4.4 Challenges the Transport Service Providers Face
4.4.2 Challenges from Helthjem’s Point of View
Os fat or es m ais im port ant es que int erfer em na fluência dos geossint ét icos e do geoexpandido de EPS são:
Tipo do polím er o; Nível de car r egam ent o; Tem po de car r egam ent o; Tem per at ur a;
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Confinam ent o;
For m at o e dim ensões das am ost r as;
2.8.1.1 Tipo do Polímero
Os geossint ét icos são const it uídos por cadeias m oleculares longas, cham adas de polím eros, com post as por unidades repet idas denom inadas m onôm er os. Os polím eros são m at eriais que possuem com port am ent o visco elást ico caract eríst ico para cada t ipo de m onôm ero que form am a cadeia. Est e com port am ent o dist int o é devido à nat ureza dos elem ent os quím icos const it uint es e de sua respost a frent e as diferent es ações aplicadas.
2.8.1.2 Nível de Carregamento
É int uit iv o que para qualquer t ipo de m at erial, em especial para os polím eros e para o EPS, que as deform ações por fluência sofridas por um a am ost ra são diret am ent e proporcionais ao nível de car regam ent o im post o as m esm as.
Bueno ( 2005) realizou ensaios de fluência por com pressão não confinada com am ost ras cilíndricas com alt ur a e diâm et ro de 50 m m ( r elação 1: 1) de EPS com m assas específicas de 10 e 20 kg/ m ³ .
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A Figur a 2.30 m ost ra os result ados obt idos par a um m at erial com 10 kg/ m ³ de m assa especifica para t rês diferent es níveis de car regam ent o ( 25, 50 e 75 % da resist ência à com pressão uniaxial) . Do gráfico not a- se o sensív el aum ent o da deform ação dos corpos de prova para um a elevação do nível do car r egam ent o.
Figur a 2.30 – Result ados de ensaio de fluência por com pr essão em am ost r as de EPS com 10 kg/ m ³ ( BUENO 2005)
Beinbrech e Hillm ann ( 1997) t am bém realizaram est udos em escala real do com port am ent o do geoex pandido de EPS com sub- base de rodovias na Alem anha. Ensaios de fluência foram feit os com os m at eriais ut ilizados nas obr as das est radas e o seu valor de deform ação foi ext rapolado por 50 anos. A Figur a 2.31 exibe os result ados obt idos pelos aut ores com os ensaios par a diferent es densidades de EPS e níveis de car r egam ent o.
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Figur a 2.31 – Defor m ação par a difer ent es níveis de car r egam ent o ( BEI NBRECH & HI LLMANN, 1997)
Da Figur a 2.31, apesar dos baixos valores de deform ação obt idos, pode- se not ar o aum ent o significat iv o do valor da deform ação para um nível de carregam ent o superior . Est e acréscim o de deform ação pode chegar a m ais de 100% ao se dobrar a car ga aplicada, m ost rando a sensibilidade dest e fat or . É o que ocorre para as cargas de 20 kPa ( deform ação de aproxim adam ent e 0,7 % ) e de 40 kPa ( defor m ação de 1,5 % ) par a um a m assa específica de 20 kg/ m ³ .
A ASTM D 2990 – 01, prev ê a ut ilização de um m ínim o de 3 a 5 ( dependendo do t ipo de m at erial) diferent es cargas par a a realização do ensaio de fluência.
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2.8.1.3 Tempo de Carregamento
O t em po no qual o m at erial é expost o ao car regam ent o const ant e é out ro fat or de ext r em a im port ância que influencia na det erm inação e na análise da fluência. A deform ação do m at er ial depende do t em po de exposição do m esm o a um dado car r egam ent o.
A Figur a 2.32 exibe os result ados obt idos por Hor vat h ( 1994) em ensaios de car r egam ent o de at é 10.000 hor as.
Figur a 2.32 – I nfluência do t em po de car r egam ent o no ensaio de fluência. ( Adapt ado de HORVATH, 1994)
Pela figur a not a- se o quant o o m at er ial é influenciado pelo t em po do carregam ent o. Na figura, para um a t ensão de 70 kPa, um carregam ent o de 1h de duração gera um a deform ação do m at erial de cerca de 1,0 % , e para a m esm a t ensão, um carregam ent o com 10.000h de duração, gera um a deform ação expressivam ent e superior, t endendo a um a assínt ot a.
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Por t ant o, em pr oj et o, é necessár io a cor r et a análise das car gas im post as ao m at er ial pr evendo- se sem pr e a vida út il da obr a.
