Associação entre a morfologia de trincas de pisos cerâmicos e seu comportamento mecânico em fratura

Fonseca, E. S.; Tavares, F. G.; Sousa, T. N. R.; Morais, W. A.

doi:10.1590/0366-69132015613591915

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Articles • Cerâmica 61 (359) • Set 2015 • https://doi.org/10.1590/0366-69132015613591915 copiar

Associação entre a morfologia de trincas de pisos cerâmicos e seu comportamento mecânico em fratura

Association between crack morphology of ceramic floor tiles with their mechanical behavior in fracture

Autoria SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

Resumo

Este trabalho analisou os dados obtidos a partir de ensaios a flexão em um lote de 40 corpos de provas de placas cerâmicos, preparados da mesma forma de acordo com a norma brasileira de ensaios NBR 13818:1997. Os dados de resistência à flexão obtidos nos testes, na forma de curvas tensão versus flexão, foram avaliados estatisticamente. Análises estatísticas detalhadas mostraram dois subgrupos diferentes de comportamento mecânico apresentado pelos corpos de prova cerâmicos testados. A análise fractográfica de amostras representativas destes dois grupos indicaram diferenças morfológicas relevantes nas fraturas obtidas destas amostras durante o ensaio. Essas diferenças puderam ser associadas com o comportamento mecânico apresentados pelas amostras analisadas.

Palavras-chave:
placa cerâmica; resistência mecânica; fractografia

Autoria

E. S. Fonseca

UNISANTA, Rua Cesário Mota 08, Santos, SP 11045-040. enir.fonseca@gmail.com, gonzalezzft@gmail.com, thyrson@uol.com.brUNISANTABrazilSantos, SP, BrazilUNISANTA, Rua Cesário Mota 08, Santos, SP 11045-040. enir.fonseca@gmail.com, gonzalezzft@gmail.com, thyrson@uol.com.br

F. G. Tavares

T. N. R. Sousa

W. A. Morais

INSPEBRAS, Av. do Trabalhador 1446, Praia Grande, SP, Brasil, 117250-000. willyank@unisanta.brINSPEBRASBrasilPraia Grande, SP, BrasilINSPEBRAS, Av. do Trabalhador 1446, Praia Grande, SP, Brasil, 117250-000. willyank@unisanta.br

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Figuras | Tabelas | Fórmulas

Figuras (8)
Tabelas (2)
Fórmulas (3)

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Figura 1/Figure 1
Corpos de prova empregados nos ensaios: a) aspecto visual das amostras; b) dimensões das amostras e posicionamento dos 3 pontos (linhas) de aplicação de carga. [Samples employed on tests: a) visual aspect of the samples; b) sample dimensions and positioning of the three points (lines) of load application.]

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Figura 2/Figure 2
Equipamentos empregados: a) estufa de secagem; b) máquina de testes universal (tração e compressão). [Employed equipments: a) drying oven; b) universal testing machine (tension and compression).]

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Figura 3/Figure 3
Montagem dos ensaios mecânicos: a) dimensões da amostra e dos pontos de apoio; b) posicionamento de uma amostra cerâmica no dispositivo de flexão a três pontos, neste caso o apoio superior foi trocado para facilitar a visão da amostra. [Setup of the mechanical tests: a) dimensions of the samples and the support points; b) positioning a ceramic sample in the three-point device bending, in this case the upper support was changed to facilitate sample view.]

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Figura 4/Figure 4
Gráfico da função de distribuição cumulativa (FDC) Weibull para os dados obtidos. [Graph of the Weibull cumulative distribution function (CDF) for obtained data.]

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Figura 5/Figure 5
Curvas de tensão vs. flexão obtidas a partir das 34 amostras do grupo G2. [Curves of tension vs. bending obtained from the 34 samples of G2 group.]

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Figura 6/Figure 6
Distribuição de probabilidade do nível de resistência apresentada pelas 34 amostras do grupo G2 para 4 níveis de flexão e na fratura. [Probability distribution of the strength displayed by 34 samples of group G2 for 4 levels of bending and on fracture.]

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Figura 7/Figure 7
Aspecto da fratura final dos corpos de prova números 4 e 34, representativos dos grupos G2A e G2B, respectivamente. [Final fracture aspect of the samples #4 and #34, representative of groups G2A and G2B, respectively.]

