Notas de Aula 02 - Ensaio de Compressão

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ENSAIO DE COMPRESSÃO 
Prof. Fernando Ferreira Del Monte. 
Universidade de Franca 
Notas de Aula 2 
Ensaio de Compressão consiste na aplicação de carga de 
compressão uniaxial crescente em um corpo de prova 
específico. A deformação linear, obtida pela medida da 
distância entre as placas que comprimem o corpo versus a 
carga de compressão, consiste na resposta desse tipo de 
ensaio. 
Na utilização na indústria de construção civil (concretos e 
madeira) deve-se levar em conta o teor de água contido nos 
corpos de prova e sua idade. 
Quando um material é submetido a cargas de compressão, as 
relações entre tensão e deformação são similares àquelas obtidas 
no ensaios de tração. Até a tensão de escoamento o material 
comporta-se elasticamente, sendo aplicável a lei de Hooke. 
Ultrapassando esse valor, ocorre deformação plástica, e , com o 
avanço da deformação, o material endurece (encruamento), e, à 
medida que o corpo é comprimido na direção longitudinal, 
ocorre um aumento no diâmetro da seção transversal do corpo de 
prova. 
 
Industria da Construção Civil 
a) Esboço do ensaio de compressão em corpo de prova cilíndrico 
b) Resultado da fratura observada em materiais frágeis 
c) Resultado do embarrilhamento observado em materiais dúcteis 
a) Corpo de prova com razão Lₒ/Dₒ inadequada 
b) Flambagem para corpos de prova dúcteis 
c) Flambagem devida ao cisalhamento das placas de compressão 
Distribuição das 
tensões de 
compressão e 
cisalhamento no corpo 
de prova de material 
dúctil, com destaque 
para o perfil de 
deformação e a 
formação do 
embarrilhamento 
Limite de Escoamento à Compressão (σe) 
Para determiná-lo quando o material ensaiado não apresenta 
um patamar de escoamento nítido, utiliza-se a mesma 
metodologia empregada no ensaio de tração, em que se adota 
um deslocamento da origem no eixo da deformação de 0,002 
ou 0,2% de deformação e a construção de uma reta paralela à 
região elástica do gráfico tensão-deformação. 
Limite de Resistência à Compressão (σu) 
Máxima tensão que o material pode suportar antes da 
fratura. É determinada dividindo-se a carga máxima pela 
área inicial do corpo de prova 
 
Dilatação Transversal (φ) 
Esse parâmetro equivale ao coeficiente de estricção 
determinado no ensaio de tração e está relacionado com a 
plasticidade do material. 
Os materiais extremamente dúcteis raramente são submetidos ao 
ensaio de compressão devido a seu comportamento instável de 
deformação 
Observa-se que cada grão tem sua 
própria linha de escorregamento, 
ocorrendo interferência entre 
direções de escorregamento e 
produzindo uma deformação 
bastante irregular 
 
