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RELATÓRIOS Materiais de Construção II Profª: Margareth Breno Baroni Daiana Amaro Erica Ferreira Dez/2013 Universidade do Estado do Rio de Janeiro Faculdade de Engenharia 1 Sumário Determinação da Área Líquida ..................................................................................................... 2 Ensaio de Resistência à Compressão- Blocos Cerâmicos de Vedação ........................................ 4 Ensaio de Flexão- Telha Francesa ................................................................................................. 7 Ensaio de Tração em barra de aço CA-50 .................................................................................... 9 Ensaio de Tração em barra de aço CA-60 .................................................................................. 11 Ensaio de Dobramento em barra de aço CA-50......................................................................... 16 Ensaio de Flexão da Madeira ..................................................................................................... 18 Ensaio de Compressão Paralela as Fibras .................................................................................. 22 Ensaio de Dureza da Madeira..................................................................................................... 25 Bibliografia .................................................................................................................................. 27 2 Determinação da Área Líquida 1 INTRODUÇÃO Relatório sobre o ensaio de determinação da área líquida do bloco cerâmico realizado pela turma 1 de Materiais de Construção II do curso de Engenharia Civil da Universidade do Estado do Rio de Janeiro 2 OBJETIVO Determinar a área líquida do bloco cerâmico utilizando os procedimentos da NBR 15270- 3/2005 – Blocos Cerâmicos para Alvenaria Estrutural. 3 MATERIAIS UTILIZADOS Para realização dos ensaio foram utilizados: Uma balança; Um tanque com água a temperatura ambiente; Um bloco cerâmico (9cm x 19cm x 19,3cm); 4 PROCEDIMENTOS O bloco foi imerso em água à temperatura ambiente por 24 horas. Após esse período de tempo, foi obtido a massa aparente do bloco saturado pesando-o imerso em água. Em seguida, foi enxugado superficialmente com um pano úmido para remover o excesso de água e imediatamente pesado. Nessa segunda pesagem foi obtido o valor da sua massa úmida. 5 RESULTADOS Dados: 𝛾 = 1 𝑔/𝑐𝑚³ H = 19 cm Foram obtidos os seguintes dados na pesagem do bloco: Massa aparente - 𝑃1 = 21,6 𝑘𝑔 = 21600 𝑔 Massa úmida - 𝑃2 = 21,8 𝑘𝑔 = 21800 𝑔 3 A área líquida é calculada através da fórmula: 𝐴𝑙í𝑞 = (𝑀𝑢 − 𝑀𝑎) 𝛾 𝑥 𝐻 Aonde: Alíq é igual a área líquida, em centímetros quadrados. Mu é igual a massa saturada do bloco, em gramas. Ma é igual a massa aparente do bloco, em gramas. γ é igual a massa específica da água, em gramas por centímetros cúbico. H é igual a altura do bloco, em centímetros. Substituindo os valores obtemos: 𝐴𝑙í𝑞 = (21800 𝑔 − 21600 𝑔) 1 𝑔 𝑐𝑚³⁄ 𝑥 19 𝑐𝑚 = 10,53 𝑐𝑚² 6 CONCLUSÃO No cálculo da área bruta obtemos o valor de 10,53 cm² esse valor implica na quantidade de massa para o assentamento dos blocos cerâmicos, ou seja, um ensaio relativamente simples que interfere diretamente no cálculo dos gastos da construção. 