mecânica entre o concreto e as nervuras. A conseqüência da adesão
química é pequena e o atrito não ocorre até que haja escorregamento entre a
barra e o concreto. (BARBOSA, 2002; FRANÇA, 2004).
Segundo Leonhardt e Monnig (1979), a tensão de aderência ocasiona
tensões principais de tração e compressão no concreto cujos rumos estão
ilustrados na Figura 3.1.
Trajetória de Tração
Trajetória de Compressão
C
T
C
Figura 3.1 - Desenvolvimento das trajetórias das tensões principais junto a uma barra de
armadura. (LEONHARDT; MONNIG, 1979)
A armadura e o concreto que a envolve possuem deformações iguais
antes da fissuração, tanto na compressão quanto na tração. Mesmo que haja
fissuração no concreto, essas deformidades, na proximidade das fissuras,
passam a ser diferentes, pois a armadura alonga mais que o concreto. A
diferença de alongamento dos materiais alude a existência do deslizamento da
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 3
| 41
armadura em relação ao concreto. No primeiro caso em que há igualdade de
deformidades, tem-se a chamada aderência rígida em virtude da ausência de
deslizamentos; no segundo caso, que os alongamentos diferem entre si, temse a aderência deslizante ou móvel. (FRANÇA, 2004)
O fenômeno da aderência aço-concreto, desde o surgimento do concreto
armado,
sempre
despertou
interesse
em
muitos
pesquisadores.
O
desenvolvimento dessas pesquisas permitiram avanços no desenvolvimento de
métodos e modelos de cálculo para estruturas de concreto armado. A seguir
temos alguns dos estudos do fenômeno da aderência obtidos na literatura.
Abrams (1913), foi um dos precursores no estudo da aderência açoconcreto, publicou um boletim informativo descrevendo suas experiências
sobre ensaios de arrancamento simples e ensaios com vigas. Por fim realizou
considerações importantes sobre o incremento da aderência com barras
nervuradas e referências sobre a área relativa das nervuras.
Watstein (1941) a partir do ensaio de arrancamento direto analisou a
distribuição da tensão de aderência, quantificando o alongamento e a tensão
ao longo do comprimento de ancoragem. Umas de suas conclusões que o
autor chegou é que havia uma maior concentração de tensão na região
próxima ao apoio do bloco de concreto.
Mains (1951) analisou o efeito dos ganchos no comprimento de
ancoragem através de ensaios de arrancamento direto (pull-out) e de ensaios
com vigas. Observou os efeitos das fissuras dentro de barras instrumentadas.
Rehm (1961) apud Barbosa (1998) estudou sobre a influência da
posição das barras durante a concretagem na aderência. Para o pesquisador, o
desempenho da aderência é mais eficaz quando a carga é aplicada em direção
contrária àquela da sedimentação do concreto (tratando-se das barras
verticais). Na situação inversa, ou seja, carga aplicada na mesma direção do
lançamento do concreto, a aderência pode notar valores mais pobres ainda do
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 3
| 42
que em caso das barras horizontais no topo da formas. O esclarecimento para
isto está no acúmulo de argamassa porosa na metade inferior das primeiras e
embaixo das nervuras das outras.
Ngo e Scordelis (1967) aplicaram métodos numéricos baseados nos
elementos finitos para estudarem os efeitos da aderência aço-concreto em
vigas de concreto armado. Desenvolveram um elemento finito de ligação
adimensional denominado bond link (mola) para representar a aderência.
Esses autores contribuíram para a desenvolvimento dos métodos numéricos no
estudo da aderência aço-concreto.
Goto (1971) mostrou através de ensaios como ocorre o desenvolvimento
e o comportamento das fissuras com o incremento das tensões na interface
aço-concreto, decorrentes das nervuras das barras.
Ribeiro (1985) analisou as barras nervuradas na ligação aço-concreto
através. Seu programa experimental constou com a realização de ensaios pullout test e do tipo extremo de viga; os parâmetros investigados foram: diâmetro
da barra, recobrimento e a porcentagem de estribos. As conclusões do autor
foram: o aumento do recobrimento é proporcional à resistência última de
aderência, com o acréscimo de estribos percebe-se um aumento na resistência
de ancoragem, e por fim, quando se investe na qualidade do concreto, alcançase um acréscimo na resistência última de aderência.
Ducatti (1993) realizou estudos comparativos entre o concreto
convencional e o concreto de elevado desempenho, no âmbito da aderência
aço-concreto mediante ensaios de arrancamento. Entre os parâmetros
analisados estava a determinação da curva de deslizamento, juntamente com a
quantificação de distintos fatores nesta relação. Os resultados de uma maneira
geral mostraram que o comportamento das curvas era semelhante, tomada
suas devidas proporções.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 3
| 43
Vieira (1994) estudou o comportamento da aderência aço-concreto no
concreto de alta resistência com adição de sílica. O ensaio escolhido pela
autora foi o pull-out test, levando em consideração que a finalidade de seu
trabalho não foi a quantificação exata dos valores de tensões de aderência,
mas sim a obtenção de resultados de tensões de aderência para fins
comparativos e analíticos sobre a influência da sílica na aderência. Os
resultados obtidos mostram aumento na tensão de aderência em 20% com a
adição de sílica.
Barbosa (1998) quantificou a influência de alguns parâmetros sobre a
relação tensão de aderência e deslizamentos, dentre eles a posição das
barras, tendo em vista o lançamento do concreto, utilizando para esse fim o
concreto de elevado desempenho. Dos resultados alcançados, a autora pode
concluir que a resistência de aderência é menos sensível ao posicionamento
da barra, do que no concreto convencional; existe uma baixa variação da
tensão de aderência devida à posição da barra, podendo-se simplificar certos
procedimentos que justificam a segurança da ligação aço-concreto, outra
conclusão foi que o uso de estribos pode influenciar na força de arrancamento
da barra vertical.
Spacone e Limkanyu (2000) dissertaram sobre a relevância da
modelagem numérica da aderência aço-concreto e o comportamento da curva
de deslizamento sob carregamento estático e dinâmico, expondo uma
implementação em modelos de elementos finitos.
Fernandes (2000), mediante ensaios de arrancamento direto (pull-out
test) sob cargas repetidas (cíclicas) e monotônicas, analisou as influências de
alguns parâmetros na interface aço-concreto, como: diâmetro da armadura
nervurada, tipo e amplitude de carregamento. Os resultados dos ensaios
monotônicos foram comparados com as recomendações do RILEM. Os
resultados
calculados
de
acordo
com
normas
significativas.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
obtiveram
diferenças
Capítulo 3
| 44
Zuo e Darwin (2000) estudaram a influência da área relativa da nervura
(fr) na aderência aço-concreto, realizaram ensaios com carregamentos cíclicos.
Os resultados obtidos mostraram que um aumento no "fr" de 0,085 para 0,119
reduzirá o deslizamento final.em 50 a 70%.
Barbosa (2002) realizou uma avaliação do comportamento da aderência
para concretos de classes de resistência à compressão de 20, 40, 60, 80 e 100
MPa; Barras de fabricação nacional de seção circular com diâmetros de 6,3;
8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0 e 25,0 mm e barras de seção quadrada com 6,3; 8,0
e 10,0 mm de lado. Realizaram-se dois tipos de ensaio de aderência: ensaio de
tirantes (tração simétrica) e ensaio de arrancamento pull-out test. Com a
realização destes ensaios a autora chegou às seguintes conclusões: à medida
que aumenta a resistência do concreto, a tensão de aderência também
aumenta; a presença de sílica no traço do concreto aumenta a resistência de
aderência; à medida que aumenta o diâmetro da barra, a tensão de aderência
aumenta. Constatou-se que a aderência das barras de seção quadrada
possuem um comportamento similar à de seção circular, apesar de possuírem
uma tensão de aderência (média e máxima) ligeiramente inferior; o ensaio de
arrancamento superestima os valores da tensão de aderência, quando
comparado aos resultados obtidos no ensaio de tirantes; os modelos teóricos
propostos ao estudo da aderência aço-concreto, de maneira geral, não são
adequados aos materiais brasileiros.
França (2004) trabalhou com ensaios de tração direta, segundo a
NBR 7477 (ABNT, 1982) e de arrancamento direto normalizado pela
RILEM/CEB/FIP RC6 (CEB, 1983), usando concreto convencional e com
concreto contendo 10% de resíduo de borracha em substituição a areia, em
volume, nas idades de 28 e 90 dias. As barras de aço utilizadas foram do tipo
nervuradas e com os diâmetros variando entre 10, 12,5 e 16 mm. Os
resultados obtidos pelo autor mostram que o concreto com incorporação de
resíduos de borracha ocorre um decréscimo na tensão de aderência, quando
comparado ao concreto convencional. Porém salienta que os comportamentos
durante os ensaios são muito semelhantes, confirmando a viabilidade da
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 3
| 45
utilização do resíduo de borracha em substituição ao agregado miúdo em
concreto, seguindo a composição adotada.
Santos (2005) realizou um estudo desenvolvido sobre a aderência em
concretos de alto desempenho (CAD), através de ensaios à flexão de vigas de
concreto armado. Usando três tipos de modelos das vigas, conforme as barras
fossem transpassadas. Para cada modelo, foram avaliados os parâmetros de:
resistência do concreto, diâmetro das barras, comprimento de emenda,
cobrimentos das barras e o comportamento das variadas emendas. Os
resultados encontrados apontaram as semelhanças e dessemelhanças da
aderência entre concretos de baixa à elevada resistência à compressão. O
autor ainda faz uma ressalva de que as normas de cálculo, baseadas nos
conhecimentos em concretos convencionais de até 50 MPa, não contemplam
satisfatoriamente as características do concreto de alto desempenho no
desenvolvimento de projetos.
Fang et al. (2006) realizou estudos sobre os efeitos da corrosão do aço no
comportamento da aderência aço-concreto. Realizou ensaios experimentais de
arrancamento. Os resultados mostram uma perda na ordem de 73% na tensão de
aderência residual para uma taxa de corrosão de 6%.
Almeida Filho (2006) estudou a aderência aço-concreto utilizando
concretos auto-adensáveis e convencionais, para isto realizou ensaios em
vigas e de arrancamento direto e simulações numéricas. Os resultados obtidos
mostraram que nos ensaios em vigas e de arrancamento, o comportamento
dos concretos são semelhantes, mostrando assim a vantagens dos autoadensáveis no estado fresco.
Marins Neto (2007) analisou o comportamento da ligação aço-concreto
através da modelagem numérica de vigas de concreto armado, mediante o
método dos elementos finitos. Realizou análises comparando a modelagem
numérica desenvolvida em seu trabalho com outras encontradas na literatura e
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 3
| 46
também com ensaios experimentais. Os resultados da modelagem numérica
apresentaram-se coesos, quando comparados com resultados experimentais.
Caetano (2008) propôs um modelo matemático que representa o
comportamento de aderência de peças submetidas à corrosão de armadura e à
exposição a elevadas temperaturas. Para isto utilizou: temperaturas de 200°C,
400°C, 600°C, 800°C e ambiente; taxas de corrosão d e 0, 3, 6, 9 e 12% de
perda de massa; diâmetros da barra de 8, 12,5, 16, 20 e 25 mm; e resistência
característica do concreto de 25, 45 e 65 MPa. Os ensaios utilizados para
determinação da aderência aço-concreto foram: ensaio de arrancamento direto
(pull-out test), ensaio de arrancamento excêntrico (cantilever bond test), ensaio
de viga (beam test). Os resultados obtidos mostram que os ensaios de
arrancamento direto e de viga fornecem, respectivamente, valores de tensão
de aderência, em torno de, 70% e 150% superiores aos obtidos em ensaios de
arrancamento excêntrico. A autora descreve ainda que os efeitos de
deterioração são extremamente importantes para avaliação do desempenho
final da aderência, notando que, para temperaturas mais baixas, até
aproximadamente
300°C,
a
temperatura
não
provoca
al teração
no
desempenho da aderência, mas, a partir de 550°C, a redução é superior a
50%, para concretos de resistências maiores (acima de 50 MPa). Também
chegou a conclusão de que a corrosão apresenta comportamento diferenciado,
resultando em acréscimos na ordem de 17%, da tensão de aderência para
baixas taxas de perda de massa e posterior perda de desempenho com o
aumento desta.
Garzón
Reyes
(2009)
estudou
o
comportamento
do
concreto
convencional, concreto auto-adensável e o concreto auto-adensável com
adição de fibras de aço na aderência aço-concreto quando submetida a ações
monotônicas e cíclicas utilizando para isso o ensaio de arrancamento
normalizado pela RILEM. O pesquisador chegou à conclusão que os ensaios
de arrancamento, sob ações cíclicas e monotônicas são eficazes na avaliação
da aderência nas condições analisadas. Salienta que os modelos de
arrancamento no concreto auto-adensável e no concreto auto-adensável com
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 3
| 47
adição de fibras de aço apresentaram comportamento similar ao concreto
convencional.
Lorrain et al. (2010) analisaram diferentes tipos de geometrias de barras
de aço, de fabricações e países distintos no comportamento da aderência açoconcreto. Foi utilizado o ensaio de arrancamento direto (pull-out test) e para a
análise geométrica das barras de aço um scanner a lazer. Com os resultados
constataram que a geometria da barra de aço tem uma influência significativa
sobre a aderência aço-concreto.
3.2 Parcelas da aderência.
Na literatura encontram-se vários autores que concordam na divisão
esquemática da aderência em parcelas. Entretanto, é importante ressaltar que
a separação do fenômeno de aderência é meramente didática, não sendo
possível determinar cada uma delas separadamente. Os autores Lutz e
Gergely (1967), Tassios (1979), Leonhardt e Monnig (1979), Fusco (1995),
dentre outros, dividem as parcelas da aderência aço-concreto da seguinte
forma:
•
Aderência por adesão
Ocorre em função das ligações físico-químicas entre aço e concreto que
ocorrem na pega do cimento. Esse tipo de aderência depende da limpeza da
superfície e da rugosidade das barras, o que não é suficiente para uma boa
aderência, pois é destruída no caso de pequenos deslocamentos da barra. A
Figura 3.2 apresenta um tipo de ensaio para determinar esta parcela.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 3
| 48
R1
Concreto
Placa de Aço
R1
Figura 3.2 - Aderência por adesão (FUSCO, 1995).
•
Aderência por atrito
Esta aderência é devida a forças de atrito existentes entre o concreto e o
aço, desde que existam pressões transversais às armaduras. Surge quando
um material tende a se deslocar em relação ao outro, onde a aderência por
atrito depende do coeficiente de atrito entre o aço e o concreto, o qual é função
do estado superficial da barra às armaduras, conforme Figura 3.3.
Pt
Pt
R2
tb
Figura 3.3 - Aderência por atrito. (FUSCO, 1995)
•
Aderência mecânica
Também conhecida com efeito de pino, esta parcela é a interação
mecânica entre o aço e concreto, decorrente da presença das nervuras
(saliências) na superfície da barra. Este tipo de aderência é o tipo de ligação
mais efetiva e confiável, pois contribui de maneira significativa para a
solidarização dos dois materiais, Figura 3.4.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 3
| 49
R3
Figura 3.4 - Aderência mecânica. (baseada em Fusco, 1995).
3.3 Parâmetros que influem na aderência
Existem diversos fatores que podem intervir na quantificação da
aderência aço-concreto e influenciar no seu comportamento. Abaixo estão
alguns fatores que devem ser levados em consideração no dimensionamento e
análise, indicando com que importância eles agem sobre a aderência.
Adensamento
A deficiência do adensamento prejudica a aderência nas regiões de
maiores concentrações de armaduras, pois são maiores as dificuldades de
concretagem. Este fato possibilita o aparecimento de vazios, tornando esta
região mais fraca quando solicitada. Sobretudo quando se tratar de concretos
com baixo teor de água/cimento.
Resistência mecânica do concreto
Este é um dos fatores que influência de maneira mais agravante à
resistência de aderência. De modo geral, quanto maior a resistência mecânica
do concreto, maiores serão os esforços de aderência que o concreto poderá
suportar na interface aço-concreto. Soroushian et al. (1991) utilizando barras
com diâmetro de 25 mm, realizou estudos sobre os efeitos da resistência a
compressão na tensão de aderência, encontrando uma correlação linear entre
estes fatores. Segundo Ducatti (1993) as curvas obtidas em seu estudo para
tensão de aderência (τu) em função da resistência à compressão demonstram
que a resistência última da aderência aumenta quase proporcionalmente com a
raiz quadrada da resistência à compressão do concreto. Esfahani e Rangan
(1998) mostraram que o aumento da tensão de aderência está relacionado com
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 3
| 50
o acréscimo da resistência do concreto, e é fortemente influenciado pela
relação cobrimento/diâmetro da barra. Barbosa e Santos (2009), relatam que a
tensão de aderência entre o aço e o concreto tende a se aproximar de uma
curva exponencial, constatando que a tensão de aderência apresenta um
comportamento diretamente proporcional à resistência do concreto e ao
diâmetro das barras.
Composição do concreto:
Como regra geral poderia ser estabelecido que qualquer alteração no
traço, desde que não altere a resistência à compressão nem a resistência à
tração do concreto, também não alterará seu comportamento na aderência. Em
contraste com essa regra Mauline e Astrova (1965) citado por Ribeiro (1985),
verificaram quanto menor a relação água cimento, juntamente com a
quantidade de agregado miúdo menor melhor o comportamento na aderência.
Outro fato importante verificado por Martin e Noakowski (1981) citado por
França (2004) foi que com a utilização de agregados de diâmetro maior e
pequena quantidade de água observa-se um definido acréscimo no
comportamento de aderência. Uma explicação para estas observações seria
que em misturas com agregados muito finos, as partículas finas e também a
água acumulam-se nas circunvizinhanças da barra.
Idade de Carga
Martin e Noakowski (1981) citado por Ribeiro (1985), afirmam que a
influência da idade de carga sobre a aderência é a mesma que sobre a
resistência à compressão ou à tração do concreto. Chapman e Shah (1987)
citado por Vieira (1994) constataram que nas barras nervuradas a idade
influencia de forma significativa as características da aderência. Entretanto, o
mesmo não foi observado para as lisas. Que com o aumento da resistência à
compressão a resistência de aderência permanece a mesma. Para os autores
tal fato é justificável através da interação mecânica da barra nervurada e da
resistência à compressão do concreto, que são responsáveis pela aderência.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 3
| 51
Fu e Chung (1998), registraram reduções na aderência entre o concreto e o
aço com o aumento da idade, a partir do sétimo dia até os 28 dias, ocorrendo,
principalmente, entre os 7 e 14 dias. Segundo os autores, este comportamento
pode ser explicado pelo aumento de vazios na interface, atribuído à retração de
secagem do concreto.
Características Geométricas das barras
A presença de nervuras em barras de aço aumenta, e muito, a parcela
da aderência mecânica, devido à formação de “consoles” de concreto. Este
incremento de desempenho varia com a forma e a inclinação das nervuras,
com a altura e a distância livre entre elas, além destes parâmetros ainda
podemos destacar a importância da superfície relativa da nervura ( fr ).
Buscando garantir um desempenho mínimo, muitas normas demandam
que alturas e espaçamentos mínimos sejam respeitados. O Inmetro (Instituto
Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial) especifica que as
barras e fios de aço destinados a armadura para concreto armado das
categorias CA-50 e CA-60 que têm a conformidade avaliada dentro do SBAC
(Sistema Brasileiro de Avaliação da Conformidade), são fabricados de acordo
com a NBR 7480 (ABNT, 1996a), que especifica os limites para o espaçamento
entre nervuras deve estar entre 0,5 φ a 0,8 φ e a altura média superior a 0,04 φ ,
para barras de diâmetros maiores do que 10 mm esta relação deve ser maior
ou igual a 0,02 φ , para barras de diâmetro menores do que 10 mm. Estes
valores vêem ao encontro das conclusões feitas por Clark (1946), que analisou
17 configurações de barras e sugeriu que o espaçamento médio entre nervuras
fosse igual a 70% do diâmetro e que a altura fosse igual a 4% do diâmetro,
para barras de diâmetro menor ou igual a 13 mm. Para barras de 16 mm os
valores de altura deveriam ficar entre 4,5% e 5% do diâmetro.
Num estudo mais recente, realizado por Hamad (1995) foram analisadas
diferentes configurações geométricas das nervuras. O estudo teve como
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 3
| 52
variáveis o espaçamento entre nervuras, variando a mesma entre 35 e 60% do
valor do diâmetro; a altura de nervura, que variou num intervalo de 5 a 12.5%
do diâmetro; e a inclinação da face da nervura, sendo contemplados valores
para esta variável no intervalo de 30° a 90°. Anali sando os resultados deste
estudo, verifica-se que a configuração que resultou no maior desempenho de
aderência foi a angulação da face da nervura igual a 60°, espaçamento de 50%
e altura da nervura de 10% do diâmetro da barra.
Em relação a influencia do ângulo das nervuras Lutz e Gergeley (1967)
observaram que angulações entre 40° e 105° são sufi cientes para que não haja
movimentações relativas entre a interface da barra de aço e o concreto,
ocorrendo deslizamento por ruptura do console de concreto. Já para ângulos
inferiores a 30° esta movimentação não é impedida,
o que muda o
comportamento da curva tensão-deslizamento. Entretanto, cabe ressaltar, que
estas conclusões foram obtidas através de análises de concretos com
resistências inferiores às atualmente utilizadas. Portanto, é necessário cautela
na utilização destes dados, visto que, em concretos mais resistentes, o
comportamento da aderência em relação à angulação das nervuras pode ser
distinto do registrado nestes estudos mais antigos, pois os concretos mais
novos são mais resistentes, mas tem comportamento mais frágil.
Alguns pesquisadores ressaltam a importância de outro parâmetro, a
superfície relativa das nervuras ( fr ). De acordo com Leonhardt e Monnig
(1979), o valor da fr pode fornecer uma boa medida de comparação entre
barras de perfis diferentes. Este parâmetro se caracteriza por ser uma relação
entre a superfície das nervuras ( fr ), que é igual à área de contato dos
consoles de concreto existente entre nervuras com as mesmas, e a superfície
lateral (FM) do cilíndrico de concreto a ser “cortado” para liberar a barra ao
deslizamento.
Analisando a literatura, verifica-se que uma definição mais sofisticada da
área efetiva de nervura fr , efetuada através da Equação 3.1, é considerada
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 3
| 53
como uma medida adequada para a verificação da contribuição das nervuras
por vários autores, tais como Soretz e Holzenbein (1979). A expressão
representa um quociente entre a área da nervura e a área lateral entre
nervuras, relacionando, em última análise, a altura da nervura e o seu
espaçamento. A Figura 3.5 especifica os termos.
fr =
k × An × senβ
π × φ × Sn
(Equação 3.1)
Onde:
fr = área relativa nervura, k = número de nervuras transversais em torno
do perímetro da barra, An = área da seção longitudinal da nervura, β = ângulo
de inclinação da nervura, φ = diâmetro da barra e Sn = espaçamento entre as
nervuras.
Sn
hs
ß
Ø
An
Figura 3.5 - Ilustração dos termos das Equações 3.1 e 3.2.
A Equação 3.1 exposta acima também está descrita no CEB (1982).
Seguindo a mesma linha, porém com intuito de simplificar o CEB (1999a) e o
CEB (1999b) propuseram uma fórmula simplificada para calcular a área relativa
da nervura, a Equação 3.2. A Figura 3.5 especifica os termos.
fr =
γ × hs
Sn
(Equação 3.2)
Onde o fr = área relativa da nervura, γ = constante que depende da
geometria da barra (casos usuais = 0,5), hs = altura máxima da nervura
transversal e Sn = espaçamento entre as nervuras transversais, ou seja,
distância centro a centro entre duas nervuras consecutivas.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 3
| 54
As normalizações CEB (1999a) e o CEB (1999b) especificam os valores
mínimos requeridos para a área relativa da nervura, mostrados na Tabela 3.1.
