Um grande número de rochas de granulação grosseira tem valor agregado muito alto quando usadas como materiais de construção, as chamadas rochas exóticas. No entanto, existem problemas com a utilização desses materiais dado a sua fragilidade, que está relacionada com a sua textura muito heterogênea. No Brasil é empregado empiricamente um reforço (compósito) que utiliza resina epóxi e fibra de vidro para melhorar o desempenho mecânico de tais rochas quando empregadas como materiais de construção. Os objetivos da presente pesquisa foram estudar o reforço tradicional brasileiro (telagem) para determinar sua eficiência e, ao mesmo tempo, propor outras soluções de reforço alternativas e mais eficientes, e avaliá-las através da caracterização mecânica experimental. Foi proposto um critério denominado Declive Global para avaliar as tensões de serviço dos materiais pegmatíticos estudados, quando os reforços propostos foram aplicados. Para validar esse critério foi utilizado um sistema de correlação digital de imagem (CDI) para observar e medir o comportamento de deformação e fratura durante a realização de testes de flexão em 4 pontos. Tanto o critério proposto como a CDI mostraram que a propagação de fissuras ocorre muito antes do material atingir a carga máxima. O reforço alternativo proposto, que emprega resina epóxi e uma fibra de vidro 600 g/m² apresentou o melhor desempenho mecânico, elevando a carga de ruptura até 6x em comparação com as amostras onde nenhum reforço foi aplicado. Os resultados demonstrados pelos reforços propostos são promissores e aumentam a possibilidade de aplicar rochas exóticas frágeis como materiais de construção, além do critério proposto fornecer uma ferramenta importante para a compreensão mecânica prévia de produtos de rocha que utilizam reforços compósitos. / A great number of coarse-grained natural stones have very high added-value when used as building materials, the so called exotic stones. However, problems using these materials arise from its brittleness behavior, which are related to its very heterogeneous texture. Glass fiber-reinforced epoxy composite (GFRC) is being used to improve mechanical performance of such stones when employed as building materials. The objectives of this present investigation it were studying the Brazilian traditional reinforcement to determinate its efficiency and, at the same time, a number of alternative solutions were proposed and evaluated through experimental mechanical characterization. It was proposed a slope-based criterion to evaluate the useful service loads of pegmatitic materials when glass fiber-reinforcement is applied. To validate the proposed criterion, a digital image correlation (DIC) system was employed to observe and measure strain and fracture behavior during the realization of 4-point bending tests. Both proposed criterion and DIC show that crack propagation occurs long before the material reaches maximum load. GFRC acts as a crack inhibitor, raising the breaking load up to 6x in comparison with the specimens where no reinforcement was applied. The results from this study enhance the capability to apply such materials as building materials and provide an important tool to perform prior mechanical understanding of stone products using GFRC.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-08062017-161300 |
| Date | 20 March 2017 |
| Creators | Pazeto, Abiliane de Andrade |
| Contributors | Paraguassú, Antenor Braga |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | Tese de Doutorado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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