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União Europeia – Fundos Estruturais Governo da República Portuguesa

PROJETOS DE INVESTIGAÇÃO CIENTÍFICA E DESENVOLVIMENTO TECNOLÓGICO

RELATÓRIO REFERENTE AO PROJETO PTDC/ECM/099250/2008

“Comportamento em serviço de estruturas de betão: uma abordagem multi-física das tensões

auto-induzidas”

Campanha experimental realizada no equipamento VRF

para caraterização do comportamento de betões sob

retração impedida

Autores:

Luís Teixeira

Luís Leitão

Rui Faria

Miguel Azenha

Porto, FEUP, 2013

i

RESUMO

No âmbito da Tarefa 4 do projeto de investigação PTDC/ECM/099250/2008 foi desenvolvido

um dispositivo experimental para a caracterização da fluência do betão em tração,

denominado VRF - ‘Variable Restraining Frame’. O VRF aplica forças de tração controladas

a um provete de betão armado, usando para o efeito 2 atuadores hidráulicos que transmitem as

referidas forças a 2 barras de aço embebidas no provete.

O presente relatório descreve a campanha experimental realizada com o VRF e prevista

na Tarefa 5 do referido projeto, envolvendo a caracterização de betões das classes de

resistência C40/45, C35/45 e C20/25.

Apresentam-se ainda duas variantes do ensaio com o VRF: (i) uma que pressupõe

manter uma tensão de tração constante no betão, através do controlo da força imposta no

provete armado; (ii) outra em que se pretende que o deslocamento médio do provete

permaneça nulo.

Neste trabalho faz-se ainda uma comparação entre o comportamento da fluência do

betão em tração e em compressão.

Por fim, realizam-se ensaios com diferentes forças de tração (associadas à instalação no

betão de tensões de tração máximas correspondentes a diferentes percentagens da resistência à

tração média deste material), para perceber a influência da tensão média de tração induzida no

betão na fluência medida no VRF.

iii

ÍNDICE

1. INTRODUÇÃO 1

1.1 Enquadramento e objetivos deste trabalho 1

1.2 Organização em capítulos 2

2. CAMPANHA EXPERIMENTAL NO VRF, EM CONTROLO DE FORÇA 5

2.1 Introdução 5

2.2 Protocolo experimental 6

2.3 Caraterizações dos betões ensaiados 7

2.4 Resultados 9

2.4.1 Betão da classe C40/50 9



2.5 Análise dos resultados 20

2.6 Caracterização do betão utilizado na Tarefa 7 (monitorização de uma estrutura real) 21

3. ENSAIO NO VRF, EM CONTROLO DE DESLOCAMENTO 25

3.1 Introdução 25

3.2 Resultados 26

3.3 Comparação das deformações de fluência obtidas nos ensaios em controlo de força e em controlo de

deslocamento 29

4. ENSAIOS NO VRF COM DIFERENTES FORÇAS APLICADAS. COMPARAÇÃO DA

FLUÊNCIA EM COMPRESSÃO E EM TRAÇÃO. 33

4.1 Introdução 33

4.2 Ensaio em controlo de força, com uma tensão de tração no betão de 0.30fctm,2d 34

4.2.1 Introdução 34

4.2.2 Resultados obtidos 34

4.2.3 Comparação dos ensaios com tensões de tração no betão de 0.55fctm,2d e 0.30fctm,2d 37

4.3 Fluência em compressão 40

4.3.1 Protocolo de ensaio 40

4.3.2 Resultados 41

5. CONCLUSÃO 45

REFERÊNCIAS 47

v

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 2.1 – Vista geral do VRF: a) Antes da betonagem; b) Após a betonagem do provete armado. 6

Figura 2.2 – Tensão de tração aplicada no betão C40/50. 10

Figura 2.3 – Força aplicada em cada um dos varões no ensaio do betão C40/50. 10

Figura 2.4 – Extensão total do betão no ensaio do betão C40/50. 10

Figura 2.5 – Extensão de retração livre no betão C40/50. 11

Figura 2.6 – Extensão elástica do betão no ensaio do betão C40/50. 11

Figura 2.7 – Extensão de fluência em tração no ensaio do betão C40/50. 12

Figura 2.8 – Fluência específica do betão C40/50. 12

Figura 2.9 – Coeficiente de fluência do betão C40/50. 12

Figura 2.10 – Setup do ensaio de medição de Ecm baseado no método EMM-ARM. 13

Figura 2.11 – Comparação do valor do módulo de elasticidade medido durante o ensaio VRF e com base no

método EMM-ARM. 14

















Figura 2.28 – Retração obtida para as três classes de betão. 20

Figura 2.29 –Fluência específica para as três classes de betão. 21

Figura 2.30 – Tensão de tração aplicada no betão no ensaio referente à estrutura real analisada na Tarefa 7. 21

Figura 2.31 – Força aplicada em cada um dos varões do VRF, no ensaio referente à estrutura real analisada na

Tarefa 7. 22

Figura 2.32 – Extensão total do betão no ensaio referente à estrutura real analisada na Tarefa 7. 22

Figura 2.33 – Extensão de retração livre do betão no ensaio referente à estrutura real analisada na Tarefa 7. 22

vi

Figura 2.34 – Extensão elástica do betão no ensaio referente à estrutura real analisada na Tarefa 7. 23

Figura 2.35 – Extensão de fluência em tração do betão no ensaio referente à estrutura real analisada na Tarefa 7.

23

Figura 2.36 – Fluência específica do betão no ensaio referente à estrutura real analisada na Tarefa 7. 23

Figura 2.37 – Coeficiente de fluência do betão no ensaio referente à estrutura real analisada na Tarefa 7. 24

Figura 3.1 – Tensão de tração aplicada no betão durante o ensaio no VRF em controlo de deslocamento. 27

Figura 3.2 – Força aplicada em cada um dos varões durante o ensaio no VRF em controlo de deslocamento. 27

Figura 3.3 – Extensão total do betão durante o ensaio no VRF em controlo de deslocamento. 28

Figura 3.4 – Extensão de retração livre do betão. 28

Figura 3.5 – Extensão elástica do betão medida durante o ensaio no VRF em controlo de deslocamento. 28

Figura 3.6 – Fluência em tração do betão durante o ensaio no VRF em controlo de deslocamento. 29

Figura 3.7 –Seções instrumentadas com sensores de cordas vibrantes embebidos no betão. Formação de fendas

durante o ensaio no VRF em controlo de deslocamento. 29

Figura 3.8 – Ajuste de curva polinomial à curva de fluência obtida no ensaio em controlo de força. 31

Figura 3.9 – Curvas de fluência para os 8 instantes de carga, considerando um fator de escala igual a 1. 31

