Estudo sobre a velocidade de aplicação de carga em ensaios mecânicos de areias de moldagem. - Mariotto, Claudio Luiz (1988)
A despeito do uso generalizado de ensaios físicos (em particular, de ensaios mecânicos) no controle rotineiro de sistemas de areias de moldagem a verde, muitos autores são céticos quanto à sensibilidade desses ensaios às pequenas mas importantes variações de composição que ocorrem em sistemas de areia. Vários aperfeiçoamentos têm sido introduzidos na metodologia dos ensaios mecânicos de areias verdes melhorando sua precisão. Entretanto, um fator importante como a velocidade de aplicação de carga (VAC), embora presente mais acatadas especificações de ensaios de areias, não tem merecido maior atenção. Na verdade, as VACs especificadas não podem ser obedecidas quando se empregam as máquinas de ensaio disponíveis comercialmente. Demonstra-se neste trabalho que nas máquinas normalmente utilizadas em laboratórios de areia das fundições, a VAC é afetada pelo comportamento do material ensaiado, diminuindo rapidamente e tendendo a zero no fim do ensaio quando se ensaia areia verde. Desenvolveu-se uma máquina de baixo custo para ensaios mecânicos de areias de moldagem a qual permite não só escolher a VAC, como mantê-la efetivamente constante durante todo o ensaio, independentemente do comportamento plástico do material. Essa máquina permitiu que se estudassem os efeitos da VAC nos resultados de ensaios de resistência à compressão, ao cisalhamento e à compressão diametral. Para VACs entre 0,8 e 13,6 N/s, os valores de resistência à compressão a verde (RCV) de várias areias aglomeradas com bentonitas, contendo ou não amido, aumentaram com a raiz quarta da VAC segundo a expressão: RCV = a + b . VAC ¼ sendo o coeficiente b, que mede a sensibilidade à VAC, maior nas composições contendo amido e, na ausência deste, em composições que proporcionem corpos-de-prova de menor densidade. Osvalores das outras duas características mecânicas estudadas, resistência ao cisalhamento (RCisV) e à compressão diametral (RCDV), também aumentam com a VAC. Foram constatados aumentos de até 26,9% na RCV e até superiores a 30% na RCisV e na RCDV quando a velocidade de aplicação de carga foi aumentada de 0,8N/s para 13N/s. As diferenças entre valores de RCV devidas a essa variação da VAC têm relação com o caráter plástico do material e são sensíveis à quantidade de amido presente na areia de moldagem. Os resultados de ensaios realizados a VAC efetivamente constante diferem daqueles obtidos em máquina comercial pois nesta a VAC varia de material para material e durante o ensio; as diferenças assim constatadas também são relacionáveis com o caráter plástico do material e podem prover informações importantes para o controle da areia de moldagem. Tais diferenças podem chegar ao ponto se constatarem, para uma dada variação de composição, variações opostas em uma mesma propriedade mecânica medida em máquina comercial ou a VAC constante (na máquina desenvolvida no decorrer deste trabalho). Abre-se, assim, a possibilidade de utilizar a VAC como parâmetro de ensaio. Conclui-se que a efetiva fixação da VAC elimina uma interferência de magnitude desconhecida mas sempre presente nos resultados de ensaios mecânicos de areias de moldagem efetuados com as máquinas comerciais hoje utilizadas, devendo contribuir para aumentar a utilidade desse tipo de ensaio.