Tabela 3.1 – Valores mínimos de fr (CEB, 1999a e o CEB, 1999b).
φ (mm)
5-6
6,5 – 8,5
9 – 10,5
11 – 40
fr
0,039
0,045
0,052
0,056
O "American Concrete Institute" (ACI) também enfoca a importância da
determinação da superfície relativa das nervuras, no ACI (2003), entretanto, de
uma forma um pouco distinta. Neste é considerado a “Shearing area” e a
“Bearing area” especificada no desenho esquemático da Figura 3.6. A área
relativa da nervura é definida pela Equação 3.3, a qual aproxima esta relação
de áreas para uma relação simples de altura por espaçamento de nervuras.
Sr
hr
Rib Angle
db
Bearing Area (Ar)
Shearing Area
Figura 3.6 – Desenho esquemático com os termos da fórmula da área relativa das nervuras,
ACI (2003).
Onde:
Bearing area = Ar = hr.π .d b e Shearing area = Sr.π .d b
Assim com a Equação 3.3 definiram-se a área relativa da nervura como
sendo o Rr .
Rr =
Bearing area
hr
≈
Shearing area Sr
(Equação 3.3)
O próprio ACI (2003) corrige esta relação com uma constante que varia
de 0,8 a 0,9 mostrado na Equação 3.4.:
Rr =
Bearing area
hr
≈ (0,8 a 0,9) ×
Shearing area
Sr
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
(Equação 3.4)
Capítulo 3
| 55
Lorrain et al. (2010), realizou estudos com diferentes barras de aço,
diferentes ( fr ) fabricadas em países diferentes e constatou que a geometria da
nervura tem uma influência significativa sobre a aderência aço-concreto.
Posição das barras na concretagem:
Ribeiro (1985) afirma que as barras concretadas na posição horizontal
no topo da forma apresentam pior comportamento do que aquelas concretadas
no fundo da forma. Isto se deve ao fato de que as barras inferiores situam-se
numa zona em que o adensamento é mais acentuado e, portanto, a existência
de argamassa porosa na metade inferior das barras é menor. Observando a
Figura 3.7, nota-se que a segregação do concreto fresco faz com que haja um
acúmulo de água sob as barras; posteriormente, no processo de cura do
concreto, a água é absorvida pelo concreto endurecido, deixando vazios ou
inúmeros poros na sua face inferior, com isto prejudicando de modo
considerável a aderência, pois compromete a zona de interface existente entre
o aço e o concreto.
Espaços Vazios
Poros
Figura 3.7 - Formação de espaços vazios ou poros sob as barras concretadas em posição
horizontal devida à segregação e ao acúmulo de água (LEONHARDT; MONNIG, 1979).
Ducatti (1993) realizou ensaios de arrancamento com concreto de alto
desempenho que mostraram uma maior aderência das barras horizontais
inferiores, comparados às barras horizontais superiores e às verticais. Segundo
o autor, a menor aderência para as barras verticais em relação às outras pode
ser justificada, pois o sentido das forças de arrancamento concordava com o
sentido da sedimentação do concreto nos moldes. Barbosa (1998) que estudou
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 3
| 56
o comportamento da aderência em concreto de elevado desempenho mostrou
que a influência da posição da barra de armadura durante a concretagem sobre
a aderência diminui quando a resistência do concreto aumenta. A autora
verificou nos ensaios realizados que as barras concretadas na posição vertical
e carregadas no sentido contrário da direção de concretagem obtiveram uma
melhor aderência que as barras concretadas na direção horizontal. O
ACI (2003) afirma que a posição da barra dentro de um elemento de concreto
pode ter um papel importante na capacidade de aderência. Foi demonstrado
que barras posicionadas na parte superior de uma viga tendem a apresentar
comportamento menos eficiente, em termos de aderência, do que aquelas
colocadas na parte inferior
3.4 Ensaios de aderência
Na literatura são encontrados vários ensaios que determinam os valores
da tensão de aderência entre a armadura de aço e o concreto, alguns deles
estão mencionados a seguir:
•
Ensaio de Arrancamento Direto: “pull-out test (POT)”;
•
Ensaio de Arrancamento excêntrico (cantilever bond test),
•
Ensaio de Arrancamento com Anel Circunferencial – “ring pull – out test”;
•
Ensaios de Flexão – “beam best (Bt)”;
•
Ensaio de Extremo de Viga – “beam end test”;
•
Ensaio de Aderência do Tipo “push-out test”;
•
Ensaios das Quatro Barras;
•
Ensaio de Tração Direta.
Este trabalho optou-se pela realização do o Ensaio de Arrancamento
direto, pull-out test, o qual será descrito a seguir.
3.4.1 Ensaio de Arrancamento Direto (pull-out test).
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 3
| 57
Um dos mais tradicionais ensaios de aderência, o pull-out test consiste
em arrancar uma barra de aço posicionada no centro de um corpo-de-prova de
concreto, colocado sobre placas de apoio de uma máquina de ensaio. As duas
extremidades da barra são projetadas para fora do corpo de prova, medindo-se
a força de tração aplicada a um dos extremos e os escorregamentos no outro
extremo.
Este
ensaio
de
arrancamento
direto
é
normalizado
pela
RILEM/CEB/FIP RC6 (CEB, 1983) e também está referido na ASTM (1991). A
Figura 3.8 ilustra o ensaio de arrancamento direto, com as trajetórias de
tensões de tração e compressão.
Medição
Deslizamento
Zona Aderente
Corpo-de-prova
de Concreto
Trajetórias de
Tração
Trajetórias de
Compressão
Deformação do
concreto na zona
aderente
Zona não Aderente
Pressão Lateral
causada pela
deformação
transversal
impedida
Placa de Apoio
Barra de Aço
F
Figura 3.8 - Detalhes do ensaio de arrancamento direto POT. (LEONHARDT; MÖNNIG, 1979
apud ALMEIDA FILHO, 2006)
Dentro do estudo da aderência, o ensaio de arrancamento direto tem
sido um dos mais utilizados, e antes da década de 50 era praticamente o único
utilizado (MACGREGOR, 1988 apud DUMÊT, 2003). No começo dos estudos
com este ensaio, relata a literatura, não havia zona não aderente; todo o
comprimento de barra de aço que passava pelo prisma de concreto ficava em
contato com o mesmo e não existia controle sobre o deslizamento entre o aço
e o concreto. Com o passar do tempo, as leituras de deslizamento começaram
a serem medidas e uma zona não aderente foi adicionada na extremidade
próxima ao carregamento. A função desta zona não aderente era evitar que a
reação da placa de apoio que coloca o concreto sob compressão, criando
assim, restrições às deformações transversais do corpo-de-prova, superestimáse as tensões de aderência no concreto. Essa medida também colaborava
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 3
| 58
para que a ruptura se desse, de modo efetivo, pela falha da ligação açoconcreto.
Este tipo de ensaio é considerado de fácil execução, pois é ralizado com
corpos-de-prova de pequenas dimensões, facilitando assim seu manuseio e
realização. Todavia, os resultados desse tipo de ensaio não conseguem
reproduzir as tensões complexas de estruturas como vigas, por exemplo.
Uma a vez rompida a ligação aço-concreto, a barra se desloca com
mais ou menos facilidade dentro do bloco de concreto dependendo da
rugosidade da sua superfície envolvida (armadura lisa ou armadura nervurada).
O valor do pico de resistência permite de calcular convencionalmente a tensão
de última (máxima) da ligação (τu), obtida pela pela divisão da força máxima
aplicada pela superfície nominal de ancoragem.
Almeida Filho et al. (2008) salienta que os testes de arrancamento direto
“pull-out test” e o ensaio de viga “beam test” apresentaram baixa variabilidade
de resultados, tornando estes confiáveis, no entanto, o “beam test” é um ensaio
muito difícil de ser realizado e, como recomendação, deve ser reservada para
casos especiais . Assim, os ensaios de arrancamento direto devem ser
utilizados em casos costumeiros, devido à sua simplicidade e boa precisão,
desde que alguns cuidados devem ser tomados para os parâmetros usuais
(comprimento de ancoragem, diâmetro de barras, entre outros) para uma
correta avaliação do caso real.
O resultado típico de um ensaio de aderência de arrancamento direto é
exemplificado na Figura 3.9, sob a forma de curva de variação do deslizamento
medido na extremidade livre da barra solicitada, em função da força de
arrancamento.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 3
| 59
120
100
F (kN)
80
CAD
60
40
CC
20
0
0
5
10
15
Deslizamento (mm)
Figura 3.9 - Exemplo de curva de ensaio de arrancamento direto. (LORRAIN; BARBOSA, 2008)
3.4.2 Ensaio de aderência pull-out test modificado (APULOT).
Lorrain e Barbosa (2008) com o propósito de facilitar o ensaio de
arrancamento direto POT, e objetivando aplicá-lo em canteiro de obra sugeriu
uma modificação no funcionamento do ensaio pull-out test, o qual denominou
de ensaio APULOT, O ensaio APULOT usa como molde de corpo-de-prova
garrafas de plástico PET cilíndricas, as quais devem possuir um diâmetro
mínimo de 8 cm e se possível um formato mais homogêneo na zona aderente.
A Figura 3.10 ilustra o ensaio de arrancamento modificado "APULOT", com a
localização da zona aderente e as trajetórias de tensões de tração e
compressão. Uma alteração introduzida nesse ensaio é o fato do corpo de
prova se manter dentro do invólucro de plástico da garrafa PET, o que leva a
uma diminuição da deformação lateral do mesmo. No ensaio APULOT o
comprimento de ancoragem (zona aderente), vai depender da resistência a
compressão do concreto (fcm) e do diâmetro da barra de aço ( φ ), baseando-se
no conceito de equilíbrio das tensões necessária para ancorar uma barra de
aço no concreto. As Equações 3.5 e 3.6, mostram a tensão última de aderência
e a tensão de escoamento do aço, respectivamente. Através do balanceamento
destas duas equações, chega-se a Equação 3.7. Neste ensaio outra
característica é que possui duas zonas não aderentes , no começo e final do
corpo-de-prova.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 3
| 60
Cunha
Macaco Hidraúlico
Zona Aderente
Garrafa PET
Barra de Aço
Zonas Não Aderentes
Cunha
Chapas de Apoio
Trajetórias de
Compressão
Derformação
do concreto na
zona aderente
restringida
F
Trajetórias de
Tração
Curso do Macaco
Figura 3.10 - Esquema do ensaio APULOT.
A Figura 3.11 (a) ilustra a moldagem da garrafa PET e a Figura 3.11(b)
ilustra o método para o arrancamento mostrado por Lorrain e Barbosa (2008).
Figura 3.11 - (a) Preenchimento do corpo-de-prova de garrafa PET; (b) Ensaio de
arrancamento APULOT. (LORRAIN; BARBOSA, 2008)
Conforme mencionado acima, o comprimento de ancoragem foi
calculado usando a Equação 3.7, admitindo o equilíbrio da equações 3.5 e 3.6,
necessário para ancorar uma barra de aço no concreto.
τu =
F
π .φ .L
..........Equação 3.5
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 3
| 61
Fy =
L=
Onde:
F
 π .φ 2

 4





..........Equação 3.6
Fy.φ ..........Equação 3.7
4.τ u
τu =Tensão última de aderência (MPa);
arrancamento (N);
F=
Força
de
φ = diâmetro da barra (mm); Fy =Tensão de escoamento
do aço (MPa); L= Comprimento de ancoragem (mm).
Para a determinação de L (comprimento de ancoragem), o valor da
tensão última de aderência é obtido pela curva de correlação adotada por
Lorrain e Barbosa (2008) (Figura 3.12, com legenda na Tabela 3.2). Assim
sendo, considerando que a tensão de escoamento do aço CA-50 alcança
valores superiores a 500 MPa e considerando os valores de tensão última de
aderência sugeridos por Lorrain e Barbosa (2008) (Figura 3.12, com legenda
na Tabela 3.2), obteve-se para esta pesquisa, através da Equação 3.7, um
comprimento mínimo de ancoragem para o concreto com resistência a
compressão média (fcm) de 27,8 MPa aos 28 dias o valor de aproximadamente
de 10 φ e para o concreto com resistência a compressão média (fcm)
de
49,3 MPa aos 28 dias o valor de aproximadamente de 6 φ . E importante
salientar aqui que estes valores sugeridos de comprimento de ancoragem
desta pesquisa experimental são as primeiras tentativas de caracterização do
ensaio APULOT, podendo estes valores serem renovados com os avanços das
pesquisas com este ensaio.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 3
| 62
Figura 3.12 - Curva de correlação Lorrain e Barbosa (2008).
1
2
Tabela 3.2 - Legenda da Figura 3.12
Pontos encontrados por Lorrain e Barbosa (2008)
Regressão linear com os pontos sugeridos por Lorrain e Barbosa (2008)
τU=0,33.fC+4,35
2
/ R =0,96
Analogamente a norma brasileira NBR 6118 (ABNT, 2007b) define a
expressão para o comprimento de ancoragem basico "lb" (Equação 3.8), que
busca assegurar que a armadura entre em escoamento antes que seja
superada a tensão de aderência.
lb =
φ . f yd
4. f bd
Equação 3.8
Onde: φ = diâmetro da barra de aço;
lb = comprimento de ancoragem básico;
f yd = Resistência de escoamento do aço, valor de cálculo;
fbd = Tensão de aderência de cálculo.
Encerrado este capítulo, cujo objetivo foi fazer um levantamento
bibliográfico e explanar as fundamentações teóricas do projeto abordado,
prosseguimos para o próximo capítulo aonde será abordado os procedimentos
experimentais adotados.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
4. Programa Experimental
Este capítulo descreve a composição dos constituintes do concreto, a
caracterização geométrica das barras de aço, a geometria dos corpos-de-prova
ensaiados e os detalhamentos do ensaio de arrancamento direto (pull-out test)
e o ensaio de arrancamento direto modificado denominado APULOT.
4.1 Constituintes do Concreto
Neste item será apresentada a caracterização dos materiais utilizados
na composição do concreto. Estes ensaios foram realizados no Laboratório
CESP de Engenharia Civil (LCEC), em Ilha Solteira – SP.
4.1.1 Cimento
O cimento utilizado foi um cimento Portland de Alta Resistência Inicial,
tipo CP V ARI da Holcim. Para utilização do mesmo realizou-se uma analise
físico, química e mecânica, sendo que a determinação da finura foi efetuada
através de peneiramento segundo a NBR 12826 (ABNT, 1993) e NBR 11579
(ABNT, 1991), a determinação da finura – método de Blaine de acordo com a
NBR NM 76 (ABNT, 1996b); a massa específica de acordo com a NBR NM 23
(ABNT, 2000b), a perda ao fogo segundo a NBR NM 18 (ABNT, 2004a), a
análise química acompanhando a NBR NM 21 (ABNT, 2004b), e a resistência à
compressão do cimento de acordo com a NBR 7215 (ABNT, 1996c). As
Tabelas 4.1, 4.2 e 4.3 apresentam os resultados obtidos da caracterização do
cimento empregado na pesquisa.
Tabela 4.1 - Análise física do cimento CP V ARI.
Resultados
Descrição
Obtidos
Finura Peneira 200 (% retida)
0,37
Finura Peneira 325 (% retida)
1,67
Superfície Específica - Blaine 4768 cm²/g
Densidade aparente
0,90 g/cm³
Densidade absoluta
3,05 g/cm³
Capítulo 4
| 64
Tabela 4.2 - Análise química do cimento CP V ARI.
Resultados
Descrição
Obtidos (%)
Perda ao fogo
Insolúveis
SiO2
Fe2O3
Al2O3
CaO
MgO
SO3
Na2O
K2O
Equivalente alcalino em Na2O
Cal livre em CaO
2,84
0,61
22,57
2,17
6,81
59,85
1,91
2,05
0,20
0,77
0,71
1,41
Tabela 4.3 - Análise mecânica do cimento CP V ARI.
Resistência à Compressão Axial
Resultados
Idade (dias)
Obtidos (MPa)
3
37,2
7
47,6
28
52,2
4.1.2 Agregado Miúdo
Para a determinação do traço experimental do concreto utilizou-se a
areia média vinda do Porto de Areia Nossa Senhora Aparecida localizado na
cidade de Três Lagoas - MS, proveniente do rio Paraná. Na Figura 4.1 e a
Tabela 4.4 ilustram a curva granulométrica obedecendo a NBR NM 248
(ABNT, 2001a).
A massa específica na condição saturada superfície seca (s.s.s.)
segundo a NBR NM 52 (ABNT, 2003a), o ensaio de absorção usou a
NBR NM 30 (ABNT, 2000a), o de materiais pulverulentos a NBR 7219
(ABNT, 1987) e matéria orgânica foi a NBR NM 49 (ABNT, 2001b). As demais
características do areia estão exemplificadas na Tabela 4.5.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 4
| 65
Tabela 4.4 - Análise granulométrica da areia
Peneiras Normais e Auxiliares Material
% Retida
Denominação Abertura (mm)
Acumulada
1"
25
0,00
3/4"
19
0,00
5/8"
16
0,00
1/2"
12,50
0,00
3/8"
9,50
0,00
1/4"
6,30
0,00
N.º 4
4,75
0,20
N.º 8
2,36
5,80
N.º 16
1,18
16,50
N.º 30
0,60
31,00
N.º 50
0,30
67,60
N.º 100
0,15
94,30
Fundo
0,075
100,00
100
90
80
% que
60
50
40
30
Especificação Zona Utilizável
20
Especificação Zona Ótima
Areia
10
0
0,01
0,1
1
10
abertura (mm)
Figura 4.1 - Curva Granulométrica da Areia Média.
Tabela 4.5 - Demais características da areia
Determinações
Valores Obtidos
Ø Máximo (mm)
4,75
Módulo de Finura
2,15
S.S.S. (g/cm³)
2,615
Massa
Seca (g/cm³)
2,624
Específica
Aparente (g/cm3)
2,610
Solta (g/cm³)
1,580
Massa
Unitária Solta 4% Umidade (g/cm³)
1,150
Absorção (%)
0,20
Teor de Material Pulverulento (%)
0,21
Matéria Orgânica
+ clara
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
% retida acumulada
70
Capítulo 4
| 66
4.1.3 Agregado Graúdo
O agregado graúdo utilizado nesta pesquisa foi oriundo de uma pedreira
localizada nos arredores da cidade de Icem - SP, uma brita de origem
basáltica. A Figura 4.2 e a Tabela 4.6 ilustram a curva granulométrica. A Tabela
4.7 a seguir, mostra os demais detalhes da caracterização. Que foi realizada de
acordo com a NBR NM 248 (ABNT, 2001a), a massa específica na condição
saturada superfície seca (s.s.s.) e ensaio de absorção seguindo a NBR NM 53
(ABNT, 2003b) e o ensaio de materiais pulverulentos de acordo com a
NBR 7219 (ABNT, 1987).
Tabela 4.6 - Análise granulométrica brita
Análise Granulométrica da Brita
Peneiras Normais e Auxiliares
Material
Abertura
% Retida
Denominação
(mm)
Acumulada
1"
25,0
0,0
3/4"
19
0,0
5/8"
16
0,0
1/2"
12,50
13,70
3/8"
9,50
51,30
1/4"
6,30
89,2
N.º 4
4,75
97,0
N.º 8
2,36
100
N.º 16
1,18
100
N.º 30
0,60
100
N.º 50
0,30
100
N.º 100
0,15
100
Fundo
0,075
100
100
90
80
% retida acumulada
70
% que
60
50
40
30
Especificação 9,5/25
20
Brita
10
0
1
10
abertura (mm)
Figura 4.2 - Curva Granulométrica da Brita.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
100
Capítulo 4
| 67
Tabela 4.7 - Demais características da brita.
Determinações
Valores Obtidos
Ø Máximo (mm)
19,00
Módulo de Finura
6,48
Massa
Específica
Massa
Unitária
S.S.S. (g/cm³)
2,900
Seca (g/cm³)
2,872
Aparente (g/cm³)
2,902
Solta (g/cm³)
1,567
Absorção (%)
0,95
Teor de Material Pulverulento (%)
0,99
4.1.4 Água
A água incorporada no concreto desta pesquisa foi a mesma encontrada
na rede pública de abastecimento de água potável da cidade de Ilha Solteira SP, seguindo recomendações da NBR 15900-1 (ABNT, 2009).
4.1.5 Aditivo
O aditivo empregado nesta investigação foi o ADVA 190 da Grace
Concrete Products, cuja Tabela 4.8 fornecida pelo fabricante, representa
alguns dados técnicos.
Tabela 4.8 - Dados Técnicos do Aditivo.
Avaliações
Aparência
(Visual)
pH
(20ºC)
Densidade
(g/cm3)
Especificações
Líquido
Âmbar
4,40 - 4,90
1,07 - 1,09
Valor obtido
ok
4,42
1,08
4.2 Caracterizações das Barras de Aço
Neste item será apresentada a caracterização das barras de aço
utilizadas nesta pesquisa. Foram usadas as barras de aço CA-50 com os
diâmetros de 8, 10, 12,5 e 16 mm, fabricadas na AcerlorMittal de PiracicabaSP.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 4
| 68
Os ensaios de caracterização foram divididos em duas partes: Na
primeira parte realizou-se os ensaios de análise tridimensional para avaliar a
geometria das barras. Estes foram realizados no Laboratório de Design e
Seleção de Materiais (LdSM) em trabalho conjunto com o Laboratório de
Ensaios e Modelos Estruturais (LEME), ambos da Universidade Federal do Rio
Grande o Sul (UFRGS). Na segunda etapa executou-se a caracterizarão
padrão das barras de aço segundo a NBR 7480 (ABNT, 1996a), no Laboratório
CESP de Engenharia Civil (LCEC), em Ilha Solteira – SP.
4.2.1 Analise geométrica com auxílio do scanner tridimensional a
“laser”.
Como detalhado no capítulo 3, o Inmetro especifica que as barras e fios
de aço para concreto armado das categorias CA-50 e CA-60 que têm a
conformidade avaliada dentro do SBAC, são fabricados de acordo com a
NBR 7480 (ABNT, 1996a).
Para esta análise recorreu-se à técnica de redimensionamento em três
dimensões utilizando para tanto o scanner tridimensional a laser usando uma
resolução entre pontos no eixo X : 0,1 mm e no eixo Y: 0,1 mm, com uma lente
de 100 mm foram escaneadas várias nuvens de pontos. Na Figura 4.3 (a), temse uma visão geral do equipamento que foi utilizado nos escaneamentos, na
Figura 4.3 (b), o detalhe da barra de 16 mm sendo escaneada. Foram
analisadas barras nervuradas de aço CA-50, com diâmetros nominais 8,0; 10;
12,5 e 16 mm.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 4
| 69
(a)
(b)
Figura 4.3 - (a) Vista geral do equipamento de scanner a laser; (b) Detalhe do Ensaio da barra
de 16 mm.
Utilizando-se o software “Geomagic studio 10” foram mescladas várias
nuvens de pontos obtidas, por fim, montada a peça, como ilustra a Figura 4.4.
Figura 4.4 – Peça finalizada com o auxílio do software “Geomagic Studio 10”.
Após a peça ser montada, efetuaram-se cortes transversais com intuito
de realizar as medidas, ilustrados segundo as Figuras 4.5 e 4.6.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 4
| 70
Figura 4.5 - Corte no plano XY com o auxílio do software “Geomagic Studio 10”.
Figura 4.6 - Corte no plano XZ com o auxílio do software “Geomagic Studio 10”.
A Figura 4.7 mostra, com mais detalhes, as vistas que foram utilizadas
para as medidas.
Vista Superior
Y
X
Vista Lateral Direita
X
Z
Vista Lateral Esquerda
Z
X
Figura 4.7 – Vistas dos cortes realizados da barra confeccionada no Brasil de 16mm.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 4
| 71
Depois de realizado os cortes o arquivo foi salvo para o software “Auto
Cad 6”. A Figura 4.8 (a) e (b) mostra como ficaram os cortes no plano XY e XZ,
representando as medidas de alturas, as distâncias entre nervuras, os ângulos
1 e 2 e a Figura 4.9 mostra a área projetada da barra. Nestes cortes
realizaram-se as medidas com mais facilidade das alturas máximas das
nervuras, das distâncias de centro a centro das nervuras, das inclinações das
mesmas, das áreas projetadas, assim com as áreas relativas das nervuras,
conforme as normas descritas no capitulo 3.
11,08 mm
150,20°
(a)
(b)
1,14 mm
49.00°
Figura 4.8 - (a) Corte no plano XY (ângulo 1); (b) corte no plano XZ (ângulo 2).
Figura 4.9 – Projeção da área da nervura
4.2.2 Análise das Barras segundo a NBR 7480 (ABNT, 1996a).
A norma utilizada para caracterização do aço no Brasil é a NBR 7480
(ABNT, 1996a) que fixa as condições exigíveis na encomenda, fabricação e
fornecimento de barras e fios de aço destinados a armaduras para concreto
armado. Diante disto foram feitos ensaios para encontrar os valores da tensão
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 4
| 72
de escoamento e ruptura do aço ilustrada na Figura 4.10 (a) e (b), massa
específica linear (Figura 4.11) e alongamento após a ruptura em um pedaço de
10Ø da barra em questão (Figura 4.12). A Tabela 4.9 mostra as especificações
exigíveis da NBR 7480 (ABNT, 1996a).
Tabela 4.9 - Especificações exigíveis - NBR 7480 (ABNT, 1996a).
Diâmetro
Tensão
Tensão de
Massa
Alongamento
Nominal Escoamento Ruptura
por metro
(%)
(mm)
(MPa)
(MPa)
(kg/m)
8,0
500
550
8
0,371 a 0,418
10,0
500
550
8
0,580 a 0,654
12,5
500
550
8
0,906 a 1,021
16,0
500
550
8
1,484 a 1,673
(a)
(b)
Figura 4.10 - (a) Barra de aço posicionada na prensa universal; (b) Detalhe da barra de aço
rompida.
Figura 4.11 – Avaliação da massa linear.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 4
| 73
Figura 4.12 – Avaliação do alongamento.
4.3 Ensaios de caracterização do concreto
Neste item descreve todos os ensaios realizados com o concreto no
estado fresco como no endurecido. Vale ressaltar que todos foram realizados
no LCDC.
4.3.1 Estado Fresco
Buscou-se através do ensaio de abatimento do tronco de cone avaliar a
consistência do concreto, de acordo com a NBR NM 67 (ABNT, 1996d).
Também foram averiguados os teores de ar incorporado, a partir de um
medidor de pressão, em acordo com a NBR NM 47 (ABNT, 2002). A massa
específica, conforme a NBR 9833 (ABNT, 2008a) e a temperatura, sendo
controlada após a retirada do concreto fresco da betoneira.
4.3.2 Estado Endurecido
Para o concreto endurecido foram determinadas as propriedades
mecânicas do concreto, a saber: resistência à compressão segundo a
NBR 5739 (ABNT, 2007a), resistência a tração por compressão diametral
conforme a NBR 7222 (ABNT, 1994) e o módulo de elasticidade seguindo a
NBR 8522 (ABNT, 2008b). Estes ensaios foram feitos em prensa hidráulica
com capacidade máxima de 100 toneladas (resistência à compressão),
apresentada na Figura 4.13(a).
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 4
| 74
Foram rompidos 3 corpos-de-prova em cada idade (1, 3, 7, 28 e 56 dias)
para a resistência a compressão e tração, porém o modulo de elasticidade
foram ensaiados em 2 corpos-de-prova nas idades de 3, 7, e 28 dias.
Nos ensaios de resistência à compressão os corpos-de-prova foram
capeados com composto de enxofre, a fim de tornar suas faces planas e
paralelas.
Realizou-se o ensaio de módulo de elasticidade na prensa da Figura
4.13(b), o limite de carregamento no ensaio de módulo de elasticidade
correspondeu a 30% da carga de resistência à compressão. O ensaio de
resistência à tração foi feito por compressão diametral.
Figura 4.13 - (a) Prensa hidráulica realizando ensaio de compressão; (b) Prensa hidráulica
realizando ensaio de módulo de elasticidade.
4.4 Composição do Concreto
Nesta pesquisa foram utilizados duas diferentes composições de
resistência de concretos, chamados: T1 e T2. Os concretos tiveram seus traços
construídos de acordo com a dosagem do Laboratório CESP de Engenharia
Civil, que seguem sugestões de Helene e Terzian (1992). Na tabela 4.10 estão
demonstrados os 2 traços:
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 4
| 75
Tabela 4.10 - Composição dos Concretos.
Traço T1
Traço T2
3
3
Material
Consumo (kg/m )
Material
Consumo (kg/m )
Cimento
318,33
Cimento
502,99
Superplastificante
0,83
Superplastificante
1,31
Brita
958,09
Brita
977,01
Areia
933,65
Areia
777,76
Água
200,64
Água
192,38
O traço T1 teve um teor de argamassa de 57%, o traço fixado em (1:
5,97), com relação água/cimento igual a 0,61 e aditivo superplastificante fixado
em 0,26% da massa do cimento. O traço T2 teve um teor de argamassa de
57%, o traço fixado em (1: 3,51), com relação água/cimento igual a 0,37 e
aditivo superplastificante fixado em 0,26% da massa do cimento. O abatimento
de tronco de cone fixado em 9 cm ± 2 cm, para os dois traços.
Nota-se que os dois traços foram confeccionados com os mesmos
materiais e mesmo abatimento de tronco de cone, com isso se mantiveram os
parâmetros importantes para uma posterior comparação. Os materiais foram
dispostos de acordo com a Tabela 4.11.
Tabela 4.11 - Disposição dos materiais na betoneira.
Tempo
Materiais
(min)
Brita + Areia + ½ Água
1
Cimento + ½ Água
3
Betoneira desligada
3
Betoneira ligada
1
Superplastificante
(Betoneira ligada)
6
Total
14
Após esta etapa foi feita a moldagem dos corpos-de-prova cilíndricos,
conforme a NBR 5738 (ABNT, 2003c), todos os corpos de prova foram
adensados com o auxílio de mesa vibratória. Foram moldados corpos-de-prova
cilíndricos: 10 x 20 cm (diâmetro x altura), para realização dos ensaios de
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 4
| 76
resistência à compressão, resistência à tração, módulo de elasticidade. (Figura
4.14).
Após preenchimento das formas colocou-se filme plástico para evitar a
perda da água de amassamento. Após 24 horas aproximadamente, os corposde-prova foram desmoldados e colocados em câmara úmida com umidade e
temperatura controlada segundo a NBR 5738 (ABNT, 2003c), ficando até a
data da realização dos respectivos ensaios.
Os primeiros testes mostraram que a composição denominada de "T1"
obteve uma resistência a compressão média de 27,8 MPa aos 28 dias e a T2
de 49,3 MPa aos 28 dias.
Figura 4.14 - Corpos-de-prova cilíndricos (10 x 20 cm)
4.5 Ensaios de Arrancamento
Foram confeccionados dois moldes para os ensaios de arrancamento
direto,
o
primeiro
molde
foi
seguindo
as
recomendações
da
RILEM/CEB/FIP RC6 (CEB, 1983), o pull-out test. O segundo foi o APULOT
que utiliza garrafas PET como moldes.
4.5.1 Convencional (pull-out test)
As confecções destes ensaios seguiram as recomendações da
RILEM/CEB/FIP RC6 (CEB, 1983), ilustrada pela Figura 4.15. Salienta-se que,
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 4
| 77
segundo a norma, a seção transversal dos moldes é de 200 mm, para barras
de aço com diâmetro nominal igual ou inferior a 20,0 mm e de 10Ø, para as
barras com diâmetro superior a 20,0 mm. E o comprimento de ancoragem
efetivo é de 5Ø.
Comprimento
de Ancoragem
Corpo-de-Prova
de Concreto
Tubo Plástico
Barra de Aço
Ø
(cm)
5Ø
5
10Ø
30
Figura 4.15 - Dimensão dos corpos-de-prova utilizados no ensaio pull-out test (cm). Figura
baseada na RILEM/CEB/FIP RC6 (CEB, 1983).
A Figura 4.16 (a), (b) e (c), mostram a preparação para moldagem do
POT segundo RILEM/CEB/FIP RC6 (CEB, 1983); A Figura 4.17 (a) demonstra
o POT sendo moldado a Figura 4.17 (b) este sendo nivelado.
(a)
(b)
(c)
Figura 4.16 - (a) Suporte para vibração do POT; (b) Óleo para deforma; (c) POT pronto para
moldagem.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 4
| 78
(a)
(b)
Figura 4.17 - (a) POT sendo moldado; (b) POT sendo nivelado.
A Figura 4.18 (a) mostra as formas POT prontas para concretagem e a
Figura 4.18 (b) mostra estas preenchidas com concreto. Após um dia de cura,
as formas POT foram desmoldadas, conforme ilustra a Figura 4.19 (a) e (b). A
Figura 4.20 exibe a estocagem na câmara úmida.
(a)
(b)
Figura 4.18 - (a) Formas de POT prontas; (b) Formas de POT após concretagem.
(a)
Figura 4.19 - (a) e (b) Desmoldagem das formas POT.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
(b)
Capítulo 4
| 79
(a)
(b)
Figura 4.20 - (a) e (b) Estocagem dos moldes POT na câmara úmida.
Com a realização do ensaio de “pull-out test” foi possível obter os
valores de carga para cada valor de deslocamento. Com estes valores de
cargas, utilizando a Equação 4.1 obtém-se a tensão de aderência.
F
π .φ .L
τ=
Equação 4.1
em que:
τ - tensão de aderência (MPa); φ - diâmetro da barra (mm);
F – carga aplicada (N); L – comprimento de ancoragem (mm).
A tensão última de aderência ( τ u ) é calculada com base na força
máxima de arrancamento ( F max ). Conforme mostra a Equação 4.2.
τu =
Fmax
π .φ .L
Equação 4.2
No calculo da tensão média de aderência (τm) emprega-se os valores de
tensão de aderência correspondentes aos deslizamentos 0,01 mm; 0,1 mm e
1,0 mm (Equação 4.3). Se a tensão máxima de aderência acontece antes de
1,0 mm deve-se substituir o valor de τ 1mm pelo valor da τu.
τm =
τ 0, 01mm + τ 0 ,1mm + τ 1mm
3
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Equação 4.3
Capítulo 4
| 80
4.5.2 Modificado (APULOT)
Para o ensaio APULOT, que é o ensaio POT da RILEM/CEB/FIP RC6
(CEB, 1983) modificado, foram feitos moldes com garrafas plásticas PET, com
o intuito de facilitar os ensaios de aderência, e também pensando na questão
de reutilização das garrafas plásticas destinadas ao descarte. Para tanto
recolheu-se uma grande variedade de garrafas, escolhendo o mais cilíndrico
dentre os tipos.
Para o T1, o comprimento de ancoragem foi de 10Ø e para o T2 foi de
6Ø ilustrados nas Figuras 4.21 e 4.22.
Comprimento
de Ancoragem
Tubo Plástico
Tubo Plástico
10
Barra de Aço
Ø
Corpo-de-prova
de Concreto
19-10Ø
10Ø
10
(cm)
5
34
Figura 4.21 - Esquema da garrafa PET para o traço T1.
Tubo Plástico
Comprimento
de Ancoragem
Tubo Plástico
10
Barra de Aço
Ø
Corpo-de-prova
de Concreto
19-6Ø
6Ø
10
5
(cm)
34
Figura 4.22 - Esquema da garrafa PET para o traço T2.
Antes de ocorrer a concretagem, foi feito o preparo das garrafas PET.
Escolheu dentre os diversos tipo de garrafas PET (2L) encontrados no Brasil
aquele que apresentou maior uniformidade na seção transversal (Figura 4.23
(a)). Um estudo sobre alguns dos diferentes tipos de garrafa PET encontra-se
no anexo A. Furos foram feitos em suas extremidades, como mostra a Figura
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 4
| 81
4.23 (b) e (c) e cortes foram realizados como exemplifica a Figura 4.24. Deixouse nas barras de aço os respectivos comprimentos de ancoragens e vedou-se
o restante com a ajuda de fita adesiva e tubos plásticos, conforme a Figura
4.25. Após esta etapa encaixou-se a barra preparada na garrafa PET (Figura
4.26). Assim o molde estava pronto para receber o concreto.
(a)
(b)
(c)
Figura 4.23 - (a) Tipo de garrafa; (b) e (c) Furos nas extremidades da garrafa, com auxílio de
uma furadeira de bancada.
Figura 4.24 - Cortes em uma das extremidades da garrafa, com auxílio de uma serra fita.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 4
| 82
(a)
(b)
Figura 4.25 (a) e (b) - Demarcação do comprimento de ancoragem, com auxílio de fitas
adesivas e tubos plásticos.
(a)
(b)
Figura 4.26 (a) e (b) - Encaixe da barra preparada na garrafa PET.
A concretagem foi realizada com ajuda de um suporte metálico projetado
para a garrafa PET ilustrado na Figura 4.27 (a) e (b) e outro para guardá-las
por 24 h até o desmolde, como mostra a Figura 4.28 (a) e (b), para posterior
colocação em câmara úmida, como mostrado na Figura 4.20 (b).
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 4
| 83
(a)
(b)
Figura 4.27 (a) e (b) - Suporte projetado para as garrafas PET serem concretadas.
(a)
(b)
.
Figura 4.28 (a) e (b) - Suporte projetado para guardar as garrafas pets até o desmolde.
Chegando a data da ruptura, retiraram-se os corpos de prova da câmara
úmida, cortou-se a parte da garrafa que deixava centralizada o corpo de prova
Figura 4.29 (a) e (b).
(a)
(b)
Figura 4.29 (a) Corpos-de-prova prontos para serem ensaiados; (b) Garrafas sendo cortadas.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 4
| 84
Vale salientar que o método de calculo para a tensão de aderência;
tensão média de aderência e tensão última de aderência foram os mesmos do
ensaio pull-out-test.
4.5.2.1 Limpeza das barras de aço com resquícios de oxidação
Foi observado nas barras de aço um processo de oxidação provocado
por intempéries da sua estocagem. Com a preocupação dessa oxidação
influencia-se na aderência aço-concreto, decidiu-se eliminar essa possível
interferência que poderia acarretar em resultados incoerentes.
As barras de aço foram imersas numa solução de 3,5g de hexametileno
tetramina diluídos em 500ml de ácido clorídrico e 500 ml água destilada,
procedimento baseado na ASTM (2003). As barras eram mantidas na solução
por 10 minutos, para completa remoção dos produtos de corrosão e após esse
período, eram lavadas em água corrente para a eliminação do ácido clorídrico.
As barras ficaram guardadas para secagem em salas com temperatura
de 25°C pra serem utilizadas no dia posterior para os ensaios de aderência. A
seqüência de fotos das Figuras 4.30, 4.31, 4.32 ilustram os procedimentos para
limpeza das barras.
(a)
(b)
Figura 4.30 (a) Produtos utilizados; (b) Teste com barra imersa na solução.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 4
| 85
(a)
(c)
(b)
Figura 4.31 (a) e (b) Barras de aço em processo de oxidação; (c) Barras imersas na solução.
(a)
(b)
(c)
Figura 4.32 (a) Barras sendo lavadas; (b) e (c) Barras limpas e secando a temperatura
ambiente.
4.5.3 Sistema de Arrancamento e Aquisição de Dados.
O sistema de arrancamento e medição, conforme ilustrado da Figura
4.33, foi montado sobre um carrinho, devidamente nivelado, e ilustrado na
Figura 4.34 e Figura 4.35 para o ensaio APULOT. Os ensaios POT (RILEM)
também foram realizados no mesmo carrinho, como ilustra as Figuras 4.36 e
4.37.
Para aplicação da carga foi utilizado um macaco hidráulico de pistão
vazado com capacidade de 60 Toneladas, conectado a uma bomba manual de
pressão. As leituras das deformações ocorridas na célula de carga e as de
deslocamento linear acontecidas no LVDT (Linear variable differential
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 4
| 86
transformer), foram realizadas pelo sistema de aquisição de dados "QuantumX"
e manipuladas através do software “CatmanEasy 3.0”.
Foi aplicada uma força de tração em um dos extremos da barra, pelo
macaco hidráulico, que reagiu contra o corpo-de-prova. Uma placa de aço de
10 mm foi introduzida entre o macaco e o corpo-de-prova, para que a
compressão fosse distribuída em toda a face. Como forma de capeamento, a
face que recebeu a carga foi revestida com chapa em couro de 3 mm, com a
função de eliminar qualquer concentração de tensão.
Software
Aquisição
de Dados
Sistema
Aquisição
de Dados
Macaco
Vazado
Corpo-de-prova
(APULOT)
LVDT
Bomba
Hidráulica
Figura 4.33 - Visão geral do sistema de arrancamento e medição.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 4
| 87
Célula de Carga
Apoio Célula de Garga
Macaco Hidraúlico
Placa de Apoio
Apoio Célula de Garga
Braço Mecânico
Apoio Cunha
Cunha
LVDT
F
Garrafa PET
Suporte para Nivelar
Curso do Macaco
Figura 4.34 - Croqui do ensaio de arrancamento APULOT, utilizando garrafas pets.
Figura 4.35 - Ensaio de arrancamento APULOT, utilizando garrafas pets.
Célula de Carga
Apoio Célula de Garga
Macaco Hidraúlico
Apoio Célula de Garga
Placa de Apoio
POT (RILEM)
Braço Mecânico
Apoio Cunha
Cunha
LVDT
F
Suporte para Nivelar
Curso do Macaco
Figura 4.36 - Croqui do ensaio de arrancamento POT (RILEM).
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 4
| 88
Figura 4.37 - Ensaio de arrancamento POT (RILEM).
Após esta descrição sobre o programa experimental desta pesquisa, o
próximo capitulo versará sobre os resultados de tais procedimentos.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
5. Apresentação dos Resultados
Este capítulo expõe e discute todos os resultados experimentais obtidos
neste trabalho. Primeiramente apresenta-se os resultados de caracterização
geométrica com scanner a laser das barras de aço, seguido dos resultados
normalizados para as mesmas barras. Em segundo os ensaios da
caracterização do concreto no estado fresco e endurecido. Em terceiro os
resultados gerais de tensão de aderência encontrados a partir do ensaio
APULOT e pull-out test da RILEM/CEB/FIP RC6 (CEB, 1983) para os traços T1
e T2 nos diâmetros de 8,0 mm e 10,0 mm e 12,5 mm. E por fim uma análise de
variância realizada sobre os resultados de aderência obtidos.
5.1 Caracterização das Barras de Aço
5.1.1 Análise geométrica.
Mediante as considerações realizadas no capítulo 3 e 4, foram
realizadas as medições das barras de aço, sempre mantendo o mesmo padrão
a fim de evitar erros nas mesmas (Tabela 5.1). Foram realizadas 10 medidas
de cada parâmetro, para se obter uma quantidade satisfatória de amostras
para posterior análise estatística básica. Depois foi calculada a média das
medidas, juntamente com o desvio padrão e o coeficiente de variação,
apresentados na Tabela 5.2. Em seguida, foi realizado o calculo da superfície
relativa das nervuras (Tabela 5.3) separadas por modelos com o auxílio das
Equações 3.1, 3.2 e 3.4, explicadas no capítulo 3. O coeficiente de variação é
uma ferramenta estatística que mede a variabilidade das observações, fornece
a percentagem de variação dos dados de uma amostra. Esta análise é
interessante quando se quer comparar as variabilidades de várias amostras
com médias diferentes. Para se calcular o coeficiente de variação é necessário
obter o desvio padrão e a média da amostra, deste modo, para o cálculo do
coeficiente de variação utilizou-se a Equação 5.1. As medidas encontradas das
barras francesas, tunisianas e de outra fabricação brasileira, conforme
comentado no capítulo 3, estão nas Tabelas A.1 e A.2 do Anexo A.
Capítulo 5
| 90
஽௉
‫ = ܸܥ‬ெéௗ௜௔ × 100
(Equação 5.1)
Onde: ‫ =ܸܥ‬Coeficiente de Variação, ‫ =ܲܦ‬Desvio Padrão, ‫ܯ‬é݀݅ܽ= Média
dos valores obtidos.
Tabela 5.1 – Relação das medidas das barras estudadas
Diâmetro
Área
Altura Distância Ângulo 1 Ângulo 2
Nominal
Projetada
o
o
(mm)
(mm)
()*
( ) **
2
(mm)
(mm )
8,0
0,49
5,53
155,18
52,05
9,44
10,0
0,75
6,71
149,65
51,86
16,44
12,5
0,97
9,03
148,98
51,89
28,26
16,0
1,18
11,07
150,98
50,08
41,42
* Ângulo 1 = Ângulo da nervura no plano XY.
** Ângulo 2 = Ângulo de inclinação da nervura no plano XZ.
Tabela 5.2 – Desvios padrões e coeficientes de variações das barras.
Diâmetro
Desvio Padrão
Coeficiente de Variação
Nominal
Altura Distância Ângulo 1 Ângulo 2 Altura Distância Ângulo 1 Ângulo 2
(mm)
8,0
0,01
0,02
0,50
0,63
2,77
0,44
0,30
1,21
10,0
0,03
0,03
1,03
0,34
3,66
0,40
0,69
0,65
12,5
0,02
0,03
1,43
0,23
2,17
0,36
0,96
0,44
16,0
0,02
0,06
2,15
0,37
1,51
0,51
1,43
0,75
Tabela 5.3 – Relação dos cálculos de área relativa de nervuras.
Diâmetro
“ fr ”
” fr ”
” Rr”
Nominal
(Eq.
3.1)
(Eq.
3.2)
(Eq.
3.4)
(mm)
8,0
0,054
0,071
0,044
10,0
0,061
0,089
0,056
12,5
0,063
0,086
0,054
16,0
0,057
0,085
0,053
Conforme citado anteriormente, a NBR 7480 (ABNT, 1996a) fornece
alguns valores mínimos para a altura e distância entre nervuras com relação ao
diâmetro nominal, exemplificados na Tabela 5.4 e na Tabela 5.5 estão os
valores obtidos nas medições, em (%) da altura e do espaçamento (distância
entre nervuras) pelo diâmetro das barras de modelo 1.
Tabela 5.4 – Porcentagens mínimas NBR 7480 (ABNT, 1996a).
Diâmetro Altura Altura Distância Distância
Nominal (min) (min)
(min)
(min)
(mm)
(%) (mm)
(%)
(mm)
8,0
2
0,16 50 a 80
4,0 a 6,4
10,0
2
0,20 50 a 80
5,0 a 8,0
12,5
4
0,50 50 a 80 6,25 a 10,0
16,0
4
0,64 50 a 80 8,0 a 12,8
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 91
Tabela 5.5 – Resultados obtidos da alturas e distâncias.
