DESENVOLVIMENTO DE UM MÉTODO DE RESPOSTA AO IMPULSO PARA A AVALIAÇÃO DO MÓDULO DE ELASTICIDADE EM IDADES INICIAIS E DO TEMPO DE PEGA EM MATERIAIS CIMENTÍCIOS
Caracterização em idades iniciais; Módulo de elasticidade; Tempo de pega; Nanosílica funcionalizada; Aditivo redutor de retração (SRA); Materiais cimentícios
A caracterização precisa do comportamento mecânico em idades iniciais é essencial para compreender o desempenho dos materiais cimentícios sob tensões geradas durante a hidratação e para apoiar práticas construtivas seguras e eficientes. No entanto, as técnicas existentes para monitorar a evolução do módulo de elasticidade durante a transição fluido-sólido frequentemente dependem de equipamentos caros e configurações complexas, o que restringe sua aplicabilidade e dificulta a avaliação de sistemas cimentícios inovadores. Esta tese apresenta e estabelece o Método de Medição do Módulo de Elasticidade por Resposta ao Impulso (EMM-IRM, do inglês Elasticity Modulus Measurement through Impulse Response Method), uma técnica acessível e de baixo custo para o monitoramento contínuo do módulo de elasticidade de pastas de cimento desde as idades mais iniciais de hidratação. Por meio da aplicação de excitação por impulso em uma viga mista, o método alcança alta relação sinal-ruído e medições confiáveis, mantendo-se significativamente mais simples e econômico do que abordagens convencionais. A validação experimental frente aos ensaios de compressão cíclica, excitação por impulso tradicional e ao Método de Medição do Módulo de Elasticidade por Resposta ao Ruído Ambiente (EMM-ARM, do inglês Elasticity Modulus Measurement through Ambient Response Method) confirmou a robustez e a precisão da técnica, com desvios mínimos e sem evidências de dano ao material durante a transição fluido-sólido. Após sua validação, o método foi aplicado para estabelecer correlações objetivas entre a evolução do módulo de elasticidade e o comportamento de pega. A análise de uma ampla gama de pastas de cimento demonstrou que pontos característicos nas derivadas da curva de evolução do módulo podem ser usados para determinar os tempos de início e fim de pega com critérios reprodutíveis e alinhados a definições normatizadas, superando a subjetividade dos procedimentos baseados em penetração.
A metodologia foi ainda estendida para sistemas cimentícios avançados incorporando nanosílica e aditivos redutores de retração. Os resultados revelaram tanto os benefícios quanto as limitações da nanosílica em idades muito iniciais, destacando o papel crítico dos aditivos redutores de retração na sustentação do desenvolvimento de rigidez. Ao longo desses estudos, o EMM-IRM forneceu informações consistentes, em tempo real, e em forte concordância com técnicas convencionais, confirmando sua versatilidade e aplicabilidade para diferentes sistemas cimentícios. De forma geral, esta pesquisa avança a compreensão científica do comportamento de materiais cimentícios em idades iniciais ao mesmo tempo em que oferece uma ferramenta prática para uso acadêmico e industrial. O sistema EMM-IRM possibilita o monitoramento objetivo, de baixo custo e em alta resolução da evolução mecânica e do tempo de pega, apoiando o desenvolvimento e a avaliação de materiais cimentícios inovadores e fornecendo informações valiosas para operações construtivas.