ASTM D695: ensaio de compressão de plásticos rígidos (corpo de prova, 1,3 mm/min e cálculo)

A ASTM D695, Standard Test Method for Compressive Properties of Rigid Plastics, é o método da ASTM que mede a resistência à compressão, o escoamento e o módulo de compressão de plásticos rígidos, reforçados ou não, comprimindo um prisma de 12,7 × 12,7 × 25,4 mm a 1,3 ± 0,3 mm/min entre superfícies paralelas. A edição vigente, conferida em 01/10/2026, é a ASTM D695-26. Em inglês, os resultados aparecem como compressive strength, compressive yield strength e compressive modulus. Para a resistência também vale um cilindro de 12,7 mm de diâmetro com a mesma altura, e o corpo de prova de módulo tem 50,8 mm de altura. Em todos os casos, a resistência à compressão é a maior força do ensaio dividida pela menor área original da seção: σ_c = F_máx / A_0,mín.

Em resumo:

• Escopo: plásticos rígidos, inclusive compósitos de alto módulo até 41.370 MPa; compósitos de fibra contínua orientada vão para a ASTM D3410/D3410M ou a D6641/D6641M.
• Corpo de prova: comprimento igual ao dobro da largura para resistência; esbeltez de 11 a 16 para módulo e escoamento por offset.
• Material fino: abaixo de 3,2 mm, corpo de prova próprio montado num suporte que impede a flambagem.
• Não é a ISO 604: a ASTM declara as duas equivalentes, mas corpo de prova, velocidade e cálculo do módulo são diferentes, e os números não se trocam.

A norma é paga e vendida pela ASTM. Este guia explica com palavras próprias o que ela exige, para quem vai aplicá-la, auditar um laudo ou comprar o equipamento, e cita só os requisitos numéricos essenciais, com a fonte de cada um.

O que a ASTM D695 cobre e qual a edição vigente

O ensaio de compressão aplica a um corpo de prova uma força axial crescente que o encurta, e registra força e deformação até a ruptura ou até um limite definido. O princípio, a curva de cada família de material e a escolha entre prensa e máquina universal estão explicados naquele artigo. Na D695, a força entra só pelos topos do corpo de prova, sem garras, princípio que a literatura de compósitos chama de compressão com carga nas extremidades (end-loading compression). Aqui o assunto é o que a D695 acrescenta para os plásticos: a geometria, a velocidade, a forma de medir a deformação, as correções e o que relatar quando o material não rompe.

A D695 foi aprovada pela primeira vez em 1942 e é mantida pelo Subcomitê D20.10 (propriedades mecânicas) do Comitê D20 de plásticos. Na loja da ASTM, conferida em 30/09/2026 e de novo em 01/10/2026, a edição ativa é a D695-26, com 8 páginas, no volume 08.01 do Book of Standards. O histórico da página lista as edições D695-96, -02, -02a, -08, -10, -15, -23 e -26. Páginas que ainda tratam a D695-15 ou a D695-02 como vigentes estão desatualizadas.

O escopo publicado da D695-26 é o mesmo das edições anteriores: plásticos rígidos não reforçados e reforçados, inclusive compósitos de alto módulo, carregados em compressão a taxas baixas e uniformes, em corpos de prova de forma padronizada, até um módulo de 41.370 MPa (6.000.000 psi). Ficam de fora:

• Compósitos com reforço orientado, contínuo, descontínuo ou cruzado: a própria D695 encaminha para a ASTM D3410/D3410M, que carrega o corpo de prova por cisalhamento nas garras, ou para a D6641/D6641M, que combina carga pelas faces e por cisalhamento.
• Plásticos que não são rígidos, como espumas flexíveis e elastômeros, que têm normas próprias.
• Embalagens e peças acabadas: a ASTM D642, que aparece junto nas buscas, ensaia caixas, tambores e cargas unitárias em compressão, não o material.

