SERVO PRENSAS DE LABORATÓRIO PARA ENSAIO DE CONCRETO

A prensa LUXOR LPR2C – 200 é um equipamento de ensaio desenvolvido para os mais diversos ensaios de laboratório que necessitem de uma força vertical de compressão com preciso controle do deslocamento da mesa móvel. É uma evolução da prensa de ensaios desenvolvida pelo Laboratório de Fenômenos de Superfície da Universidade de São Paulo para ensaios de compressão.

Estrutura: Composta de mesa base estrutural ligada ao cabeçote superior por meio de duas colunas rígidas revestidas de cromo duro. Na mesa base está instalado o cilindro hidráulico. No cabeçote superior é instalada a célula de carga de compressão. O flange inferior da célula de carga é parafusado à mesa base. As mesas são amplas e dotadas de furos indexadores permitindo a montagem precisa dos mais variados tipos de dispositivos de ensaios exigidos por norma ou tipo de ensaio. Entre as mesas está instalado a régua linear (LVDT). Seu amplo curso permite os mais variados tipos de ensaio.

Sistema hidráulico: Composto de cilindro hidráulico de duplo efeito com força máxima de 200 t (2e6 N), revestido de cromo duro atendendo as exigências das normas europeias CETOP e uma unidade hidráulica Rexroth Sitronix. Essa unidade hidráulica é a grande evolução frente a utilizada anteriormente pelo LFS-USP que usava uma válvula proporcional eletrônica de controle VACAP, atualmente é uma bomba servo-hidráulica que executa o controle e movimentação do sistema. O sistema Sitronix é conhecido pela sua precisão e rapidez de resposta, sendo atualmente utilizados pelos equipamentos de laboratório da Universidade de Aachem na Alemanha entre outros. Permite variações de velocidade com precisão para ensaios de 0,05 mm/s a 5 mm/s (outras gamas de velocidade podem ser fornecidas)

Célula de carga: Célula tipo bolacha com capacidade máxima de 2e6 N. A célula de carga atende as exigências da classe 1 da norma ISO-7500 e as recomendações da OIML R90 da ORGANISATION INTERNATIONALE DE MÉTROLOGIE LÉGALE. Sua precisão é de +/- 1%. As leituras de células de carga variam de 2% a 100 % de seu valor nominal, recomendamos o uso na faixa de 5% a 100%, isto é, de 1e5 N a 2e6 N. As células de carga são calibradas pelo IPT (Instituto de Pesquisas tecnológicas de São Paulo) conforme ISO 376/12, devendo posteriormente ser calibradas periodicamente.

Controle de deslocamento: Feito por régua linear (LVDT) montada na mesa móvel e mesa fixa de modo a minimizar erros de leitura em função de deformações elásticas. É uma régua MTS de precisão de 2 µm e magnética (isto é, sem contato físico entre partes móveis e fixas).

Placa de aquisição de dados e controle: Utiliza placa da National Instruments para controle do equipamento e aquisição de dados. Sua velocidade de aquisição é de 5 ms (podendo sob consulta ter velocidades inferiores). Tem 3 entradas analógicas e 3 entradas digitais de dados como padrão e saídas conforme requisitos do sistema hidráulico Sitronix.

Software: Todo o sistema de controle e aquisição de dados está escrito em Labview. A opção por Labview é em função de ser um software muito difundido entre universidades e centros de pesquisa e por sua fácil integração com o Matlab. Sua arquitetura está baseada em um programa principal e sub-rotinas específicas. O programa principal tem como função controlar a unidade hidráulica em função da variável de entrada e ler a variável de saída. Para ensaios de compressão temos duas variáveis básicas força e deslocamento. Uma tem que ser a variável de entrada e outra a variável de saída. Para o programa tanto força como deslocamento podem ser a variável de entrada. A variável de entrada pode ser constante ou variável (conforme uma curva, com ou sem patamares) e seu controle é feito por um sistema retroalimentado (tipo PID) garantindo a precisão do ensaio. Além das variáveis básicas (força e deslocamento) podemos ter variáveis auxiliares tanto de entrada (usualmente temperatura em ensaios a quente), bem como de saída (por exemplo extensiometria em corpo de prova de concreto). O programa principal define também a posição inicial e final do ensaio. Como saída do programa principal temos a variável de saída em função da variável de entrada (ou em função do tempo usando o clock do sistema) em forma de gráfico ou em forma de arquivo txt ou csv. As sub-rotinas são basicamente a interface amigável do programa. São desenvolvidas conforme o tipo de ensaio a ser executado, podendo ser conforme norma específica ou ensaio específico do usuário. As sub-rotinas tem como função preparar os dados para o programa principal que são inseridos em uma tela inicial onde informa a variável de entrada, posição inicial e final, curva de variação da variável de entrada, número do ensaio, etc. Também prepara a saída de forma amigável como gráfico, relatório impresso ou base de dados exportável. Para a preparação do relatório ou base de dados exportável executa os cálculos necessários como medidas de módulo de elasticidade, coeficiente de Poisson conforme necessidade e/ou exigência.