2.8.1.4 Temperatura
As cadeias polim éricas est ão em const ant e m ovim ent o devido a ener gia cinét ica present e no cor po m olecular. A t em perat ur a t em a capacidade de influenciar dir et am ent e a ext ensão dest e m ovim ent o, com o aum ent o dest a ener gia cinét ica das m oléculas, t or nando dest a form a, o m at erial “ m enos viscoso” . Dest a form a, o aum ent o da t em perat ura influi significat ivam ent e nas deform ações ex perim ent adas pelos polím eros, t or nando- os m enos r esist ent es a car r egam ent os est át icos.
Alguns aut ores adm it em que os m ovim ent os m olecular es segue um a lei de viscosidade linear , result ando em um a proporcionalidade ent re as defor m ações viscosas e o aum ent o da t em per at ur a.
Consider ando- se que est es aum ent os de t em perat ur a pr ovoquem aum ent os nas deform ações, é plausível considerar, associando- se est a caract eríst ica à m ét odos de superposição de t em perat uras ( STT) , um a aceleração do t em po de ensaio, base física e conceit ual de ensaios de fluência acelerados, t ais com o o ensaio acelerado de fluência conv encional e o Stepped Isothermal Method ( SI M) .
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2.8.1.5 Massa Específica
A m assa específica é um a caract eríst ica de ext rem a im port ância, não só para a fluência do geoexpandido, m as em t odas as propriedades m ecânicas e hidráulicas. O aum ent o da m assa específica é acom panhado, na m aioria dos casos, por um a m elhoria das propriedades m ecânicas. A Figur a 2.33 ilust ra est a m elhora das propriedades do EPS na fluência por com pr essão para diferent es níveis de carr egam ent os im post os nas am ost ras. Na Figur a 2.33.a a m assa específica da am ost ra é de 14,5 kg/ m ³ e a m áxim a deform ação regist rada foi de cerca de 13% nos 450 dias de ensaio par a um carregam ent o de 35 kPa. Enquant o na Figur a 2.33.b, a m assa específica ut ilizada no cor po de pr ov a foi de 35,2 Kg/ m ³ e a m áxim a deform ação regist rada nos 450 dias foi apenas de 4% para um car r egam ent o m uit o super ior de 100 kPa.
Figur a 2.33 – Acr éscim o da r esist ência na fluência por com pr essão do EPS com o aum ent o da m assa específica ( ACEPE 2006) .
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 84
2.8.1.6 Confinamento
A im port ância de se considerar o efeit o do confinam ent o nas solicit ações m ecânicas sobr e os geossint ét icos reside no fat o de a m aior part e deles t rabalhar em condições de confinam ent o, est ando inser idos no subsolo ( no caso de geot êxt eis e geogrelhas) e ou confinado ent re elem ent os do m esm o t ipo ( com o ocor r e com os blocos do geoexpandido) .
O confinam ent o pode reduzir a liberdade de deslocam ent os lat er ais dos blocos de geoexpandido, e em cert os casos pode at é im prim ir um carregam ent o lat er al confinant e nos elem ent os. Est a redução da liberdade de defor m ação lat eral ( ou at é m esm o est a t ensão confinant e) pode dim inuir a fluência do m at er ial, aum ent ando- se sua resist ência. Porém , é discut ív el est e acréscim o de resist ência, par a cert os níveis de carregam ent o axial e confinam ent o, pois os blocos de EPS possuem um valor ext r em am ent e reduzido de Coeficient e de Poisson ( inferior à 0,10) , lim it ando o valor do efeit o confinam ent o em alguns casos.
2.8.1.7 Formato e Dimensões das Amostras
É usual a ut ilização de diversos t ipos de geom et ria e diversas dim ensões para a realização de ensaios de fluência por com pressão em am ost ras de EPS. As form as e dim ensões afet am o result ado dos ensaios, pois r espondem de for m a difer ent e na absor ção das car gas.
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 85
St ar k et al., ( 2004) reuniu result ados de ensaios de fluência de diferent es aut ores em um m esm o gráfico. Na Figur a 2.34 est á exibido o result ado com pilado pelos aut ores. Os corpos de pr ova eram cilíndricos e em form at o de disco ( sem elhant e ao do ensaio de consolidação) . A m assa específica das am ost r as são de 20 kg/ m ³ e a car ga aplicada de 20 kPa.
Figur a 2.34 – Com par ação de fluência de difer ent es t ipos de cor pos de pr ova ( STARK et.
al., 2004)