Figura 3.10 – Fluência obtida experimentalmente e prevista para o ensaio em controlo de deslocamento. 32

Figura 4.1 – Tensão de tração aplicada no betão no ensaio com 0.30fctm,2d. 34

Figura 4.2 – Força aplicada em cada um dos varões no ensaio com 0.30fctm,2d. 35

Figura 4.3 – Extensão total do betão no ensaio com 0.30fctm,2d. 35

Figura 4.4 – Extensão de retração livre do betão. 35

Figura 4.5 – Extensão elástica do betão no ensaio com 0.30fctm,2d. 36

Figura 4.6 – Extensão de fluência em tração do betão no ensaio com 0.30fctm,2d. 36

Figura 4.7 – Fluência específica no ensaio com 0.30fctm,2d. 36

Figura 4.8 – Coeficiente de fluência determinado no ensaio com 0.30fctm,2d. 37

Figura 4.9 – Tensão de tração instalada no betão nos ensaios com 0.55fctm,2d e 0.3fctm,2d. 37

Figura 4.10 – Forças aplicadas em cada um dos varões nos ensaios com 0.55fctm,2d e 0.3fctm,2d. 38

Figura 4.11 – Extensões totais do betão nos ensaios com 0.55fctm,2d e 0.3fctm,2d. 38

Figura 4.12 – Extensões de retração do betão nos ensaios com 0.55fctm,2d e 0.3fctm,2d. 38

Figura 4.13 – Extensões elásticas do betão nos ensaios com 0.55fctm,2d e 0.3fctm,2d. 39

Figura 4.14 – Extensões de fluência do betão nos ensaios com 0.55fctm,2d e 0.3fctm,2d. 39

Figura 4.15 – Extensões de fluência específica do betão nos ensaios com 0.55fctm,2d e 0.3fctm,2d. 39

Figura 4.16 – Coeficientes de fluência do betão nos ensaios com 0.55fctm,2d e 0.3fctm,2d. 40

Figura 4.17 – Setup do ensaio de caracterização da fluência do betão em compressão. 41

Figura 4.18 – Fluência específica em compressão e em tração para o betão C40/50. 42

Figura 4.19 – Relação entre fluência específica em compressão e em tração para o betão C40/50. 42

Figura 4.20 – Fluência específica em compressão e em tração para o betão C20/25. 43

Figura 4.21 – Relação entre fluência específica em compressão e em tração para o betão C20/25. 43

1. INTRODUÇÃO

1.1 Enquadramento e objetivos deste trabalho

O betão, um dos principais materiais estruturais utilizados na construção, tem como

característica singular o facto de as respetivas deformações evoluírem consideravelmente ao

longo do tempo. Esta evolução pode ser desfavorável, pois muitas vezes as deformações

induzidas pela retração e pela fluência são responsáveis por tensões autoinduzidas ou por

perdas de pré-esforço, que podem pôr em causa a resposta eficaz da estrutura. Por outro lado,

as deformações diferidas devidas à fluência podem revestir-se de aspetos benéficos, pois

induzem redistribuições de esforços na estrutura, ou simplesmente permitem reduzir a

intensidade das tensões de tração instaladas no betão.

Por outro lado, e tendo em conta a importância que a fissuração do betão assume na

análise estrutural em geral, a crescente utilização de betões de desempenho melhorado tem

vindo a incrementar a atenção dedicada à previsão do fenómeno da fendilhação em nas

primeiras idades, uma vez que neste tipo de betões a retração autógena e as deformações

térmicas assumem grande relevância, sendo estes fenómenos os principais responsáveis pelas

denominadas tensões autoinduzidas.

2 Capítulo 1

2

A adequada simulação do comportamento do betão, incluindo as deformações diferidas

e a suscetibilidade à fendilhação deste material, constitui assim um campo de estudo

importante na análise estrutural, pelo que os modelos numéricos associados têm de reproduzir

adequadamente a natureza transiente do betão, seja nas primeiras idades seja a mais longo

prazo, com base numa caracterização experimental robusta e credível. A variável tempo tem

de facto uma grande importância na definição das deformações de retração e de fluência do

betão, bem como nas deformações térmicas associadas à libertação do calor de hidratação do

cimento, e afeta também as propriedades do betão, que evoluem consideravelmente, como é o

caso do módulo de elasticidade e das resistências à tração e à compressão [1,2]. São também

de relevar as alterações volumétricas do betão devidas ao fenómeno da retração (autógena e

de secagem), que em conjunto com as deformações térmicas, são responsáveis pelo

aparecimento de tensões de tração significativas caso o elemento se encontre restringido. Este

processo não pode ser desprezado uma vez que todos os elementos de betão apresentam

normalmente algum grau de restrição, seja internamente – devido à presença de armaduras, ao

campo térmico não uniforme ou ao diferencial de humidade ao longo da secção transversal –,

seja externamente pela ligação a apoios ou outros elementos estruturais. Por este motivo, caso

as deformações associadas ao betão sejam significativas pode ocorrer fendilhação [3,4], a que

se pode associar a contribuição da retração autógena, significativa em betões com baixas

relações água/cimento (w/c). É de salientar, porém, que a fluência é também bastante superior

em idades jovens [5], o que tona a previsão e o controlo da fendilhação do betão um processo

relativamente complexo, que requer uma cuidada caraterização experimental.

No presente relatório utilizar-se-á o dispositivo experimental desenvolvido no âmbito da

Tarefa 4 do projeto PTDC/ECM/099250/2008 para aplicação de tensões de tração num

elemento de betão prismático, com possibilidade de imposição de uma restrição axial

variável, de forma a conseguir caraterizar corretamente o fenómeno da fluência, e a separar as

parcelas relativas às deformações térmicas, à retração e à deformação elástica deste material.

Outro aspeto a realçar como possibilidade deste dispositivo de ensaio relaciona-se com o facto

de a fluência ser caracterizada com o betão tracionado (e não, como é usual, com o betão

comprimido), o que se afigura como mais adequado tendo em vista o propósito de apoiar

modelações numéricas direcionadas para a adequada previsão da fendilhação do betão.

1.2 Organização em capítulos

Este relatório está organizado em 5 capítulos, dos quais o presente corresponde a uma

introdução.

Introdução 3

O Capítulo 2 descreve a campanha experimental realizada e os correspondentes

resultados. São apresentados o protocolo experimental seguido (com base no equipamento

VRF – ‘Variable Restraining Frame’ desenvolvido no âmbito da Tarefa 4 do projeto

PTDC/ECM/099250/2008, com um modo de funcionamento em ‘controlo de força’), bem

como a composição das amassaduras de betões usadas durante a campanha de testes e os

principais resultados obtidos.

