Vários indicadores são usados para caracterizar as propriedades operacionais e físicas e mecânicas dos materiais. O módulo de elasticidade do concreto, que caracteriza a capacidade de se deformar elasticamente como resultado da ação de forças e pressões externas, tornou-se generalizado. Para entender as propriedades da solução de concreto pré-fabricado, vale descobrir o que é, de que depende e como é determinada.
Leia no artigo
- 1 Módulo de elasticidade do concreto e unidades
- 2 Fatores que afetam o módulo de elasticidade do concreto
- 2.1 Qualidade e conteúdo volumétrico de agregados
- 2.2 Classe de concreto
- 2.3 Temperatura e umidade do ar
- 2.4 Tempo de exposição e condições de cura da mistura
- 2.5 Idade do concreto e reforço estrutural
- 3 Módulo de elasticidade do concreto (Eb): métodos de determinação do valor
- 3.1 Teste mecânico
- 3.1.1 Materiais e ferramentas
- 3.1.2 Esquema de teste de amostra
- 3.2 Método ultrassônico não destrutivo
- 3.1 Teste mecânico
Módulo de elasticidade do concreto e unidades
Durante a operação, os sólidos são carregados e começam a se deformar. No início, as mudanças de deformação do fluxo são reversíveis e sua magnitude a partir da força aplicada é linear. Assim que a carga é retirada, o produto restaura completamente sua forma original. Para descrever os processos em curso, é utilizada a lei de Hooke, segundo a qual, como um coeficiente proporcionalidade entre compressão ou alongamento absoluto e módulo de força aplicado é usado elasticidade.
A definição deste indicador é a seguinte: o módulo de elasticidade é o coeficiente de proporcionalidade entre a tensão normal e a deformação longitudinal relativa correspondente. Medido em kgf / cm² (N / m², Pa). É chamado de módulo de Young.
Assim que a carga ultrapassar determinado nível, inicia-se a fase de mudanças irreversíveis. A deformabilidade torna-se inelástica. O cisalhamento aumenta sem aplicação de carga adicional. Na zona de fluência, as ligações internas começam a quebrar e a estrutura de concreto perde resistência.
Fatores que afetam o módulo de elasticidade do concreto
O valor do módulo de elasticidade pode variar significativamente. É influenciado por muitos fatores. Para obter o resultado desejado, vale a pena conhecê-los com antecedência.
Qualidade e conteúdo volumétrico de agregados
O concreto é uma mistura de algum cimento e agregados. A qualidade e a concentração deste último têm um impacto direto no valor do módulo de elasticidade. Se a estrutura não for homogênea, a probabilidade de um estado de tensão complexo aumenta significativamente. A carga principal recai sobre as partículas duras. As áreas com vazios e poros sofrem tensão transversal.
Atenção! A introdução do agregado graúdo na composição ajuda a aumentar as propriedades elásticas do concreto armado.
Classe de concreto
A classe de concreto tem um impacto direto no modelo de elasticidade. Quanto mais alta a classe, maior será a resistência à compressão e densidade que a composição terá e melhor resistirá à carga atuante. Valor mais alto – perto de concreto B60 – numericamente igual a 39,5 MPa × 10-3. O menor valor está em B10 e corresponde a 19 MPa × 10-3.
Temperatura e umidade do ar
À medida que a temperatura aumenta, a deformação no concreto aumenta e as propriedades elásticas diminuem. Isso contribui para um aumento da energia interna da mistura, bem como para a expansão linear do material, as trajetórias do movimento molecular e um aumento da plasticidade.
Atenção! As flutuações de temperatura só são levadas em consideração se sua faixa exceder 20 ° C.
A umidade afeta a elasticidade do material. O coeficiente de fluência é usado nos cálculos. Quanto maior a porcentagem de vapor d'água, menor será a deformação plástica.
Tempo de exposição e condições de cura da mistura
A duração do carregamento na estrutura de concreto também afeta o módulo de elasticidade. Se o carregamento for realizado, instantaneamente a deformação da estrutura aumenta em proporção às forças externas aplicadas. A tensão prolongada leva a uma diminuição na magnitude do módulo. A dependência não é linear. A deformação plástica e elástica se somam.