4 Ensaio de Resistência a Compressão- Blocos Cerâmicos de Vedação 1 INTRODUÇÃO Este Relatório consiste na apresentação do ensaio de Resistencia a Compressão de Bloco Cerâmico de vedação, realizado pela turma 1 de Materiais de Construção II do curso de Engenharia Civil da Universidade do Estado do Rio de Janeiro, com base na NBR 15270-3- Blocos cerâmicos para alvenaria estrutural e de vedação – Métodos de ensaio. Os blocos cerâmicos de vedação contem furos prismáticos normais as faces que os contem. Suportam somente o seu peso próprio e são assentados com os furos na horizontal, podendo porem, ser assentados na vertical somente se estiver especificado no projeto. Figura 1-Bloco cerâmico de vedação com furos na horizontal Devido as suas características podemos observar que o esforço mais notório para blocos é o esforço de compressão, tornando o ensaio a compressão o mais indicado para os devidos fins. De uma forma geral, este ensaio consiste na aplicação de um esforço axial de compressão, distribuída uniformemente por toda seção transversal do corpo de prova. 2 OBJETIVO Determinar a resistência a compressão de blocos cerâmicos de vedação. 3 MATERIAIS UTILIZADOS Para realização do ensaio foram utilizados: Máquina Universal de Ensaios - Losenhausenwerk; Corpo de prova: Bloco cerâmico; 5 Figura 2- Pontos indicados para efetuar as medições nos blocos 4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Primeiramente foi verificada as características geométricas do corpo de prova, observando se o corpo de prova tem algum defeito de fabricação e realizando as medições das faces: comprimento(C), largura(L), altura(H). A tabela abaixo apresenta os medições do corpo de prova(CP) utilizado. O bloco foi imerso em água, a temperatura ambiente, durante 24h(saturado), ou por 2h se for imerso em água quente, pois essa é a situação mais desfavorável, fornecendo então a menor resistência. A fim de garantir a uniformidade do carregamento, houve a regularização das faces de trabalho(3mm), o corpo de prova foi capeado com pasta de cimento com resistência superior a resistência do bloco. O corpo de prova foi ensaiado com a carga aplicada na direção do esforço que o bloco deve suportar durante o seu emprego. A seguir procedeu- se ao ensaio de compressão, regulando os comandos da prensa, de forma que a tensão aplicada, calculada em relação à área bruta se eleve progressivamente à razão de (0,05 ± 0,01) MPa/s. Dimensão(cm) C 19,3 L 9 H 19 Fi g u ra 3 - C o m p re ss ã o a xi a l d e b lo co d e ve d a çã o 6 5 RESULTADOS O corpo de prova sofreu o seu rompimento(trincou) a carga de 1200 kgf , isto é 12000 N. 𝐴 = 190 𝑥 90 = 17100 𝑚𝑚2 𝜎𝑟𝑢𝑝= 12000 𝑁 17100 = 0,7 𝑀𝑃𝑎 Onde, 𝜎𝑟𝑢𝑝 – Tensão de ruptura; 𝐴- Área; 6 CONCLUSÃO A tensão de ruptura mínima para bloco cerâmico, por norma é de 1.5 MPa porém, o nosso corpo de prova obteve resultado inferior a este, logo o corpo de prova não se adequa a norma. Figura 4- Corpo de prova no momento do Ensaio 7 Fi g u ra 5 - Es q u em a e xp er im en ta l Ensaio de Flexão- Telha Francesa 1 INTRODUÇÃO Relatório sobre o ensaio de flexão em telha francesa realizado pela turma 1 de Materiais de Construção II do curso de Engenharia Civil da Universidade do Estado do Rio de Janeiro. A resistência à flexão para telhas cerâmicas é importante, pois estas, estão sujeitas ao transporte e montagem do telhado além do trânsito eventual de pessoas. 2 OBJETIVO Consiste em verificar a de ruptura à flexão de telhas, para relatar a boa resistência mecânica do corpo de prova, utilizando os procedimentos da NBR 15310:2009-Componentes cerâmicos – Telhas – Terminologia, Requisitos e Métodos de ensaio. 