Diâmetro
Altura Distância
Nominal
(%)
(%)
(mm)
8,0
6,13
69,18
10,0
7,50
67,06
12,5
7,76
72,22
16,0
7,38
69,19
Foram confeccionados gráficos, com intuito de melhorar a visualização
dos comportamentos das características geométricas das barras em estudo.
(Figuras 5.1 a 5.5)
Figura 5.1 - Relação da altura pelo diâmetro nominal em (%) das barras de aço.
Figura 5.2 - Relação do espaçamento pelo diâmetro nominal em (%) das barras de aço.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 92
Figura 5.3 - Ângulo 1 das barras de aço.
Figura 5.4 - Ângulo 2 das barras de aço.
Figura 5.5 - Área Projetada das barras de aço.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 93
Nota-se que, as barras brasileiras estudadas, não apresentaram
diferenças significativas quanto aos parâmetros analisados, a saber: as alturas
ficaram na ordem de 6 a 8 % do diâmetro; as distâncias entre nervuras ficaram
entre 67 e 72 % do diâmetro; o ângulo 1 na ordem de 148º a 157º e o ângulo 2
de 48º a 52º. E como esperado a área projetada seguiu o aumento do
diâmetro.
Os valores das superfícies relativas
relativas das nervuras da Equação 3.1 do
CEB (1982) e Equação 3.2 do CEB (1999a) e CEB (1999b) ficaram todos
superiores aos valores mínimos fornecidos pelas normas, sendo que, os
valores da Equação 3.1 foram inferiores aos da Equação 3.2. Isso se deve ao
fato de que na equação 3.1 leva-se em consideração o ângulo 2 definido no
capítulo 3. Os valores obtidos utilizando a Equação 3.4 do ACI (2003), foram os
menores. A Figura 5.6 ilustra a diferença de formulações para encontrar a área
relativa das nervuras das barras de aço.
Ø (mm)
Figura 5.6 - Área relativas das nervuras.
5.1.2 Análise das Barras Padrão
Na Tabela 5.6 encontra-se relacionadas as características especificadas
na NBR 7480 (ABNT, 1996a) das armaduras nervuradas de aço CA-50.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 94
Tabela 5.6 - Resultados da caracterização das barras de aço.
Diâmetro
Tensão
Tensão de
Massa
Alongamento
Nominal Escoamento Ruptura
por metro
(%)
(mm)
(MPa)
(MPa)
(kg/m)
8,0
625,0
777,0
16,3
0,398
10,0
620,0
782,0
17,0
0,610
12,5
580,0
743,0
17,6
0,956
16,0
560,1
710,6
16,9
1,601
Observa-se que as barras utilizadas nesta pesquisa atenderam todos os
requisitos da normalização brasileira, descritos no capítulo 4.
5.2 Caracterização do concreto.
As propriedades no estado fresco e endurecido do concreto conforme
descrito no capítulo 4, para os traços T1 e T2, são apresentadas a seguir.
5.2.1 Estado Fresco
Os resultados do ensaio de abatimento de tronco de cone, obtidos para
as composições T1 e T2, estão ilustrados nas Figuras 5.7 (a) e (b),
respectivamente.
O
abatimento
do
concreto,
previamente
fixado
em
9 cm ± 2 cm, foi plenamente satisfeito. A Tabela 5.7 apresenta os valores
obtidos nos ensaios para os dois traços.
8,5 cm
9,5 cm
(a)
(b)
Figura 5.7 (a) e (b) - Ensaio do abatimento do tronco de cone do traço T1 e T2
respectivamente.
Foi medida a temperatura ambiente e a temperatura do concreto logo
após ser retirado da betoneira usando-se um termômetro digital (Figura 5.8
(a)). O teor de ar incorporado no concreto foi obtido com aparelho medidor de
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 95
pressão ilustrado na Figura 5.8 (b). Para a determinação da massa especifica
utilizou-se do mesmo recipiente padronizado (Figura 5.8 (c)), utilizado no
ensaio anterior. A Tabela 5.7 apresenta os resultados obtidos.
(a)
(b)
(c)
Figuras 5.8 (a) Termômetro digital; (b) Avaliação do ar incorporado; (c) Determinação da massa
específica.
Tabela 5.7 - Resultados da caracterização do concreto no estado fresco.
Traço
Slump Teor de Ar Densidade Temperatura Temperatura
3
(cm)
(%)
(Kg/cm )
Ambiente
Concreto
T1
8,5
4
2,36
29,5ºC
30,5ºC
T2
9,5
4
2,41
25,6ºC
27,1ºC
5.2.2 Estado Endurecido
Para o concreto no estado endurecido foram obtidos os resultados das
propriedades mecânicas, tais como: resistência a compressão (fcm) e resistência
a tração ( fctm) (compressão diametral) aos 1, 3, 7, 28 e 56 dias e módulo de
elasticidade (Ec) aos 3, 7 e 28 dias. As tabelas 5.8, 5.9 e 5.10 mostram os
valores médios obtidos, juntamente com o desvio padrão e coeficiente de
variação para essas propriedades, respectivamente.
Tabela 5.8 - Resistência a compressão média (fcm).
Traço T1
Traço T2
Resistência à
Coeficiente Resistência à
Coeficiente
Idade
Desvio
Desvio
Compressão
de Variação Compressão
de Variação
(dias)
Padrão
Padrão
(MPa)
(%)
(MPa)
(%)
1
13,1
0,47
3,59
26,6
1,98
7,44
3
17,1
1,01
5,91
34,5
1,41
4,08
7
21,2
1,70
8,01
40,1
1,62
4,03
28
27,8
1,66
5,99
49,3
1,58
3,21
56
31,4
0,96
3,05
52,8
1,39
2,63
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 96
Tabela 5.9- Resistência a tração média (compressão diametral) (fctm).
Traço T2
Traço T1
Resistência
Coeficiente Resistência
Coeficiente
Idade
Desvio
Desvio
à Tração
de Variação à Tração
de Variação
(dias)
Padrão
Padrão
(MPa)
(%)
(MPa)
(%)
1
2,07
0,09
4,35
3,24
0,10
3,06
3
2,54
0,04
1,70
3,75
0,17
4,59
7
2,72
0,06
2,23
4,10
0,12
2,82
28
3,28
0,23
7,00
4,60
0,22
4,67
56
3,69
0,21
5,62
4,96
0,32
6,42
Tabela 5.10 - Módulo de Elasticidade (Ec)
Traço T2
Traço T1
Módulo de
Coeficiente Módulo de
Coeficiente
Idade
Desvio
Desvio
Elasticidade
de Variação Elasticidade
de Variação
(dias)
Padrão
Padrão
(MPa)
(%)
(MPa)
(%)
3
31600
9,17
40090
1654,63
4,13
2899,14
7
32640
459,62
1,41
41100
530,33
1,29
28
36100
2821,36
7,82
46850
275,77
0,59
Nas Figuras 5.9, 5.10 e 5.11 estão representados a evolução desses
valores (fcm, fctm, Ec).em função da idade de ruptura (dias), respectivamente, para
as duas classes de concreto utilizadas (T1 e T2).
Figura 5.9 - Evolução da curva de resistência a compressão para os traços T1 e T2.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 97
Figura 5.10 - Evolução da curva de resistência a tração (diametral) para os traços T1 e T2.
Figura 5.11 - Evolução da curva módulo de elasticidade para os traços T1 e T2.
5.3 Resultados dos ensaios de Aderência.
Os resultados dos ensaios de aderência aço-concreto foram realizados
mediante arrancamento direto pull-out test (POT) e ensaio APULOT, nas
idades de 3, 7 e 28 dias, utilizando armaduras de aço de diâmetros de 8,0 mm,
10,0 mm e 12,5 mm e duas composições de concretos denominadas de T1 e
T2, são apresentados e discutidos a seguir. Para cada idade e tipo de
armadura foram ensaiados um total de oito (8) corpos-de-prova para o ensaio
APULOT e um total de seis (6) corpos-de-prova para o ensaio POT, os
fluxogramas das figuras 5.12 e 5.13 ilustram a dimensão da quantidade de
ensaios realizados. Vale salientar que em todos os ensaios de aderência açoconcreto foram acompanhados do controle da resistência a compressão do
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 98
concreto, realizados com corpos-de-prova cilíndricos (10x20 cm), obtendo
resistências a compressão médias (fcm) não exatamente iguais a dos primeiros
testes, contudo com diferenças não significativas.
Ø 8,0 mm
T1
Ø 10,0 mm
Ø 12,5 mm
3 dias
8 CPs
7 dias
8 CPs
28 dias
8 CPs
3 dias
8 Cps
7 dias
8 CPs
28 dias
8 CPs
3 dias
8 CPs
7 dias
8 CPs
28 dias
8 CPs
3 dias
8 CPs
7 dias
8 CPs
28 dias
8 CPs
3 dias
8 CPs
7 dias
8 CPs
28 dias
8 CPs
3 dias
8 CPs
7 dias
8 CPs
28 dias
8 CPs
APULOT
Ø 8,0 mm
T2
Ø 10,0 mm
Ø 12,5 mm
Figura 5.12 - Fluxograma mostrando a distribuição dos 144 ensaios APULOT realizados.
Com o intuito de facilitar a identificação dos ensaios adotou-se a
nomenclatura da Figura 5.14. Assim sendo, a partir desse capitulo os ensaios
serão referenciados, conforme se segue, onde o primeiro par designa o tipo da
de ensaio de arrancamento utilizado (APULOT ou POT - RILEM), o segundo
designa o tipo de composição
composição do concreto (T1 para o concreto com
fcm=28,0 MPa aos 28 dias e T2 para o segundo concreto com fcm=49,9 MPa aos
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 99
28 dias); o terceiro designa o diâmetro da armadura de ensaio (8,0; 10,0 e
12,5 mm) e o quarto, a idade da ruptura do ensaio de arrancamento (3, 7 e
28 dias).
Ø 8,0 mm
T1
Ø 10,0 mm
Ø 12,5 mm
POT
(RILEM)
Ø 8,0 mm
T2
Ø 10,0 mm
Ø 12,5 mm
3 dias
6 CPs
7 dias
6 CPs
28 dias
6 CPs
3 dias
6 Cps
7 dias
6 CPs
28 dias
6 CPs
3 dias
6 CPs
7 dias
6 CPs
28 dias
6 CPs
3 dias
6 CPs
7 dias
6 CPs
28 dias
6 CPs
3 dias
6 CPs
7 dias
6 CPs
28 dias
6 CPs
3 dias
6 CPs
7 dias
6 CPs
28 dias
6 CPs
Figura 5.13 - Fluxograma mostrando a distribuição dos 108 ensaios POT(RILEM) realizados.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 100
Traço de
Concreto
Idade de
Ruptura
(dias)
APULOT - T1 - 8mm - 3d
Tipo de
Ensaio
Diâmetro da
Barra de Aço
(mm)
Figura 5.14 – Nomenclatura adotada.
Nos próximos tópicos realizou-se uma análise com os resultados do
deslizamento em função da tensão de aderência. Após, realizou-se uma
análise sobre a tensão média de aderência em função da resistência a
compressão do concreto e por fim uma análise da tensão última de aderência
em função da resistência a compressão do concreto.
5.3.1 Análise da tensão de aderência versus deslizamento
Na análise da curva de tensão de aderência versus deslizamento
realizou-se por meio da observação dos corpos-de-prova após os ensaios de
arrancamento e do comportamento de suas respectivas curvas. Montou-se a
Tabela 5.11 que apresenta o tipo de ruptura dos corpos-de-prova empregados
nos ensaios de arrancamento, nesta Tabela 5.11 a letra "F" significa que
ocorreu fendilhamento do corpo-de-prova de concreto, a letra "D" significa que
ocorreu deslizamento da barra de aço em relação ao concreto, a letra "R"
significa que ocorreu ruptura da barra de aço e a letra "X" significa que a leitura
falhou, o número antes das letras significa a quantidade de ensaios que foi
observado o fenômeno.
Salienta-se que todos os corpos-de-prova do ensaio POT-RILEM
sofreram deslizamento da barra de aço em relação ao concreto, entretanto no
ensaio APULOT a ruptura ocorreu de forma distinta: nas barras de aço com
diâmetro de 8,0 mm observa-se que a grande maioria (95 %) sofreu
deslizamento da barra de aço em relação ao concreto, nas barras de 10,0 mm
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 101
houve uma divergência quanto ao comportamento da ruptura, pois alguns
corpos-de-prova sofreram deslizamento (75 %) da barra de aço em relação ao
concreto e outros (23 %) fendilhamento do concreto e nas barras de 12,5 mm
todos os corpos-de-prova sofreram ruptura por fendilhamento do concreto.
Todos resultados obtidos nos ensaios de arrancamento estão nos
gráficos do ANEXO B. A título de demonstração de seus comportamentos,
algumas curvas foram mostradas neste item "5.3.1". As Figuras 5.15 a 5.18,
ilustram as diferenças entre tensões de aderência com o deslizamento para o
ensaio APULOT com as barras de aço de 8,0 mm, 10,0 mm e 12,5 mm
respectivamente, o comportamento da barra de aço de 10,0 mm foi mostrado
em dois gráficos, pois apresentava o maior numero de comportamentos de
arrancamento. As Figuras 5.19 a 5.21 mostram as diferenças entre tensões de
aderência com o deslizamento para os ensaios POT (RILEM) com as barras
de aço de 8,0 mm, 10 mm e 12,5 mm respectivamente. Vale salientar que as
Figuras 5.15 a 5.21 ilustram a diferença de comportamento para o mesmo
diâmetro e o mesmo tipo de ensaio, mostrando a evolução da tensão de
aderência em função da classe de resistência do concreto e a idade de ruptura.
Tabela 5.11 - Tipos de ruptura dos corpos de prova ensaiados.
Traço / Idade de ruptura
POT (RILEM)
APULOT
Tipo de
ensaio
Ø
(mm)
T1
3dias
T1
7dias
T1
28dias
T2
3dias
T2
7dias
T2
28dias
8,0
1F
7D
8D
8D
7D
1X
8D
7D
1R
10,0
2F
6D
1F
7D
4F
4D
1F
7D
1F
7D
2F
5D
1R
12,5
7F
1X
8F
8F
8F
8F
7F
1X
8,0
5D
1X
6D
6D
5D
1X
6D
6D
10,0
5D
1X
6D
6D
6D
6D
5D
1R
12,5
6D
6D
6D
6D
6D
6D
F = fendilhamento do corpo-de-prova de concreto; D = deslizamento da barra de aço;
R = ruptura da barra de aço; X = leitura falhou.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 102
Tensão de Aderência (MPa)
30
T1-3d-CP1-D
25
T1-3d-CP7-F
20
T1-7d-CP2-D
15
T1-28d -CP4-D
10
T2-3d-CP2-D
T2-7d-CP4-D
5
T2-28d-CP5-D
0
T2-28d-CP1-R
0
1
2
3
4
5
6
Deslizamento (mm)
Figura 5.15 - Ensaios APULOT – Ø=8,0 mm - Deslizamento (D), Fendilhamento (F) e Ruptura
do aço (R).
Tensão de Aderência (MPa)
30
25
T1-03d-CP1-D
20
T1-07d-CP7-D
15
T1-28d-CP8-D
10
T2-03d-CP1-D
5
T2-07d-CP4-D
0
T2-28d-CP6-D
0
1
2
3
4
5
6
Deslizamento (mm)
Figura 5.16 - Ensaios APULOT - Ø=10,0 mm - Deslizamento (D).
Tensão de Aderência (MPa)
30
25
T1-3d-CP5-F
20
T1-7d-CP6-F
15
T1-28d-CP6-F
10
T2-3d-CP4-F
T2-7d-CP5-F
5
T2-28d-CP1-F
0
T2-28d-CP4-R
0
1
2
3
4
5
6
Deslizamento (mm)
Figura 5.17 - Ensaios APULOT - Ø=10,0 mm - Fendilhamento (F) e Ruptura do aço (R).
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 103
Tensão de Aderência (MPa)
30
25
T1-3d-CP6-F
20
T1-7d-CP4-F
15
T1-28d-CP8-F
10
T2-3d-CP1-F
5
T2-7d-CP7-F
0
T2-28d-CP2-F
0
1
2
3
4
5
6
Deslizamento (mm)
Figura 5.18 - Ensaios APULOT - Ø=12,5mm - Fendilhamento (F).
Tensão de Aderência (MPa)
30
25
T1-3d-CP3-D
20
T1-7d-CP3-D
15
T1-28d-CP6-D
10
T2-3d-CP3-D
5
T2-7d-CP5-D
0
T2-28d-CP3-D
0
1
2
3
4
5
6
Deslizamento (mm)
Figura 5.19 - Ensaios POT (RILEM) - Ø=8mm - Deslizamento (D)
Tensão de Aderência (MPa)
35
30
25
T1-3d-CP4-D
20
T1-7d-CP1-D
T1-28d-CP5-D
15
T2-3d-CP3-D
10
T2-7d-CP3-D
5
T2-28d-CP6-D
0
T2-28d-CP2-R
0
1
2
3
4
5
6
Deslizamento (mm)
Figura 5.20 - Ensaios POT (RILEM) - Ø=10mm - Deslizamento (D) e Ruptura do aço (R).
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 104
Tensão de Aderência (MPa)
35
30
25
T1-3d-CP5-D
20
T1-7d-CP1-D
15
T1-28d-CP1-D
10
T2-3d-CP2-D
5
T2-7d-CP6-D
T2-28d-CP4-D
0
0
1
2
3
4
5
6
Deslizamento (mm)
Figura 5.21 - Ensaios POT (RILEM) - Ø=12,5mm - Deslizamento (D).
A análise visual dos corpos-de-prova também é importante para analisar
o comportamento do arrancamento. A Figura 5.22 (a) e (b) ilustra o
deslizamento da barra de aço em relação ao concreto para o ensaio APULOT e
a Figura 5.23 (a) e (b) mostra o mesmo comportamento para o ensaio
POT (RILEM) e a Figura 5.24 (a) e (b) ilustra o fendilhamento do corpo-deprova de concreto para o ensaio APULOT, no ensaio POT (RILEM) não foi
observado o fendilhamento do corpo-de-prova de concreto.
(a)
(b)
Figura 5.22 - (a) Barra de aço antes do ensaio (APULOT); (b) Deslizamento da barra de aço.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 105
(a)
(b)
Figura 5.23 - (a) Barra de aço antes do ensaio de arrancamento (POT - RILEM); (b)
Deslizamento da barra de aço.
(a)
(b)
Figura 5.24 (a) e (b) Fendilhamento do concreto.
Barbosa descreve que:
a ruptura por fendilhamento é característica de corpos-de-prova
ou que não possuem dimensões adequadas para suportar as
tensões geradas durante a execução do ensaio e ou oriunda da
fragilidade do material concreto.(BARBOSA, 2002 apud
TASSIOS, 1979)
Acredita-se que a explicação dos fendilhamentos ocorridos seja
característica do corpos-de-prova que não apresentam dimensões adequadas.
Nota-se que o fendilhamento ocorreu nos ensaios APULOT para 100 % das
barras com diâmetro de 12,5 mm e em 23 % das barras com diâmetro de
10,0 mm e apenas 2 % das barras de 8,0 mm.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
28d
3d
7d
T1
87,50%
0,00%
12,50%
100,00%
0,00%
0,00%
100,00%
100,00%
7d
0,00%
0,00%
3d
0,00%
0,00%
100,00%
0,00%
0,00%
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
87,50%
12,50%
0,00%
| 106
Porcentagem do Total
Capítulo 5
T2
3d
7d
T1
62,50%
25,00%
12,50%
87,50%
87,50%
12,50%
0,00%
28d
7d
F (22,92%)
R (2,08%)
T2
28d
3d
T1
(b)
7d
T2
Traço / idade (dias) - Ø12,5mm
0,00%
100,00%
0,00%
0,00%
100,00%
0,00%
0,00%
100,00%
0,00%
0,00%
100,00%
0,00%
100,00%
0,00%
0,00%
100,00%
0,00%
0,00%
Porcentagem do Total
3d
D (75,00%)
28d
Traço / idade (dias) - Ø10,0mm
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
R (2,08%)
(a)
12,50%
0,00%
7d
50,00%
50,00%
0,00%
87,50%
12,50%
0,00%
75,00%
25,00%
0,00%
Porcentagem do Total
3d
F (2,08%)
28d
Traço / idade (dias) - Ø8,0mm
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
D (95,83%)
D (0,00%)
F (100,00%)
R (0,00%)
28d
(c)
Figura 5.25 - (a) , (b) e (c)- Comportamentos de ruptura do ensaios APULOT.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
100,00%
3d
7d
T1
D (100,00%)
0,00%
0,00%
100,00%
100,00%
28d
0,00%
0,00%
7d
0,00%
0,00%
100,00%
3d
0,00%
0,00%
100,00%
0,00%
0,00%
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
100,00%
| 107
0,00%
0,00%
Porcentagem do Total
Capítulo 5
T2
(a)
3d
7d
T1
83,33%
0,00%
16,67%
100,00%
0,00%
0,00%
100,00%
28d
0,00%
0,00%
100,00%
7d
0,00%
0,00%
100,00%
0,00%
0,00%
100,00%
0,00%
0,00%
Porcentagem do Total
3d
R (2,78%)
3d
7d
T1
100,00%
(b)
0,00%
0,00%
100,00%
0,00%
0,00%
100,00%
100,00%
28d
0,00%
0,00%
7d
F (0,00%)
T2
0,00%
0,00%
100,00%
0,00%
0,00%
100,00%
0,00%
0,00%
Porcentagem do Total
3d
D (97,22%)
28d
Traço /idade (dias) - Ø10,0mm
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
R (0,00%)
28d
Traço /idade (dias) - Ø8,0mm
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
F (0,00%)
D (100,00%)
F (0,00%)
R (0,00%)
28d
T2
Traço /idade (dias) - Ø12,5mm
(c)
Figura 5.26 - (a) , (b) e (c) - Comportamentos de ruptura do ensaios POT (RILEM).
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 108
A Figura 5.25 (a), (b) e (c) mostram os comportamentos observados nas
rupturas dos ensaios APULOT, evidenciando os diâmetros das barras e a
composição do concreto (traço) e a idade de ruptura. A Figura 5.26 (a), (b) e
(c) apresenta os comportamentos observados nas rupturas dos ensaios POT
(RILEM), evidenciando os diâmetros das barras e a composição do concreto
(traço) e a idade de ruptura
5.3.2 Análise da tensão média de aderência versus resistência a
compressão.
As Tabelas 5.12 e 5.13 apresentam-se os resultados obtidos da tensão
média de aderência (τm) para os ensaios APULOT e POT (RILEM)
respectivamente, especificando a idade de ruptura, traço, resistência a
compressão do concreto, diâmetro, comprimento de ancoragem, desvio padrão
e coeficiente de variação.
Idade
Ruptura
(dias)
Tabela 5.12 - Ensaios APULOT - tensão média de aderência.