O Capítulo 3 aborda uma variante do ensaio com o VRF, conduzida em modo de

funcionamento em ‘controlo de deslocamento’, sendo os resultados comparados com os

obtidos para um mesmo betão ensaiado no Capítulo 2 em ‘controlo de força’.

No Capítulo 4 estuda-se a influência nos resultados obtidos quando se varia a força de

tração que é aplicada no VRF a provetes de uma mesma classe de betão, e apresentam-se

comparações da fluência específica em compressão e em tração.

Por último, no Capítulo 5 apresentam-se as principais conclusões.

2. CAMPANHA EXPERIMENTAL NO VRF, EM CONTROLO DE

FORÇA

2.1 Introdução

O ensaio de retração adotado, com restrição ativa, conforme descrito nas referências [6,7],

desenvolve-se através da instrumentação simultânea de dois provetes: (i) um de betão com

varões embebidos, ensaiado num pórtico que confere restrição variável à deformação (VRF),

e (ii) um provete de betão simples não restringido (‘dummy’, ou provete livre). Em ambos os

provetes registam-se as extensões e as temperaturas, através de extensómetros elétricos,

sensores de cordas vibrantes e sensores de temperatura.

No provete armado é possível, através do VRF, controlar as deformações/tensões

aplicadas ao betão através da utilização de cilindros hidráulicos, que permitem o ajuste das

forças de tração induzidas nos varões longitudinais de aço (Figura 2.1). Este controlo

necessita do conhecimento detalhado das deformações térmicas e de retração do betão, sendo

esta informação fornecida pelo provete livre. No VRF é registada a força aplicada ao sistema

recorrendo à utilização de células de carga. Desta forma, é possível separar as deformações

térmicas e de retração que ocorrem simultaneamente no VRF e no provete livre, das

deformações elásticas e de fluência que ocorrem exclusivamente no VRF. Numa fase

6 Capítulo 2

posterior, através da informação das células de carga e do conhecimento do valor do módulo

de elasticidade do betão (que apesar do seu caráter evolutivo pode ser determinado no próprio

VRF, através de ciclos de descarga-recarga realizados em instantes pré-determinados) é

possível estimar as tensões instaladas no betão e as correspondentes extensões elástica e de

fluência.

a) b)

Figura 2.1 – Vista geral do VRF: a) Antes da betonagem; b) Após a betonagem do provete armado.

Ao longo do ensaio é efetuado o cálculo das diversas deformações, sendo assim

possível desenvolver um ensaio em controlo de força (através da análise da tensão no betão)

ou em controlo de deformação (através da análise da deformação total). O objetivo do ensaio

com o VRF é conseguir caraterizar adequadamente o comportamento do betão sob estados de

tração induzidos por variações volumétricas impedidas (particularmente a retração). Nesse

sentido, é importante conseguir identificar e separar as contribuições dos diferentes tipos de

solicitações que ocorrem no betão ao longo do ensaio, nomeadamente as decorrentes das

deformações térmicas, das deformações por retração e da força axial imposta ao provete de

ensaio pelos atuadores hidráulicos.

A campanha experimental realizada tem como principal objetivo a caracterização de

betões de várias classes de resistência, para o que realizaram amassaduras com diferentes

relações w/c.

2.2 Protocolo experimental

As amassaduras de betão foram realizadas nas instalações do LABEST – Laboratório da

Tecnologia do Betão e do Comportamento Estrutural, Unidade de Investigação sedeada na

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto. Após a betonagem do provete com a

Atuadores

hidráulicos

Pórtico

metálico

Bomba

manual

Provete

armado

Extensómetros

elétricos e

sensores de

temperatura

Cofragem

metálica

Sensor de cordas

vibrantes Varões de aço

Campanha experimental no VRF, em controlo de força 7

armadura e do provete livre, ambos foram selados. Decorridas 24h os provetes foram

descofrados e permaneceram em repouso, por forma a permitir o desenvolvimento dos

processos térmicos associados à libertação do calor de hidratação e ao ‘evaporative cooling’.

A campanha experimental foi realizada com o VRF instalado numa câmara climática com

condições ambientais constantes (temperatura T=20ºC e humidade relativa HR=50%). Ao fim

de 48h, em que se constatou o equilíbrio e uniformidade da temperatura dos provetes com o

meio ambiente, foi aplicada através dos cilindros hidráulicos uma força nos varões de aço,

que permitiu induzir uma tensão de tração no betão correspondente a uma dada percentagem

da resistência à tração deste material aos 2 dias. Esta resistência foi previamente determinada

em laboratório através de uma caracterização cuidada de betão com ensaios de compressão,

de módulo de elasticidade e de resistência à tração (esta resistência foi determinada através do

‘split test’ ou do ensaio brasileiro).

O objetivo do ensaio com o VRF é tentar manter constante a tensão de tração aplicada

ao betão, e para isso foi necessário ajustar com bastante regularidade a força transmitida pelos

atuadores hidráulicos aos varões do provete armado. A tensão de tração instalada no betão em

todos os ensaios deste capítulo foi de ~50% da resistência média à tração do betão à idade de

2 dias (fctm,2d). Durante o ensaio, e durante um certo período de tempo, a tensão do betão foi

reduzida para cerca de zero, para se poder observar a recuperação da fluência em descarga;

após este período a tensão de tração no betão foi reposta para o valor inicial de 0.5fctm,2d, para

prosseguimento do ensaio.

2.3 Caraterizações dos betões ensaiados

Na Tabela 1 apresenta-se a composição do betão com amassadura A, com uma relação

w/c=0.50. Na Tabela 2 apresentam-se os resultados relativos à campanha laboratorial de

caraterização mecânica do betão A (fcm,t – resistência média à compressão à idade ‘t’ (em

dias), Ecm,t – valor médio do módulo de elasticidade à idade ‘t’ (em dias) e fctm,t – resistência

média à tração à idade ‘t’ (em dias)), depreendendo-se dos resultados obtidos que se trata de

um betão da classe resistência C40/50.

Relativamente à composição do betão B (Tabela 3), a relação w/c=0.56 é superior à do

betão A. A correspondente classe de betão é C35/45, sendo que os resultados da campanha

laboratorial de caraterização mecânica estão apresentados na Tabela 4.

8 Capítulo 2

Tabela 1 – Composição do betão A.

Componente kg/m3

Cimento - CEM I 42.5 R (Maceira) 320

Adição Filler 260

Superplastificante 3006 7.641

Brita Calcária 840

Areia 1 395

Areia 2 (Média) 395

Água 1 160

Tabela 2 – Resultados da campanha laboratorial de caracterização mecânica do betão A.

Hora do Ensaio [dias] fcm,t [MPa] Ecm,t [GPa] fctm,t [MPa]

1 22.745 32.798 2.450

2 33.219 36.262 2.940

3 35.950 38.511 3.630

28 50.340 39.476 4.370

Tabela 3 – Composição do betão B.

