Influência das condições de contorno e geometria dos espécimes em resposta à compressão axial - Bandeira, Matthews Vargas Vaucher (2020)
A resistência à compressão axial é uma propriedade mecânica fundamental na escolha do material mais apropriado para uma estrutura, logo é necessário que o ensaio de compressão seja executado corretamente, apresentando resultados precisos, sem interferências do ambiente de teste. No entanto, a intensidade da restrição entre os pratos da máquina de ensaio e as faces de contato do espécime pode influenciar diretamente no comportamento mecânico do material, além de que fatores como forma e esbeltez do espécime podem até mesmo intensificar este efeito. Devido à restrição, forças de cisalhamento nas faces de contato promovem um estado triaxial de tensões, este provoca um aumento na resistência máxima, interfere diretamente no comportamento pós-pico e até mesmo no modo de ruptura do material, conferindo-lhe parâmetros que não representam suas reais propriedades. Para este trabalho desenvolveu-se um programa experimental com 121 espécimes, dividindo-se entre cilindros, de altura (h)=20cm e base(b)=10cm, prismas com h=20cm e b=10x10cm e cubos com lados de 10cm, utilizou-se dois traços de concreto com resistências de 50MPa e 30 MPa. Os testes de compressão foram realizados em cinco condições de contorno, três se tratam de meios antifricção: graxa, teflon e placa escova, um de referência: ensaio tradicional normatizado e por fim uma configuração de máxima fricção: chapas metálicas com espessura de 3 mm coladas nas faces de contato dos corpos de prova. Dentre os resultados, pode-se destacar que quanto menor a relação h/b (altura/base) do espécime, maior é a resistência à compressão axial e a tenacidade do material. A variação de resistência entre as relações h/b=2,0 e h/b=1,0 encontrada foi de 15% e 35% para os concretos de 50MPa e 30MPa, respectivamente. Quando utilizados os meios antifricção eliminou-se a variação de resistência para as diferentes geometrias adotadas, assim como se reduziu significativamente o amolecimento pós–pico dos ensaios, o qual é resultado da restrição de contato entre espécime e pratos de aço da máquina de ensaio. Quanto ao modo de ruptura observou-se que as condições de referência e de fricção máxima apresentaram fratura bi-cônica em formato de ampulheta. Para as condições antifricção, verificou-se um modo de ruptura colunar. Com base nesses resultados, a variação do comportamento do material devido à restrição pode prejudicar não só em âmbito acadêmico, mas na prática da engenharia, uma vez que testes de compressão axial são habitualmente realizados para verificar se o material utilizado em obra apresenta propriedades compatíveis com as estimadas em projeto.