A grande vantagem do equipamento desenvolvido é que permite de uma ampla gama de ensaios para metais, concreto, minérios conforme normas específicas (a serem escolhidas pelo cliente) ou ensaios específicos desenvolvidos em uma linha de pesquisa. Seu sistema aberto baseado no Labview permite que novos ensaios sejam incluídos na máquina, onde a sub-rotina específica pode ser desenvolvida pela Luxor ou pelo próprio cliente.

Módulo concreto: Luxor tendo conhecimento da demanda por ensaios de concreto desenvolveu um conjunto de sub-rotinas para esse tipo de ensaios. Cada sub-rotina tem uma tela inicial onde o usuário pode colocar os dados do ensaio, a máquina é automaticamente ajustada para as condições de ensaio exigidas pela norma relativa. Após o ensaio além de armazenar os dados do ensaio a sub-rotina prepara o relatório conforme exigência da norma contendo: identificação do corpo de prova, data de preparação do concreto, condições de cura e armazenamento, data do ensaio, idade do corpo de prova, condições do corpo de prova, tipo e dimensões do corpo de prova,  tipo dos instrumentos, resistência a compressão, metodologia de carregamento, módulo de elasticidade (tipos conforme exigência da norma), outras informações se necessárias. Os relatórios podem ser customizados conforme padrão do cliente, inclusive com plotagem de diversos gráficos e cálculos adicionais. Inclui-se também os dispositivos específicos para cada tipo de ensaio para atender plenamente a norma.

– Sub-rotina NBR-5739: Concreto – Ensaio de compressão de corpos-de-prova cilíndricos: o equipamento supera as exigências de classe I da norma, acompanha como dispositivo os pratos de compressão. O usuário pode selecionar a velocidade entre 0,3 MPa/s e 0,8 MPa/s. Relatório conforme item 5.2 da norma.

– Sub-rotina NBR- 8522: Concreto – Determinação do módulo estático de elasticidade a compressão. O equipamento atende os requisitos de 4.1. Acompanha como dispositivos os pratos de compressão bem como os medidores de deformação elétricos (marca MTS). Os medidores de deformação elétricos MTS atendem aos requisitos de 4.2.2. Permite a obtenção de resistência a compressão fc (conforme 6.1) e módulo de elasticidade Eci (conforme 6.2). Permite ensaios com a metodologia A (tensão ?a fixa conforme 6.2.2.1) e ensaios com a metodologia B (deformação específica ?a fixa conforme 6.2.2.2). Permite também a realizar os cálculos do anexo A: Determinação do módulo de deformação a uma tensão especificada e traçado do diagrama tensão-deformação.

– Sub-rotina ASTM- C469: Standard Test Method for Static Modulus of Elasticity and Poisson’s Ratio of Concrete in Compression. O equipamento atende os requisitos de 4.1. Acompanha como dispositivos os pratos de compressão bem como os medidores de deformação e extensometros elétricos (marca MTS). Os medidores de deformação elétricos MTS atendem aos requisitos de 4.2 e os extensometros MTS atendem aos requisitos de 4.3. Permite a obtenção de resistência a compressão fc (conforme 6.1) e módulo de elasticidade Eci (conforme 6.2). O equipamento realiza os ensaios conforme procedimentos em 6.4, 6.5 e 6.6.  A sub-rotina executa os cálculos conforme 7 e emite relatório conforme 8.

-Sub-rotina ASTM C78:  Standard Test Method for Flexural Strength of Concrete (Using Simple Beam with Third-Point Loading). O equipamento atende os requisitos de 4.1. Acompanha dispositivo (loading apparatus) conforme 4.2. A sub-rotina executa os cálculos conforme 8 e emite relatório conforme 9.

-Sub-rotina ASTM C293:  Standard Test Method for Flexural Strength of Concrete (Using Simple Beam With Center-Point Loading). O equipamento atende os requisitos de 4.1. Acompanha dispositivo (loading apparatus) conforme 4.2. A sub-rotina executa os cálculos conforme 8 e emite relatório conforme 9.

Outras sub-rotinas, cálculos específicos podem ser desenvolvidos de modo a atender as necessidades específicas do cliente.