Componente kg/m3

Cimento - CEM I 42.5 R - Maceira 275

Filler Calcário 300

Superplastificante Viscocrete 3006 7.1905

Brita Calcária 840

Areia Fina 395

Areia Média 395

Água 154.03

Tabela 4 – Resultados da campanha laboratorial de caracterização mecânica do betão B.


1 18.500 28.420 1.591

2 25.850 31.280 2.420

3 29.809 33.590 2.605

7 37.827 34.610 3.254

28 44.410 38.810 3.713

A composição do betão C da campanha experimental está indicada na Tabela 5. A

relação w/c deste betão é 0.71, a que corresponde uma classe de resistência C20/25. Os

resultados da campanha de caracterização mecânica deste betão estão indicados na Tabela 6.


Tabela 5 – Composição do betão C.

Componente kg/m3

Cimento - CEM I 42.5 R - Maceira 225

Filler Calcário 344

Superplastificante Viscocrete 3006 4.212

Brita Calcária 840

Areia Fina 395

Areia Média 395

Água 160

Tabela 6 – Resultados da campanha laboratorial de caracterização mecânica do betão C.


1 11.100 26.400 1.400

2 16.120 30.490 1.730

3 - 31.880 2.280

7 - 32.000 2.833

28 32.920 35.400 2.960

2.4 Resultados

2.4.1 Betão da classe C40/50

Esta experiência, a primeira da campanha experimental realizada, diz respeito a um betão da

classe C40/50, autocompactável e com uma relação w/c=0.50.

Na Figura 2.2 apresenta-se a tensão instalada no betão ao longo de todo o ensaio

conduzido no VRF. As linhas verticais correspondem a descargas e cargas instantâneas,

realizadas para medição do módulo de elasticidade do betão. A Figura 2.3 apresenta a força

nos varões de aço, que foi determinada com bastante precisão medindo a deformação nos

varões através de extensómetros elétricos, e conhecendo o módulo de elasticidade do aço e o

diâmetro dos varões do VRF. Na Figura 2.4 apresenta-se o valor da extensão total medida no

betão através de um sensor de cordas vibrantes embebido; a tensão total tende a ter uma

evolução crescente em módulo, devido ao efeito da retração. Na Figura 2.5 está representada a

extensão de retração livre do betão, medida no provete ‘dummy’ através de um sensor de

cordas vibrantes embebido.

10 Capítulo 2

Figura 2.2 – Tensão de tração aplicada no betão C40/50.

Figura 2.3 – Força aplicada em cada um dos varões no ensaio do betão C40/50.

Figura 2.4 – Extensão total do betão no ensaio do betão C40/50.


Figura 2.5 – Extensão de retração livre no betão C40/50.

A Figura 2.6 apresenta o valor da extensão elástica no betão, devida exclusivamente ao

efeito da força exercida pelos atuadores hidráulicos. Após a quantificação da extensão total,

subtraindo a extensão elástica e a extensão de retração, é possível determinar a curva da

extensão de fluência em tração do betão, que se encontra reproduzida na Figura 2.7.

Uma entidade importante que se retira do ensaio VRF é a fluência específica em tração

do betão, que corresponde à extensão de fluência por unidade de tensão de tração. Na Figura

2.8 está representada a curva de fluência específica referente a este betão. A Figura 2.9 mostra

a evolução do coeficiente de fluência ao longo do ensaio, sendo este coeficiente determinado

como a razão entre a extensão de fluência e a extensão elástica do betão.

Figura 2.6 – Extensão elástica do betão no ensaio do betão C40/50.

12 Capítulo 2

Figura 2.7 – Extensão de fluência em tração no ensaio do betão C40/50.

Figura 2.8 – Fluência específica do betão C40/50.

Figura 2.9 – Coeficiente de fluência do betão C40/50.


No ensaio VRF há também a possibilidade de medir o módulo de elasticidade do betão,

sendo para isso necessário proceder a uma descarga parcial do sistema hidráulico, seguida de

uma recarga, sendo que esta tem de ser realizada num período temporal suficientemente curto

para ser considerada instantânea relativamente aos fenómenos diferidos do betão. Ao longo do

ensaio foram realizados vários ciclos deste tipo, para retirar os valores de Ecm a diferentes

idades do betão. Em paralelo com este ensaio usou-se também a técnica de medição do

módulo de elasticidade do betão baseado no método EMM-ARM (‘Elasticity Modulus

Monitoring through Ambient Response Method’), desenvolvido por Azenha [8], cujo setup

está esquematizado na Figura 2.10; a Figura 2.11 apresenta a comparação dos valores de Ecm

obtidos através dos dois métodos descritos, comprovando-se a boa concordância de ambas as

metodologias.

Figura 2.10 – Setup do ensaio de medição de Ecm baseado no método EMM-ARM.

14 Capítulo 2

Figura 2.11 – Comparação do valor do módulo de elasticidade medido durante o ensaio VRF e com base no

método EMM-ARM.


De forma análoga à descrita para o betão C40/50, na sequência de Figuras 2.12 a 2.19

apresentam-se os resultados obtidos com base no VRF para um betão da classe de resistência

C35/45.


16 Capítulo 2







Para o betão da classe de resistência C20/25, a sequência de Figuras 2.20 a 2.27 ilustra o

conjunto de resultados obtidos na campanha experimental efetuada no VRF.


18 Capítulo 2




20 Capítulo 2


2.5 Análise dos resultados

Após a caracterização experimental, com base no VRF, dos três tipos de betões referentes às

classes de resistência C40/50, C35/45 e C20/25, em seguida apresenta-se uma análise dos

resultados obtidos, centrada na comparação da fluência específica, grandeza que não depende

da tensão aplicada no betão. A Figura 2.28 apresenta a retração medida nos três tipos de

betão, enquanto a Figura 2.29 apresenta a comparação em termos da fluência específica.

Pela observação dos resultados pode-se afirmar que à medida que w/c aumenta a

fluência específica do betão também aumenta.

Figura 2.28 – Retração obtida para as três classes de betão.


Figura 2.29 –Fluência específica para as três classes de betão.

2.6 Caracterização do betão utilizado na Tarefa 7 (monitorização de uma estrutura

real)

Na Tarefa 7 do projeto instrumentou-se uma estrutura real, que se descreverá num relatório

específico. O betão dessa obra, da classe de resistência C30/37, foi transportado para o

laboratório por forma a ser caracterizado no dispositivo experimental VRF. Nas Figuras 2.30

a 2.37 apresentam-se todos os resultados obtidos para este betão.

Figura 2.30 – Tensão de tração aplicada no betão no ensaio referente à estrutura real analisada na Tarefa 7.

22 Capítulo 2

Figura 2.31 – Força aplicada em cada um dos varões do VRF, no ensaio referente à estrutura real analisada na

Tarefa 7.

Figura 2.32 – Extensão total do betão no ensaio referente à estrutura real analisada na Tarefa 7.

Figura 2.33 – Extensão de retração livre do betão no ensaio referente à estrutura real analisada na Tarefa 7.


Figura 2.34 – Extensão elástica do betão no ensaio referente à estrutura real analisada na Tarefa 7.

Figura 2.35 – Extensão de fluência em tração do betão no ensaio referente à estrutura real analisada na Tarefa 7.

Figura 2.36 – Fluência específica do betão no ensaio referente à estrutura real analisada na Tarefa 7.

24 Capítulo 2

Figura 2.37 – Coeficiente de fluência do betão no ensaio referente à estrutura real analisada na Tarefa 7.

3. ENSAIO NO VRF, EM CONTROLO DE DESLOCAMENTO

3.1 Introdução

Nos resultados dos ensaios apresentados no Capítulo 2 a tensão de tração no betão foi mantida

constante pelo ajuste da força nos cilindros hidráulicos. Deste modo, pode-se considerar que o

ensaio foi conduzido em força, pois esta é controlada pelo utilizador.

O VRF permite a realização de uma outra variante de ensaio, baseada num controlo em

deslocamento. Primeiramente tentou-se implementar esta modalidade de ensaio procedendo a

uma medição direta dos deslocamentos das extremidades do provete, através da utilização de

LVDTs. Contudo, esta tentativa não teve sucesso, devido a problemas de suporte do aparelho

de medição e a ruído elétrico no sinal dos LVDTs. Estes problemas ocasionaram erros e

variações dos sinais das medições, não comportáveis com a precisão requerida por esta

modalidade de ensaio.

Assim, passou a recorrer-se aos sensores de cordas vibrantes embebidos no betão para

determinar a extensão média do provete. Até à fendilhação do betão o valor retirado da

medição da corda vibrante corresponde ao valor da extensão média e global do provete. Como

o objetivo do ensaio em controlo de deslocamento é tentar reproduzir um cenário de restrição

completa do provete, o controlo da deformação deste tem de ser o mais rigoroso possível.

Para isso, à medida que se vai ajustando a força nos atuadores hidráulicos de forma a

compensar a deformação do provete, a tensão do betão vai também aumentando.

26 Capítulo 3

A partir do instante em que a tensão do betão iguala a resistência à tração deste material

ocorre a formação da primeira fenda, e o prossuposto inicial de deformação uniforme ao

longo de todo o provete armado do VRF deixa de ser válido. No entanto, selecionando um

extensómetro adequado, isto é, um que não esteja afetado pela fenda que se tenha formado, o

ensaio pode prosseguir em controlo de deslocamento. Tudo se passa como se o provete em

ensaio passasse agora a ser mais curto, com dimensão longitudinal igual à maior distância

entre a fenda recém-formada e uma das extremidades. Nestas condições há apenas que

prosseguir com o ensaio selecionando para o efeito um extensómetro embebido neste novo

provete mais curto, e ir efetuando o controlo do teste no VRF com base num sensor não

afetado pela formação de uma fenda próxima. Caso a fenda surja na zona de um dado

extensómetro, a leitura da extensão de tração no betão feita por este sensor deixa de ser

válida, mas pode recorrer-se à leitura efetuada por um sensor não afetado pela fenda formada.

Deste modo o ensaio pode prosseguir até que o número de fendas formadas afete todos os

extensómetros instalados no provete armado (3, na presente campanha experimental).

3.2 Resultados

Na Figura 3.1 apresenta-se a evolução da tensão de tração do betão num provete ensaiado no

VRF em controlo de deslocamento. Este ensaio foi realizado com o betão da amassadura A,

correspondente a uma classe de resistência C40/50, descrito no Capítulo 2. Cada subida de

tensão neste gráfico corresponde a um aumento da força nos atuadores hidráulicos com vista à

compensação (por tração adicional) da deformação de encurtamento do provete devida à

retração do betão.

Estes escalões de carga estão ilustrados na Figura 3.2, onde se pode observar uma

aplicação de carga bastante discretizada, pois pretendia-se que o controlo do ensaio fosse

bastante rigoroso. Na Figura 3.3 encontra-se reproduzida a extensão média do provete. Como

se pode observar, a extensão nunca excedeu os 5 (1 = 106

), e em quase todo o ensaio

ficou aquém dos 2.5. A extensão de retração livre do betão encontra-se reproduzida na

Figura 3.4 e a evolução da extensão elástica do betão está ilustrada na Figura 3.5. A evolução

da extensão de fluência do betão retirada do ensaio está reproduzida na Figura 3.6.

Como se pode observar na Figura 3.3, a formação de uma fenda não perturbou

significativamente a continuidade do sinal. Como demonstra a Figura 3.7, o provete armado

do VRF foi monitorizado em 3 secções distintas (assinaladas pela saída pela face superior do

provete dos cabos elétricos referentes a cada zona de extensómetros): (i) uma com um sensor

de cordas vibrantes e (ii) outras duas secções com extensómetros elétricos colados nos varões

Ensaio no VRF, em controlo de deslocamento 27

de aço. Estas secções estão afastadas de uma distância superior ao comprimento de aderência

expectável para os varões de aço que integram o provete armado do VRF [6]. Neste caso em

concreto, o ensaio começou por ser conduzido com base na extensão medida pelo sensor de

cordas vibrantes embebido no betão na zona central do provete armado. Após a formação da

primeira fenda, que surgiu nesta secção, prosseguiu-se o ensaio com base numa secção

instrumentada com extensómetros elétricos, não afetada pela fenda. Deste modo o ensaio

pode prosseguir apesar da fissuração, sendo que a primeira fenda pode ser interpretada como

uma nova extremidade de um provete mais curto que o inicial, pelo que a partir de então a

deformação medida pelos extensómetros elétricos corresponde à extensão média do novo

provete (mais curto). Por coincidência, a segunda fenda surgiu no betão numa secção com

extensómetros elétricos, mas não na secção que foi adotada para conduzir o ensaio. Contudo,

se isto não tivesse acontecido, seria apenas necessário voltar a mudar a secção de controlo do

ensaio para a seção instrumentada que não tivesse sido afetada por qualquer das 2 fendas

formadas no betão, para o ensaio poder prosseguir sem problemas.

Figura 3.1 – Tensão de tração aplicada no betão durante o ensaio no VRF em controlo de deslocamento.

Figura 3.2 – Força aplicada em cada um dos varões durante o ensaio no VRF em controlo de deslocamento.

28 Capítulo 3

Figura 3.3 – Extensão total do betão durante o ensaio no VRF em controlo de deslocamento.

Figura 3.4 – Extensão de retração livre do betão.

Figura 3.5 – Extensão elástica do betão medida durante o ensaio no VRF em controlo de deslocamento.

1ª Fenda

2ª Fenda


Figura 3.6 – Fluência em tração do betão durante o ensaio no VRF em controlo de deslocamento.

Figura 3.7 –Seções instrumentadas com sensores de cordas vibrantes embebidos no betão. Formação de fendas

durante o ensaio no VRF em controlo de deslocamento.

3.3 Comparação das deformações de fluência obtidas nos ensaios em controlo de força

e em controlo de deslocamento

Neste subcapítulo proceder-se-á à comparação dos resultados obtidos nos ensaios conduzidos

no VRF em controlo de força e em controlo de deslocamento, particularmente no que se

refere às deformações de fluência obtidas para um mesmo betão. Esta comparação não é

direta, uma vez que no ensaio em controlo de força a tensão de tração no betão é mantida

aproximadamente constante (exceto nos curtos instantes de descarga para medição do módulo

30 Capítulo 3

de elasticidade do betão, ou no período em que se regista a fluência em descarga), enquanto

no ensaio em controlo de deslocamento a força de tração é regularmente aumentada, por

forma a manter a extensão média do betão no valor nulo (correspondente a uma restrição

completa das deformações por retração). Logo, enquanto na variante de ensaio em controlo de

força se respeita o pressuposto básico de um ensaio em fluência (tensão no betão constante e

registo da evolução da correspondente deformação ao longo do tempo), já o mesmo não

sucede na variante do ensaio do VRF em controlo de deslocamento, uma vez que neste caso a

fluência do betão decorre de uma sucessão de carregamentos incrementais de tração,

introduzidos a idades crescentes. Isto equivale a dizer que a Figura 3.6 reproduz uma resposta

diferida do betão que constitui já um ‘comportamento estrutural’ do provete tracionado do

VRF, e não uma curva de fluência do material propriamente dito.

No entanto, será interessante verificar se as duas modalidades de ensaio conduzem a

comportamentos diferidos do betão consistentes entre si. Para o efeito, primeiramente

tomou-se a curva de fluência obtida no ensaio em controlo de força para o betão da classe

C40/50 e ajustou-se-lhe uma curva polinomial, como se pode observar na Figura 3.8, até uma

duração de ensaio de cerca de 170h. De notar que esta curva foi obtida considerando uma

tensão média de tração no betão de 1.63MPa.

Para se poderem comparar as respostas diferidas do betão obtidas nas duas variantes de

ensaio, no caso do controlo em deslocamento considerou-se que a força nos atuadores foi

aumentada em 8 incrementos iguais, sendo que no final do último incremento a tensão de

tração no betão alcançou o valor de 1.70MPa (praticamente igual à tensão média de 1.63MPa

registada no ensaio em controlo de força). Assim, em cada incremento a tensão do betão no

ensaio em controlo de deslocamento sofreu um aumento de ~1.70MPa/8.

Seguidamente a resposta em fluência do provete do ensaio em controlo de deslocamento

foi obtida (de forma aproximada) somando os contributos das sucessivas extensões diferidas

do betão de duas formas alternativas: (i) assumindo que a curva de fluência registada no

ensaio em controlo de força se manteve constante ao longo do ensaio em controlo de

deslocamento; (ii) admitindo que ao longo das 170h do ensaio em controlo de deslocamento

as sucessivas curvas de fluência do betão sofreram uma diminuição de cerca de 35% (5% por

cada 15h de ensaio), relativamente à curva de fluência descrita pelo polinómio ajustado na

Figura 3.8. A hipótese (ii) corresponde a escalar o referido polinómio ajustado com o fator

10.35=0.65 (na hipótese (i) o fator de ajuste é 1.0).

As curvas de fluência obtidas para cada instante de aplicação de carga e com um fator

de escala igual a 1.0 (hipótese (i)) encontram-se reproduzidas na Figura 3.9. Procedendo à


soma das contribuições destas 8 curvas para cada instante de tempo, a curva de deformação

diferida final previsível no ensaio em controlo de deslocamento é aproximadamente uma reta,

tal como reproduzido na Figura 3.10. Considerando a hipótese (ii) (fator de escala de 0.65) a

curva diferida obtida é muito similar à obtida para o fator de escala 1.0.

Figura 3.8 – Ajuste de curva polinomial à curva de fluência obtida no ensaio em controlo de força.

Figura 3.9 – Curvas de fluência para os 8 instantes de carga, considerando um fator de escala igual a 1.

Para ambas as hipóteses assinala-se na Figura 3.10 a excelente concordância das curvas

de fluência previstas (recorrendo ao procedimento incremental baseado na sobreposição das

deformações de fluência referentes a diferentes escalões de carga) com a registada

experimentalmente no ensaio em controlo de deslocamento. Este facto permite reforçar a

credibilidade da curva de fluência registada experimentalmente no ensaio em controlo de

deslocamento, cuja configuração quase-linear despertou inicialmente alguma perplexidade.

32 Capítulo 3

Figura 3.10 – Fluência obtida experimentalmente e prevista para o ensaio em controlo de deslocamento.

De assinalar que as curvas previstas com base no comportamento diferido do betão

registado no ensaio realizado no VRF em controlo de força, mesmo que ajustadas com fatores

de escala variando arbitrariamente num amplo intervalo de 0.65 a 1.0, enquadram bastante

bem a resposta experimental observada no ensaio em controlo de deslocamento. Esta

constatação sustenta a forte convicção de que a condução do ensaio no VRF em controlo de

força ou em controlo de deslocamento proporciona duas modalidades de caraterização do

comportamento diferido do betão muito consistentes entre si, quando este material se encontra

sujeito a tensões de tração induzidas pela restrição das deformações intrínsecas.

4. ENSAIOS NO VRF COM DIFERENTES FORÇAS APLICADAS.

COMPARAÇÃO DA FLUÊNCIA EM COMPRESSÃO E EM

TRAÇÃO.

4.1 Introdução

Uma das potencialidades do ensaio VRF de restrição controlada, desenvolvido no âmbito do

projeto PTDC/ECM/099250/2008 para caraterização do comportamento do betão sob

deformações impedidas, é a capacidade de determinar a curva de fluência do betão sob

tensões de tração.

Uma das questões que se poderia colocar relativamente à robustez da técnica de ensaio

baseada no VRF seria se o valor da tensão aplicada ao betão, expressa em percentagem da

resistência à tração média deste material, teria efeito sobre a fluência específica medida. Para

isso neste capítulo comparam-se os resultados das medições obtidas para a fluência específica

com diferentes tensões de tração aplicadas ao betão, em ensaios realizados no VRF em modo

de controlo de força.