Diâmetro
Comprimento
fc
τm
Desvio
Traço
Nominal
Ancoragem
(MPa)
(MPa) Padrão
(mm)
(mm)
Coeficiente de
variação
3
T1
16,7
8,0
80,0
8,14
1,28
15,69
3
T1
16,7
10,0
100,0
9,31
1,19
12,76
3
T1
16,7
12,5
125,0
8,40
0,70
8,28
7
T1
21,1
8,0
80,0
8,97
0,89
9,87
7
T1
21,1
10,0
100,0
10,38
1,55
14,96
7
T1
21,1
12,5
125,0
8,95
1,23
13,79
28
T1
28,0
8,0
80,0
11,26
1,53
13,55
28
T1
28,0
10,0
100,0
11,98
1,35
11,27
28
T1
28,0
12,5
125,0
9,39
1,06
11,33
3
T2
33,1
8,0
48,0
14,30
1,91
13,38
3
T2
33,1
10,0
60,0
16,06
2,17
13,53
3
T2
33,1
12,5
75,0
12,84
1,93
15,05
7
T2
40,5
8,0
48,0
16,33
1,37
8,37
7
T2
40,5
10,0
60,0
16,70
1,37
8,22
7
T2
40,5
12,5
75,0
16,00
1,61
10,06
28
T2
49,9
8,0
48,0
18,06
1,60
8,83
28
T2
49,9
10,0
60,0
18,64
2,17
11,65
28
T2
49,9
12,5
75,0
18,29
2,01
11,00
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 109
Tabela 5.13 - Ensaios POT (RILEM) - tensão média de aderência.
Idade
Ruptura
(dias)
Traço
fc
(MPa)
Diâmetro
Nominal
(mm)
Comprimento
Ancoragem
(mm)
τm
(MPa)
Desvio
Padrão
Coeficiente de
variação
3
T1
3
T1
16,7
8,0
40,0
6,63
1,36
20,44
16,7
10,0
50,0
9,16
1,05
11,51
3
T1
16,7
12,5
62,5
11,35
0,92
8,09
7
T1
21,1
8,0
40,0
8,32
0,91
10,99
7
T1
21,1
10,0
50,0
12,16
1,19
9,76
7
T1
21,1
12,5
62,5
13,63
1,80
13,20
28
T1
28,0
8,0
40,0
9,51
1,16
12,15
28
T1
28,0
10,0
50,0
13,92
0,90
6,49
28
T1
28,0
12,5
62,5
16,66
1,33
7,99
3
T2
33,1
8,0
40,0
11,44
1,35
11,83
3
T2
33,1
10,0
50,0
16,06
1,86
11,57
3
T2
33,1
12,5
62,5
18,65
1,96
10,49
7
T2
40,5
8,0
40,0
16,89
2,42
14,31
7
T2
40,5
10,0
50,0
20,43
2,17
10,62
7
T2
40,5
12,5
62,5
22,74
3,16
13,88
28
T2
49,9
8,0
40,0
18,02
2,07
11,51
28
T2
49,9
10,0
50,0
21,72
2,07
9,55
28
T2
49,9
12,5
62,5
22,86
1,70
7,44
A Figura 5.27 e 5.28 ilustram a variação da tensão média de aderência
(MPa) versus a resistência à compressão do concreto (MPa), para o ensaio
APULOT com os traços T1 e T2 respectivamente.
Tensão média de aderência (MPa)
Ø 8,0 mm
Ø 10,0 mm
Ø 12,5 mm
35
30
25
20
15
10
5
0
0
10
20
30
40
50
60
Resistência a compressão (MPa)
Figura 5.27 - Variação da tensão média de aderência com a Resistência (APULOT-T1).
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 110
Tensão média de aderência (MPa)
Ø 8,0 mm
Ø 10,0 mm
Ø 12,5 mm
35
30
25
20
15
10
5
0
0
10
20
30
40
50
60
Resistência a compressão (MPa)
Figura 5.28 - Variação da tensão média de aderência com a Resistência (APULOT-T2).
Nota-se nas Figuras 5.25 e 5.26 que nos ensaios APULOT a variação da
tensão média para o traço T1 teve comportamento diferente daquele obtido
para o traço T2. Nota-se que para o traço T1 nas duas primeiras resistências
(16,7 e 21,1 MPa) os comportamentos dos diâmetros foram parecidos e na
última resistência (28,0 MPa) houve uma diferença maior entre os diâmetros.
Para o T2 esta maior diferença ocorreu na primeira resistência (33,1 MPa) e
nas duas últimas (40,5 e 49,9 MPa) houve uma diferença menor.
Observando-se os gráficos das Figuras 5.27 e 5.28 de uma perspectiva
diferente, fixou-se a resistência a compressão e obteve-se uma curva de
tensão média de aderência em função do diâmetro para os ensaios APULOT,
como mostrado nas Figuras 5.29 e 5.30.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 111
Tensão média de aderência (MPa)
35
30
25
20
fcm (MPa)
16,7
15
21,1
10
28
5
0
Ø 8,0 mm
Ø 10,0 mm
Ø 12,5 mm
Diâmetro da barra de aço
Figura 5.29 - Variação da tensão média de aderência com o diâmetro (APULOT-T1).
Tensão média de aderência (MPa)
35
30
25
fcm (MPa)
33,1
20
15
40,5
10
49,9
5
0
Ø 8,0 mm
Ø 10,0 mm
Ø 12,5 mm
Diâmetro da barra de aço
Figura 5.30 - Variação da tensão média de aderência com o diâmetro (APULOT-T2).
Verifica-se, a partir das Figuras 5.29 e 5.30, que a tensão média de
aderência apresenta uma queda acentuada dos diâmetros de 10,0 mm para
12,5mm para resistências no limitar de 28 a 35 MPa , ou seja para o traço T1
aos 28 dias e para o traço T2 aos 3 dias. Nas demais resistências do concreto
a queda é bem menos acentuada, chegando quase que a uma reta linear para
a resistência próxima de 50 MPa.
A Figura 5.31 e 5.32 mostram a variação da tensão média de aderência
(MPa) versus a resistência à compressão do concreto (MPa), para o ensaio
POT (RILEM) com os traços T1 e T2 respectivamente.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 112
Tensão média de aderência (MPa)
Ø 8,0 mm
Ø 10,0 mm
Ø 12,5 mm
35
30
25
20
15
10
5
0
0
10
20
30
40
50
60
Resistência a compressão (MPa)
Figura 5.31 - Variação da tensão média de aderência com o diâmetro (POT RILEM -T1).
Tensão última de aderência (MPa)
Ø 8,0 mm
Ø 10,0 mm
Ø 12,5 mm
35
30
25
20
15
10
5
0
0
10
20
30
40
50
60
Resistência a compressão (MPa)
Figura 5.32 - Variação da tensão média de aderência com o diâmetro (POT RILEM -T2).
Para os ensaios POT (RILEM) nota-se que com o aumento do diâmetro
aumenta-se a tensão média de aderência, este fato pode ser observado em
todos os resultados.
Observando-se os gráficos das Figuras 5.31 e 5.32 de uma perspectiva
diferente, fixou-se a resistência a compressão e obteve-se uma curva de
tensão média de aderência em função do diâmetro para os ensaios
POT (RILEM), como mostrado nas Figuras 5.33 e 5.34.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 113
Tensão média de aderência (Mpa)
35
30
25
fcm (MPa)
20
16,7
15
21,1
10
28
5
0
Ø 8,0 mm
Ø 10,0 mm
Ø 12,5 mm
Diâmetro da Barra de Aço
Figura 5.33 - Variação da tensão média de aderência com o diâmetro (POT - RILEM -T1).
Tensão média de aderência (Mpa)
35
30
25
fcm (MPa)
20
33,1
15
40,5
10
49,9
5
0
Ø 8,0 mm
Ø 10,0 mm
Ø 12,5 mm
Diâmetro da Barra de Aço
Figura 5.34 - Variação da tensão média de aderência com o diâmetro (POT - RILEM - T2).
A partir dos gráficos das Figuras 5.33 e 5.34, constata-se que a tensão
média de aderência cresce em função do diâmetro, porém esse crescimento
não é igual para todas as resistências, ou seja, dependendo da idade do ensaio
de aderência e do diâmetro da barra existe variação nos coeficientes angular
da reta. Isso pode ter ocorrido devido ao fato, das concretagens dos corpos-deprova terem obedecido a idade do ensaio.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 114
Regressões lineares5 (τm x fc).
Realizou-se regressões lineares com os resultados obtidos de tensões
médias de aderência nos ensaios APULOT com os diâmetros de 8,0 mm,
10,0 mm e 12,5 mm para os traços T1 e T2. Nas Figuras 5.35 e 5.36 foram
considerados os dois traços de forma isolada e na Figura 5.37 os dois traços
foram acoplados na mesma curva. A Tabela 5.14 mostra as expressões obtidas
das regressões lineares das Figuras 5.35 e 5.36 e a Tabela 5.15 ilustra as
expressões obtidas das regressões lineares da Figura 5.37. Nas Tabelas 5.14
e 5.15 encontram-se também os valores dos coeficientes de determinação6
(R2).
Tensão média de aderência (MPa)
Ø 8,0 mm
Ø 10,0 mm
Ø 12,5 mm
35
30
25
20
15
10
5
0
0
10
20
30
40
50
60
Resistência a compressão (MPa)
Figura 5.35 - Regressões lineares (τm x
fc) (APULOT - T1 - 8,0 mm; 10,0 mm e 12,5 mm).
5
Neste estudo, todas as regressões lineares, assim como o coeficiente de determinação foram
calculados com o auxílio do software "Microsoft Excel".
6
2
O coeficiente de determinação (R ) é uma medida que estabelece o nível da relação entre
duas variáveis. Esse coeficiente varia de 0 a 1, sendo zero (0) nenhuma correlação entre as
diferenças das variáveis em questão e um (1) o oposto disto.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 115
Tensão média de aderência (MPa)
Ø 8,0 mm
Ø 10,0 mm
Ø 12,5 mm
35
30
25
20
15
10
5
0
0
10
20
30
40
50
60
Resistência a compressão (MPa)
Figura 5.36 - Regressões lineares (τm x
fc) (APULOT - T2 - 8,0 mm; 10,0 mm e 12,5 mm).
Tabela 5.14 - Regressões Lineares (τm x
fc) - Ensaio APULOT -T1 e T2 separados.
Traço
Diâmetro
(mm)
Regressão Linear
Coeficiente
de
determinação
T1
8,0
τ m = 0,28. fc + 3,29
R 2 = 0,98
T1
10,0
τ m = 0,24. fc + 5,39
R 2 = 1,00
T1
12,5
τ m = 0,09. fc + 7,04
R 2 = 0,96
T2
8,0
τ m = 0,22. fc + 7,08
R 2 = 0,99
T2
10,0
τ m = 0,16. fc +10,72
R 2 = 0,95
T2
12,5
τ m = 0,32. fc + 2,51
R 2 = 0,97
Nota-se na Tabela 5.14 e Figuras 5.32 e 5.33 que as regressões foram
satisfatórias, pois obtiveram coeficientes de determinação próximos de 1.
Entretanto nota-se divergências entre as curvas obtidas, pois para o traço T1 o
coeficiente angular diminui com o aumento do diâmetro e o coeficiente linear
aumenta com o aumento do diâmetro. Entretanto no traço T2 este fato ocorre
de forma diferente, pois o maior coeficiente angular juntamente com o menor
coeficiente linear é no diâmetro de 12,5 mm e o menor coeficiente angular
juntamente com o maior coeficiente linear é no diâmetro de 10,0 mm.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 116
Tensão média de aderência (MPa)
Ø 8,0 mm
Ø 10,0 mm
Ø 12,5 mm
35
30
25
20
15
10
5
0
0
10
20
30
40
50
60
Resistência a compressão (MPa)
Figura 5.37 - Regressões lineares (τm x
fc) (APULOT -T1 e T2 - 8,0 mm; 10,0 mm e 12,5 mm).
Tabela 5.15 - Regressões Lineares (τm x
fc) - APULOT - T1 e T2 juntos.
Regressão Linear
Coeficiente
de
determinação
8,0
τm = 0,32. fc + 2,69
R2 = 0,97
10,0
τm = 0,30. fc + 4,43
R2 = 0,94
12,5
τm = 0,32. fc + 2,07
R2 = 0,95
Diâmetro
(mm)
Observa-se que quando agrupa-se todos pontos de tensão média de
aderência dos ensaios APULOT em um mesmo gráfico, como mostra a Figura
5.37 e a Tabela 5.15, a diferença entre os coeficientes angulares diminui,
ficando praticamente iguais, juntamente com os coeficientes lineares, onde a
diferença também diminui. Este fato pode ser observado na Figura 5.37, onde
as três retas praticamente se agrupam em uma única reta. Além destes fatos
observados, nota-se que os coeficientes de determinação obtidos estão
próximos de um (1), evidenciando um boa correlação entre as variáveis
estudadas.
Utilizando-se
dos
mesmos
procedimentos
anteriores
realizou-se
regressões lineares com os resultados obtidos de tensões médias de aderência
nos ensaios POT (RILEM) com os diâmetros de 8,0 mm, 10,0 mm e 12,5 mm
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 117
para os traços T1 e T2. Nas Figuras 5.38 e 5.39 foram considerados os dois
traços de forma isolada e na Figura 5.40 os dois traços foram acoplados na
mesma curva. A Tabela 5.16 mostra as expressões obtidas das regressões
lineares das Figuras 5.38 e 5.39 e a tabela 5.17 ilustra as expressões obtidas
das regressões lineares da Figura 5.40. Nas Tabelas 5.16 e 5.17 encontram-se
também os valores dos coeficientes de determinação (R2).
Tensão média de aderência (MPa)
Ø 8,0 mm
Ø 10,0 mm
Ø 12,5 mm
35
30
25
20
15
10
5
0
0
10
20
30
40
50
60
Resistência a compressão (MPa)
Figura 5.38 - Regressões lineares (τm x
Tensão média de aderência (MPa)
Ø 8,0 mm
fc) (POT RILEM -T1 - 8,0 mm; 10,0 mm e 12,5 mm).
Ø 10,0 mm
Ø 12,5 mm
35
30
25
20
15
10
5
0
0
10
20
30
40
50
60
Resistência a compressão (MPa)
Figura 5.39 - Regressões lineares (τm x
fc) (POT RILEM - T2 - 8,0 mm; 10,0 mm e 12,5 mm).
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 118
Tabela 5.16 - Regressões Lineares (τm x
fc) - POT (RILEM) - T1 e T2.
Regressão Linear
Coeficiente
de
determinação
8,0
τ m = 0,25. fc + 2,73
R 2 = 0,95
T1
10,0
τm = 0,41. fc +2,84
R 2 = 0,93
T1
12,5
τ m = 0,47. fc + 3,63
R 2 = 1,00
T2
8,0
τ m = 0,38. fc −0,18
R 2 = 0,83
T2
10,0
τ m = 0,33. fc +5,37
R 2 = 0,97
T2
12,5
τ m = 0,24. fc +11,00
R 2 = 0,89
Traço
Diâmetro
(mm)
T1
Nota-se na Tabela 5.16 e Figuras 5.35 e 5.36 que as regressões foram
mais satisfatórias para o traço T1 do que o traço T2, mesmo assim os
coeficientes de determinação ficaram próximos de 1, na maioria dos casos.
Contudo notou-se também divergências entre as curvas obtidas, pois para o
traço T1 o coeficiente angular e linear crescem com o aumento do diâmetro.
Todavia no traço T2 este fato ocorre de forma diferente, pois o coeficiente
angular diminui com o aumento do diâmetro e o coeficiente linear aumenta com
a ampliação do diâmetro.
Tensão média de aderência (MPa)
Ø 8,0 mm
Ø 10,0 mm
Ø 12,5 mm
35
30
25
20
15
10
5
0
0
10
20
30
40
50
60
Resistência a compressão (MPa)
Figura 5.40 - Regressões lineares (τm x fc) (POT RILEM - T1 e T2 - 8,0 mm; 10,0 mm e
12,5 mm).
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 119
Tabela 5.17 - Regressões Lineares (τm x
fc) - POT (RILEM)
Regressão Linear
Coeficiente
de
determinação
8,0
τm = 0,37. fc + 0,19
R 2 = 0,95
10,0
τm =0,37. fc +3,61
R2 = 0,98
12,5
τm = 0,36. fc + 6,18
R2 = 0,96
Diâmetro
(mm)
Observa-se que quando agrupa-se todos pontos de tensão média de
aderência dos ensaios POT (RILEM) em um mesmo gráfico, como mostra a
Figura 5.40 e a Tabela 5.17, a diferença entre os coeficientes angulares
diminui, ficando praticamente iguais. Porém os coeficientes lineares aumentam
com o crescimento do diâmetro, ficando as retas obtidas das regressões
lineares praticamente paralelas entre si, este fato pode ser observado na
Figura 5.40. Além destes fatos, nota-se que os coeficientes de determinação
obtidos estão próximos de um (1), evidenciando um boa correlação entre as
variáveis estudadas.
Vale salientar que em todas as regressões lineares obtidas os
coeficientes angulares foram positivos, ou seja, independente do tipo de ensaio
realizado, APULOT ou POT (RILEM), o aumento da tensão média de aderência
é diretamente proporcional ao acréscimo da resistência à compressão do
concreto, independente do diâmetro da barra.
5.3.3 Análise da tensão última de aderência versus resistência a
compressão.
As Tabelas 5.18 e 5.19 apresentam-se os resultados obtidos da tensão
última de aderência (τu) para os ensaios APULOT e POT (RILEM)
respectivamente, especificando a idade de ruptura, traço, resistência a
compressão do concreto, diâmetro, comprimento de ancoragem, desvio padrão
e coeficiente de variação.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 120
Tabela 5.18 - Ensaios APULOT- tensão última de aderência.
Idade
Diâmetro Comprimento
Carga
Desvio
fc
τu
Ruptura Traço
Nominal
Ancoragem
Ruptura
Padrão
(MPa)
(MPa)
(dias)
(mm)
(mm)
(Tf)
3
T1
16,7
8,0
80,0
2,29
11,16
0,92
Coeficiente
de variação
(%)
8,27
3
T1
16,7
10,0
100,0
3,73
11,66
0,53
4,57
3
T1
16,7
12,5
125,0
4,63
9,25
0,25
2,75
7
T1
21,1
8,0
80,0
2,73
13,34
1,00
7,48
7
T1
21,1
10,0
100,0
4,25
13,27
0,37
2,80
7
T1
21,1
12,5
125,0
5,27
10,53
0,34
3,19
28
T1
28,0
8,0
80,0
3,19
15,55
0,76
4,87
28
T1
28,0
10,0
100,0
4,62
14,43
0,47
3,29
28
T1
28,0
12,5
125,0
5,98
11,94
0,95
7,93
3
T2
33,1
8,0
48,0
2,80
22,73
1,66
7,32
3
T2
33,1
10,0
60,0
4,42
23,02
0,90
3,91
3
T2
33,1
12,5
75,0
6,51
21,69
1,09
5,01
7
T2
40,5
8,0
48,0
3,01
24,48
0,83
3,39
7
T2
40,5
10,0
60,0
4,61
23,98
0,77
3,21
7
T2
40,5
12,5
75,0
6,94
23,11
0,78
3,37
28
T2
49,9
8,0
48,0
3,20
26,06
1,16
4,45
28
T2
49,9
10,0
60,0
4,93
25,65
1,12
4,35
28
T2
49,9
12,5
75,0
7,48
24,91
1,41
5,64
Tabela 5.19 - Ensaios POT (RILEM) - tensão última de aderência.
Idade
Ruptura
(dias)
Traço
fc
(MPa)
Diâmetro
Nominal
(mm)
Comprimento
Ancoragem
(mm)
Carga
Ruptura
(Tf)
τu
Média
(MPa)
Desvio
Padrão
Coeficiente
de variação
3
T1
16,7
8,0
40,0
1,05
10,21
2,07
20,25
3
T1
16,7
10,0
50,0
2,21
13,82
0,68
4,94
3
T1
16,7
12,5
62,5
4,40
17,58
1,35
7,67
7
T1
21,1
8,0
40,0
1,41
13,78
1,44
10,42
7
T1
21,1
10,0
50,0
2,68
16,74
1,26
7,55
7
T1
21,1
12,5
62,5
4,81
19,24
1,07
5,54
28
T1
28,0
8,0
40,0
1,74
16,96
1,13
6,66
28
T1
28,0
10,0
50,0
3,24
20,25
1,57
7,75
28
T1
28,0
12,5
62,5
5,84
23,36
2,27
9,71
3
T2
33,1
8,0
40,0
1,81
17,69
1,06
5,98
3
T2
33,1
10,0
50,0
3,37
21,04
0,53
2,51
3
T2
33,1
12,5
62,5
6,04
24,15
0,53
2,21
7
T2
40,5
8,0
40,0
2,18
21,24
0,57
2,70
7
T2
40,5
10,0
50,0
3,77
23,53
1,17
4,97
7
T2
40,5
12,5
62,5
6,74
26,92
0,69
2,55
28
T2
49,9
8,0
40,0
2,50
24,36
3,08
12,63
28
T2
49,9
10,0
50,0
4,36
27,26
1,88
6,88
28
T2
49,9
12,5
62,5
7,57
30,24
1,14
3,78
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 121
As Figuras 5.41 e 5.42 ilustram a variação da tensão última de aderência
(MPa) versus a resistência à compressão do concreto (MPa), para o ensaio
APULOT com os traços T1 e T2 respectivamente.
Tensão última de aderência (MPa)
Ø 8,0 mm
Ø 10,0 mm
Ø 12,5 mm
35
30
25
20
15
10
5
0
0
10
20
30
40
50
60
Resistência a compressão (MPa)
Figura 5.41 - Variação da tensão última de aderência com a Resistência a compressão
(APULOT-T1).
Tensão última de aderência (MPa)
Ø 8,0 mm
Ø 10,0 mm
Ø 12,5 mm
35
30
25
20
15
10
5
0
0
10
20
30
40
50
60
Resistência a compressão (MPa)
Figura 5.42 - Variação da tensão última de aderência com a Resistência a compressão
(APULOT-T2).
Nota-se nas Figuras 5.41 e 5.42 que a tensão última de aderência é
menor para o diâmetro de 12,5 mm enquanto que nos outros dois diâmetros
(8,0 mm e 10,0 mm) a diferença é menos acentuada, porém com uma leve
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 122
diminuição da a tensão última de aderência com o aumento do diâmetro, estes
fatos foram observados independente do traço.
Observando-se os gráficos das Figuras 5.41 e 5.42 de uma perspectiva
diferente, fixou-se a resistência a compressão e obteve-se uma curva de
tensão última de aderência em função do diâmetro para os ensaios APULOT,
Tensão última de aderência (MPa)
como mostrado nas Figuras 5.43 e 5.44.
35
30
25
fcm (MPa)
20
16,7
15
21,1
10
28
5
0
Ø 8,0 mm
Ø 10,0 mm
Ø 12,5 mm
Diâmetro da barra de aço
Tensão última de aderência (MPa)
Figura 5.43 - Variação da tensão última de aderência com o diâmetro (APULOT-T1).
35
30
25
fcm (MPa)
20
33,1
15
40,5
10
49,9
5
0
Ø 8,0 mm
Ø 10,0 mm
Ø 12,5 mm
Diâmetro da barra de aço
Figura 5.44 - Variação da tensão última de aderência com o diâmetro (APULOT-T2).
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 123
Verifica-se, a partir das Figuras 5.43 e 5.44, que a tensão última de
aderência apresenta um ligeira queda para os diâmetros de 8,0 mm, 10,0 mm e
12,5 mm para resistência acima de 30 MPa , ou seja para o traço T2. No
entanto, para o traço T1, onde as resistências do concreto variam de 16 a
28 MPa a variação da tensão em função dos diâmetros das barras é bem mais
acentuada, sofrendo uma maior queda no diâmetro de 12,5 mm.
A Figura 5.45 e 5.46 mostram a variação da tensão última de aderência
(MPa) versus a resistência à compressão do concreto (MPa), para o ensaio
POT (RILEM) com os traços T1 e T2 respectivamente.