3 MATERIAIS UTILIZADOS Pararealização do ensaio foram utilizados: Máquina Universal de Ensaios - Losenhausenwerk; Corpo de prova: Telha Francesa; 4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Antes do ensaio foram analisadas as características geométricas do corpo de prova (espessura, largura, comprimento) e sua aparência visual, verificando a ocorrência ou não de defeitos de fabricação, por exemplo. O corpo de prova (telha francesa) estava em condição saturada, que é a sua pior situação, aquela que vai oferecer uma menor resistência. Para a sua saturação o corpo de prova(CP) pode ser imerso em água a temperatura ambiente por 24h, ou por 2h se for imerso em água quente. Primeiramente o CP foi apoiado sobre dois apoios e Após a prensa da máquina encostar na telha, a carga começou a ser aplicada no meio do vão entre apoios. 8 5 RESULTADOS A carga de ruptura à flexão da telha foi de 110 kgf ou 1100 N. 6 CONCLUSÃO Visto que a resistência mínima para telhas planas de encaixe, simples e plana de sobreposição é de 1000 N, então, o corpo de prova se adequa a norma pois apresentou resistência de 1100 N. 9 Ensaio de Tração em barra de aço CA-50 1 INTRODUÇÃO Relatório sobre o ensaio de Tração em barra de aço CA-50 Ø 20 à temperatura ambiente, realizado pela turma 1 de Materiais de Construção II do curso de Engenharia Civil da Universidade do Estado do Rio de Janeiro. 2 OBJETIVO O ensaio de tração na barra de aço CA-50, com base na NBR 6892/2002, tem como objetivo estudar as características de escoamento, limite de resistência e alongamento do corpo de prova, devendo ele apresentar tensão de escoamento fy ≥ 500 Mpa, tensão de ruptura fst ≥ 1,08 fy e alongamento após ruptura em 10 Ø maior que 8 %. 3 MATERIAIS UTILIZADOS Para realização do ensaio foram utilizados: Máquina universal de Ensaios Hidráulica UHP60, Fabricante Losenhausenwerk; Barra de aço CA-50 Ø 20 com nervuras, fabricante: GERDAU; Balança; Trena; Aparelho/máquina para riscar a barra com precisão; 4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Inicialmente foram medidos o comprimento e o peso da barra. Em seguida, definiu-se o comprimento inicial do corpo de prova que seria alongado em dez vezes o diâmetro nominal da barra e também se riscou o material com giz a cada 10 mm de maneira que o alongamento pudesse ser mensurado posteriormente. Realizados os procedimentos iniciais, fixou-se o corpo de prova na máquina por suas extremidades, numa posição que permitisse ao equipamento aplicar-lhe uma força axial para fora, de modo a aumentar seu comprimento. A máquina de ensaio possuía um registrador gráfico que traçou o diagrama de força e deformação em papel milimetrado durante o ensaio. Os resultados obtidos foram analisados para que se fosse verificado se suas características estavam dentro dos padrões da norma. 10 5 RESULTADOS 𝑚 = 1004 𝑔 ; 𝐿𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎 = 404 𝑚𝑚; 𝑀𝐸 = 7850 𝐾𝑔 𝑚3 = 0,000007850 𝐾𝑔 𝑚𝑚3 ; Logo, 𝑆 = 𝑚𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎 𝑀𝐸 .𝐿𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎 = 1,004 𝐾𝑔 0,000007850 𝐾𝑔 𝑚𝑚3 . 404 𝑚𝑚 → 𝑆 = 316,579 𝑚𝑚²; 𝐿0 = 10. ∅20 = 200 𝑚𝑚 ; L = 228 mm; 𝑃𝑦 = = 19550 Kgf = 191785,5 N 𝑃𝑚á𝑥 = 22665 𝐾𝑔𝑓 = 222343,65 𝑁 Dividindo as cargas pela área transversal da barra e dividindo a variação de comprimento pelo comprimento inicial, temos: 𝜎𝑦 = 𝑃𝑦 𝑆 = 191785,5 𝑁 316,579 mm² → 𝜎𝑦 = 605,8053 𝑀𝑃𝑎 𝜎𝑚á𝑥 = 222343,65 𝑁 316,579 𝑚𝑚2 → 𝜎𝑚á𝑥 = 702, 331 𝑀𝑃𝑎 𝐿𝑜𝑔𝑜, 𝜎𝑚á𝑥 = 1,16 . 𝜎𝑦 𝜀 (%) = ∆𝐿 𝐿0 . 100 = 228 − 200 200 . 100 → 𝜀 = 14 % 6 CONCLUSÃO Analisando todos os resultados obtidos, conclui-se que a barra de aço do ensaio se encontrava dentro de todos os padrões da norma relativos a tensão de escoamento, deformação e relação entre tensão de escoamento e tensão máxima. Apesar de sua aprovação, para que um lote dessa barra fosse aprovado deveriam ser realizados mais ensaios com outras amostras. 11 Ensaio de Tração em barra de aço CA-60 1 INTRODUÇÃO Relatório sobre o ensaio de Tração em barra de aço CA-60 Ø 5 à temperatura ambiente, realizado pela turma 1 de Materiais de Construção II do curso de Engenharia Civil da Universidade do Estado do Rio de Janeiro. 2 OBJETIVO O ensaio de tração na barra de aço CA-60, com base na NBR 6892/2002, tem como objetivo estudar as características de escoamento, limite de resistência e alongamento do corpo de prova, devendo ele apresentar tensão de escoamento fy ≥ 600 Mpa, tensão de ruptura fst ≥ 1,05 fy e alongamento após ruptura em 10 Ø maior que 5 %. 3 MATERIAIS UTILIZADOS Para realização do ensaio foram utilizados: Máquina universal de Ensaios Hidráulica UHP6, Fabricante Losenhausenwerk ; Barra de aço CA-60 Ø 5 , com nervuras, fabricante: GERDAU; Paquímetro; Extensômetro; Balança; Trena; 4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Inicialmente foram obtidas as características da barra como seu comprimento e massa que possibilitaram o cálculo da seção transversal da mesma. Em seguida, a barra foi colocada no extensômetro com o comprimento útil de 100 mm visto que sua deformação não seria perceptível a olho nu. Após, a barra foi encaixada na máquina de ensaios para que se desse início ao ensaio de tração. Conforme se ia aplicando carga para tracionar a barra, a cada 2 milésimos de milímetros de alongamento informava-se o valor da carga aplicada naquele momento. Dessa forma, obteve-se a tabela de carga [Kgf] x variação de comprimento [mm/100]. As devidas conversões foram realizadas para que esses valores passassem para tensão [N/mm²] x deformação [%]. Por fim, foi traçado uma reta paralela à curva de deformação elástica para que se fosse possível identificar a tensão de escoamento da barra. 12 5 RESULTADOS Dados iniciais obtidos e calculados: 𝑚 = 61 𝑔; 𝑙 = 397 𝑚𝑚; 𝑀𝐸 = 7850 𝐾𝑔 𝑚3 = 0,000007850 𝐾𝑔 𝑚𝑚3 ; 𝑆 = 𝑚𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎 𝑀𝐸 .𝐿𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎 = 0,061 𝐾𝑔 0,000007850 𝐾𝑔 𝑚𝑚3 .397 𝑚𝑚 → 𝑆 = 19,574 𝑚𝑚²; A tabela abaixo( à esquerda) fornece os valores de variação de comprimento em [mm/100] e carga em [Kgf] obtidos no ensaio, já a outra tabela abaixo(à direita) fornece os valores de deformação e tensão calculados a partir da tabela anterior: ΔL [mm/100] P [Kgf] 0 100 2 185 4 260 6 359 8 436 10 523 12 615 16 769 20 925 24 1094 28 1234 32 1348 36 1421 40 1476 44 1510 48 1532 52 1550 56 1565 60 1574 ε (%) σ [MPa] 0 50,11865 0,02 92,7195 0,04 130,3085 0,06 179,9259 0,08 218,5173 0,1 262,1205 0,12 308,2297 0,16 385,4124 0,2 463,5975 0,24 548,298 0,28 618,4641 0,32 675,5994 0,36 712,186 0,4 739,7512 0,44 756,7916 0,48 767,8177 0,52 776,839 0,56 784,3568 0,6 788,8675 13 Gráficos gerados a partir das tabelas obtidas pelo experimento: 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 P [ N ] ε [%] Carga x Deformação 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 σ [ M p a] ε (%) Tensão x Deformação 14 Gráfico gerado peloleitor do aparelho/máquina : Figura 6- Registro do aparelho Observa-se que o gráfico de Carga x Deformação gerado pelo leitor da máquina assemelha-se ao gráfico obtido anteriormente através dos valores de variação de comprimento e carga aplicada. Curva paralela à deformação elástica partindo de 0,2 % de deformação: y = 2145,3x - 429,06 y = 2145,3x + 48,705 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 σ [ M p a] ε (%) 15 Valor da tensão de escoamento do aço analisado obtido através da interseção dos dois gráficos: 𝜎𝑦 = 780 𝑀𝑃𝑎 Carga de ruptura: Prup = 1670 -> 𝜎𝑟𝑢𝑝 = 836, 98 𝑀𝑃𝑎 6 CONCLUSÃO Analisando todos os resultados obtidos observa-se que a barra de aço se encontra dentro dos padrões estabelecidos pela norma, já que a tensão de escoamento é maior que 600 Mpa e que a tensão de ruptura é 1,073 vezes maior que a tensão de escoamento. Para que se fosse liberada a utilização de barras de aço do mesmo lote que a barra utilizada nos ensaios seria necessária que fossem utilizadas mais amostras. 16 Ensaio de Dobramento da barra de aço CA-50 1 INTRODUÇÃO Relatório sobre o ensaio de dobramento da barra de aço CA-50 Ø 20, realizado pela turma 1 de Materiais de Construção II do curso de Engenharia Civil da Universidade do Estado do Rio de Janeiro. 2 OBJETIVO Este ensaio, com base na NBR 6153/88, tem como objetivo verificar qualitativamente a capacidade de ductilidade da amostra de aço CA 50 CA 50 Ø20 visto que a mesma será sofrerá dobramento ou flexão quando em serviço em construção civil. 3 MATERIAIS UTILIZADOS Para realização do ensaio foram utilizados: Cutelo; Máquina universal de Ensaios Hidráulica UHP30, Fabricante Losenhausenwerk; 4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL O ensaio consistiu em submeter uma amostra de barra de aço de seção transversal circular, a uma deformação plástica por dobramento do tipo semi-guiado sem inversão do sentido de flexão no curso do ensaio. Em seguida foi realizado um exame visual para averiguar se a barra atendia os padrões da NBR 06153. O ensaio foi realizado em aparelho descrito no item ‘’Materiais Utilizados’’ com um cutelo de diâmetro igual a quatro vezes o diâmetro nominal da barra que era de vinte milímetros. A barra foi dobrada em um ângulo de 180 graus. Figura 7- Esquema do experimento 17 5 RESULTADOS Após a realização do ensaio verificou-se visualmente que a barra não rompeu e não apresentou fissuras ou trincas na superfície externa e nas arestas da dobra. 6 CONCLUSÃO Conforme as verificações supracitadas a barra está dentro dos padrões aceitáveis de utilização. 18 Ensaio de Flexão- Madeira 1 INTRODUÇÃO Relatório sobre o ensaio de flexão em Madeira realizado pela turma 1 de Materiais de Construção II do curso de Engenharia Civil da Universidade do Estado do Rio de Janeiro. 2 OBJETIVO Avaliar a flexão de um corpo de prova utilizando os procedimentos da NBR 7190/1997 – Projeto de Estruturas de madeira. 3 MATERIAIS UTILIZADOS Para realização do ensaio foram utilizados: Um corpo de prova de Massaranduba com dimensões 5x5x115 (Figura 8); Máquina Universal de Ensaios UHP 60 - Losenhausenwerk; Um extensômetro. 4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Para determinar a resistência à flexão, um corpo de prova acoplado a um extensômetro foi vinculado a dois apoios articulados móveis, com um vão livre entre os apoios de 105 cm. Em seguida, um cutelo acoplado máquina UHP 60 (Figura 2) aplica cargas concentradas, com as quais foram se tomando leitura dos deslocamentos correspondentes. Utilizou-se uma escada de 50mm/100, com os valores entre o intervalo 0 mm/100 à 2600mm/100 (Ponto aonde ocorreu a ruptura), e obteve-se os dados a seguir apresentados: Figura 8- Corpo de prova para ensaio de flexão Figura 