Ensaio para obtenção de Módulo de Elasticidade e coeficiente de Poisson

Para se obter módulo de elasticidade ou módulo de deformação tangente inicial, E_ci e o coeficiente de Poisson, n, utilizam-se corpos-de-prova de dimensões 15 cm x 30 cm, como mostra a figura a seguir.

REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DO CORPO DE PROVA

Para a realização desses ensaios as diretrizes da NBR 8522: 2003 devem ser seguidas.

As deformações são medidas por relógios analógicos com precisão de milésimo de milímetro, uma casa a mais do que a exigida pela NBR 8522: 2003. As fotos a seguir mostram o aparelho de medição e a seqüência do ensaio. Nota-se que ao mesmo tempo são feitas leituras de deformação horizontal para posterior obtenção do coeficiente de Poisson, assunto de uma próxima postagem.

FOTO 1: APARELHO DE AFERIÇÃO SENDO AJUSTADO AO CORPO DE PROVA

FOTO 2: APARELHO E CORPO DE PROVAS PRONTOS PARA O ENSAIO

FOTO 3: RELÓGIOS ANALÓGICOS PARA LEITURA DE DEFORMAÇÕES VERTICAIS E HORIZONTAIS

FOTO 4: CORPO DE PROVA ROMPIDO APÓS ENSAIO

Os gráficos a seguir mostram o carregamento para realização deste ensaio para cada um dos tipos de concreto utilizados. O valor da resistência à compressão dos concretos ensaiados foi obtido através do ensaio de compressão axial de corpos-de-prova cilíndricos de dimensões 10 cm x 20 cm realizado para cada uma das betonadas que originaram os corpos-de-prova de 15 cm x 30 cm. A partir desse valor, se obtém a intensidade da força observada nos gráficos que segundo a NBR 8522: 2003 deve ser de 30% do valor de f_cm,28. Após o terceiro carregamento o aparelho de aferição de deformações é retirado, sem descarregar o corpo-de-prova e então o mesmo é levado à ruptura. Deve-se ainda tomar o cuidado de observar se o valor da resistência efetiva para cada um dos corpos-de-prova ensaiados não seja diferente em mais de 20% de f_c, caso isso ocorra deve-se descartar este resultado. No caso deste ensaio os valores efetivos não atingiram esta diferença.

Carregamento do ensaio para obtenção do módulo de elasticidade e coeficiente de Poisson para o concreto com resistência à compressão de 35 MPa

Carregamento do ensaio para obtenção do módulo de elasticidade e coeficiente de Poisson para o concreto com resistência à compressão de 50 MPa

Com base nos dados colhidos neste ensaio calculou-se o módulo de elasticidade, E_ci, em gigapascais, seguindo-se as recomendações da NBR 8522: 2003, através da seguinte equação:

Sendo:

σ_b: tensão maior, em megapascais (σ_b = 0,3 f_c);

σ_a: tensão básica, em megapascais (σ_a = 0,5 MPa);

e_b: deformação média dos corpos-de-prova ensaiados sob a tensão maior;

e_a: deformação média dos corpos-de-prova ensaiados sob a tensão básica.

Portanto:

para o concreto com resistência média à compressão aos 28 dias de idade, f_cm28, de 52,40 MPa tem-se:

para o concreto com resistência média à compressão aos 28 dias de idade, f_cm28, de 35,32 MPa tem-se:

Os resultados foram arredondados para a primeira casa decimal e expressos em gigapascais, conforme recomendação da NBR8522: 2003.

O coeficiente de Poisson obtém-se por meio do quociente da deformação horizontal pela vertical. Portanto para o concreto de f_cm28 = 52,40 MPa tem-se: