Relatório ensai os

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ – UFPA

INSTITUTO DE TECNOLOGIA – ITEC

FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL – FEC

3º RELATÓRIO DE ENSAIOS DE ESTRUTURAS E MATERIAIS

Belém - Pará

Julho/2013

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ – UFPA

INSTITUTO DE TECNOLOGIA – ITEC

FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL – FEC

Miguel Figueiredo de Oliveira Neto – 11019006601

Rafaela Carolina Sarmento Araújo – 11019007701

Trabalho apresentado à disciplina de ensaios de estruturas e matérias sob a orientação Luis Veloso

Belém - Pará

Julho/2013

Sumário

1. Introdução

2. Objetivos

3. Metodologia

3.1. Materiais

3.2. Procedimentos Experimentais

3.3. Equações Utilizadas

4. Resultados

5. Conclusões

1. Introdução

Os ensaios de corpos-de-prova são de extrema importância para que se saiba a resistência do

concreto numa determinada idade, este concreto é feito a partir de um estudo de dosagem onde se

procura melhor aproveitar os materiais a fim de obter um resultado final econômico, prático e

funcional que atenda as especificações necessárias.

O ensaio de compressão é o mais indicado para avaliar essas características, principalmente

quando se trata de materiais frágeis, como ferro fundido, madeira, pedra e concreto. É também

recomendado para produtos acabados, como molas e tubos. Porém, não se costuma utilizar ensaios

de compressão para os metais.

A compressão é um esforço axial, que tende a provocar um encurtamento do corpo

submetido a este esforço. Nos ensaios de compressão, os corpos de prova são submetidos a uma

força axial para dentro, distribuída de modo uniforme em toda a seção transversal do corpo de

prova.

Os corpos-de-prova cilíndricos destinados ao ensaio de compressão simples, são moldados

conforme as prescrições da norma brasileira NBR – 5738. Esta norma estabelece que os corpos

devem ser moldados em duas camadas distribuídas uniformemente dentro das fôrmas, em seguida é

necessário o adensamento dessas camadas, para isto é utilizada uma haste de socamento, cada

camada recebe 25 golpes.

2. Objetivos

O ensaio de compressão tem como objetivo a determinação do módulo de elasticidade (E

MPa) e a resistência do concreto (σu MPa) do Corpo de Prova feito de Concreto e análise do seu

comportamento quando submetido à compressão.

-Determinar a Tensão máxima (σmáx)

-Módulo de elasticidade (E)

-Gráfico de Tensão x Deformação

-Coeficiente de Poisson (v)

3. Metodologia

Na execução do ensaio foram obedecidas as seguintes etapas:

Posicionar o corpo-de-prova sobre o prato inferior da prensa, de tal maneira que o eixo vertical do corpo-de-prova se alinhe com o eixo vertical da máquina que contém o eixo da rótula;

O carregamento deve ser então iniciado, dando-se continuamente e sem choques durante todo o decorrer do ensaio.

A tensão de ruptura à compressão é obtida dividindo a carga de ruptura pela área da seção transversal do corpo-de-prova.

Durante o ensaio, faz-se leituras de (∆L transversal) e (∆L longitudinal) com valores pré definidos de carga aplicada.

3.1. Materiais

- Máquina de Ensaio Universal (compressão e tração)

- Corpo de prova de concreto (150mm x 300 mm)

- Transdutores de Deformação (analógico)

- Prato de aço

- Borracha neoprene.

3.2. Procedimentos Experimentais

De inicio afixou-se ao corpo-de-prova o anel mecânico e os extensômetros para medir (∆L

transversal) e (∆L longitudinal) (fig 1). Logo deu-se inicio ao ensaio de compressão com quatro ciclos, no

entanto foi necessário somar mais 2000 Kgf as Tensões preestabelecidas entre 0 e 30% da carga estipulada ao

corpo-de-prova de 20 Mpa, pois os valores de tensão pequenos não estavam sendo registrados pelos

extensômetros.

(Fig. 1) Fonte: Miguel Neto (Fig. 2) Fonte: Miguel Neto

Ao final do quarto ciclo foram retirados os extensômetro afim de não danificá-los, então no ultimo

ciclo a carga foi elevada até a ruptura do corpo-de-prova. Entretanto por problemas na maquina o ensaio

prosseguiu sem o acompanhamento dos alunos e professor. No dia seguinte o valor da carga de ruptura ficou

em 55000 Kgf.