Tensão última de aderência (MPa)
Ø 8,0 mm
Ø 10,0 mm
Ø 12,5 mm
35
30
25
20
15
10
5
0
0
10
20
30
40
50
60
Resistência a compressão (MPa)
Figura 5.45 - Variação da tensão última de aderência com a resistência a compressão (POT
RILEM -T1).
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 124
Tensão última de aderência (MPa)
Ø 8,0 mm
Ø 10,0 mm
Ø 12,5 mm
35
30
25
20
15
10
5
0
0
10
20
30
40
50
60
Resistência a compressão (MPa)
Figura 5.46 - Variação da tensão última de aderência com a resistência a compressão (POT
RILEM -T2).
Observando-se os gráficos das Figuras 5.45 e 5.46 de uma perspectiva
diferente, fixou-se a resistência a compressão e obteve-se uma curva de
tensão última de aderência em função do diâmetro, com mostra as Figuras
Tensão última de aderência (MPa)
5.47 e 5.48.
35
30
25
fcm (MPa)
20
16,7
15
21,1
10
28
5
0
Ø 8,0 mm
Ø 10,0 mm
Ø 12,5 mm
Diâmetro da Barra de Aço
Figura 5.47 - Variação da Tensão última de aderência com o diâmetro (POT - RILEM - T1).
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Tensão última de aderência (MPa)
Capítulo 5
| 125
35
30
25
fcm (MPa)
20
33,1
15
40,5
10
49,9
5
0
Ø 8,0 mm
Ø 10,0 mm
Ø 12,5 mm
Diâmetro da Barra de Aço
Figura 5.48 - Variação da Tensão última de aderência com o diâmetro (POT - RILEM - T2).
A partir dos gráficos das Figuras 5.47 e 5.48, constata-se que a tensão
última de aderência cresce de forma contínua em função do aumento
diâmetro,formando retas praticamente paralelas entre si. Vale salientar que o
comportamento dos corpos-de-prova no ensaio APULOT ocorreu o contrario
dos corpos-de-prova no ensaio POT(RILEM), ou seja, com o aumento do
diâmetro ocorreu um decréscimo da tensão última de aderência, este fato esta
intimamente ligado aos fendilhamentos ocorridos nos ensaios APULOT,nos
quais quanto maior o diâmetro barra, maior o numero de fendilhamentos.
Regressões lineares (τu x fc).
Assim como foi feito com as tensões médias de aderência realizou-se
regressões lineares com os resultados obtidos de tensões últimas de aderência
nos ensaios APULOT com os diâmetros de 8,0 mm, 10,0 mm e 12,5 mm para
os traços T1 e T2. Nas Figuras 5.49 e 5.50 foi considerado os dois traços de
forma independente e na Figura 5.51 os dois traços foram unidos na mesma
curva. A Tabela 5.20 mostra as expressões obtidas das regressões lineares
das Figuras 5.49 e 5.50 e a Tabela 5.21 ilustra as expressões obtidas das
regressões lineares da Figura 5.51. Nas Tabelas 5.20 e 5.21 encontram-se
também os valores dos coeficientes de determinação (R2).
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 126
Tensão última de aderência (MPa)
Ø 8,0 mm
Ø 10,0 mm
Ø 12,5 mm
35
30
25
20
15
10
5
0
0
10
20
30
40
50
60
Resistência a compressão (MPa)
Figura 5.49 - Regressões lineares (τu
x fc) (APULOT - T1 - 8,0 mm; 10,0 mm e 12,5 mm).
Tensão última de aderência (MPa)
Ø 8,0 mm
Ø 10,0 mm
Ø 12,5 mm
35
30
25
20
15
10
5
0
0
10
20
30
40
50
60
Resistência a compressão (MPa)
Figura 5.50 - Regressões lineares (τu
x fc) (APULOT - T2 - 8,0 mm; 10,0 mm e 12,5 mm).
Tabela 5.20 - Regressões Lineares (τu
x fc) -APULOT T1 e T2.
Traço
Diâmetro
(mm)
Regressão Linear
Coeficiente
de determinação
T1
8,0
τu = 0,38. fc + 4,95
R2 = 0,98
T1
10,0
τ u = 0,24. fc + 7,88
R2 = 0,95
T1
12,5
τ u = 0,24. fc + 5,40
R2 = 0,99
T2
8,0
τu = 0,20. fc +16,32
R2 = 0,99
T2
10,0
τu = 0,16. fc +17,74
R2 = 0,99
T2
12,5
τ u = 0,19. f c +15,35
R2 = 1,00
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 127
Nota-se na Tabela 5.14 e Figuras 5.32 e 5.33 que as regressões foram
satisfatórias, pois obtiveram coeficientes de determinação próximos de 1.
Entretanto nota-se alguns fatos interessantes entre as curvas obtidas, pois para
o traço T1 o coeficiente angular é o mesmo para os diâmetros de 10,0 e
12,5 mm e sofre um aumento com a diminuição do diâmetro para 8,0 mm.
Entretanto no traço T2 este fato ocorre de forma diferente, pois o coeficiente
angular é o mesmo para os diâmetros de 8,0 e 12,5 mm e sofre uma ligeira
queda para o diâmetro de 8,0 mm, entretanto os coeficientes lineares são mais
próximos que os do traço T1.
Tensão última de aderência (MPa)
Ø 8,0 mm
Ø 10,0 mm
Ø 12,5 mm
35
30
25
20
15
Salto
10
5
0
0
10
20
30
40
50
60
Resistência a compressão (MPa)
Figura 5.51 - Regressões lineares (τu x fc) (APULOT - T1 e T2 - 8,0 mm; 10,0 mm e 12,5 mm).
Tabela 5.21 - Regressões Lineares (τu x fc) - APULOT.
Diâmetro
(mm)
Regressão Linear
Coeficiente
de determinação
8,0
τu = 0,49. fc + 3,46
R2 = 0,91
10,0
τu = 0,47. fc +3,84
R2 = 0,88
12,5
τu = 0,54. fc + 0,01
R2 = 0,88
Observa-se que quando agrupa-se todos pontos de tensão última de
aderência dos ensaios APULOT em um mesmo gráfico, como mostra a Figura
5.51 e a Tabela 5.21, os coeficientes angulares e lineares das retas dos
diâmetros de 8,0 e 10,0 mm ficam muito parecidos, porém o diâmetro de
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 128
12,5 mm ficam distintos. Todavia nota-se que o coeficiente de determinação
diminui (obtendo valores abaixo de 0,9).
Observando a Figura 5.51 nota-se ainda que na mudança de traço, onde
a resistência a compressão passa 28,0 MPa para 33,1 MPa, ocorre um “salto”
no valor da tensão de aderência, independente do diâmetro das barras. Este
fato pode ser justificado pela utilização de comprimentos de ancoragem
diferentes, pois para o T1 foi de 10Ø e para o T2 foi de 6Ø, que são calculados
neste tipo de ensaio, em função da resistência do concreto e do diâmetro das
barras, conforme apresentados nos capítulos 3 e 4.
Empregando-se dos mesmos procedimentos anteriores realizou-se
regressões lineares com os resultados obtidos de tensões médias de aderência
nos ensaios POT (RILEM) com os diâmetros de 8,0 mm, 10,0 mm e 12,5 mm
para os traços T1 e T2. Nas Figuras 5.52 e 5.53 foi considerado os dois traços
de forma isolada e na Figura 5.54 os dois traços foram unidos na mesma curva.
A Tabela 5.22 mostra as expressões obtidas das regressões lineares das
Figuras 5.52 e 5.53 e a Tabela 5.23 ilustra as expressões obtidas das
regressões lineares da Figura 5.54. Nas Tabelas 5.22 e 5.23 encontram-se
também os valores dos coeficientes de determinação (R2).
Tensão última de aderência (MPa)
Ø 8,0 mm
Ø 10,0 mm
Ø 12,5 mm
35
30
25
20
15
10
5
0
0
10
20
30
40
50
60
Resistência a compressão (MPa)
Figura 5.52 - Regressões lineares (τu
x fc) (POT RILEM - T1 - 8,0 mm; 10,0 mm e 12,5 mm).
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 129
Tensão última de aderência (MPa)
Ø 8,0 mm
Ø 10,0 mm
Ø 12,5 mm
35
30
25
20
15
10
5
0
0
10
20
30
40
50
60
Resistência a compressão (MPa)
Figura 5.53 - Regressões lineares (τu
x fc) (POT RILEM - T2 - 8,0 mm; 10,0 mm e 12,5 mm).
Tabela 5.22 - Regressões Lineares (τu x fc) - POT (RILEM) - T1 e T2
Diâmetro
Coeficiente
Traço
Regressão Linear
(mm)
de determinação
T1
8,0
τu = 0,58. fc + 0,82
R2 = 0,97
T1
10,0
τu = 0,56. fc + 4,58
R2 = 0,99
T1
12,5
τu = 0,52. fc + 8,68
R2 = 0,99
T2
8,0
τu = 0,39. fc + 4,88
R2 = 0,99
T2
10,0
τu = 0,37. fc + 8,65
R2 = 1,00
T2
12,5
τu = 0,36. fc +12,18
R2 = 1,00
Nota-se na Tabela 5.22 e Figuras 5.52 e 5.53 que as regressões foram
satisfatórias, pois os coeficientes de determinação ficaram próximos de 1,como
obtido nos ensaios APULOT. Contudo o coeficiente angular diminui
ligeiramente com o aumento do diâmetro e o coeficiente linear aumenta com a
ampliação do diâmetro, formando retas quase que paralelas entre si.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 130
Tensão última de aderência (Mpa)
Ø 8,0 mm
Ø 10,0 mm
Ø 12,5 mm
35
30
25
20
15
10
5
0
0
10
20
30
40
50
60
Resistência a compressão (Mpa)
Figura 5.54 - Regressões lineares (τu
x fc) (POT RILEM - T1 e T2 - 8,0 mm; 10,0 mm e
12,5 mm).
Tabela 5.23 - Regressões Lineares (τu
Diâmetro
(mm)
x fc) - POT (RILEM).
Regressão Linear
Coeficiente
de determinação
8,0
τu = 0,41. fc + 4,59
R2 = 0,98
10,0
τu = 0,38. fc +8,37
R2 = 0,98
12,5
τu = 0,38. fc +11,64
R2 = 0,99
Ressalta-se que quando reúne-se todos pontos de tensão última de
aderência dos ensaios POT(RILEM) em um mesmo gráfico, como mostra a
Figura 5.54 e a Tabela 5.23, os coeficientes angulares diminuem ligeiramente
com o aumento do diâmetro, ficando iguais para os diâmetros de 10,0 e
12,5 mm e o coeficiente linear aumenta com a ampliação do diâmetro, ficando
retas paralelas entre si para os diâmetros de 10,0 e 12,5 mm e quase paralelas
para o diâmetro de 8,0 mm também.
Todavia nota-se que o coeficiente de determinação obteve
valores
próximos de 1, evidenciando boa correlação entre as variáveis, fato que não foi
observado nos ensaios APULOT. Este fato pode ser explicado devido ao
"salto" observado na Figura 5.51 que não aparece na Figura 5.54, pois em se
tratando de ensaio recomendado pela RILEM/CEB/FIP RC6 (CEB, 1983), não
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 131
ocorre variação do comprimento de ancoragem (fixado em 5Ø), conforme
apresentados e discorridos no capítulos 3 e 4. Portanto o comportamento das
tensões em função das resistências é mais uniforme nos ensaios POT (RILEM)
devido ao comprimento de ancoragem ser igual para os dois traços. Este fato
reforça, a nosso ver, a necessidade da realização de uma análise numérica
detalhada e, a necessidade de mais ensaios experimentais variando ou fixando
o comprimento de ancoragem do ensaio APULOT.
Vale salientar que em todas as regressões lineares obtidas os
coeficientes angulares foram positivos, ou seja, independente do tipo de ensaio
realizado, APULOT ou POT (RILEM), o aumento da tensão última
de
aderência é diretamente proporcional ao acréscimo da resistência à
compressão do concreto, independente do diâmetro da barra, assim como
concluído para a tensão média de aderência. De uma maneira geral nota-se
que os pontos do ensaio POT(RILEM)-T1 são superiores em relação aos
pontos do ensaio APULOT-T1, contudo observa-se que os pontos dos ensaios
POT (RILEM) -T2 para os diâmetros de 8,0 e 10,0 mm são inferiores aos dos
pontos dos ensaios APULOT-T2 e que esse fato inverte-se para os diâmetros
de 12,5 mm.
5.3.4 Considerações sobre os coeficientes de variação.
Estas considerações tem o intuito de vislumbrar uma diferença ocorrida
ente os valores obtidos da tensão média de aderência e os de tensão última de
aderência, no que tange o coeficiente de variação, que trata-se de um valor
que avalia a variabilidade dos dados em relação à média, ou seja, quanto
menor o coeficiente de variação mais homogêneo é o conjunto de dados. As
Figuras 5.55 e 5.56 mostram os valores obtidos para as tensões médias de
aderência e tensões últimas de aderência para os dois tipos de ensaios
juntamente com os respectivos valores de coeficiente de variação.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 132
APULOT-Tensão Última
APULOT-Tensão Média
Tensão de aderência (MPa)
35
30
25
20
15
10
5
0
0
5
10
15
20
25
Coeficiente de variação (%)
Figura 5.55 - Valores obtidos de coeficientes de variação para os ensaios APULOT.
POT(RILEM)-Tensão Última
POT(RILEM)-Tensão Média
Tensão de aderência (MPa)
35
30
25
20
15
10
5
0
0
5
10
15
20
25
Coeficiente de variação (%)
Figura 5.56 - Valores obtidos de coeficientes de variação para os ensaios POT(RILEM).
Observando a Figura 5.55 nota-se claramente que as tensões médias de
aderência obtiveram valores de coeficiente de variação maiores do que as
tensões últimas de aderência, o mesmo fato ocorre na Figura 5.56, porém
nesta figura alguns valores de tensão ultima de aderência também alcançaram
valores de coeficientes de variação altos.
Acredita-se que este fato está ligado ao modo como são calculados as
tensões, pois a tensão média de aderência é calculada considerando os
valores de tensão de aderência em determinados pontos de deslizamentos e a
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 133
tensão última de aderência, como o próprio nome diz, leva em consideração
somente a tensão máxima de arrancamento. Deste modo, em determinadas
condições de ensaio acontecia o fato do corpo-de-prova sofrer algum tipo de
acomodação da face plana de concreto na chapa de aço, podendo assim
falsear as medidas de tensões de aderência dos primeiros pontos de
deslizamentos, ou seja, como a tensão média de aderência leva em
consideração esses valores de deslizamentos aos 0,01 mm; 0,1 mm e 1 mm
ela pode ter sido alvo destes desvios de valores de deslizamentos na
acomodação, justificando assim os valores altos de coeficientes de variação.
5.3.5 Comparação entre os resultados obtidos com a curva de
correlação de Lorrain e Barbosa (2008).
Lorrain e Barbosa (2008) apresentaram em seu trabalho uma curva que
correlaciona os pontos de tensão última de aderência versus resistência a
compreensão do concreto (Figura 3.12). Mediante essa curva de correlação,
cujo coeficiente de determinação é próximo de 1, e na qual se encontram
dados oriundos de diversas pesquisas realizadas na França, no Brasil e na
Tunísia, assim como obtidos na literatura, foi baseada a análise dos resultados
encontrados nessa pesquisa, mostrada nas Figuras 5.57 e 5.58.
Tensão Última de Aderência (MPa)
APULOT - T1 e T2
Lorrain e Barbosa (2008)
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Resistência a Compressão (MPa)
Figura 5.57 - Comparação dos Ensaios APULOT (τu ) com Lorrain e Barbosa (2008).
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 134
Tensão Última de Aderência (MPa)
POT (RILEM) - T1 e T2
Lorrain e Barbosa (2008)
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Resistência a Compressão (MPa)
Figura 5.58 - Comparação dos Ensaios POT(RILEM) ( τu ) com Lorrain e Barbosa (2008).
Com base nas Figuras 5.57 e 5.58 nota-se visualmente que os valores
que melhor se encaixam na curva sugerida por Lorrain e Barbosa (2008) são
os
valores
do
APULOT-T1
e
os
valores
POT(RILEM)-T1-8,0 mm
e
POT(RILEM)-T2-8,0 mm e , os demais valores estão mais afastados da curva.
Entretanto vale salientar que os valores obtidos que estão mais afastados não
podem ser considerados descartáveis, porém ocorre a necessidade de mais
investigações para uma melhor interpretação das curvas de correlação. Através
da variação de alguns parâmetros, como o comprimento de ancoragem, o valor
do cobrimento de concreto e uma análise numérica dos fenômenos aliada as
práticas experimentais.
A título de comparação fez-se um gráfico com os pontos obtidos da
tensão média de aderência juntamente com os pontos de Lorrain e Barbosa
(2008), as Figuras 5.59 e 5.60 ilustram o resultado. Vale Salientar que os
pontos comparados são de mesma unidade de medida (MPa), porém não são
os mesmos, os de Lorrain e Barbosa (2008) são para a tensão última de
aderência e os desta pesquisa são os valores de tensão média de aderência.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 135
APULOT - T1 e T2
Lorrain e Barbosa (2008)
Tensão de Aderência (MPa)
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Resistência a Compressão (MPa)
Figura 5.59 - Comparação dos Ensaios APULOT (τm ) com Lorrain e Barbosa (2008).
POT (RILEM) - T1 e T2
Lorrain e Barbosa (2008)
Tensão de Aderência (MPa)
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Resistência a Compressão (MPa)
Figura 5.60 - Comparação dos Ensaios POT(RILEM) (τm ) com Lorrain e Barbosa (2008).
Observando-se as Figuras 5.59 e 5.60 nota-se visualmente que os
valores se encaixam muito melhor na curva sugerida por Lorrain e Barbosa
(2008) do que os valores obtidos nas Figuras 5.57 e 5.58. Entretanto vale
salientar novamente que esta análise foi comparativa de tensões de grandezas
distintas, ocorrendo a necessidade de mais investigações experimentais e
numéricas.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 136
5.4 Análise estatística dos ensaios de aderência
O objetivo deste item é realizar uma análise estatística, através da
metodologia análise de variância (ANOVA) nos resultados obtidos dos ensaios
de aderência aço-concreto, a fim de se verificar a influência dos fatores: Tipo
de ensaio, idade de ruptura, tipo de classe de resistência do concreto (traço) e
diâmetro da barra na variável resposta tensão última de aderência e tensão
média de aderência. Esta análise estatística foi realizada através do programa
computacional SAS7 e o SISVAR8.
A tabela ANOVA apresenta os seguintes resultados: o tipo de fator,
assim como a interação entre os fatores, os graus de liberdade, valores das
somas dos quadrados, médias quadradas e o valor de F calculado. Podemos
denominar um efeito significativo, se o valor de "Pr>Fc" for menor que 0,05 o
que significa dizer que existe 5% de chance de não ser significativo, ou seja,
95% de chance de ser significativo o fator ou a interação.
5.4.1 Análise Estatística para a Tensão Última de Aderência
Vale ressaltar que a tensão última de aderência para os ensaios
APULOT e POT (RILEM), foi considerada com sendo a máxima tensão obtida
no ensaio de arrancamento. Na Tabela 5.24 pode ser visto o grau de
significância atribuído para cada um dos fatores de influência. Podemos
observar que todos os fatores se mostraram significantes, quando analisados
de forma isolada. Nota-se que o fator de maior influência na tensão última de
aderência é a classe de resistência do concreto (traço), porém ao realizar uma
análise com apenas um fator isolado, prejudica-se o resultado, pois os fatores
se interagem. Pode-se observar interações de segunda e terceira ordem
significativas, entretanto não foi observado o efeito de quarta ordem. Assim
sendo realiza-se a análise estatística a partir da interação de 3ª ordem, e
7
Programa de análise estatística: SAS Istitute Inc. SAS/STAT USER´S GUIDE. Version
9.1.3/2004.
8
Programa de análise estatística: SISVAR Versão 5.0 (Build 67)/2003, desenvolvido na
Universidade Federal de Lavra/MG.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 137
descarta-se as interações que se encontram dentro desta, como por exemplo
as interações de 2ª ordem: Ensaio*Traço, Ensaio*Diâmetro e Traço*Diâmetro
que
estão
embutidas
dentro
da
interação
de
3ª
ordem
"Ensaio*Traço*Diâmetro". Todavia nota-se que na interação de 2ª ordem
(Traço*Idade) existem fatores que influenciam na tensão última de aderência e
não estão no efeito de 3ª ordem mencionado (Ensaio*Traço*Diâmetro), assim
sendo realizou-se uma análise para o esse efeito de 2ª ordem também.
Tabela 5.24 - Análise de variância da tensão última de aderência.
Graus de
Soma dos
Médias
Variáveis
Fc
Liberdade
Quadrados
Quadradas
Ensaio
1
329,84
329,84
241,01
Traço
1
5935,53
5935,53
4336,99
Idade
2
861,14
430,57
314,61
Diâmetro
2
108,33
54,16
39,58
Ensaio*Traço
1
304,65
304,65
222,60
Ensaio*Idade
2
103,05
51,53
37,65
Ensaio*Diâmetro
2
698,63
349,31
255,24
Traço*Diâmetro
2
9,83
4,92
3,59
Traço*Idade
2
0,18
0,09
0,06
Idade*Diâmetro
4
8,95
2,24
1,63
Ensaio*Traço*Diâmetro
2
11,15
5,57
4,07
Ensaio*Traço*Idade
2
0,77
0,39
0,28
Ensaio*Idade*Diâmetro
4
2,72
0,68
0,50
Traço*Idade*Diâmetro
4
3,58
0,89
0,65
Ensaio*Traço*
4
1,55
0,39
0,28
Idade*Diâmetro
erro
216
295,61
1,37
Pr>Fc
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,029
0,938
0,166
0,018
0,754
0,738
0,625
0,889
Efeito de 3ª ordem
As interações de terceira ordem correspondem aquelas que possuem 3
fatores que influenciam ao mesmo tempo. A Figura 5.61 (a) e (b) ilustra o efeito
"Ensaio*Traço*Diâmetro" evidenciando o tipo de ensaio (APULOT ou
POT RILEM) e a Tabela 5.25 mostra os valores das médias obtidas, as médias
com a letras iguais "a/a" ao lado significam que estas são estaticamente iguais
ao nível de 5% de probabilidade e as médias com letras distintas "a/b" ao lado
dos pontos, significam que as médias são estaticamente diferentes ao nível de
5% de probabilidade. Nota-se que o valor da tensão última de aderência para o
traço T1 e diâmetro de 8,0 mm (T1-8,0 mm) e traço T2 e diâmetro de 10,0 mm
(T2-10,0 mm) se mostraram estaticamente iguais ao nível de 5% de
probabilidade, enquanto que os demais valores: (T1-10,0 mm), (T1-12,5 mm),
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 138
(T2-8,0 mm) e (T2-12,5 mm) se mostraram diferentes estaticamente ao nível de
5% de probabilidade. Conclui-se, a partir do exposto acima, que para o T18mm e T2-10mm o tipo de ensaio não tem influência estatística significativa no
valor da tensão última de aderência, ou seja, os valores da tensão última de
aderência são iguais estatisticamente para os dois ensaios.
30
25
20
15
10
(a)
APULOT
POT
Tensão última de aderencia (MPa)
Tensão última de aderência (MPa)
APULOT
5
POT
30
25
20
15
10
5
0
0
8,0
10,0
12,5
(b)
8,0
10,0
12,5
T1
T2
Traço / Diâmetro (mm)
Traço / Diâmetro (mm)
Figura 5.61 (a) e (b) - Interação de 3ª ordem fixando o tipo ensaio (τu ).
