ISO 10319

Os geossintéticos desempenham um papel fundamental na engenharia civil, na drenagem, no reforço, no controlo da erosão, nos sistemas de aterro e na construção de estradas. O seu desempenho a longo prazo depende em grande medida do comportamento à tração sob carga. A norma ISO 10319 fornece um método normalizado para avaliar as propriedades de tração dos geossintéticos através de um ensaio de tração de grande amplitude.

O método ISO 10319 ajuda os fabricantes, laboratórios e equipas de controlo de qualidade a comparar produtos em condições consistentes. Mede a resistência à tração, o alongamento, a rigidez secante e a deformação à força máxima. Uma vez que a largura da amostra é superior ao comprimento do calibre, o teste reflecte melhor o comportamento dos geossintéticos em aplicações reais.

O que é a ISO 10319?

A ISO 10319 é uma norma internacional para determinar as propriedades de tração dos geossintéticos utilizando uma amostra de tira de grande largura. O método aplica-se a muitos materiais, incluindo:

• Geotêxteis tecidos
• Geotêxteis não tecidos
• Geotêxteis tricotados
• Geogrelhas
• Geocompósitos
• Geonets
• Geomatos
• Barreiras geossintéticas de argila
• Produtos geossintéticos metálicos
• Produtos de rede metálica tecida

A norma não se aplica a barreiras geossintéticas poliméricas ou betuminosas. No entanto, aplica-se a barreiras geossintéticas à base de argila.

Ensaio de tração de grande largura para ensaios de tração de geossintéticos

O ensaio de tração de grande amplitude continua a ser um dos métodos mais importantes para o ensaio de tração de geossintéticos, porque minimiza a contração dos bordos e distribui a força por uma área mais vasta da amostra.

Ao contrário dos métodos de tração de tira estreita, a norma ISO 10319 utiliza espécimes que têm tipicamente 200 mm de largura com um comprimento de calibre de 100 mm entre as maxilas. Esta geometria proporciona uma representação mais realista do desempenho no terreno.

Durante o teste, o operador fixa a amostra em toda a sua largura e aplica uma carga de tração a uma velocidade constante da cabeça cruzada até ocorrer a rutura. Um extensómetro mede a alteração no comprimento do calibre entre dois pontos de referência.

O teste produz uma curva força-deformação de tração que permite aos utilizadores determinar:

• Força máxima de tração
• Resistência à tração por unidade de largura
• Tensão de tração à força máxima
• Rigidez secante à tração
• Alongamento à força de pré-tensão
• Deformação de tração à resistência nominal à tração
• Resistência à tração no segundo pico para produtos com comportamento de picos múltiplos

Teste de alongamento de geossintéticos e medição da tensão de tração

O ensaio de alongamento de geossintéticos A medição do alongamento de acordo com a norma ISO 10319 centra-se no comportamento da deformação à medida que a amostra se estica sob carga. A medição exacta do alongamento é essencial porque muitos produtos geossintéticos têm de manter a estabilidade dimensional ao mesmo tempo que proporcionam flexibilidade.

A norma define um comprimento nominal do calibre de 60 mm entre dois pontos de referência. Antes do início do ensaio propriamente dito, o operador aplica uma força de pré-tensão igual a 1% da força de tração máxima prevista. Este passo estabelece o comprimento real do calibre.

Para os geotêxteis não tecidos, a norma permite ensaios sem pré-tensão, uma vez que estes materiais se deformam frequentemente de forma diferente das estruturas tecidas.

A norma ISO 10319 também especifica que a velocidade de deformação deve geralmente manter-se entre 20 ± 5% por minuto para produtos com alongamento superior a 5%. Os produtos frágeis, como os geossintéticos à base de vidro, podem exigir uma velocidade mais lenta, de modo a que a rutura ocorra em cerca de 30 segundos.

Propriedades de tração dos geossintéticos medidas pela norma ISO 10319

A norma abrange várias propriedades críticas de tração dos geossintéticos.

Resistência à tração

A resistência à tração representa a força máxima por unidade de largura que o espécime pode suportar antes da rutura. Os laboratórios indicam este valor em kN/m.

Para alguns produtos, especialmente certas geogrelhas e materiais de reforço, a curva força-deformação de tração pode apresentar um segundo pico. Nestes casos, a norma ISO 10319 exige a comunicação dos valores do primeiro e do segundo pico.

Deformação de tração à força máxima

A tensão de tração na força máxima indica a extensão do material quando atinge a carga máxima. Este valor ajuda os engenheiros a perceber se um produto se comporta como um material de reforço de baixo alongamento ou como um separador ou filtro mais flexível.

Rigidez à tração secante

A rigidez secante fornece informações adicionais sobre a relação entre a carga e a deformação num ponto selecionado da curva. Este valor é especialmente útil para o projeto de armaduras porque mostra como o material responde antes da rotura.

Ensaios húmidos e condicionados

A norma ISO 10319 inclui procedimentos para ensaios a seco e a húmido. Os ensaios a húmido requerem a imersão dos espécimes em água a 20 °C durante, pelo menos, 24 horas.

Este requisito é importante para os produtos utilizados na drenagem, no controlo da erosão ou em aplicações enterradas em que a exposição à humidade afecta o desempenho.

Requisitos de preparação de amostras na norma ISO 10319

A preparação adequada dos espécimes influencia fortemente a exatidão dos resultados da norma ISO 10319.

A maioria dos espécimes requer uma largura nominal de 200 mm e comprimento suficiente para manter pelo menos 100 mm entre as mandíbulas. No entanto, diferentes estruturas geossintéticas podem exigir uma preparação especial.

Por exemplo:

• Os geotêxteis tecidos requerem frequentemente o corte de fios uniformemente de ambos os lados
• As geogrelhas requerem nervuras e nós intactos na zona do gabarito
• Os produtos de malha de arame de aço exigem marcas de extensómetro nas torções duplas
• Os produtos estreitos, como as geostrips ou as tiras de geocélulas, devem ser testados à largura total do produto
• Os ensaios de juntas e uniões devem utilizar a mesma largura de provete que o provete de referência sem juntas

Normalmente, os laboratórios testam pelo menos cinco espécimes na direção da máquina (MD) e na direção transversal à máquina (CMD).

Equipamento para ensaios de tração de grande largura ISO 10319

Uma máquina de ensaio de tração fiável é essencial para a conformidade com a norma ISO 10319. O equipamento deve estar em conformidade com a norma ISO 7500-1 Classe 1 ou superior e fornecer:

• Controlo constante da velocidade da cruzeta
• Medição exacta da força
• Punhos largos ou punhos de cabrestante
• Deslizamento mínimo do espécime
• Compatibilidade do extensómetro
• Aquisição de dados informatizada e análise de curvas

Para materiais fortes ou propensos ao deslizamento, as garras de cabrestante melhoram frequentemente o desempenho da fixação. Os mordentes de oscilação livre também ajudam a distribuir a carga uniformemente pela largura do espécime.

Cell Instruments oferece sistemas de teste de tração adequados para ISO 10319 aplicações. Um aparelho de ensaio de tração universal devidamente configurado com pegas largas, integração de extensómetros e acessórios personalizáveis pode suportar ensaios de geotêxteis tecidos, geotêxteis não tecidos, geogrelhas e geocompósitos.

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