Associação Brasileira da Construção

Industrializada de Concreto

Industrializar em Concreto 19 - julho de 2020

ARTIGO TÉCNICO

AVALIAÇÃO DA CONFORMIDADE ENTRE A DUREZA E O MÓDULO DE DEFORMAÇÃO TRANSVERSAL EM APARELHOS DE APOIO ELASTOMÉRICOS SIMPLES EM ESTRUTURAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO

RESUMO
Os elastômeros, conhecidos comercialmente como neoprene, têm sido empregados em larga escala nas construções pré-moldadas de concreto no Brasil, diante de seu bom desempenho no que se refere à melhoria da distribuição de cargas nas ligações submetidas à compressão. Nesse sentido, esse artigo apresenta parte dos resultados de uma pesquisa de mestrado, realizada no NETPRE-UFSCar, que visou caracterizar, por meio de um programa experimental, o comportamento à compressão simples dos aparelhos de apoio elastoméricos não fretados, através da determinação experimental do módulo tangente de deformação à compressão (módulo de elasticidade aparente) e da rigidez à compressão desses elementos. Diante da realização do programa experimental proposto, verificou-se que a calibração do equacionamento estabelecido pela ABNT NBR 9062:2017 se mostrou satisfatória para avaliar a deformabilidade do aparelho de apoio elastomérico não fretado. Ainda, observou-se que os ensaios podem ser utilizados para verificação da conformidade dos valores de módulo de deformação transversal obtidos experimentalmente, em relação aos valores indicativos de correspondência com a dureza Shore A e, desse modo, pode ser feito o controle de qualidade do elastômero. Também, foi possível a adequação de um procedimento que pudesse ser reproduzido com equipamentos simples, isso é, atuador hidráulico com controle da velocidade de aplicação de força.

 

1. Introdução
os elastômeros são utilizados amplamente em todo o mundo para diversos tipos de aplicação. No Brasil, são usados com frequência no setor da construção pré-moldada de concreto, principalmente como aparelho de apoio para vigas, lajes e painéis. De acordo com Ditz (2015), o objetivo de sua utilização é melhorar a distribuição de cargas concentradas e reações sobre a superfície, assim como permitir deformações limitadas nos apoios, o que proporciona alívio de tensões. Além disso, o aparelho de elastômero impede o contato direto concreto-concreto e, consequentemente, evita o desgaste das peças pré-moldadas de concreto.
Embora os aparelhos de apoio elastoméricos sejam os mais utilizados atualmente, o seu comportamento frente aos efeitos da compressão é complexo e ainda não é bem compreendido e, desse modo, podem não corresponder às expectativas de projeto. Segundo Vinje (1985), a complexidade do comportamento dos aparelhos de apoio elastoméricos advém, principalmente, da diferença das propriedades do elastômero em relação aos outros materiais comumente utilizados pelos engenheiros. 
Para que seja alcançado o desempenho necessário deste tipo de aparelho de apoio devem ser verificadas quatro situações: tensão de compressão, deformação por compressão (afundamento), deformação por cisalhamento (distorção) e deformação por rotação. No entanto, vale salientar que essas verificações dependem da condição de contorno da ligação dos elementos pré-moldados. Ligações pré-moldadas apresentam, em sua grande maioria, chumbadores metálicos que têm maior rigidez do que os aparelhos de apoio e, além disso, são semirrígidas, sendo assim, não ocorrem efeitos de distorção e rotação importantes no aparelho de apoio e conclui-se que o efeito de maior representatividade do comportamento dos aparelhos de apoio elastoméricos não fretados é a deformação por compressão.
Nesse sentido, essa pesquisa teve por objetivo a caracterização do comportamento à compressão simples dos aparelhos de apoio elastoméricos não fretados, através da determinação experimental do módulo tangente de deformação à compressão (módulo de elasticidade aparente) e da rigidez à compressão desses elementos. Dado que não há método padronizado de ensaio de compressão simples para os aparelhos de apoio elastoméricos não fretados no Brasil, fez-se necessário o desenvolvimento e validação de um procedimento que delimitasse o escopo dessa pesquisa. Para isso, foi feita uma extensa revisão de bibliografia nacional e internacional e diversos procedimentos foram discutidos e analisados.
2. Aparelhos de apoio elastoméricos
de acordo com Braga (1986), os aparelhos de apoio de elastômero, conhecidos comercialmente como neoprene, surgiram após a segunda Guerra Mundial e, aos poucos, ganharam grande aceitação nas construções de concreto pré-moldado, como apoio para vigas, lajes e elementos em geral. Segundo a ABNT (2015) e o PCI (2010), a sua finalidade é estabelecer vinculação entre elementos estruturais distintos e, desse modo,  melhorar a distribuição de cargas concentradas e reações sobre a superfície, assim como permitir deformações limitadas de deslizamento horizontal e de rotação nos apoios, o que proporciona alívio de tensões, além de impedir o contato direto concreto-concreto e, assim, evitar o desgaste em peças pré-moldadas de concreto.
Conforme a ABNT (2017), os aparelhos de apoio de elastômero podem ser simples ou fretados. Os simples são constituídos de uma única camada de elastômero e, são utilizados para cargas pequenas e médias, como no caso das construções pré-moldadas, enquanto os fretados são constituídos de camadas de elastômero intercaladas com chapas metálicas solidarizadas por vulcanização ou colagem especial, sendo empregados para cargas maiores, como no caso de pontes.
2.1 Propriedades físicas 
Uma das principais características físicas do elastômero é a dureza, que é baseada em um ensaio de penetração padronizado e é medida geralmente na escala Shore. Segundo Ferreira (1999), com o intuito de atender a diferentes campos de aplicação, comercialmente, utiliza-se três classes de dureza. Para aplicação com cargas leves, utiliza-se dureza Shore 50 A, para estruturas em geral, 60 A e para estruturas pesadas, 70 A.
A dureza do elastômero é fator determinante no valor do módulo de deformação transversal G do elastômero, o qual delimita a resistência do aparelho de apoio para ações normais e também de cisalhamento. Vale ressaltar que o valor do módulo G pode variar em função da temperatura e do tipo de carregamento, estático ou dinâmico, que o aparelho será exposto.
Na falta de ensaios conclusivos, a ABNT NBR 9062:2017 recomenda que sejam adotados os valores indicativos de correspondência entre a dureza Shore A e o módulo de deformação transversal G, à temperatura de 20 °C, conforme apresenta a Tabela 1.