Módulo de elasticidade tangente inicial de argamassas confinadas triaxialmente : análise e previsão

Os principais parâmetros para análise dos mecanismos de ruptura nas alvenarias consideram o bloco sob tensão biaxial e argamassa sob tensão triaxial. Este estudo tem por objetivo discutir os resultados experimentais, para a determinação do módulo de elasticidade confinado, de Khoo (1972), Atkinson e Noland (1983) e Mohamad (1998) e comparar com os ensaios de prismas de Mohamad (1998). Como conclusão, nota-se que a relação entre a tensão confinante e a resistência à compressão da argamassa se mostrou ser fortemente linear. O módulo de elasticidade da argamassa diminuiu com o aumento da tensão lateral, para o traço de argamassa 1:1:6 nos estudos formulados por Khoo (1972) e Mohamad (1998), contrastando com os testes realizados por Atkinson e Noland (1983) que obteve um aumento no módulo de elasticidade em função da tensão confinante. O Poisson diminuiu com o aumento das tensões laterais. Esta diminuição aparenta ser exponencial para argamassa 1:1:6 e linear para o traço 1:0.25:3. O modelo para previsão da relação entre o módulo de elasticidade confinado não representou os ensaios experimentais em prismas na sua totalidade, isto talvez se deva ao caráter granular e a porosidade do material

Influência da junta vertical no comportamento mecânico da alvenaria de blocos de concreto

O objetivo principal deste trabalho é verificar, com os ensaios de compressão de diferentes prismas, as deformabilidades verticais, horizontais e os modos de rupturas dos componentes de blocos de concreto à compressão. No trabalho foram testados dois traços de argamassas, conforme o recomendado pela BS-5628 [1], e dois tipos de prismas com e sem a presença da junta vertical. As conclusões obtidas foram: o surgimento das não-linearidades da alvenaria corresponde ao aumento das deformações laterais devido à extensiva fissuração do material e a um aumento progressivo do coeficiente de Poisson; as fissuras dos prismas de três blocos construídos com a argamassa de traço I foram verticais, acontecendo de forma simétrica em ambos os lados; os prismas construídos com argamassa do tipo II tiveram, por conseqüência do esmagamento localizado, uma associação de trincas verticais devido à concentração de tensões em alguns pontos; a presença da junta vertical de assentamento levou ao surgimento de fissuras de separação entre o meio bloco e a junta vertical de argamassa, quando a tensão atingiu aproximadamente 30% da resistência à compressão do conjunto; os prismas de dois blocos inteiros e uma junta vertical (B) construídos com a argamassa de traço I e II apresentaram um nível de resistência à compressão da ordem de 42% e 66% dos prismas de três blocos inteiros (A), respectivamente

Juntas verticais : influência no comportamento mecânico da alvenaria estrutural

O objetivo principal deste trabalho é verificar, com os ensaios de compressão de diferentes prismas, as deformabilidades verticais, horizontais e os modos de rupturas dos componentes de blocos de concreto à compressão. No trabalho foram testados dois traços de argamassas, conforme o recomendado pela norma BS-5628, e dois tipos de prismas com e sem a presença da junta vertical

Mechanical behavior assessment of concrete block masonry prisms under compression

The aim of this work is to critically assess a stress-strain model using experimental masonry prisms constructed from different blocks and mortar. The following conclusion may be drawn from this work: mortar is mostly responsible for the non-linear behavior of masonry. The initial tangent modulus, obtained taking into account the compressive strength, provides a strongly non-linear relationship between elasticity modulus and compressive strength

Ensaios de compressão em prismas de blocos de concreto à compressão : deformabilidade e modo de rotura

O objetivo principal deste trabalho é analisar os ensaios de compressão em prismas confeccionados com diferentes blocos de concreto e argamassas, propondo um modelo que estabeleça a relação entre o modo de ruptura e as características mecânicas dos materiais isolados. A dificuldade em empreender testes experimentais faz com que generalizações sejam adotadas a partir de parâmetros não aplicáveis aos diversos tipos de composições. Com isso, propõem-se um modelo em função da rigidez dos componentes, com intuito de iniciar uma discussão sobre as características de deformabilidade linear, não-linear e de ruptura do conjunto. As conclusões obtidas são: as não-linearidades da curva tensão-deformação do conjunto dependem da argamassa utilizada; o aumento na rigidez da argamassa de assentamento depende da resistência à compressão uniaxial; o ensaio de tração indireta por compressão forneceu resultados com boa precisão e baixa variabilidade; houve um aumento significativo no Poisson dos prismas, medido no bloco, após a relação entre a tensão atuante e a resistência última atingir o nível de 0.6; salienta-se a existência de dois modos de ruptura, o primeiro é caracterizado pela indução de tração no bloco até atingir o limite de resistência à tração e o segundo é caracterizado pelo esmagamento da junta de assentamento, quando a argamassa atingir o limite da resistência à compressão confinada

Poisson behaviour of bedding mortar under multiaxial stress state

The main goal of this work is to understand the tri-axial compression capacity of joint mortar through the Poisson behaviour. The conclusions drawn from the present study are the following: the behaviour of stress-strain diagram is strongly non-linear and depends on the increase of lateral stress. In all studies present here, the ultimate strength envelope can be represented by a linear function in the p-q plane and the angular coefficient is quite similar. The initial elasticity modulus of confined mortar decreases with the increase in the confining stress for mortar type 1:1:6 in studies of KHOO [1] and MOHAMAD [3], in opposition with the results from ATKINSON and NOLAND [2]. All authors observed a significant reduction in Poisson ratio of mortar when the confined stress increases. Apparently this decrease shows to be exponential for mortars types 1:1:6 and 1:2:9 and linear for mortars type 1:1/4:3 and 1:1/2:4.5. A simple model is proposed to represent the modification of Poisson ratio throughout the normalized stress range