9- Cutelo para aplicação de Carga no Ensaio de Flexão 19 ΔL (mm/100) P(kgf) 0 0 50 45 100 65 150 85 200 110 250 130 300 150 350 175 400 195 450 215 500 240 550 260 600 280 650 305 700 325 750 345 800 365 850 390 900 410 950 430 1000 450 1050 470 1100 490 1150 510 1200 535 1250 555 1300 575 1350 595 1400 615 1450 635 1500 655 1550 670 1600 690 1650 705 1700 725 1750 735 1800 745 1850 765 1900 785 1950 795 2000 810 2050 825 2100 835 2150 850 2200 860 2250 870 2300 885 2350 895 2400 900 2450 910 2500 920 2550 930 2600 935 20 Com os dados obtidos podemos plotar o seguinte gráfico: Gráfico Carga x Deformação obtido com o ensaio. Observamos que o corpo de prova sofreu ruptura com a carga de 935 kgf (Figura 8). 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 0 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 8 0 0 9 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 2 0 0 1 3 0 0 1 4 0 0 1 5 0 0 1 6 0 0 1 7 0 0 1 8 0 0 1 9 0 0 2 0 0 0 2 1 0 0 2 2 0 0 2 3 0 0 2 4 0 0 2 5 0 0 2 6 0 0 P (k gf ) ΔL (mm/100) Carga x Deformação Figura 10- Corpo de prova após ensaio de compressão paralela às fibras 21 5 RESULTADOS Dados: Inicialmente, calcularemos o módulo de resistência elástico da seção transversal do corpo de prova: 33 22 10833,20 6 5050 6 We mmxWe x We bh Obteremos também o valor do momento fletor máximo, utilizando a maior carga P que o material suporta quando se encontra em deformação elástica: mNmM PL M L x P M máxmáxmáx .625,050.637.2 422 E por fim, a resistência a flexão é obtida por: 𝑓𝑀 = 𝑀𝑚á𝑥 𝑊𝑒 = 2.637.050,625 𝑁𝑚𝑚 20,833 x 103𝑚𝑚3 = 126,58 𝑀𝑃𝑎 6 CONCLUSÃO Analisando os resultados obtidos, observamos que a tensão máxima de flexão depende do módulo de resistência elástico da seção da estrutura analisada, tornando-se mais susceptível aos efeitos da flexão quando a altura for pequena. E através do gráfico, conclui-se que a carga varia proporcionalmente a flexão até certo ponto, esse ponto é onde termina a deformação elástica e inicia-se a deformação plástica do material. . ÁREA DO CORPO DE PROVA 2.500 m² CARGA DE RUPTURA 935 kgf DIMENSÕES 5 cm x 5 cm x 115 cm 22 Ensaio de Compressão Paralela as Fibras 1 INTRODUÇÃO Relatório sobre o ensaio de compressão paralela as fibras realizado pela turma 1 de Materiais de Construção II do curso de Engenharia Civil da Universidade do Estado do Rio de Janeiro 2 OBJETIVO Avaliar a resistência de compressão paralelas as fibras utilizando os procedimentos da NBR 7190/1997 – Projeto de Estruturas de madeira. 3 MATERIAIS UTILIZADOS Para realização do ensaio foram utilizados: Um corpo de prova de Massaranduba com dimensões 5x5x15 (Figura 11); Máquina Universal de Ensaios UHP 60 - Losenhausenwerk; Um extensômetro. Figura 11- Corpo de prova para ensaio de compressão paralela às fibras 4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Foi colocadoum corpo de prova acoplado ao extensômetro graduado em 1/100 na máquina UHP 60. Em seguida foram aplicadas cargas com as quais foram se tomando leitura dos deslocamentos correspondentes. Utilizou-se uma escala 2mm/100, com os valores entre o intervalo 0 mm/100 à 40mm/100 (Ponto aonde ocorreu a ruptura). O resultados obtidos encontra-se na tabela a seguir, e os dados obtidos podemos plotar um gráfico, que também encontramos a seguir: 23 P (kgf) ΔL (mm/100) 1000 0 1825 2 2775 4 3880 6 4780 8 5815 10 6935 12 7995 14 9035 16 9930 18 10920 20 11720 22 12385 24 13010 26 13635 28 13960 30 14180 32 14415 34 14585 36 14785 38 14930 40 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 P ( kg f) ΔL (mm/100) Carga x Deformação Figura 12- Gráfico Carga x Deformação obtido com o ensaio. 