Outro aspeto interessante a comparar, igualmente incluído no presente relatório, é a

grandeza da fluência específica medida em tração com a obtida em ensaios convencionais de

fluência à compressão.

34 Capítulo 4

4.2 Ensaio em controlo de força, com uma tensão de tração no betão de 0.30fctm,2d

4.2.1 Introdução

Realizou-se um ensaio no VRF em controlo de força, similar ao realizado para o betão C40/50

durante a campanha experimental apresentada no Capítulo 2, mas agora com uma tensão de

tração instalada no betão de cerca de ~0.30fctm,2d (em vez do valor ~0.55fctm,2d adotado no

Capítulo 2). O principal objetivo deste ensaio é dissipar as dúvidas sobre a independência dos

resultados do ensaio relativamente à percentagem de tensão de tração aplicada no betão. O

betão utilizado coincide com o da classe C40/50 utilizado no Capítulo 2.

4.2.2 Resultados obtidos

Na Figura 4.1 reproduz-se a tensão de tração aplicada ao betão durante todo o ensaio, tendo-se

procurado que esta permanecesse o mais constante possível e com um valor correspondente a

0.30fctm,2d.

Na Figura 4.2 ilustra-se a força aplicada no sistema através dos cilindros hidráulicos,

que está em concordância com a tensão de tração pretendida para o betão do provete armado.

No que diz respeito à extensão total do provete, à extensão de retração livre do betão e à

extensão elástica do betão, estas encontram-se reproduzidas na Figura 4.3, na Figura 4.4 e na

Figura 4.5, respetivamente.

Um dos resultados mais importantes deste ensaio é a extensão de fluência (Figura 4.6),

sendo que é importante normalizar esta extensão relativamente à tensão de tração aplicada ao

betão, por forma a ser diretamente comparável com outros ensaios onde não foi aplicada a

mesma tensão ao betão. Para isso apresenta-se na Figura 4.7 a fluência específica deste betão.

Por último, na Figura 4.8 apresenta-se o coeficiente de fluência obtido.

Figura 4.1 – Tensão de tração aplicada no betão no ensaio com 0.30fctm,2d.

Ensaios no VRF com diferentes forças aplicadas. Comparação da fluência em compressão e em tração. 35

Figura 4.2 – Força aplicada em cada um dos varões no ensaio com 0.30fctm,2d.

Figura 4.3 – Extensão total do betão no ensaio com 0.30fctm,2d.

Figura 4.4 – Extensão de retração livre do betão.

36 Capítulo 4

Figura 4.5 – Extensão elástica do betão no ensaio com 0.30fctm,2d.

Figura 4.6 – Extensão de fluência em tração do betão no ensaio com 0.30fctm,2d.

Figura 4.7 – Fluência específica no ensaio com 0.30fctm,2d.


Figura 4.8 – Coeficiente de fluência determinado no ensaio com 0.30fctm,2d.

4.2.3 Comparação dos ensaios com tensões de tração no betão de 0.55fctm,2d e 0.30fctm,2d

Conforme referido, estes dois ensaios foram realizados para dois betões da mesma classe

C40/50, sendo que a única diferença está relacionada com a tensão de tração aplicada ao betão

dos provetes testados no VRF.

Na Figura 4.9 apresenta-se a comparação em termos da tensão de tração aplicada ao

betão nos dois ensaios. Relativamente às forças aplicadas pelos atuadores hidráulicos, estas

encontram-se representadas na Figura 4.10. A extensão total, a extensão de retração e a

extensão elástica estão reproduzidas na Figura 4.11, na Figura 4.12 e na Figura 4.13,

respetivamente.

Figura 4.9 – Tensão de tração instalada no betão nos ensaios com 0.55fctm,2d e 0.3fctm,2d.

38 Capítulo 4

Figura 4.10 – Forças aplicadas em cada um dos varões nos ensaios com 0.55fctm,2d e 0.3fctm,2d.

Figura 4.11 – Extensões totais do betão nos ensaios com 0.55fctm,2d e 0.3fctm,2d.

Figura 4.12 – Extensões de retração do betão nos ensaios com 0.55fctm,2d e 0.3fctm,2d.


Figura 4.13 – Extensões elásticas do betão nos ensaios com 0.55fctm,2d e 0.3fctm,2d.

Figura 4.14 – Extensões de fluência do betão nos ensaios com 0.55fctm,2d e 0.3fctm,2d.

Figura 4.15 – Extensões de fluência específica do betão nos ensaios com 0.55fctm,2d e 0.3fctm,2d.

40 Capítulo 4

Figura 4.16 – Coeficientes de fluência do betão nos ensaios com 0.55fctm,2d e 0.3fctm,2d.

A comparação direta dos ensaios realizados com tensões de tração instaladas no betão

de 0.55fctm,2d e 0.30fctm,2d tem de ser efetuada em termos da fluência específica do betão (o que

é realizado na Figura 4.15), ou com base no coeficiente de fluência (representado na Figura

4.16). Como seria de esperar, nos dois ensaios obteve-se uma concordância das curvas de

retração, o que permitiu confirmar os resultados obtidos e garantir a robustez das medições

efetuadas. De notar que se trata de betões com amassaduras realizadas em diferentes alturas

do ano, embora se tenha tido o cuidado de as realizar com condições de cura bastantes

semelhantes.

Comparando as fluências específicas e os coeficientes de fluência obtidos nos dois

ensaios constata-se que houve uma quase coincidência de resultados, o que permite concluir

que a percentagem da tensão de tração aplicada ao betão não afetou o comportamento diferido

deste material. Este facto também permitiu ganhar confiança nos resultados obtidos com base

no VRF e no protocolo de ensaio adotado. A curva da fluência específica no ensaio com

0.30fctm,2d é mais irregular do que a referente ao ensaio com 0.55fctm,2d, pois a carga aplicada é

menor, o que implica uma menor precisão na medição das extensões pelos sensores.

4.3 Fluência em compressão

4.3.1 Protocolo de ensaio

O ensaio de fluência à compressão é o mais comummente adotado para caraterizar o

comportamento diferido do betão, pelo que foi igualmente realizado no presente trabalho para

comparação com a fluência em tração obtida diretamente do equipamento VRF. Para o efeito


o ensaio de fluência à compressão foi conduzido numa câmara climática com T=20ºC e

HR=50%, isto é, as mesmas condições adotadas para os ensaios realizados no VRF.