As condições sob as quais o concreto ganha sua resistência podem variar. Em condições naturais, o valor é sempre maior. Se o material for processado em autoclave ou vaporizado sob pressão atmosférica, o valor diminuirá ligeiramente. A razão para isso é a formação de um grande número de vazios e poros devido à expansão desigual da temperatura do volume, uma diminuição na qualidade de hidratação dos grãos de cimento.
Idade do concreto e reforço estrutural
O concreto recém-despejado leva quatro semanas para curar. Após o período especificado, a mistura terá propriedades elásticas e plasticidade suficiente. A dureza máxima somente será alcançada após 200-250 dias. É nesta altura que o módulo de elasticidade atinge o seu valor máximo correspondente à força da marca.
Para que a estrutura montada dure mais, ela deve ser reforçada. Como elementos de reforço, é considerada uma malha ou moldura, para cujo fabrico se utilizou uma armadura pertencente às classes AI, AIII, A500C, At800, madeira e compósitos. Todos esses elementos no processo de operação percebem cargas de tração e compressão atuando na gema.
Graças ao reforço, é possível aumentar as características de elasticidade e resistência da estrutura. A probabilidade de fissuração do tipo de deformação e encolhimento é reduzida.
Módulo de elasticidade do concreto (Eb): métodos de determinação do valor
O procedimento para determinar Eb pode ser ligeiramente diferente. Cada método tem suas próprias características distintas. Vale a pena se familiarizar com as nuances de cada método para evitar erros na hora de determinar o valor.
Teste mecânico
Durante os testes mecânicos, a amostra é destruída. A pesquisa é realizada levando em consideração os requisitos do GOST 24452, que estabelecem os requisitos para as amostras utilizadas e o procedimento para a realização da pesquisa.
Materiais e ferramentas
Para a pesquisa, as amostras são usadas na forma de um círculo ou quadrado. A relação entre a altura e a seção transversal é considerada igual a quatro. As amostras são perfuradas, perfuradas ou cortadas do produto acabado. Eles são mantidos sob um pano úmido antes do teste.
Para obter o valor desejado, as amostras são colocadas em uma prensa equipada com bases especiais que permitem medir a deformação. Os instrumentos são posicionados em ângulos diferentes em relação à borda da amostra. Estruturas de aço são usadas para fixar os indicadores. Em alguns casos, os indicadores são colados nas inserções de suporte.
Atenção! Se a estrutura opera em condições de alta umidade, um treinamento especial é necessário de acordo com GOST 24452-80.
Esquema de teste de amostra
Os testes são realizados na seguinte sequência:
- As amostras são preparadas e colocadas sob uma prensa com indicadores, conseguindo o alinhamento dos eixos da amostra e do centro da placa. A carga destrutiva é atribuída em t / m2. O valor depende da resistência da classe do concreto.
- Um aumento gradual da carga é realizado com um passo de 10% do destrutivo e com um intervalo de 4-5 minutos.
- Traga o valor para 40-45% do máximo. Na ausência de requisitos adicionais, os dispositivos são removidos e o carregamento posterior é realizado a uma velocidade constante.
- Os resultados para cada amostra são processados quando a carga é de 30% da carga de ruptura. Os dados são exibidos no log de teste.
De acordo com a pesquisa realizada, o módulo de elasticidade inicial Eb é determinado. Os valores de orientação para cada classe estão contidos nas tabelas de códigos de construção e na rotulagem do produto. Para B15, B20, B25, B30, obtido em condições de endurecimento natural, o coeficiente é 23, 27, 30, 32,5 MPa × 10-3 respectivamente, sob condições de tratamento térmico - 25, 24,5, 27, 29.
Método ultrassônico não destrutivo
O método mecânico envolve a remoção de uma amostra de uma estrutura já acabada. Isso nem sempre é conveniente e envolve várias dificuldades. O método ultrassônico torna possível prescindir da destruição local. Em condições de alta umidade, o erro é de 15 a 75% devido à maior velocidade de propagação das ondas ultrassônicas no ambiente aquático. Existe um método que permite encontrar o valor em diferentes teores de umidade do material. Os testes são realizados em amostras com diferentes níveis de saturação de água.
Para encontrar os valores padrão e calculados, são utilizados fatores de correção, levando em consideração os valores correspondentes. A técnica é fornecida em SP 63.13330.2012.
Compartilhe nos comentários qual método você mais confia para determinar o módulo de elasticidade do concreto e qual você deve usar.