Duas regras de uso aparecem logo no início do texto. A primeira é de precedência: se existe especificação ASTM do material, o preparo, o condicionamento, as dimensões e os parâmetros dela prevalecem sobre os da D695, que vale como padrão quando não há especificação (a lista está na Tabela 1 da ASTM D4000). A segunda é de alcance: o ensaio serve para pesquisa, controle de qualidade e aceitação de material, mas não vale diretamente para projeto em escalas de carga e tempo muito diferentes das do ensaio.

Sobre a edição: os requisitos numéricos deste guia foram conferidos no texto integral da D695-15. A loja da ASTM não publica o resumo das mudanças das edições -23 e -26, e o escopo exibido para a -26 não mudou; quem audita um laboratório deve confirmar os números na cópia da D695-26.

Corpos de prova: prisma, cilindro e casos especiais

O corpo de prova da D695 é um bloco de faces planas e paralelas, apertado entre duas superfícies de carga. Ele pode ser usinado de chapa, placa, barra ou tubo, ou moldado por compressão ou injeção. A forma depende do que se quer medir: a resistência pede um bloco curto, que esmague antes de flambar; o módulo pede um bloco mais alto, com espaço para o instrumento que lê a deformação. Na foto, um prisma de plástico rígido entre os pratos de compressão, já levemente embarrigado no meio; ao lado, prismas e um cilindro ainda não ensaiados, os formatos de corpo de prova da norma.

Resistência e módulo: a razão de esbeltez

Para medir a resistência, a D695 pede um cilindro reto ou um prisma com comprimento igual ao dobro da largura ou do diâmetro. Os tamanhos preferidos são o prisma de 12,7 × 12,7 × 25,4 mm e o cilindro de 12,7 mm de diâmetro por 25,4 mm. Para medir o módulo e o escoamento por offset (a tensão lida com uma paralela ao trecho reto da curva, explicada na seção de cálculo), o critério muda para a razão de esbeltez, que precisa ficar entre 11 e 16; os preferidos passam a ter 50,8 mm de altura.

A esbeltez é o comprimento dividido pelo menor raio de giração da seção, λ = L / R_g. O raio de giração mede como a área da seção se distribui em torno do eixo de flexão, e é dele que depende a resistência de uma coluna à flambagem: quanto maior λ, mais fácil a peça curvar de lado em vez de encurtar. A norma dá o raio de giração das três seções:

• Retângulo: R_g = 0,289 × menor lado. No prisma de 12,7 mm, R_g = 3,67 mm.
• Círculo: R_g = 0,25 × diâmetro. No cilindro de 12,7 mm, R_g = 3,175 mm.
• Tubo: R_g = √(D² + d²) / 4, com D o diâmetro externo e d o interno.

Com esses valores, o prisma de 25,4 mm tem λ = 25,4 / 3,67 = 6,9 e o de 50,8 mm, λ = 13,8, dentro da faixa de módulo. No cilindro, 25,4 mm dão λ = 8,0 e 50,8 mm dão λ = 16,0, exatamente o limite superior. O corpo de prova de resistência fica fora da faixa de 11 a 16 de propósito: curto, ele não flamba, mas também não deixa espaço para o compressômetro, o extensômetro preso ao corpo de prova que lê o encurtamento. O esquema abaixo desenha os quatro corpos de prova preferidos na mesma escala, com a esbeltez de cada um, e coloca ao lado os dois da ISO 604, assunto de uma seção adiante:

Barras, tubos, laminados e reforçados

Quando o material chega em outra forma, a D695 adapta o corpo de prova mantendo as mesmas duas regras, dobro da largura para resistência e esbeltez de 11 a 16 para módulo. A tabela resume os casos, parafraseados da D695-15:

Forma do material	Resistência	Módulo e offset
Barra	diâmetro da barra, comprimento de 2 diâmetros	diâmetro da barra, esbeltez de 11 a 16
Tubo (parede ≥ 1 mm, interno ≥ 6,4 mm, externo ≤ 50,8 mm)	diâmetro do tubo, 25,4 mm de comprimento	diâmetro do tubo, esbeltez de 11 a 16
Laminado de alta pressão com menos de 25,4 mm	pilha de quadrados de 12,7 mm até cerca de 25,4 mm	pilha até esbeltez de 11 a 16
Reforçado de 3,2 a 6,4 mm	prisma de 12,7 mm × espessura × 12,7 mm	esbeltez de 11 a 16
Reforçado acima de 6,4 mm	prisma ou cilindro padrão	prisma ou cilindro padrão
Espuma sintática	cilindro de 25,4 × 50,8 mm	o mesmo cilindro