Tabela 5.25 - Tabela de comparação da Figura 5.61.
T1
8 mm
APULOT
POT
(RILEM)
10 mm
T2
12,5 mm
8 mm
10 mm
12,5 mm
13,35
a 13,12 a 10,57 a 24,42 a 23,94 a 23,24 a
13,65
a 16,93 b 20,06 b 21,10 b 24,22 a 27,10 b
A Figura 5.62 (a) e (b) ilustra o efeito "Ensaio*Traço*Diâmetro"
evidenciando o tipo de classe de resistência do concreto (traço) e a
Tabela 5.26 mostra os valores das médias obtidas, as médias com a letras
iguais "a/a" ao lado significam que estas são estaticamente iguais ao nível de
5% de probabilidade e as médias com letras distintas "a/b" ao lado dos pontos,
significam que as médias são estaticamente diferentes ao nível de 5% de
probabilidade. Nota-se que todos os valores de tensão última de aderência
APULOT-8,0 mm, APULOT-10,0 mm, APULOT-12,5 mm, POT-8,0 mm, POT-
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 139
10,0 mm, POT-12,5 mm se mostraram estaticamente diferentes ao nível de 5%
de probabilidade. Conclui-se, a partir do exposto acima, que o tipo de classe de
resistência do concreto (traço) tem influência estatística significativa no valor da
tensão última de aderência, ou seja, os valores da tensão última de aderência
são diferentes estatisticamente para as duas classes de resistência do concreto
(traços). Observa-se ainda que os valores de tensão última de aderência dos
ensaios APULOT nos diâmetros de 8,0 e 10,0 mm diminuem com o aumento
do diâmetro da barra, acentuando-se esta diminuição para o diâmetro de 12,5
mm. Este fato ocorre pois os corpos-de-prova de garrafa PET não suportam as
tensões geradas por barras com diâmetros maiores. Observou-se que os
corpos-de-prova do ensaio APULOT que utilizavam barras de 8,0 mm nenhum
sofreu fendilhamento, nos corpos-de-prova que utilizavam barras de 10 mm
alguns sofreram fendilhamento enquanto que todos os corpos-de-prova que
utilizavam barras de 12,5 mm sofreram fendilhamento, o que explica a queda
mais acentuada no diâmetro de 12,5 mm. Em contrapartida os valores de
tensão última de aderência dos ensaios POT (RILEM) aumentam com o
aumento do diâmetro da barra. Este fato pode ser explicado pois nenhum dos
corpos-de-prova do ensaio POT (RILEM) sofreu fendilhamento, ou seja, em
todos eles ocorreram deslizamento da barra de aço em relação ao concreto
envolvente.
T2
T1
30
Tensão última de aderência (MPa)
Tensão última de aderência (MPa)
T1
25
20
15
10
(a)
5
0
8,0
10,0
12,5
T2
30
25
20
15
10
5
0
(b)
8,0
10,0
12,5
APULOT
POT
Ensaio / Diâmetro (mm)
Ensaio / Diâmetro (mm)
Figura 5.62 (a) e (b) - Interação de 3ª ordem fixando o tipo de traço (τu ).
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 140
Tabela 5.26 - Tabela de comparação da Figura 5.62.
APULOT
8 mm
10 mm
POT (RILEM)
12,5 mm
8 mm
10 mm
12,5 mm
T1
13,35
a
13,12 a 10,57 a 13,65 a 16,93 a 20,06 a
T2
24,42
b
24,22 b 23,24 b 21,10 b 23,94 b 27,10 b
Efeito de 2ª ordem
Os efeitos de segunda ordem correspondem quando as variáveis são
analisadas em pares, observando-se a Tabela 5.24 nota-se que as interações
que tem influência significativa na tensão última de aderência, são as
interações: Ensaio*Idade, Ensaio*Traço e Ensaio*Diâmetro, todas com
(Pr>Fc) = 0,000 e o Traço*Diâmetro com (Pr>Fc) = 0,029. Entretanto as
interações: Traço*Idade e Idade*Diâmetro não se mostraram significativas, pois
(Pr>Fc) > 0,050. Entretanto vale salientar que discutiremos apenas a interação
Ensaio*Idade,
pois
as
outras
(Ensaio*Traço,
Ensaio*Diâmetro
e
Traço*Diâmetro) já estão inseridas na interação de 3ª ordem discutida
anteriormente. O gráfico da Figura 5.63 apresenta as interação de segunda
ordem "Ensaio*Idade" e a Tabela 5.27 mostra os valores das médias obtidas,
as médias com a letras iguais "a/a" ao lado significam que estas são
estaticamente iguais ao nível de 5% de probabilidade e as médias com letras
distintas "a/b" ao lado dos pontos, significam que as médias são estaticamente
diferentes ao nível de 5% de probabilidade. Observa-se que o valor da tensão
última de aderência para todas as idades se mostraram diferentes
estatisticamente ao nível de probabilidade de 5%, contudo nota-se que esta
diferença sofre um aumento da tensão última de aderência com o acréscimo da
idade 3, 7 e 28 dias e ainda observa-se que no ensaio POT obtêm-se valores
maiores de tensão última de aderência do que o ensaio APULOT.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
| 141
Tensão última de aderência (MPa)
Capítulo 5
APULOT
POT
30
25
20
15
10
5
0
3
7
28
Idade (dias)
Figura 5.63 - Interação de 2ª ordem fixando o tipo ensaio (τu).
Tabela 5.27 - Tabela de comparação da Figura 5.63.
3 dias
APULOT
7 dias
28 dias
16,58
a
18,12 a 19,76 a
POT(RILEM) 17,41
b
20,24 b 23,74 b
5.4.2 Análise Estatística para a Tensão Média de Aderência
Vale ressaltar que a tensão média de aderência (τm) para os ensaios
APULOT e POT (RILEM), emprega-se os valores de tensão de aderência
correspondentes aos deslizamentos 0,01 mm; 0,1 mm e 1,0 mm (Equação 4.3).
Se a tensão máxima de aderência acontece antes de 1,0 mm deve-se substituir
o valor de τ 1mm pelo valor da τu. Na Tabela 5.28 pode ser visto o grau de
significância atribuído para cada um dos fatores de influência. Podemos
observar que todos os fatores se mostraram significantes, quando analisados
de forma isolada. Nota-se que o fator de maior influência na tensão média de
aderência é a classe de resistência do de concreto (traço), porém ao realizar
uma análise com apenas um fator isolado, prejudica-se o resultado, pois os
fatores se interagem. Deste modo observou-se que a interação de quarta
ordem foi significativa. Assim realiza-se a análise estatística a partir da
interação de 4ª ordem, e descarta-se as interações que se encontram dentro
desta, como por exemplo, as interações de 1ª, 2ª e 3ª ordem que estão
embutidas dentro da interação de 4ª ordem (Ensaio*Traço*Idade*Diâmetro).
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
Tabela 5.28 - Análise de variância da tensão média de aderência.
Graus de
Soma dos
Médias
Variáveis
Fc
Liberdade
Quadrados
Quadradas
Ensaio
1
248,69
248,69
95,64
Traço
1
3131,82
3131,82
1204,35
Idade
2
635,29
317,65
122,15
Diâmetro
2
269,79
134,89
51,87
Ensaio*Traço
1
9,33
9,33
3,59
Ensaio*Idade
2
53,15
26,57
10,22
Ensaio*Diâmetro
2
420,97
210,48
80,94
Traço*Diâmetro
2
0,15
0,07
0,03
Traço*Idade
2
33,62
16,81
6,46
Idade*Diâmetro
4
1,25
0,31
0,12
Ensaio*Traço*Diâmetro
2
0,81
0,41
0,16
Ensaio*Traço*Idade
2
7,81
3,91
1,50
Ensaio*Idade*Diâmetro
4
5,99
1,50
0,58
Traço*Idade*Diâmetro
4
10,35
2,59
0,99
Ensaio*Traço*
4
35,24
8,81
3,39
Idade*Diâmetro
erro
216
561,69
2,60
| 142
Pr>Fc
0,000
0,000
0,000
0,000
0,059
0,000
0,000
0,972
0,002
0,975
0,855
0,225
0,680
0,411
0,010
Efeito de 4ª ordem
A interação de quarta ordem corresponde quando as variáveis são
analisadas com os 4 fatores que influenciam ao mesmo tempo. As Figuras 5.64
e 5.65 ilustram o efeito "Ensaio*Traço*Idade*Diâmetro" evidenciando o tipo de
ensaio para os traços T1 e T2 respectivamente. A Tabela 5.29 e a 5.30
mostram os valores das médias obtidas, as médias com as letras iguais "a/a"
ao lado significam que estas são estaticamente iguais ao nível de 5% de
probabilidade e as médias com letras distintas "a/b" ao lado dos pontos,
significam que as médias são estaticamente diferentes ao nível de 5% de
probabilidade. Nota-se que os valores de tensão média de aderência para o
traço T1 aos 3 dias com os diâmetros de 8,0 e 10,0 mm (T1 - 8 mm - 3d e T1 10 mm - 3d), assim como os valores aos 7 dias com diâmetro de 8,0 mm (T1 8 mm - 7d) bem como para o traço T2 os valores aos 3 dias com diâmetro de
10,0 mm (T2 - 10 mm - 3d) e os valores aos 7 dias e 28 dias com diâmetro de
8,0 mm (T2 - 8 mm - 7d e T2 - 8 mm- 28d) se mostraram estaticamente iguais
ao nível de 5% de probabilidade. Os demais valores se mostraram diferentes
estaticamente ao nível de 5% de probabilidade. Conclui-se, a partir do exposto
acima, que para o (T1 - 8 mm - 3d, T1 - 10 mm - 3d, T1 - 8 mm - 7d, T2 10 mm - 3d, T2 - 8 mm - 7d e T2 - 8 mm- 28d) o tipo de ensaio não tem
influência estatística significativa no valor da tensão média de aderência, ou
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 143
seja, os valores da tensão média de aderência são iguais estatisticamente para
Tensão ùltima de aderência (MPa)
os dois ensaios.
APULOT
POT (RILEM)
25
20
15
10
5
0
8
10
12,5
8
10
3
12,5
8
10
7
12,5
28
T1
Traço / Idade (dias) / Diâmetro (mm)
Figura 5.64 - Interação de 4ª ordem fixando o tipo de ensaio com T1 (τm ).
Tabela 5.29 - Tabela de comparação da Figura 5.64.
T1
3 dias
8 mm
APULOT
POT
(RILEM)
7 dias
10 mm
12,5 mm
8,40
8 mm
28 dias
10 mm
12,5 mm
8,14
a
9,31
a
a 8,97 a 10,38 a
8,95
6,63
a
9,16
a 11,35 b 8,32 a 12,16 b 13,63 b
Tensão ùltima de aderência (MPa)
APULOT
8 mm
10 mm
a 11,26 a 11,98 a
9,51
POT (RILEM)
20
15
10
5
0
10
3
12,5
8
10
12,5
8
7
10
12,5
28
T2
Traço / Idade (dias) / Diâmetro (mm)
Figura 5.65 - Interação de 4ª ordem fixando o tipo de ensaio com T2 (τm ).
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
9,39
a
b 13,92 b 16,66 b
25
8
12,5 mm
Capítulo 5
| 144
Tabela 5.30 - Tabela de comparação da Figura 5.65.
T2
3 dias
8 mm
10 mm
7 dias
12,5 mm
8 mm
10 mm
28 dias
12,5 mm
8 mm
10 mm
12,5 mm
APULOT 14,30 a 16,06 a 12,84 a 16,33 a 16,70 a 16,00 a 18,06 a 18,64 a 18,29 a
POT
11,44 b 16,06 a 18,65 b 16,89 a 20,43 b 22,74 b 18,02 a 21,72 b 22,86 b
(RILEM)
A Figura 5.66 e a 5.67 ilustram o efeito "Ensaio*Traço*Idade*Diâmetro"
evidenciando o tipo de classe de resistência do concreto (traço) para os
ensaios APULOT e POT (RILEM) respectivamente. A Tabela 5.31 e a 5.32
mostram os valores das médias obtidas, as médias com as letras iguais "a/a"
ao lado significam que estas são estaticamente iguais ao nível de 5% de
probabilidade e as médias com letras distintas "a/b" ao lado dos pontos,
significam que as médias são estaticamente diferentes ao nível de 5% de
probabilidade. Observa-se que todos os valores de tensão média de aderência
se mostraram estaticamente diferentes ao nível de 5% de probabilidade.
Conclui-se, a partir do exposto acima, que o tipo de classe de resistência do
concreto (traço) tem influência estatística significativa no valor da tensão média
de aderência, ou seja, os valores da tensão média de aderência são diferentes
estatisticamente para as duas classes de resistência do concreto (traços).
Como observado para a tensão última de aderência, na maioria dos casos os
valores de tensão média de aderência dos ensaios APULOT nos diâmetros de
8,0 e 10,0 mm diminuem com o aumento do diâmetro da barra, acentuando-se
esta diminuição para o diâmetro de 12,5 mm. Nota-se que o comportamento da
tensão média de aderência também está atrelado ao fato dos corpos-de-prova
de garrafa PET não suportam as tensões geradas por barras com diâmetros
maiores. Observou-se que os corpos-de-prova do ensaio APULOT na ocasião
do arrancamento que utilizavam barras de 8,0 mm não sofreram fendilhamento,
nos corpos-de-prova que utilizavam barras de 10 mm alguns sofreram
fendilhamento enquanto que todos os corpos-de-prova que utilizavam barras
de 12,5 mm sofreram fendilhamento. Entretanto os valores de tensão média de
aderência dos ensaios POT (RILEM) aumentam com o acréscimo do diâmetro
da barra. Este fato pode ser explicado pois nenhum dos corpos-de-prova do
ensaio POT (RILEM) sofreu fendilhamento, ou seja, em todos eles ocorreram
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 145
deslizamento da barra de aço em relação ao concreto envolvente, o que
significa que as tensões geradas foram suportadas pelo corpo-de-prova do
ensaio POT(RILEM).
Tensão ùltima de aderência (MPa)
T1
T2
25
20
15
10
5
0
8
10
12,5
8
10
3
12,5
8
7
10
12,5
28
APULOT
Ensaio / Idade (dias) / Diâmetro (mm)
Figura 5.66 - Interação de 4ª ordem fixando o tipo de traço com APULOT (τm ).
Tabela 5.31 - Tabela de comparação da Figura 5.66.
APULOT
3 dias
8 mm
T1
8,14
10 mm
a
9,31
a
7 dias
12,5 mm
8,40
a
8 mm
8,97
10 mm
a 10,38 a
28 dias
12,5 mm
8,95
8 mm
10 mm
a 11,26 a 11,98 a
12,5 mm
9,39
a
T2 14,30 b 16,06 b 12,84 b 16,33 b 16,70 b 16,00 b 18,06 b 18,64 b 18,28 b
Tensão ùltima de aderência (MPa)
T1
T2
25
20
15
10
5
0
8
10
3
12,5
8
10
12,5
8
7
10
12,5
28
POT (RILEM)
Ensaio / Idade (dias) / Diâmetro (mm)
Figura 5.67 - Interação de 4ª ordem fixando o tipo de traço com POT(RILEM) (τm).
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 5
| 146
Tabela 5.32 - Tabela de comparação da Figura 5.67
POT (RILEM)
3 dias
8 mm
T1
6,63
10 mm
a
9,16
7 dias
12,5 mm
a 11,35 a
8 mm
8,33
10 mm
28 dias
12,5 mm
a 12,16 a 13,63 a
8 mm
9,51
10 mm
12,5 mm
a 13,92 a 16,66 a
T2 11,44 b 16,06 b 18,65 b 16,89 b 20,43 b 22,74 b 18,02 b 21,72 b 22,86 b
Após estas apresentações e análises dos resultados obtidos nos
procedimentos experimentais desta pesquisa, o próximo capítulo abordará
sobre as conclusões deste trabalho e as sugestões para possíveis trabalhos
futuros.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
6. Conclusões
Retomando o objetivo principal deste trabalho, pode-se destacar
algumas conclusões e, sobretudo varias sugestões para as próximas pesquisas
sobre o mesmo tema. Destaca-se:
•
Os resultados de tensão de aderência versus o deslizamento
obtidos para as armaduras de 8,0 mm e 10 mm e 12,5 mm obtidos
com os concretos de classe de resistência aqui denominados de T1 e
T2 aos 3, 7 e 28 dias, mostraram que para ensaios APULOT com
diâmetros
de
8,0 mm
o
tipo
de
ruptura
observada
foi
sistematicamente o deslizamento da barra de aço em relação ao
concreto. Todavia para o diâmetro de 10,0 mm, o deslizamento
ocorreu em 75% dos casos e no diâmetro de 12,5 mm o tipo de
ruptura observada foi sistematicamente o fendilhamento do corpo-deprova, não sendo observado o deslizamento. Acredita-se que este
fato está relacionado com as garrafas PET não apresentarem
dimensões adequadas para suportar as tensões provocadas com o
aumento do diâmetro das barras ou ao fato do comprimento de
ancoragem usado nos ensaios estarem inadequados. Fica evidente a
necessidade de uma análise numérica detalhada, que possa avaliar a
distribuição de tensões que ocorre neste caso e um estudo mais
aprimorado acerca das dimensões do modelo e também do
comprimento de ancoragem adotado, para as barras de 10,0 mm e
12,5 mm. Nos ensaios POT (RILEM) o tipo de ruptura observada foi
sistematicamente o deslizamento, para todos os diâmetros.
•
Os resultados obtidos da tensão média de aderência para as
armaduras de 8,0 mm, 10 mm e 12,5 mm com os concretos de
classe de resistência T1 e T2 aos 3, 7 e 28 dias, para os ensaios
APULOT,
apresentaram
uma
correlação
satisfatória
com
a
resistência à compressão do concreto quando agrupa-se todos
pontos em um mesmo gráfico as três retas (cada reta é de um
Capítulo 6
| 148
diâmetro distinto) praticamente se agrupam em uma única reta. Nos
ensaios POT(RILEM) também ocorre este fato porém as retas
obtidas das regressões lineares praticamente ficam paralelas entre
si. Além destes fatos dentro da proposta de Lorrain e Barbosa
(2008). quer seja para os ensaios APULOT, quer seja para os
ensaios
POT
(RILEM),
os
pontos
obtidos
nesta
pesquisa
visualmente se encaixam na curva de correlação sugerida pelos
autores. Outro fato encontrado foi que a na maioria das vezes a
tensão média de aderência obteve valores de coeficiente de
variação maiores do que os valores obtidos da tensão última de
aderência. Podemos chegar a conclusão que a partir dos resultados
obtidos neste trabalho, que o crescimento da tensão média de
aderência é linearmente proporcional ao crescimento da resistência
a compressão do concreto.
•
Os resultados obtidos da tensão última de aderência para as
armaduras de 8,0 mm, 10,0 mm e 12,5 mm com os concretos de
classe T1 e T2 aos 3, 7 e 28 dias, para os ensaios APULOT e POT
(RILEM),
apresentaram
uma
correlação
satisfatória
com
a
resistência a compressão, porém diferentemente da tensão média
de aderência estas correlações ocorreram de formas isoladas. No
ensaio APULOT os resultados podem ser divididos em dois, pois
dependendo do traço, T1 ou T2, sua correlação com a resistência a
compressão
aconteceu
de
maneira
diferente.
Nos
ensaios
POT(RILEM), como observado na tensão média de aderência
também ocorre o fato das retas obtidas das regressões lineares
praticamente ficam paralelas entre si. Além destes fatos dentro da
proposta de Lorrain e Barbosa (2008), os ensaios APULOT-T1 se
encaixaram melhor na curva de correlação. e nos ensaios
POT(RILEM) os diâmetro de 8,0 mm. Podemos chegar a conclusão
que a partir dos resultados obtidos neste trabalho, que o
crescimento da tensão última de aderência assim como constatado
na tensão média de aderência é linearmente proporcional ao
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 6
| 149
crescimento da resistência a compressão do concreto, porém ocorre
de forma distinta no ensaio APULOT.
•
Na análise estatística dos resultados obtidos nos ensaios de
aderência observa-se que quando comparado os dois ensaios na
análise da tensão última de aderência verificamos que os dois
ensaios são iguais na classe de resistência do concreto (traço) T1
somente para o diâmetro de 8,0 mm e na classe de resistência do
concreto (traço) T2 somente para o diâmetro de 10,0 mm,
independente da idade de ruptura nos dois casos. Na análise da
tensão média de aderência mostra que os ensaios são iguais para
as seguintes situações: (T1 - 8 mm - 3d, T1 - 10 mm - 3d, T1 - 8 mm
- 7d, T2 - 10 mm - 3d, T2 - 8 mm - 7d e T2 - 8 mm- 28d), nota-se que
o diâmetro de 8 mm obteve maiores casos de valores iguais.
Observa-se que em nenhum dos casos o diâmetro de 12,5 mm
obteve valores iguais nos dois ensaios, este fato pode estar ligado
ao comportamento observado no arrancamento, nos diâmetros de
12,5 mm foi sistematicamente o fendilhamento.
•
Os resultados obtidos nesta pesquisa experimental indicam que os
ensaios de aderência possuem a capacidade de estimar a
resistência a compressão do concreto, porém de forma prédeterminada nos ensaios controlados deste trabalho. Esta conclusão
vem fortalecer a proposta da pesquisa exemplificada inicialmente de
que os ensaios de aderência podem se tornar ensaios de
qualificação do concreto armado. Entretanto, é necessário reavaliar
alguns parâmetros de ensaio, como por exemplo, o comprimento de
ancoragem, assim como realizar mais pesquisas experimentais
considerando outros parâmetros que afetam o comportamento da
aderência aço-concreto.
Retomando os objetivos secundários, que estão correlacionados ao
objetivo principal, conclui-se:
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 6
| 150
Os resultados obtidos na investigação das características
geométricas com scanner a laser das diferentes barras de aço,
encontrado no ANEXO A, mostraram que as armaduras utilizadas
nesta pesquisa se enquadram dentro dos padrões nacionais e
internacionais mencionados no capitulo 3 e 4 e o fator de forma
f R calculado está dentro dos limites aceitáveis pelas normas
descritas no capitulo 3. As análises das armaduras oriundas de
outros países (França e Tunísia) e a outra armadura brasileira de
fabricação diferente da utilizada neste estudo mostraram que as
barras
de
entretanto
fabricação
as
brasileiras
francesas
e
as
são
praticamente
tunisianas
são
iguais,
distintas
apresentando fator de forma f R inferiores as barras brasileiras.
Os resultados obtidos na investigação para verificação da
influência do formato da garrafa PET na tensão última de
aderência no ensaio APULOT, encontrado no ANEXO B, mostram
que o formato da garrafa PET não tem influência estatística
significativa na tensão última de aderência, porém mudanças
bruscas no volume da garrafa PET tem uma influência
significativa. Entretanto, é necessário cautela, em alguns
parâmetros do ensaio APULOT. A realização de outras pesquisas
experimentais e numéricas considerando o tipo de formato de
outras garrafas PET devem ser considerados assim como outros
parâmetros que afetam o comportamento da aderência açoconcreto.
Como sugestões para as a continuidade desta pesquisa especificamente
destaca-se:
Pesquisar a influência de diferentes tipos de composições de
concretos, e sua influência sobre o comportamento da aderência
aço-concreto.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 6
| 151
Analisar com maior rigor a metodologia do ensaio APULOT,
principalmente no que tange o comprimento de ancoragem e seu
posicionamento no corpo-de-prova.