 
Material: Cobre 
Os materiais frágeis, como o concreto e o ferro fundido, em 
função da presença de trincas microscópicas, são geralmente 
fracos em condições de tração, já que tensões de tração tendem 
a propagar essas trincas, que se orientam perpendicularmente 
ao eixo de tração. Nessas condições, a resistência à tração 
apresentada é baixa e varia de modo considerável com a 
amostra utilizada. Por outro lado, esses materiais são 
resistentes à compressão; para materiais frágeis, o limite de 
resistência à compressão pode chegar à ordem de 8 a 10 vezes 
o valor correspondente no ensaio de tração. 
Comparação entre Tração e Compressão Materiais 
Frágeis 
Embora a deformação elástica máxima em materiais 
cristalinos (metais em geral) seja geralmente muito pequena, 
a tensão necessária para produzir essa deformação é 
relativamente elevada. Essa relação tensão/deformação é alta 
porque a tensão aplicada trabalha em oposição às forças de 
restauração das ligações primárias. O comportamento elástico 
desses materiais sob compressão é o mesmo que em 
condições de tração, e a curva tensão-deformação em 
compressão será meramente uma extensão da curva de tração, 
embora o limite de escoamento na compressão geralmente se 
apresente mais elevado que o equivalente na tração. 
Curva Tensão 
Compressão-Deformação 
Materiais Cristalinos 
Alguns materiais não cristalinos, como o vidro e alguns polímeros, 
podem também apresentar elasticidade linear, contudo, nos 
materiais não cristalinos (polímeros e elastômeros) é mais comum o 
comportamento elástico não linear. Esses materiais, na maioria dos 
casos, apresentam maiores níveis de resistência mecânica na 
compressão. 
As tensões de compressão aplicadas aos elastômeros causam, 
inicialmente, uma maior eficiência no preenchimento do espaço 
interno do material. Na proporção em que esse espaço disponível 
diminui, aumenta a resistência a uma compressão ainda maior, até 
que, finalmente, as forças de ligação primária dentro das cadeias 
dos elastômeros começam a se opor à tensão aplicada. 
Dessa forma, a curva tensão-deformação em compressão aumenta 
mais rapidamente sua inclinação à medida que a deformação cresce. 
Curva Tensão Compressão-
Deformação para 
Elastômeros 
Algumas substâncias celulares, como a madeira, podem 
apresentar razoável rigidez em condições de compressão, até 
que a tensão seja suficiente para causar um empilhamento 
elástico das paredes das células, quando então pode-se verificar 
uma deformação considerável sem aumento significativo da 
tensão, voltando a aumentar a rigidez quando as células 
ficarem bem compactadas. 
Curva Tensão Compressão-
Deformação Materiais 
Celulares (Madeira) 
Durante o ensaio, devem ser monitoradas continuamente tanto a 
aplicação da carga quanto o deslocamento das placas ou a 
deformação do corpo de prova. Algumas precauções devem ser 
tomadas para a correta determinação das propriedades durante o 
ensaio, sendo a principal com relação à flambagem do corpo de 
prova, que pode ocorrer devido a: 
• Instabilidade elástica causada pela falta de uniaxialidade na 
aplicação da carga 
• Comprimento excessivo do corpo de prova 
• Torção do corpo de prova no momento inicial de aplicação da 
carga 
Os corpos de provas utilizados deverão ser preferencialmente 
confeccionados na forma cilíndrica, sendo divididos em três 
categorias para o caso de materiais metálicos: Curto, Médio e 
Longo. 
 
No que diz respeito ao aspecto da fratura, em materiais 
frágeis a ruptura ocorre nos planos de máximas tensões 
cortantes, normalmente a 45° do eixo de aplicação da carga. 
Os materiais dúcteis apresentam uma deformação excessiva 
no centro do comprimento devido ao embarrilhamento. Esse 
fato pode levar o material a fraturar internamente durante o 
ensaio, e a fratura deverá se apresentar no centro longitudinal 
do corpo de prova. 
Dimensões dos Corpos de Provas ensaiados em Compressão 
(ASTM E 9:2000) 
Relação entre porcentagem de água e tensão de ruptura em 
compressão longitudinal em madeiras 
Imperfeições crescimento do 
caule 
Relação entre a 
incidência de 
defeitos versus a 
tensão máxima 
suportada pela 
madeira 
O concreto é um material cerâmico e capaz de suportar 
elevadas cargas compressivas, mas é bastante fraco quando 
se trata de cargas de tração. 
Cimento é definido como um aglomerante hidráulico obtido 
pela moagem simultânea de pedras de minerais calcários e 
argilosos e gesso. 
O cimento adquire propriedade adesiva quando misturado à 
água. Isso acontece porque a reação química do cimento com 
a água, gera produtos que possuem características de 
aderência e endurecimento. 
Deve-se observar que os diferentes minerais no cimento 
reagem de forma diferente durante a hidratação. Dessa forma, 
as propriedades finais do composto deverão dependerda 
composição relativa do tipo de mineral constituinte. 
Geralmente, são necessárias algumas semanas para que o 
concreto atinja suas características finais. 
Endurecimento como função do tempo de reação para 
diferentes minerais da composição do cimento 
Curva Tensão-Deformação para Compressão do Concreto 
σcd resistência de cálculo do concreto 
OBRIGADO !