Se a barra ou o tubo forem grandes demais para a máquina romper, usina-se um corpo de prova padrão do centro da barra ou da parede do tubo. No tubo, a mesma peça de 25,4 mm serve para a carga de esmagamento transversal, com o diâmetro virando a altura. No reforçado de 3,2 a 6,4 mm, o prisma pode ser encurtado se flambar, e se romper por delaminação, em vez de por um plano de cisalhamento, o material passa para o corpo de prova fino descrito na próxima seção.

Preparação, medição e número de corpos de prova

A usinagem é a parte crítica. As faces laterais devem sair lisas, e os topos, lisos, planos, paralelos, com arestas vivas e perpendiculares ao eixo do corpo de prova dentro de 0,025 mm. Um topo inclinado faz o prato tocar primeiro uma quina, que concentra a carga, alonga o início da curva e derruba a resistência. A ISO 604 recomenda facear os topos em torno ou fresadora, e a recomendação vale para a D695.

Cada corpo de prova tem a largura e a espessura, ou o diâmetro, medidas com resolução de 0,025 mm em vários pontos do comprimento, com micrômetro de leitura de 0,01 mm. A área que entra nos cálculos é a menor seção medida, não a média nem a nominal. O mínimo é de cinco corpos de prova por amostra de material isotrópico; em material suspeito de anisotropia são dez, cinco com o eixo paralelo e cinco normal à direção suspeita. Corpo de prova que rompe num defeito evidente é descartado e substituído, a menos que o defeito seja a variável estudada. Os cuidados gerais de retirada e usinagem de amostras estão no artigo corpo de prova.

Corpo de prova fino e suporte antiflambagem

O suporte antiflambagem da D695 é um par de placas de aço, apertadas por parafusos, que envolve as faces largas de um corpo de prova fino e impede que ele curve de lado sem receber a carga, que continua entrando pelos topos. Ele existe porque chapas e laminados com menos de 3,2 mm de espessura não dão um prisma que resista sem flambar. Para eles, e também quando o ensaio de módulo pede um comprimento que a esbeltez não permite, a D695 usa um corpo de prova próprio, desenhado na norma com cabeças mais largas e trecho central mais estreito, com cerca de 79 mm de comprimento e 19 mm de largura nas cabeças, montado no suporte.

A montagem tem três regras, cada uma apoiada num ensaio interlaboratorial citado pela norma:

• Posição: o corpo de prova fica rente à base do suporte e centrado. A comparação entre montagem rente e centrada não mostrou efeito na resistência; a norma fixa a montagem rente por conveniência.
• Aperto: as porcas ou parafusos são apertados só com os dedos. Aperto maior gera atrito entre as placas e o corpo de prova, que passa a carregar parte da força; o aperto manual deu resultados reprodutíveis.
• Módulo: um compressômetro aplicado nas bordas do corpo de prova montado no suporte deu medidas de módulo relativamente satisfatórias.

O conjunto vai para a ferramenta de compressão como um corpo de prova comum. As dimensões exatas do corpo de prova e do suporte estão nas figuras da norma.

Para compósitos avançados, a indústria aeronáutica derivou da D695 versões em que o suporte fica preso rigidamente à ferramenta de compressão, conhecidas como D695 modificada: a Boeing BSS 7260 (tipos III e IV), a SACMA SRM 1R-94 e a EN 2850 método B. Em vez do corpo de prova afilado, elas usam dois corpos de prova retos: um sem reforço nas pontas, só para o módulo, e outro com reforços colados e um trecho livre de cerca de 5 mm, só para a resistência. Esse arranjo permite ensaiar laminados unidirecionais de carbono, que estão fora do escopo da D695. São normas diferentes, e o laudo deve citar a que foi usada. Para compósitos de fibra contínua, as normas de referência são a ASTM D3410/D3410M e a D6641/D6641M e, no lado ISO, a ISO 14126:2023, com carga por cisalhamento ou combinada.

