Contribuição ao estudo do módulo de elasticidade estático e dinâmico de concretos contendo agregados basálticos: análise experimental e proposta de modelo de correlação

Abstract

O módulo de elasticidade é uma das principais propriedades do concreto a qual está associada à deformação máxima permitida em projetos estruturais. O ensaio normatizado e mais difundido no Brasil é de caráter destrutivo, o qual demanda tempos elevados para a sua realização devido aos ciclos de carregamento necessários, além de um considerável número de corpos de prova. Como alternativa, ensaios não destrutivos, os quais geralmente são de rápida realização e demandam um número reduzido de amostras, vêm sendo estudados progressivamente durante os últimos anos como método para obtenção do valor do módulo de elasticidade dinâmico do material. Deste modo, este estudo avaliou comparativamente o método de ensaio destrutivo regido pela NBR 8522 (2017) e os métodos não destrutivos de Velocidade de Pulso Ultrassônico (VPU) e de Técnica de Excitação por Impulso (TEI) para a determinação do módulo de elasticidade do concreto. Para tal, foram produzidas diferentes misturas de concreto com três níveis de relação água/cimento (0,45, 0,55 e 0,65), agregado graúdo basáltico de três fontes mineralógicas diferentes do terceiro planalto paranaense (Foz do Iguaçu-PR, Toledo-PR e Guarapuava-PR) e quatro níveis de teor de agregado graúdo (60%, 54%, 48% e 42%). Os resultados indicaram que os valores do módulo dinâmico são 16% e 28% superiores ao estático para o TEI e VPU, respectivamente. A execução dos ensaios não destrutivos, para ambos os métodos, é cerca de 10 vezes mais rápida que para o ensaio destrutivo. Quanto aos modos de vibração longitudinal e flexional no método TEI, verificou-se uma divergência de aproximadamente 15 GPa nas idades iniciais do concreto. Aos 28 dias, os módulos de elasticidade dinâmico dos dois modos vibracionais são estatisticamente idênticos, contudo, é recomendado a utilização do modo longitudinal por este proporcionar menor desvio padrão. Com os resultados obtidos, obteve-se uma equação de correlação entre o módulo estático e o módulo dinâmico em função da massa específica do agregado graúdo, do teor de agregado no concreto e do método de medição utilizado, com o coeficiente de regressão do modelo matemático variando entre 0,811 e 0,901 e erro máximo de 2,46 GPa. A equação proposta é uma ferramenta em potencial para prever o módulo de elasticidade estático do concreto por meio de ensaios não destrutivos para as condições de contorno que orientaram seu desenvolvimento, podendo ser uma contribuição às normas técnicas brasileiras para determinação do módulo de elasticidade pelo método das frequências naturais de vibração e da velocidade de pulso ultrassônico.