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Figura 8/Figure 8
Geometria das trincas apresentadas pelos corpos de prova representativos dos grupos G2A (04, 27, 31 e 36) e G2B (06, 25 e 34). [Crack geometries shown by representative samples of G2A group (04, 27, 31 and 36) and G2B (06, 25 and 34).]

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Tabela I/Table I
Resultados obtidos após ensaios com as amostras cerâmicas do grupo G2 (CP 4 ao 37). [Results obtained after testing with the samples from group G2 (Sample 4 to 37).]

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Tabela II/Table II
Resultados obtidos após ensaios com as amostras cerâmicas do grupo de amostras G2 (CP 4 ao 37). [Results obtained after testing with the samples from sample group G2 (Sample 4 to 37).]

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Figura 1/Figure 1 Corpos de prova empregados nos ensaios: a) aspecto visual das amostras; b) dimensões das amostras e posicionamento dos 3 pontos (linhas) de aplicação de carga. [Samples employed on tests: a) visual aspect of the samples; b) sample dimensions and positioning of the three points (lines) of load application.]

Figura 2/Figure 2 Equipamentos empregados: a) estufa de secagem; b) máquina de testes universal (tração e compressão). [Employed equipments: a) drying oven; b) universal testing machine (tension and compression).]

Figura 3/Figure 3 Montagem dos ensaios mecânicos: a) dimensões da amostra e dos pontos de apoio; b) posicionamento de uma amostra cerâmica no dispositivo de flexão a três pontos, neste caso o apoio superior foi trocado para facilitar a visão da amostra. [Setup of the mechanical tests: a) dimensions of the samples and the support points; b) positioning a ceramic sample in the three-point device bending, in this case the upper support was changed to facilitate sample view.]

Figura 4/Figure 4 Gráfico da função de distribuição cumulativa (FDC) Weibull para os dados obtidos. [Graph of the Weibull cumulative distribution function (CDF) for obtained data.]

Figura 5/Figure 5 Curvas de tensão vs. flexão obtidas a partir das 34 amostras do grupo G2. [Curves of tension vs. bending obtained from the 34 samples of G2 group.]

Figura 6/Figure 6 Distribuição de probabilidade do nível de resistência apresentada pelas 34 amostras do grupo G2 para 4 níveis de flexão e na fratura. [Probability distribution of the strength displayed by 34 samples of group G2 for 4 levels of bending and on fracture.]

Figura 7/Figure 7 Aspecto da fratura final dos corpos de prova números 4 e 34, representativos dos grupos G2A e G2B, respectivamente. [Final fracture aspect of the samples #4 and #34, representative of groups G2A and G2B, respectively.]

Figura 8/Figure 8 Geometria das trincas apresentadas pelos corpos de prova representativos dos grupos G2A (04, 27, 31 e 36) e G2B (06, 25 e 34). [Crack geometries shown by representative samples of G2A group (04, 27, 31 and 36) and G2B (06, 25 and 34).]

Tabela I/Table I Resultados obtidos após ensaios com as amostras cerâmicas do grupo G2 (CP 4 ao 37). [Results obtained after testing with the samples from group G2 (Sample 4 to 37).]

CP	t (s)	δ_máx (mm)	F_máx (N)	σ_máx (MPa)
4	77,8	1,29641	498,16	16,60
5	87,2	1,45337	612,12	20,39
6	80,8	1,34720	592,58	19,74
...	...	...	...	...
35	72,3	1,20453	533,97	17,79
36	83	1,38278	556,77	18,55
37	80,8	1,34722	524,21	17,47

Tabela II/Table II Resultados obtidos após ensaios com as amostras cerâmicas do grupo de amostras G2 (CP 4 ao 37). [Results obtained after testing with the samples from sample group G2 (Sample 4 to 37).]

Variável	N	x₁	x₂	x₃	x_{(n - 2)}	x_{(n - 1)}	x_n	r₂₂
σ(MPa)	34	16,1	16,3	16,6	20,4	21,2	21,6	0,125
δ(mm)	34	1,197	1,198	1,199	1,454	1,498	1,513	0,007

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