Máquina, ferramenta de compressão e compressômetro

A D695 pede uma máquina de velocidade constante de travessa, com três elementos: o acionamento, o indicador de força e a ferramenta que aplica a carga. Os requisitos são estes, conferidos na D695-15:

• Força: indicador sem atraso de inércia na velocidade do ensaio, com exatidão de ±1 % do valor máximo indicado no ensaio, e máquina verificada pelo menos uma vez por ano pela ASTM E4. No Brasil, a verificação equivalente é a da ABNT NBR ISO 7500-1:2023, cuja classe 1 corresponde ao ±1 %. O papel da célula de carga nessa exatidão está no artigo próprio.
• Ferramenta de compressão: carga axial dentro de 1:1000, aplicada por superfícies planas dentro de 0,025 mm, paralelas entre si e normais ao eixo de carga. A norma mostra como exemplos uma subprensa, com um êmbolo guiado que corre dentro de uma bucha, e uma ferramenta de compressão simples.
• Compressômetro: instrumento que mede a distância entre dois pontos fixos do corpo de prova durante o ensaio, de preferência registrando-a contra a força, sem atraso de inércia e com exigência de extensômetro classe B-2 da ASTM E83. Pode ser de contato ou sem contato. O princípio e as classes estão em extensômetro e strain gauge.
• Micrômetro: leitura de 0,01 mm para largura, espessura, diâmetro e comprimento.

A exigência de 1:1000 tem razão física. Um desalinhamento entre o eixo da carga e o eixo do corpo de prova cria um momento fletor: um lado do bloco fica mais comprimido que o outro, a curva perde linearidade antes da hora e o corpo de prova alto tende a flambar para o lado menos carregado. A subprensa resolve isso guiando o êmbolo. Para materiais de módulo mais baixo, de cerca de 700 a 3.500 MPa, uma nota da norma admite dispensar a ferramenta se as superfícies de carga forem mantidas lisas, planas e paralelas a ponto de não haver flambagem. Essa faixa inclui a maior parte dos termoplásticos de engenharia, como POM, PA, PC e ABS, que podem então ser ensaiados entre pratos paralelos da máquina universal. A ISO 604 pede pratos de aço temperado com as mesmas tolerâncias e aceita um dispositivo autoalinhante quando necessário.

Condicionamento, velocidade e procedimento

O condicionamento da D695 é o procedimento A da ASTM D618-21: 23 °C e 50 % de umidade relativa por no mínimo 40 h para espessuras de até 7 mm e 88 h acima de 7 mm, salvo outra exigência do contrato ou da especificação do material, com o ensaio feito na mesma temperatura e umidade. Ele é exigido porque plásticos mudam de rigidez e de resistência com a temperatura e com a umidade absorvida, e a poliamida é o caso extremo. Como o prisma padrão tem 12,7 mm, o tempo que se aplica a ele é o de 88 h, e não o de 40 h usado nos corpos de prova de tração de 3,2 mm.

A velocidade de ensaio é a velocidade relativa entre as superfícies de carga, e a padrão é 1,3 ± 0,3 mm/min, ou seja, de 1,0 a 1,6 mm/min. Pode-se usar a velocidade da travessa sem carga se ficar demonstrado que, com carga, ela continua dentro da tolerância. A sequência do ensaio é esta:

1. Medir largura e espessura (ou diâmetro) em vários pontos, registrar a menor área e medir o comprimento.
2. Posicionar o corpo de prova centrado e alinhado ao eixo da ferramenta, com os topos paralelos às superfícies de carga, e descer a travessa até encostar.
3. Só resistência: ensaiar a 1,3 mm/min e registrar a maior força do ensaio, que em geral é a força na ruptura.
4. Curva tensão × deformação: ler a deformação no próprio corpo de prova com o compressômetro, ensaiar a 1,3 mm/min e registrar a curva inteira.
5. Depois do escoamento: em material relativamente dúctil, e só se o sistema de força tiver resposta rápida, a velocidade pode subir para 5 a 6 mm/min até a ruptura.

