O ensaio de fadiga das barras de aço para concreto armado
Redação
O fenômeno da fadiga é uma das principais causas de danos em estruturas de concreto armado ao longo do tempo. Nessas estruturas, as barras de aço são determinantes na resistência quando o concreto está em boas condições. O envelhecimento das estruturas associado ao crescente volume e carga de tráfego, por exemplo em uma ponte ou viaduto, torna fundamental um bom entendimento do comportamento à fadiga desses elementos. A fadiga é a progressiva, localizada e permanente mudança estrutural que ocorre em um material submetido a deformações flutuantes em tensões nominais com valores máximos menores que a resistência à tração do material. A fadiga pode culminar em rachaduras e causar fratura após um número suficiente de flutuações. Ela pode ocorrer após uma certa quantidade de ciclos de carga, e microfissuras começam a se formar no metal. As microfissuras tendem a se formar em torno de características geométricas que concentram tensões, como bordas. A tensão necessária para criar essas microfissuras pode, na verdade, ser menor que a resistência à tração final e produzir a resistência à tração do metal. Essas microfissuras continuam a ser estressadas pelo carregamento cíclico, fazendo com que aumentem de tamanho. Com o tempo, as microfissuras aumentadas atingem um tamanho em que as tensões são suficientes para causar uma rápida propagação da trinca, levando à falha do metal. A superfície da fissura terá aparência diferente dependendo do tipo de metal e de sua resistência à tração. Há um método de ensaio de fadiga de barras de aço para concreto armado, considerando dois critérios distintos: a determinação do limite à fadiga em barras de aço para concreto armado com a elaboração da curva de Wöhler; e a verificação da resistência ou não à fadiga das barras de aço, para determinadas condições especificadas de tensão superior, tensão inferior e número de ciclos.
Da Redação –
A fadiga em componentes metálicos é um fenômeno de mudança estrutural acumulativa, permanente e localizada que ocorre devido ao carregamento cíclico. Essas deformações cíclicas podem dar início a pequenas trincas que podem vir a se propagar e, quando a resistência do material é superada, pode ocorrer a fratura do material.
A fadiga das barras de aço ocorre em três estágios: iniciação de microtrincas, seguida pela propagação estável de uma trinca, e a ruptura do elemento. Comumente, a fadiga das barras é determinada a partir de ensaios à flexão em vigas de concreto ou tração axial. Os resultados desses ensaios são expressos em curvas S-N, que relacionam a variação de tensão aplicada ao número de ciclos para a falha.
Essas curvas apenas estabelecem as tensões que levam à falha, não fornecem informações sobre a iniciação e propagação das trincas. Com isso, torna-se necessário um maior conhecimento sobre o comportamento à fadiga desses elementos. A fase de iniciação pode consumir uma grande parte da vida à fadiga das barras e é influenciada por características da microestrutura, como orientação, fase e ta...
Artigo atualizado em 23/08/2022 02:57.