Realizaram-se dois provetes com a mesma amassadura, que foram ensaiados à

compressão num associação em série num bastidor de fluência (ver Figura 4.17), sendo cada

um destes provetes instrumentado com um sensor de cordas vibrantes embebido. O sistema de

aplicação da carga de compressão dispõe de uma rótula para minimizar os desvios da

axialidade da força aplicada, bem como de uma célula de carga para a medição da força em

cada instante. Após a betonagem os provetes permaneceram em repouso durante 24h. Depois

deste período os provetes foram descofrados, e decorridas 48h sobre a betonagem os provetes

foram carregados em compressão no bastidor de fluência, seguindo um protocolo de

carregamento idêntico ao adotado na campanha experimental realizada com o VRF.

Figura 4.17 – Setup do ensaio de caracterização da fluência do betão em compressão.

4.3.2 Resultados

Os resultados obtidos para a fluência em compressão referem-se aos betões C40/50 e C20/25

caraterizados no Capítulo 2. Relativamente ao betão C40/50 a comparação da fluência

específica em compressão e em tração pode ser observada na Figura 4.18; a Figura 4.19

reproduz ponto a ponto a razão entre a fluência específica em compressão e em tração.

De forma análoga apresentam-se na Figura 4.20 e na Figura 4.21 os resultados

correspondentes ao betão da classe C20/25.

42 Capítulo 4

Observa-se praticamente o mesmo comportamento para as duas classes de betão, sendo

que a fluência específica em compressão é cerca do dobro da fluência específica em tração.

Figura 4.18 – Fluência específica em compressão e em tração para o betão C40/50.

Figura 4.19 – Relação entre fluência específica em compressão e em tração para o betão C40/50.


Figura 4.20 – Fluência específica em compressão e em tração para o betão C20/25.

Figura 4.21 – Relação entre fluência específica em compressão e em tração para o betão C20/25.

5. CONCLUSÃO

Neste relatório são apresentados os principais resultados alcançados no âmbito do projeto

PTDC/ECM/099250/2008, relativos à execução da Tarefa 5. Os resultados obtidos referem-se

a uma campanha experimental para caraterização do comportamento de betões tracionados

devido a impedimentos a deformações intrínsecas, com particular destaque para a retração,

campanha essa realizada com base no dispositivo experimental VRF – ‘Variable Restraining

Frame’ desenvolvido na Tarefa 4. De referir que o ensaio é conduzido tendo por base a

medição da extensão livre de um provete sem restrições, com a mesma secção transversal e o

mesmo betão do provete (armado) ensaiado no VRF, o que permite determinar a retração e

deformação térmicas livres. O ensaio é então conduzido no VRF por forma a restringir de

forma ativa e controlada essas deformações livres, tal como sucede em estruturas de betão

armado sujeitas a restrições (por exemplo, muros e lajes betonados em fase posterior à de

elementos estruturais restritores).

Durante a campanha experimental da Tarefa 5 foram caracterizados três tipos de betões,

com classes de resistência C40/50, C35/45 e C20/25 e diferentes relações w/c; foi ainda

ensaiado um quarto betão, referente a um caso de obra estudado na Tarefa 7. Quando

comparadas as fluências específicas em tração dos vários betões, verificou-se que quanto

maior a relação w/c maior será a fluência específica espetável para o betão correspondente.

46 Capítulo 5

A campanha experimental e o processo para obtenção das curvas de fluência do betão

em tração foram essencialmente conduzidas mantendo constante a tensão no provete betão

armado do VRF, sendo os ensaios conduzidos em modo de ‘controlo de força’.

Desenvolveu-se ainda uma variante de ensaio onde se manteve nulo o alongamento médio do

provete, correspondendo a um modo de ensaio com ‘controlo de deslocamento’.

Aproveitou-se para comparar o comportamento do betão em termos de fluência

específica sob condições de compressão (a mais usual) e em tração (menos comum, mas de

maior interesse para o estudo de estruturas de betão armado sujeitas a restrições às

deformações intrínsecas). Para um dos betões ensaiados verificou-se que a fluência específica

em compressão foi praticamente dupla da obtida em tração. Contudo, como este não era o

principal objetivo deste projeto, não foi possível aprofundar adequadamente esta comparação,

pelo que é necessário a realização de mais ensaios para retirar conclusões mais fundamentadas

para um gama de amassaduras maior.

Realizaram-se ensaios no VRF onde se aplicaram diferentes forças para um mesmo

betão, sendo que os resultados obtidos foram sensivelmente os mesmos em termos da fluência

específica em tração, o que sugere que a técnica de ensaio proposta é praticamente

independente da carga aplicada.

Finalmente, é de assinalar a elevada qualidade dos resultados obtidos com o VRF, seja

em termos da precisão e regularidade das curvas obtidas, seja em termos da repetibilidade da

técnica de ensaio ou ainda da própria robustez do protocolo de ensaio proposto, que decorreu

no interior de uma câmara climática. Uma grande potencialidade evidenciada pela

metodologia de ensaio utilizada (em qualquer modo de controlo) é a de não ser comprometida

pela acidental ocorrência de fissuração no provete de betão tracionado no VRF, o que torna

esta técnica de ensaio praticamente única a nível internacional (na generalidade das técnicas

de ensaio congéneres a fissuração do betão conduz ao cancelamento do ensaio de

caraterização). A qualidade dos resultados obtidos – que é superior à expectável no início do

projeto – e a singularidade de o VRF possibilitar o prosseguimento do ensaio mesmo após a

fissuração do provete tracionado não tem paralelo a nível nacional, e é de extrema relevância

científica a nível internacional.

REFERÊNCIAS

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Cracking in Cementitious Systems – EAC’01, RILEM Publications S.A.R.L., pp.

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cementitious systems. Materials and Structures, 36, pp. 183-190.

[3] R. Favre et al. (2004), Dimensionnement des structures en béton: aptitude au service,

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Lausanne.

[4] M. Azenha and R. Faria (2008), Temperatures and stresses due to cement hydration on

the RC foundation of a wind tower – A case study. Engineering Structures, 30(9), pp.

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[5] R. Faria, M. Azenha and J. A. Figueiras (2006), Modelling of concrete at early ages:

Application to an externally restrained slab. Cement and Concrete Composites, 28(6), pp.

572-585.

[6] L. Teixeira, L. Leitão, R. Faria e M. Azenha (2012), Ensaio de restrição axial controlada

para caraterização do betão tracionado devido à retração impedida. Relatório referente ao

projeto PTDC/ECM/099250/2008.

[7] L. Teixeira, L. Leitão, R. Faria e M. Azenha (2012), Ensaio de restrição axial controlada

para caraterização do betão tracionado devido à retração. Proc. Encontro Nacional Betão

Estrutural 2012 (Pen-Drive).

[8] M. Azenha (2009), Numerical simulation of the structural behaviour of concrete since its

early ages. Tese de Doutoramento, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto.

campanha experimental realizada no equipamento vrf para ...selco/wp-content/uploads/2014/02/... ·...

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