(Fig. 3) Fonte: Miguel Neto

Com os valores anotados no ensaio de compressão montou-se a seguinte tabela

Força (Kgf) ∆L Long (0.001mm) ∆L Trans (0.001 mm)0 0 0

900 0 04900 6 2,58900 24 3

12900 45 416900 70 720900 96 11,5

900 38 74900 38 78900 41 7

12900 59 816900 79 1020900 103 12,5

900 39 74900 39 78900 44 7

12900 64 816900 84 1020900 104 12,5900 41 6,5

4900 41 6,58900 45 6,5

12900 64 816900 79 1020900 105 12

3.3. Equações Utilizadas

Durante o tratamento dos dados foram utilizadas as seguintes fórmulas:

Calculo da deformação (ε mm/mm) Eq 1:

ɛ = ∆L / L

Cálculo da área do corpo de prova, sabendo-se que o valor de d = 50 mm. Eq 2:

A = 3,14 * d² / 4

Cálculo das Tensões (σ) em MPa, sabendo-se que “F” é o valor de cada força coletada pela máquina e “A” é

a área calculada anteriormente. Eq 3:

σ = F.g / A

Cálculo do Módulo de Elasticidade (E), sabendo-se que os valores de Tensão (σ) e Deformação (ε) são

calculados a partir dos resultados obtidos na tabela 1, de acordo com a eq. 4:

E = (σb – σa) / (ɛb - ɛa)

Cálculo da Tensão de Ruptura (σu)

σu = Fu*A

Coeficiente de Poisson (v)

v = - ɛt / ɛl

4. Resultados

Tabela 2 – Dados calculados com as equações acima

Força (Kgf)∆L Long

(0.001mm)∆L Trans (0.001

mm) A (mm²) σ (Mpa)εLong

(mm/mm)εTransv

(mm/mm)0 0 0 17662,5 0,0 0 0

900 0 0 17662,5 0,5 0 04900 6 2,5 17662,5 2,7 0,00004 1,66667E-058900 24 3 17662,5 4,9 0,00016 0,00002

12900 45 4 17662,5 7,2 0,0003 2,66667E-0516900 70 7 17662,5 9,4 0,000466667 4,66667E-0520900 96 11,5 17662,5 11,6 0,00064 7,66667E-05

900 38 7 17662,5 0,5 0,000253333 4,66667E-054900 38 7 17662,5 2,7 0,000253333 4,66667E-058900 41 7 17662,5 4,9 0,000273333 4,66667E-05

12900 59 8 17662,5 7,2 0,000393333 5,33333E-0516900 79 10 17662,5 9,4 0,000526667 6,66667E-0520900 103 12,5 17662,5 11,6 0,000686667 8,33333E-05

900 39 7 17662,5 0,5 0,00026 4,66667E-054900 39 7 17662,5 2,7 0,00026 4,66667E-058900 44 7 17662,5 4,9 0,000293333 4,66667E-05

12900 64 8 17662,5 7,2 0,000426667 5,33333E-0516900 84 10 17662,5 9,4 0,00056 6,66667E-0520900 104 12,5 17662,5 11,6 0,000693333 8,33333E-05900 41 6,5 17662,5 0,5 0,000273333 4,33333E-05

4900 41 6,5 17662,5 2,7 0,000273333 4,33333E-058900 45 6,5 17662,5 4,9 0,0003 4,33333E-05

12900 64 8 17662,5 7,2 0,000426667 5,33333E-0516900 79 10 17662,5 9,4 0,000526667 6,66667E-0520900 105 12 17662,5 11,6 0,0007 0,00008

E (Mpa) Fu (Kgf) σu (Mpa) E estimado (Mpa) Poisson (v)26035,03185 55000 30,5 26308,5 0,1271

Gráfico obtidos através dos valores anotados

Gráfico deformação transversal vr deformação longitudinal

Gráfico Tensão vs Deformação

5. Conclusões

Os resultados do ensaio mostram que a tensão de ruptura do corpo de prova de Concreto (previsto

em 20 MPa) atingiu seu limite em 30,5 Mpa (55000 Kgf), resistindo satisfatoriamente ao seu valor

estipulado. O ensaio também mostrou que o valor médio do módulo de elasticidade de E = 23035,032 MPa,

foi satisfatório em relação ao modulo de elasticidade estipulado Eest = 26308,5 Mpa. O coeficiente de

Poisson foi de v = 0,1271 e ficou dentro da média de 0 ≤ v ≤ 0,5.