Aula 09 - Reologia - Conceitos
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PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO Sumário EM ENGENHARIA CIVIL Conceitos Deformação em um sólido ideal TR – Tecnologia dos Revestimentos Aula 9 Reologia: conceitos básicos Deformação em um fluido ideal Comportamento Newtoniano e Não-Newtoniano Métodos de avaliação reológica Leitura obrigatória Profa. Dra. Yêda Vieira Póvoas Definição de Reologia Rheo = Deformação Logia = Ciência ou Estudo •Reologia é a ciência que estuda a deformação e o fluxo da matéria Reologia Conceitos •Usamos reologia para analisar as deformações ou as tensões de um material provocadas pela aplicação de uma tensão ou deformação Classificação de um material Faixa de comportamento dos materiais Sólido, Líquido ou Gasoso Número de Deborah (De): estabelece a relação entre tempo de relaxamento do material, λr, e o tempo de duração da aplicação de uma deformação ou tensão, t. De = λr /t Onde: λr (tempo de relaxamento) - tempo necessário para ocorrer algum movimento molecular De (Número de Deborah) - relação entre as forças elásticas e viscosas que atuam no material t (tempo do experimento) - tempo de aplicação da tensão ou deformação Sólido ideal Fluido ideal Extremos clássicos 1 Deformação em um sólido ideal Deformação em um fluido ideal Tração, Cisalhamento, Compressão Tensão de cisalhamento, Taxa de cisalhamento, Deformação A diferença entre um sólido e um fluido ideal quando submetidos a um determinado esforço está no comportamento apresentado Fluido ideal Sólido ideal Apresenta algum tipo de escoamento irreversível entre moléculas após sofrer deformação Não é sempre que apresenta algum tipo de escoamento após sofrer deformação Deformação comum: cisalhamento simples Viscosidade Definição de Viscosidade Módulo Deformação de Fluxo por Cisalhamento Tensão de cisalhamento, Taxa de cisalhamento, Deformação • É a resistência que um material apresenta para fluir Tensão de cisalhamento • É sinônimo de fricção interna Deformação Taxa de cisalhamento Viscosidade Comportamento Newtoniano • • A viscosidade é afetada pela temperatura e pressão A viscosidade não varia com o aumento da taxa ou tensão cisalhante Comportamento Newtoniano e Não-Newtoniano Viscosidade Reologia Tensão de cisalhamento Fluido Newtoniano Taxa de cisalhamento Taxa de cisalhamento 2 Comportamento Não-Newtoniano Comportamento Geral Independentes do tempo Independentes do tempo Dependentes do tempo Viscoelásticos Pseudoplástico Viscosidade diminui com aumento da taxa de cisalhamento Viscoplástico ou Fluido de Bingham Existe uma tensão residual de cisalhamento para que o material apresente um fluxo viscoso Repouso Tensionado Comportamento Não-Newtoniano Dependentes do tempo Dilatante Viscosidade aumenta com aumento da taxa de cisalhamento Independentes do tempo Repouso Tensionado 3 Comportamento Não-Newtoniano Tixotrópico Viscosidade diminui com o tempo de aplicação de uma determinada taxa de cisalhamento Uma vez retirada a taxa de cisalhamento, a viscosidade inicial é recuperada Todo fluido tixotrópico é pseudoplástico, mas nem todo fluido pseudoplástico é tixotrópico Viscoelásticos Materiais viscoelásticos são dependentes do tempo e apresentam ao mesmo tempo características de materiais sólidos e fluidos Reopéxico Comportamento oposto aos fluidos tixotrópicos 1678: Robert Hooke “Teoria da elasticidade” Mola 1687: Isaac Newton “Princípio” Amortecedor hidráulico Representa o caráter reversível da deformação de sólidos elásticos ideais Representa o caráter irreversível da deformação viscosa de fluidos ideais A deformação sofrida pela mola é diretamente proporcional a tensão aplicada Fluidos viscosos apresentam deformações plásticas, permanentes Desvios da linearidade Maxwell 1. Deformação elástica instantânea 2. Deformação plástica dependente do tempo 3. Recuperação elástica instantânea 4. Recuperação plástica residual irrecuperável Voigt 1. Deformação elástica retardada por um componente viscoso 2. Recuperação elástica retardada pelo mesmo componente viscoso Maxwell-Voigt 1. Deformação elástica instantânea 2. Deformação elástica retardada por 2 componentes viscosos 3. Recuperação elástica instantânea 4. Recuperação elástica retardada pelos componentes viscosos 4 Cimento, cal, pozolanas, inertes (“fillers”) Agregado miúdo e graúdo Plastificantes, retentores de água, incorporadores de ar... Argamassa de revestimento Argamassa de assentamento Mapadaobra.com.br sintracomsbc.com.br dekempreiteira.com.br comprar-casas.net 5 Argamassa para projeção Argamassa colante bullx.com.br construdeia.com Argamassa autonivelante Reologia Métodos de avaliação www.topeca.pt Mesa de consistência - NBR 13276 (ABNT, 1995) Dropping ball - BS 4551 part.1 (BSI, 1980) 30 quedas padronizadas Liberação de uma esfera em queda livre, sem rotação, em amostra de Ø 100 mm e h = 25 mm Método não é sensível para misturas com: - elevado teor de finos (↓ espalhamento, ↑ trabalhabilidade) - Incorporadores de ar (espalhamento semelhante a argamassa tradicional) Silva et al.(2005) Método não é sensível para misturas com fibras, pois é formada uma “rede” que amortece o impacto da esfera, alterando significativamente o resultado do índice de penetração Silva et al.(2005) 6 Squeeze flow Aplicação de uma taxa de cisalhamento radial constante decorrente da compressão imposta à massa pelo equipamento Silva et al.(2005) Reômetros para suspensões 7 Reômetros para suspensões Reômetros Leitura obrigatória Melhor aplicação em argamassas BARRA, G. Apostila de processos 4. Parte 1: Fundamentos de reologia de materiais poliméricos. http://emc5744.barra.prof.ufsc.br/Reologia%20parte%201.pdf SILVA, R.P.; BARROS, M.S.B.M; PILEGGI, R.G.; JOHN, V.M. Avaliação do comportamento da argamassa no estado fresco através dos métodos de mesa de consistência, dropping ball e squeeze flow. In: Simpósio Brasileiro de Tecnologia das Argamassas, 6. IV SBTA. CD-ROM, Florianópolis, 2005 8
