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Professores do DMQTIM apresentarão projeto na 16ª Febrace
Quinta-feira, 15 de fevereiro de 2018
Última modificação: Quarta-feira, 11 de dezembro de 2019
Os professores do Departamento de Metalurgia e Química do CEFET-MG Campus Timóteo, MSc. Valmir Dias Luiz (Orientador) e MSc. Erriston Campos Amaral (Coorientador), são finalistas na Mostra de Projetos da 16º Feira Brasileira de Ciências e Engenharia (Febrace). O trabalho será apresentado nos dias 13,14 e 15 de março, na Universidade de São Paulo (USP). A Febrace, realizada desde 2003, é um movimento nacional de estímulo ao jovem cientista e tem papel social importante no incentivo à criatividade e à reflexão de estudantes da educação básica, através do desenvolvimento de projetos com fundamento científico. A comitiva composta pelo Prof. Valmir e os alunos Lucas Souza Assis e Sávio Souza de Oliveira, ambos do curso de edificações, apresentará o trabalho intitulado “Análise de defeitos no dobramento de barras de aço destinados a armaduras para estruturas de concreto”.
Relevância do projeto
O dobramento em condições mais agressivas pode fragilizar o material na região da dobra, em decorrência principalmente do aparecimento de pequenas trincas ou fissuras na base das nervuras, o que diminui a área resistente da barra. Neste caso, a barra não quebra e apresenta somente uma fissura ou trinca não detectada durante a operação de dobramento. Uma barra nestas condições pode não suportar uma sobrecarga acidental na estrutura podendo inclusive levar a um desastre de grande magnitude e com vítimas fatais. O presente trabalho visou investigar o comportamento de barras de aço CA-50 e CA-60 destinadas a armaduras para concreto armado quando submetido a um ensaio de dobramento semiguiado, bem como os defeitos decorrentes deste dobramento.
O ensaio de dobramento foi realizado levando em consideração o que preconiza as normas NBR 6118 (2004), NBR 6153 (1988) e NBR 7480 (2007), com a ressalva de que os apoios para a realização deste ensaio devem permitir o livre movimento dos corpos-de-prova, pois, como as nervuras do aço CA-50 e CA-60 são altas, estas podem “agarrar” nos pinos suportes e travar ao executar o dobramento. Como a barra não desliza, acaba-se “rasgando” a mesma e provocando quebra ou o aparecimento de trincas ou fissuras. Isto acontece mesmo quando é utilizado pino de dobramento correto, pois este é um problema do processo de dobramento e não do vergalhão utilizado. Para que essas normas sejam atendidas foi desenvolvido um dispositivo para a simulação do dobramento em obra conforme pode ser visto na figura a seguir.
Não existe nenhuma indicação de norma que determine o diâmetro do “pino suporte”. Portanto, a escolha do diâmetro destes pinos baseia-se na observação do trabalho e na experiência profissional. Já o “pino de dobramento” deverá possuir o diâmetro especificado por norma para que haja uma melhor distribuição do esforço de dobramento do material, evitando-se sempre a utilização de cantoneira e pregos, como comumente é realizado em obras, que é umas das possíveis causas da fratura das barras de aço utilizadas em estruturas de concreto armado.
Além dos possíveis defeitos decorrentes do dobramento como trincas e fissuras, outro problema é o “retorno elástico” da barra depois de dobrada. Como o dobramento é uma operação onde ocorre uma deformação por flexão, então quando uma barra é dobrada a sua superfície externa fica tracionada e a interna comprimida. Estas tensões aumentam a partir de uma linha interna neutra, chegando a valores máximos nas camadas externa e interna. Em outras palavras, em um dobramento a tensão varia de um máximo negativo na camada interna para zero na linha neutra e daí sobe a um máximo positivo na camada. Desta forma, uma parte das tensões atuantes na seção dobrada estará abaixo do Limite de Escoamento (LE) e a outra parte supera a este limite, conferindo à barra uma deformação plástica permanente. Uma vez cessado o esforço de dobramento, parte da seção que ficou submetida a tensões inferiores ao LE por ter permanecido no domínio elástico tende a retornar à posição inicial anterior ao dobramento. Um concreto armado com barras apresentando este retorno elástico pode influenciar na distribuição das tensões atuantes numa viga de concreto armado e levá-la ao seu colapso.
Outro problema evidente nos aços destinados a armaduras de concreto armado é o seu mau acondicionamento. Normalmente, em obras ou até mesmo nas empresas fabricantes e que também comercializam este tipo de material, estas barras de aço ficam expostas às intempéries do ambiente, levando à formação de uma camada oxidante na superfície da mesma, o que pode levar a mudanças de propriedades na superfície destes aços, como por exemplo, a dureza, que é a medida da resistência do material à penetração. Um aço ficando com a superfície mais dura, o mesmo tende apresentar uma fratura frágil, ou seja, o material não deforma elasticamente antes de romper, o que para estruturas de concreto armado seria um grande problema, pois como os aços podem ficar sujeitos à variação de carga e agentes externos, seria fundamental que ele deforme apenas elasticamente e retorne à sua condição inicial sem apresentar deformação permanente, evitando assim que ele rompa antes do esperado.
Portanto, é altamente recomendável que as normas de dobramento, tanto em laboratório quanto em obra sejam obedecidas a rigor, além de ter um cuidado especial com a armazenagem destas barras de aço no canteiro de obra, desta maneira pode-se evitar que essas barras sofram alterações em suas propriedades mecânicas, e consequentemente, a redução da probabilidade de um desastre.