Pesquisar diferentes tipos de ensaio de aderência aço-concreto e
os fatores que influenciam no seu comportamento, buscando
assim, parâmetros que correlacionem as diferentes metodologias
de ensaios.
Simular numericamente o ensaio de aderência APULOT, e
compará-lo com as diferentes metodologias encontradas para o
ensaio de aderência aço-concreto.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
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Capítulo 7
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2p.
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miúdo - determinação de impurezas orgânicas. Rio de Janeiro: ABNT, 2001b.
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portland - análise química - determinação de perda ao fogo. Rio de Janeiro:
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silício, óxido férrico, óxido de alumínio, óxido de cálcio e óxido de magnésio.
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Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 7
| 154
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Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 7
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Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Capítulo 7
| 159
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Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
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Capítulo 7
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.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
ANEXO A - Investigação das características
geométricas das barras de aço.
A Figura A.1 está os detalhes das barras, divididas em modelos 1 e 2.
Nas Tabelas A.1 e A.2 estão as características geométricas das barras.
Vista Superior (Modelo 1)
Y
X
Vista Superior (Modelo 2)
Y
X
Vista Lateral Direita (Modelo 1)
X
Z
Vista Lateral Direita (Modelo 2)
X
Z
Vista Lateral Esquerda (Modelo 1)
Z
X
Vista Lateral Esquerda (Modelo 2)
Z
X
Figura A.1 - Exemplificação dos Modelos das Barras de Aço
Ângulo* 2 (°)
| 162
Ângulo* 1 (°)
Fornecedor
Anexo A
Modelo
Diâmetro
Nominal
(mm)
França
Tunísia
Brasil
País
Relação Distância Relação
Altura
Área
Altura /
Entre
Distância /
Das
Projetada
Diâmetro Nervuras* Diâmetro
2
Nervuras*
(mm )
(%)
(mm)
(%)
(mm)
A
8,0
1
0,49
6,13
5,53
69,18
155,18 52,05
9,44
A
10,0
1
0,75
7,50
6,71
67,06
149,65 51,86
16,44
A
12,5
1
0,97
7,76
9,03
72,22
148,98 51,89
28,26
A
16,0
1
1,18
7,38
11,07
69,19
150,98 50,08
41,42
B
8,0
1
0,55
6,93
5,80
72,50
157,17 52,00
10,64
B
10,0
1
0,77
7,70
6,75
67,46
156,72 50,78
17,94
B
12,5
1
1,01
8,08
8,71
69,66
148,39 49,67
30,36
B
16,0
1
1,10
6,88
11,23
70,21
148,94 48,53
42,05
C
8,0
1
0,82
10,25
6,44
80,50
151,08 44,23
12,17
C
10,0
2
0,82
8,20
6,92
69,20
141,56 62,46
18,39
C
12,5
1
1,18
9,44
6,92
55,36
135,38 55,99
27,51
C
16,0
2
1,29
8,06
10,85
67,81
148,68 48,52
43,64
D
8,0
2
0,63
7,88
6,20
77,50
157,77 48,66
10,09
D
10,0
2
0,88
8,80
6,31
63,10
151,82 60,78
13,83
D
12,5
2
0,94
7,52
7,25
58,00
149,39 57,12
23,90
D
16,0
2
1,22
7,63
10,10
63,13
149,56 53,10
43,30
Tabela A.1 - Medidas características geométricas das barras de diferentes países.
* A medida foi realizada na vista lateral direta, onde as barras se assemelham, como ilustra a
Figura A.1.
Tabela A.2 - Determinação dos fatores de forma segundo as normas.
França
Tunísia
Brasil
País
Fornecedor
Diâmetro
Nominal
(mm)
CEB (1982)
fr
CEB (1999)
fr
ACI (2003)
Rr
A
A
A
A
B
B
B
B
C
C
C
C
D
D
D
D
8,0
10,0
12,5
16,0
8,0
10,0
12,5
16,0
8,0
10,0
12,5
16,0
8,0
10,0
12,5
16,0
0,054
0,061
0,063
0,057
0,058
0,066
0,068
0,056
0,052
0,075
0,084
0,060
0,049
0,061
0,070
0,068
0,071
0,089
0,086
0,085
0,076
0,091
0,093
0,078
0,102
0,059
0,136
0,059
0,051
0,070
0,065
0,060
0,044
0,056
0,054
0,053
0,048
0,057
0,058
0,049
0,064
0,095
0,085
0,095
0,081
0,112
0,104
0,097
CEB
(1999)
(min)
fr
0,045
0,052
0,056
0,056
0,045
0,052
0,056
0,056
0,045
0,045
0,056
0,056
0,045
0,052
0,056
0,056
Maiores detalhes podem ser encontrados nos artigos publicados, como informa
a 2ª nota de rodapé do capítulo 1
.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
ANEXO B - Ensaio APULOT com garrafas PET diferentes
Como já mencionado e descrito nos capítulos anteriores o ensaio
APULOT utiliza garrafas PET como moldes. Diante disto, estudou-se a
interferência do formato da garrafa PET na tensão última de aderência. Para
isto utilizou-se 5 tipos de garrafas PET, conforme ilustra a Figura B.1, a Tabela
B.1 mostra alguns valores característicos
característicos de cada garrafa, vale salientar que o
diâmetro foi medido em torno do comprimento de ancoragem e o volume foi
medido com a garrafa já cortada e a barra de aço posicionada. Usando barras
com diâmetro de 8 mm, classe de resistência do concreto (traço) T1 e idade de
ruptura aos 7 dias, moldou-se 5 corpos-de-prova. para cada formato de PET, o
fluxograma da Figura B.2 exemplifica a quantidade de ensaios.
1
2
3
4
Figura B.1 – Tipos de garrafas PET.
Tabela B.1 - Características das Garrafas PET.
Tipo
Volume
(mL)
Diâmetro
(mm)
PET1
PET2
1674
1661
96
94
PET3
1597
99
PET4
1610
98
PET5
528
68
Figura B.2 - Fluxograma dos ensaios realizados.
Anexo B
| 164
Na Tabela B.2 e Figura B.3 estão os resultados das cargas máximas de
arrancamento, juntamente com as tensões últimas de aderência para os
ensaios APULOT, especificando a idade de ruptura, resistência a compressão
do concreto, comprimento de ancoragem, desvio padrão e coeficiente de
variação.
Tabela B.2 – Resultados dos ensaios de aderência (Ensaio APULOT)
Idade
Garrafa
Ruptura
PET
(dias)
Resistência a
compressão axial
Carga Tensão última de aderência
C. A.*
Ruptura
fcm
τu
C.V.* (mm)
C.V.*
(Tf)
D.P.*
D.P.*
(MPa)
(%)
(MPa)
(%)
PET 1
7
23,5
1,42
6,00
80,0
2,94
14,33
0,17
1,16
PET 2
7
23,5
1,42
6,00
80,0
3,07
14,96
0,82
5,48
PET 3
7
23,5
1,42
6,00
80,0
3,16
15,40
0,40
2,59
PET 4
7
23,5
1,42
6,00
80,0
2,95
14,40
1,19
8,27
Tensão última de aderência (MPa)
PET 5
7
23,5 1,42 6,00 80,0
2,24
10,93
1,16
10,62
*C.A. = comprimento de ancoragem; D.P. = desvio padrão e C.V. = coeficiente de variação.
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
PET1
PET2
PET3
PET4
PET5
Tipo de Garrafa PET
Figura B.3 - Resultados dos ensaios de aderência.
Vale salientar que em todos os corpos-de-prova a ruptura ocorreu por
deslizamento da barra de aço em relação ao concreto.
Realizou-se uma análise estatística, através da metodologia análise de
variância (ANOVA), trata-se de um método que baseia-se fundamentalmente
em averiguar se existe diferença significativa entre as médias e se o fator
exerce influência em alguma variável resposta. Assim verificou-se a influência
do tipo de formato de PET na variável resposta tensão última de aderência.
Esta análise estatística foi realizada através do programa computacional
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Anexo B
| 165
SISVAR . A tabela ANOVA apresenta os seguintes resultados: o tipo de fator,
assim como a interação entre os fatores, os graus de liberdade, valores das
somas dos quadrados, médias quadradas e o valor de F calculado (Fc). Para a
análise dos resultados obtidos foi adotado um nível de significância de 5%.
Deste modo podemos considerar que o efeito é significativo, se o valor de
"Pr>Fc" for menor que 0,05.
A análise de variância foi dividida em duas partes, a primeira mostrada
na Tabela B.3 evidência a comparação das PET1, PET2, PET3 e PET4, todas
garrafas PET de 2L, porém com formatos distintos. A segunda análise
mostrada na Tabela B.4 enfatiza a comparação das PET4 e PET5, estas duas
são de mesmo formato e com volumes distintos. Vale salientar que a variável
resposta foi a tensão última de aderência.
Tabela B.3 – Tabela ANOVA (PET 1, 2 , 3 e 4).
Variável
Tipo de
PET
erro
Graus de Soma dos
Médias
Liberdade Quadrados Quadradas
3
3,78
1,26
16
9,11
0,57
Fc
Pr>Fc
2,21 0,127
A Tabela B.3 mostra que o formato de garrafa PET não tem influência
significativa na variável tensão última de aderência, isto significa dizer que suas
médias são estaticamente iguais ao nível de 5% de probabilidade.
Tabela B.4 – Tabela ANOVA (PET 4 e 5).
Variável
Tipo de
PET
erro
Graus de Soma dos
Médias
Liberdade Quadrados Quadradas
1
30,17
30,17
8
11,07
1,38
Fc
Pr>Fc
21,81 0,002
A Tabela B.4 mostra que o volume de garrafa PET tem influência
significativa na variável resposta foi a tensão última de aderência, isto significa
dizer que suas médias são estaticamente diferentes ao nível de 5% de
probabilidade.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
Anexo B
| 166
Nota-se a partir da análise estatística (ANOVA), que quando a garrafa
PET tem volume próximos o seu formato não tem influência significativa na
tensão última de aderência e volumes distintos geram diferenças. Este fato
esta intimamente ligado ao volume de concreto que circunda a barra de aço,
que nas garrafas de 2L era praticamente o mesmo, pois seus diâmetros e
volumes eram próximos e na garrafa de 600 mL diferente.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
ANEXO C - Curvas de Tensão de Aderência versus
Tensão de Aderência (MPa)
Deslizamento
14,00
12,00
CP1 - D
10,00
CP2 - D
8,00
CP3 - D
6,00
CP4 - D
4,00
CP5 - D
2,00
CP6 - D
0,00
CP7 - F
0
1
2
3
4
5
6
CP8 - D
Deslizamento (mm)
Tensão de Aderência (MPa)
Figura C.1 - APULOT - T1 - 8 mm - 3d.
14,00
12,00
CP1 - D
10,00
CP2 - D
8,00
CP3 - D
6,00
CP4 - D
4,00
CP5 - F
2,00
CP6 - F
0,00
CP7 - D
0
1
2
3
4
5
6
CP8 - D
Deslizamento (mm)
Tensão de Aderência (MPa)
Figura C.2 - APULOT - T1 - 10 mm - 3d.
12,00
10,00
CP1 - F
8,00
CP2 - F
6,00
CP3 - F
4,00
CP4 - F
2,00
CP5 - F
0,00
CP6 - F
0
1
2
3
4
5
6
Deslizamento (mm)
Figura C.3 - APULOT - T1 - 12,5 mm - 3d.
CP8 - F
| 168
Tensão de Aderência (MPa)
Anexo C
16,00
14,00
12,00
10,00
8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
CP1 - D
CP2 - D
CP3 - D
CP4 - D
CP5 - D
CP6 - D
0
1
2
3
4
5
6
CP7 - D
CP8 - D
Deslizamento (mm)
Tensão de Aderência (MPa)
Figura C.4 – APULOT - T1 - 8 mm - 7d.
16,00
14,00
12,00
10,00
8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
CP1 - D
CP2 - D
CP3 - D
CP4 - D
CP5 - D
CP6 - F
0
1
2
3
4
5
6
CP7 - D
CP8 - D
Deslizamento (mm)
Tensão de Aderência (MPa)
Figura C.5 – APULOT - T1 - 10 mm - 7d.
12,00
10,00
CP1 - F
8,00
CP2 - F
CP3 - F
6,00
CP4 - F
4,00
CP5 - F
2,00
CP6 - F
0,00
CP7 - F
0
1
2
3
4
5
6
Deslizamento (mm)
Figura C.6 – APULOT - T1 - 12,5 mm - 7d.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
CP8 - F
| 169
Tensão de Aderência (MPa)
Anexo C
18,00
16,00
14,00
12,00
10,00
8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
CP1 - D
CP2 - D
CP3 - D
CP4 - D
CP5 - D
CP6 - D
0
1
2
3
4
5
6
CP7 - D
CP8 - D
Deslizamento (mm)
Tensão de Aderência (MPa)
Figura C.7 – APULOT - T1 - 8 mm - 28d.
16,00
14,00
12,00
10,00
8,00
6,00
CP1 - F
CP2 - F
CP3 - D
CP4 - D
4,00
2,00
0,00
CP5 - F
CP6 - F
CP7 - D
0
1
2
3
4
5
6
CP8 - D
Deslizamento (mm)
Tensão de Aderência (MPa)
Figura C.8 – APULOT - T1 - 10 mm - 28d.
16,00
14,00
CP1 - F
12,00
CP2 - F
10,00
CP3 - F
8,00
6,00
CP4 - F
4,00
CP5 - F
2,00
CP6 - F
0,00
CP7 - F
0
1
2
3
4
5
6
Deslizamento (mm)
Figura C.9 – APULOT - T1 - 12,5 mm - 28d.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
CP8 - F
| 170
Tensão de Aderência (MPa)
Anexo C
30,00
25,00
CP2 - D
20,00
CP3 - D
15,00
CP4 - D
10,00
CP5 - D
5,00
CP6 - D
0,00
CP7 - D
0
1
2
3
4
5
6
CP8 - D
Deslizamento (mm)
Tensão de Aderência (MPa)
Figura C.10 – APULOT - T2 - 8 mm - 3d.
25,00
CP1 - D
20,00
CP2 - D
15,00
CP3 - D
10,00
CP4 - F
CP5 - D
5,00
CP6 - D
0,00
0
1
2
3
4
5
6
CP7 - D
CP8 - D
Deslizamento (mm)
Tensão de Aderência (MPa)
Figura C.11 – APULOT - T2 - 10 mm - 3d.
25,00
CP1 - F
20,00
CP2 - F
15,00
CP3 - F
10,00
CP4 - F
CP5 - F
5,00
CP6 - F
0,00
CP7 - F
0
1
2
3
4
5
6
Deslizamento (mm)
Figura C.12– APULOT - T2 - 12,5 mm - 3d.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
CP8 - F
| 171
Tensão de Aderência (MPa)
Anexo C
30,00
25,00
CP1 - D
20,00
CP2 - D
CP3 - D
15,00
CP4 - D
10,00
CP5 - D
5,00
CP6 - D
0,00
CP7 - D
0
1
2
3
4
5
6
CP8 - D
Deslizamento (mm)
Tensão de Aderência (MPa)
Figura C.13 – APULOT - T2 - 8 mm - 7d.
30,00
25,00
CP1 - D
20,00
CP2 - D
CP3 - D
15,00
CP4 - D
10,00
CP5 - F
5,00
CP6 - D
0,00
CP7 - D
0
1
2
3
4
5
6
CP8 - D
Deslizamento (mm)
Tensão de Aderência (MPa)
Figura C.14 – APULOT - T2 - 10 mm - 7d.
30,00
25,00
CP1 - F
20,00
CP2 - F
CP3 - F
15,00
CP4 - F
10,00
CP5 - F
5,00
CP6 - F
0,00
CP7 - F
0
1
2
3
4
5
6
Deslizamento (mm)
Figura C.15 – APULOT - T2 - 12,5 mm - 7d.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
CP8 - F
| 172
Tensão de Aderência (MPa)
Anexo C
30,00
25,00
CP1 - R
20,00
CP2 - D
CP3 - D
15,00
CP4 - D
10,00
CP5 - D
5,00
CP6 - D
0,00
CP7 - D
0
1
2
3
4
5
6
CP8 - D
Deslizamento (mm)
Tensão de Aderência (MPa)
Figura C.16 – APULOT - T2 - 8 mm - 28d.
30,00
25,00
CP1 - F
20,00
CP2 - D
CP3 - D
15,00
CP4 - R
10,00
CP5 - D
5,00
CP6 - D
0,00
CP7 - F
0
1
2
3
4
5
6
CP8 - D
Deslizamento (mm)
Tensão de Aderência (MPa)
Figura C.17 – APULOT - T2 - 10 mm - 28d.
30,00
25,00
CP1 - F
20,00
CP2 - F
15,00
CP3 - F
10,00
CP5 - F
5,00
CP6 - F
0,00
CP7 - F
0
1
2
3
4
5
6
Deslizamento (mm)
Figura C.18 – APULOT - T2 - 12,5 mm - 28d.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
CP8 - F
| 173
Tensão de Aderência (MPa)
Anexo C
14,00
12,00
10,00
CP1 - D
8,00
CP2 - D
6,00
4,00
CP3 - D
2,00
CP4 - D
0,00
CP6 - D
0
1
2
3
4
5
6
Deslizamento (mm)
Tensão de Aderência (MPa)
Figura C.19 – POT (RILEM) - T1 - 8,0 mm - 3d.
16,00
14,00
12,00
10,00
CP1 - D
8,00
CP2 - D
6,00
CP3 - D
4,00
CP4 - D
2,00
CP5 - D
0,00
0
1
2
3
4
5
6
Deslizamento (mm)
Tensão de Aderência (MPa)
Figura C.20 – POT (RILEM) - T1 - 10,0 mm - 3d.
20,00
18,00
16,00
14,00
12,00
10,00
8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
CP1 - D
CP2 - D
CP3 - D
CP4 - D
CP5 - D
CP6 - D
0
1
2
3
4
5
6
Deslizamento (mm)
Figura C.21 – POT (RILEM) - T1 - 12,5 mm - 3d.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
| 174
Tensão de Aderência (MPa)
Anexo C
18,00
16,00
14,00
12,00
10,00
8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
CP1 - D
CP2 - D
CP3 - D
CP4 - D
CP5 - D
CP6 - D
0
1
2
3
4
5
6
Deslizamento (mm)
Tensão de Aderência (MPa)
Figura C.22 – POT (RILEM) - T1 - 8,0 mm - 7d.
20,00
18,00
16,00
14,00
12,00
10,00
8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
CP1 - D
CP2 - D
CP3 - D
CP4 - D
CP5 - D
CP6 - D
0
1
2
3
4
5
6
Deslizamento (mm)
Tensão de Aderência (MPa)
Figura C.23 – POT (RILEM) - T1 - 10,0 mm - 7d.
22,00
20,00
18,00
16,00
14,00
12,00
10,00
8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
CP1 - D
CP2 - D
CP3 - D
CP4 - D
CP5 - D
CP6 - D
0
1
2
3
4
5
6
Deslizamento (mm)
Figura C.24 – POT (RILEM) - T1 - 12,5 mm - 7d.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
| 175
Tensão de Aderência (MPa)
Anexo C
20,00
18,00
16,00
14,00
12,00
10,00
8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
CP1 - D
CP2 - D
CP3 - D
CP4 - D
CP5 - D
CP6 - D
0
1
2
3
4
5
6
Deslizamento (mm)
Tensão de Aderência (MPa)
Figura C.25 – POT (RILEM) - T1 - 8,0 mm - 28d.
25,00
20,00
CP1 - D
15,00
CP2 - D
10,00
CP3 - D
CP4 - D
5,00
CP5 - D
0,00
CP6 - D
0
1
2
3
4
5
6
Deslizamento (mm)
Tensão de Aderência (MPa)
Figura C.26 – POT (RILEM) - T1 - 10,0 mm - 28d.
30,00
25,00
CP1 - D
20,00
CP2 - D
15,00
CP3 - D
10,00
CP4 - D
5,00
CP5 - D
0,00
CP6 - D
0
1
2
3
4
5
6
Deslizamento (mm)
Figura C.27– POT (RILEM) - T1 - 12,5 mm - 28d.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
| 176
Tensão de Aderência (MPa)
Anexo C
24,00
21,00
18,00
15,00
CP2 - D
12,00
CP3 - D
9,00
CP4 - D
6,00
CP5 - D
3,00
CP6 - D
0,00
0
1
2
3
4
5
6
Deslizamento (mm)
Tensão de Aderência (MPa)
Figura C.28 – POT (RILEM) - T2 - 8,0 mm - 3d.
24,00
21,00
18,00
CP1 - D
15,00
CP2 - D
12,00
9,00
CP3 - D
6,00
CP4 - D
3,00
CP5 - D
0,00
CP6 - D
0
1
2
3
4
5
6
Deslizamento (mm)
Tensão de Aderência (MPa)
Figura C.29 – POT (RILEM) - T2 - 10,0 mm - 3d.
30,00
25,00
CP1 - D
20,00
CP2 - D
15,00
CP3 - D
10,00
CP4 - D
5,00
CP5 - D
0,00
CP6 - D
0
1
2
3
4
5
6
Deslizamento (mm)
Figura C.30 – POT (RILEM) - T2 - 12,5 mm - 3d.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
| 177
Tensão de Aderência (MPa)
Anexo C
25,00
20,00
CP1 - D
15,00
CP2 - D
10,00
CP3 - D
CP4 - D
5,00
CP5 - D
0,00
CP6 - D
0
1
2
3
4
5
6
Deslizamento (mm)
Tensão de Aderência (MPa)
Figura C.31– POT (RILEM) - T2 - 8,0 mm - 7d.
30,00
25,00
CP1 - D
20,00
CP2 - D
15,00
CP3 - D
10,00
CP4 - D
5,00
CP5 - D
0,00
CP6 - D
0
1
2
3
4
5
6
Deslizamento (mm)
Tensão de Aderência (MPa)
Figura C.32 – POT (RILEM) - T2 - 10,0 mm - 7d.
30,00
25,00
CP1 - D
20,00
CP2 - D
15,00
CP3 - D
10,00
CP4 - D
5,00
CP5 - D
0,00
CP6 - D
0
1
2
3
4
5
6
Deslizamento (mm)
Figura C.33 – POT (RILEM) - T2 - 12,5 mm - 7d.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto
| 178
Tensão de Aderência (MPa)
Anexo C
35,00
30,00
25,00
CP1 - D
20,00
CP2 - D
15,00
CP3 - D
10,00
CP4 - D
5,00
CP5 - D
0,00
CP6 - D
0
1
2
3
4
5
6
Deslizamento (mm)
Tensão de Aderência (MPa)
Figura C.34 – POT (RILEM) - T2 - 8,0 mm - 28d.
35,00
30,00
25,00
CP1 - D
20,00
CP2 - R
15,00
CP3 - D
10,00
CP4 - D
5,00
CP5 - D
0,00
CP6 - D
0
1
2
3
4
5
6
Deslizamento (mm)
Tensão de Aderência (MPa)
Figura C.35 – POT (RILEM) - T2 - 10,0 mm - 28d.
35,00
30,00
25,00
CP1 - D
20,00
CP2 - D
15,00
CP3 - D
10,00
CP4 - D
5,00
CP5 - D
0,00
CP6 - D
0
1
2
3
4
5
6
Deslizamento (mm)
Figura C.36 – POT (RILEM) - T2 - 12,5 mm - 28d.
Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out
para estimativa da resistência a compressão do concreto