24 Observamos que o corpo de prova sofreu ruptura com a carga de 15615 kfg. 5 RESULTADOS Dados: 𝐶á𝑙𝑐𝑢𝑙𝑜 𝑅𝑒𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑜: 𝜎 = 𝐹 Á𝑟𝑒𝑎 = 15.615𝑘𝑔𝑓 𝑥 9,81𝑚2/𝑠 2.500 𝑚𝑚² = 61,27𝑀𝑃𝑎 6 CONCLUSÃO No ensaio de compressão paralela as fibras foi obtido o valor de 61,6 MPa com uma amostra da madeira Massaranduba, valor relativamente próximo do proposto pela norma que é de 82,9 MPa. Houve uma margem de erro de 24,89%, valor dentro da norma que tolera uma variação de 28%. Esta discrepância observada pode ser justificada pelos vários fatores que interferem sobre o corpo de prova, como por exemplo a aplicação de cargas em planos paralelos, que impõe uma grande dificuldade de execução exata, assim como o controle da taxa de carregamento, tendo em vista que o pistão hidráulico da Máquina Universal de Ensaios serve para aplicação de cargas elevadas, e a manutenção do incremento contínuo e permanente das cargas, tanto no processo de carregamento quanto no descarregamento, que é de difícil obtenção. ÁREA DO CORPO DE PROVA 2.500 m² CARGA DE RUPTURA 15615 kgf Figura 13- Corpo de prova após ensaio de compressão paralela às fibras 25 Ensaio de Dureza da Madeira 1 INTRODUÇÃO Relatório sobre o ensaio de Dureza realizado pela turma 1 de Materiais de Construção II do curso de Engenharia Civil da Universidade do Estado do Rio de Janeiro A dureza da madeira é medida pela penetração de outro corpo, os diversos tipos de madeira apresentam variados graus de dureza. A dureza proposta por Janka é determinada convencionalmente pela tensão atuante em uma das faces de um corpo-de-prova prismático. 2 OBJETIVO Determinação da dureza da madeira pelo método de Janka, utilizando os procedimentos da NBR 7190/1997 – Projeto de Estruturas de madeira. 3 MATERIAIS UTILIZADOS Para realização do ensaio foram utilizados: Máquina Universal de Ensaios UHP 60 - Losenhausenwerk; Um corpo de prova: Madeira Maçaranduba com dimensões 5x5x15 ; Penetrômetro; 4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL O corpo de prova(CP), por norma, deve possuir seção transversal quadrada de 5 cm x 5 cm e 15 cm de comprimento ao longo da fibras. Este método consiste em medir o esforço necessário para introduzir no topo (sentido axial) do CP por penetração de uma esfera de aço de raio de 5,62mm, até que esta atinja uma profundidade igual ao seu raio, por no mínimo 1 minuto. Inicialmente o CP foi apoiado em um suporte plano metálico e em sua parte superior do corpo de prova, foi acoplado um medidor de dureza, com o objetivo de indicar o quanto o diâmetro da esfera penetrou no CP e então iniciada a aplicação de carga com a penetração da esfera na extremidade do medidor na madeira. Fi g u ra 1 4 - Es q u em a d a a p a re lh a g em 26 5 RESULTADOS Carga de penetração da metade do diâmetro da esfera: 950 Kgf Raio da esfera: 5,62 mm Tensão de Ruptura = 957,42 kgf/cm² = 95,74 MPa 6 CONCLUSÃO Conclui-se então que o corpo de prova foi APROVADO neste ensaio, considerando que a norma NBR 7190 determina que a dureza mínima da madeira pelo método de Janka é de 82,9 MPa e o corpo de prova resistiu até 95,74 MPa. Figura 15- Penetração após o ensaio 27 Bibliografia Normas ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas); Vídeos, fotos e anotações realizadas durante os ensaios; Material fornecido pela professora Margareth em aula;
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