Study of the compressive strength of concrete block prisms : stack and running bond

The main goal of this work is to investigate the nonlinear behavior of concrete block masonry prisms under compression, with an emphasis in the prism deformability and the failure modes. A total of 18 stack-bonded prisms have been tested, using hollow blocks of a single geometry and two different mortar types. To investigate the effect of vertical joints, the bond pattern – stack and running bond – in the prism was varied, by using half units. Finite element analysis of hollow masonry prisms was done utilizing a commercial non-linear finite element code DIANA. The numerical simulation were carried out using non-linear two dimensional 8-node elements and the biaxial stress state material was modeled by a combination of the yield conditions of Rankine and Drucker-Prager. The numerical and experimental results were compared to validate the ability to predict deformation and peak load. The results show that an analytical model cannot be formulated without understanding the interaction between block and mortar. It was observed that: the non-linearities of the masonry correspond to an increase in the lateral strain due to extensive cracking of the material and a progressive increase in the ratio between lateral and axial strains.; the cracks in the three block stacked prisms constructed with a stronger mortar were vertical on both sides; the prisms constructed with a weaker mortar had, as a consequence of localized crushing, also vertical cracks due to stress concentration at some points; the presence of a vertical joint in the prism led to the appearance of separation cracks between the middle block and the vertical mortar joint

Propriedades mecânicas das argamassas sob compressão triaxial-análise e previsão

O mecanismo de ruptura das alvenarias considera o bloco e a argamassa sob um estado de tensão biaxial e triaxial, respectivamente. Tentativas de simular computacionalmente o conjunto bloco/argamassa, esbarram no fato das propriedades mecânicas (módulo de elasticidade e coeficiente de Poisson) não reproduzirem o complexo estado de tensões existente. Por isso, generalizações são adotadas a partir de testes uniaxiais. Este trabalho pretende discutir, comparativamente, os resultados experimentais do comportamento mecânico das argamassas obtidas por KHOO [1], ATKINSON [2] e MOHAMAD [3]. Nota-se, nos estudos analisados, que a relação entre a tensão e deformação da argamassa triaxial é fortemente não linear, cujo comportamento é caracterizado pelos seguintes modos: frágil, dúctil e bilinear. A proporção entre a tensão lateral e a resistência à compressão da argamassa confinada mostrou ser fortemente linear e os coeficientes angulares foram semelhantes. Nos estudos formulados por KHOO [1] e MOHAMAD [3], o módulo de elasticidade da argamassa confinada diminuiu com o aumento da tensão lateral, para o traço de argamassa 1:1:6, contrastando com os testes realizados por ATKINSON [2] que obteve um aumento do módulo de elasticidade tangente inicial. Estas evidências podem indicar rearranjos na configuração estável entre partículas que compõem a argamassa devido à porosidade, gerando um modo de ruptura por poro-colapso. Também, foi observado uma redução do coeficiente de Poisson das argamassas com o aumento das tensões laterais. Com isso, é proposto um modelo para a determinação da variação do Poisson, em função do aumento da proporção tensão/resistência

Mechanics of hollow concrete block masonry prisms under compression: Review and prospects

The aim of this work is to critically assess the mechanical properties of hollow concrete masonry using experimental results from prisms constructed with blocks of two different strengths and four types of mortar. A key conclusion is that mortar is mostly responsible for the non-linear behavior of masonry. Moreover, a strongly non-linear relationship between masonry elasticity modulus and compressive strength is found, which contradicts the simple linear relation proposed by Eurocode 6 [CEN. Eurocode 6: Design of masonry structures – Part 1 – Common rules for reinforced and unreinforced masonry structures. EN-1996-1-1; 2005.]. The porosity of mortar and the state of stress that mortar undergoes in the process of compressive loading can be responsible for changes in the mechanical properties, such as elasticity modulus and Poisson’s ratio. Finally, different types of mortars induce different failure modes in the masonry prisms and there is clear evidence that the failure of hollow concrete masonry starts after onset of mortar crushing. In order to better reproduce the observed experimental behavior, a tentative model for the mortar Poisson’s ratio variation upon loading is also presented

Mechanical behavior of concrete block masonry : influence of vertical joint

The main objective of this study is to verify, through compression tests on different prisms, the vertical and horizontal deformability and the failure modes of the components of concrete blocks under compression. In this study two mortar mixes were tested, according to the recommendations of BS-5628 1992, along with two types of prism, with and without the presence of a vertical joint. The conclusions were: the appearance of non-linearities of the masonry corresponds to an increase in the lateral strain due to extensive cracking of the material and a progressive increase in the Poisson ratio; the cracks in the three-block prisms built with the mortar type I were vertical, occurring symmetrically on both sides; the prisms built with mortar type II had, as a consequence of localized crushing, an association with vertical cracks due to the concentrations of stresses at some points; the presence of a vertical joint led to the appearance of separation cracks between the middle block and the vertical mortar joint, when the stress reached approximately 30% of the compressive strength of the set; the prisms with two whole blocks and one vertical joint (B) built with the mortars of mixes I and II had a compressive strength of the order of 42% and 66% of the prisms with three whole blocks (A), respectively