Desenvolvimento de aparato automatizado de slump test: ferramenta de controle de qualidade e de caracterização reológica de materiais - Pereira, João Batista (2018)
O ensaio de abatimento de tronco de cone, desenvolvido inicialmente como ferramenta de controle de qualidade para avaliar a consistência de materiais cimentícios e com grande aplicação no setor da construção civil, tem sido cada vez mais empregado para análise de materiais de diferentes setores, seja da indústria do petróleo, da mineração e mesmo de alimentos. O interesse de diferentes setores industriais pela medida do abatimento deve-se a esta possibilitar uma ferramenta de controle de qualidade de materiais e ainda fornecer um mecanismo simples e fácil para a determinação de um importante parâmetro reológico, a tensão limite de escoamento. Nesse contexto, esta dissertação de mestrado apresenta o desenvolvimento de um aparato experimental capaz de realizar, de forma automatizada, o ensaio de abatimento de tronco de cone (comumente conhecido por slump test), desde o levantamento do cone de Abrams até a medição do abatimento. A partir do equipamento desenvolvido, três abordagens são realizadas e discutidas ao longo desta dissertação, tendo como materiais avaliados os géis de carbopol (fluido teste reologicamente representativo de lamas), lamas, argamassas e concretos. A primeira abordagem diz respeito a funcionalidade e operacionalidade do aparato automatizado de slump test. A segunda abordagem apresenta modelos empíricos de determinação da tensão limite de escoamento e viscosidade aparente, a partir da medida mais rigorosa de abatimento e outras informações fornecidas pelo aparato automatizado. Por fim, a terceira abordagem apresenta a simulação numérica e a validação do slump test por meio do software FLUENT, considerando a propriedade não-Newtoniana (fluido de Herschel-Bulkley) dos materiais ensaiados, e a tentativa de validação de tal modelo. De forma geral, o aparato automatizado desenvolvido mostrou-se capaz de realizar o slump test, fornecendo medidas com maior rigor e menor influência do operador no ensaio; as medidas obtidas a partir do equipamento permitiram caracterizar, reologicamente, os materiais avaliados; e o modelo numérico desenvolvido, ainda com implementações a serem realizadas, apresentou-se capaz de fornecer a medida de abatimento.