O ensaio é curto. No prisma de 25,4 mm, encurtar 10 % são 2,54 mm, que a 1,3 mm/min levam cerca de 2 minutos. A aceleração depois do escoamento existe porque um material dúctil pode chegar a 30 ou 40 % de deformação nominal sem romper, e a 1,3 mm/min isso tomaria de 6 a 8 minutos por corpo de prova.

O que se calcula: resistência, escoamento e módulo

A D695 trabalha com tensão nominal: a força dividida pela menor área da seção original, A_0,mín, medida antes do ensaio. Durante a compressão a seção aumenta, por efeito Poisson, e a tensão verdadeira fica abaixo da nominal; a norma registra que existem propriedades "verdadeiras" calculadas com a seção instantânea, mas o resultado padrão é o nominal. Em compressão, tensão e deformação são negativas pela convenção de sinais, e o sinal costuma ser omitido. A tabela reúne os resultados:

Resultado	Cálculo	Como relatar
Resistência à compressão	σc = Fmáx / A0,mín	MPa, 3 algarismos significativos
Resistência no escoamento	σy = Fy / A0,mín	MPa, 3 algarismos significativos
Escoamento por offset	interseção da curva com a paralela ao trecho linear deslocada do offset	MPa, com o offset declarado
Deformação	ε = ΔL / L0, no comprimento de medida	adimensional ou %
Módulo de elasticidade (módulo de compressão)	tensão de um ponto da reta inicial dividida pela deformação contada do novo zero	GPa, 3 algarismos significativos
Média e desvio-padrão	s = √[(ΣX² − n·X̄²) / (n − 1)]	média com 3 e desvio com 2 algarismos

O ponto de escoamento é o primeiro ponto da curva em que a deformação cresce sem a tensão crescer. O escoamento por offset é usado quando esse ponto não existe: traça-se uma paralela ao trecho linear deslocada de uma deformação especificada e lê-se a tensão onde ela corta a curva, pelo mesmo método do anexo da D638. O conceito de escoamento está em limite de escoamento, e o de módulo, em módulo de elasticidade.

Correção do pé da curva

O início de quase toda curva de compressão é curvo: a carga cresce devagar no começo e só depois entra no trecho reto. Esse trecho inicial, o pé da curva, não é propriedade do material; vem das folgas que se fecham, do assentamento dos topos nas superfícies de carga e do alinhamento do corpo de prova. O anexo obrigatório da D695 manda compensá-lo. Prolonga-se o trecho reto da curva até a tensão zero, e o ponto onde ele corta o eixo da deformação passa a ser o novo zero. Todas as deformações, inclusive o offset do escoamento, são contadas a partir dele, e o módulo é a tensão de qualquer ponto da reta dividida pela deformação desse ponto medida desde o novo zero.

Quando o material não tem trecho linear, a norma traça a tangente de maior inclinação, no ponto de inflexão da curva, e usa o ponto onde ela corta o eixo como novo zero. O módulo obtido assim é secante. A norma adverte que usar essa tangente como base para o escoamento por offset pode dar erro inaceitável.

Por que muitos plásticos não rompem em compressão

Em tração, o plástico acaba rompendo, porque a seção diminui e a trinca se abre. Em compressão acontece o contrário: a seção aumenta, a trinca é fechada pela própria carga, e um material dúctil pode continuar se deformando até virar um disco achatado, com a tensão nominal subindo o tempo todo e sem fratura definida. A D695 reconhece três situações. No material que falha por estilhaçamento, como um fenólico com carga, a resistência à compressão tem valor bem definido. No material que não estilhaça, a resistência é arbitrária: depende do grau de deformação que se decide chamar de falha. E no caso do disco achatado, a norma diz que a resistência à compressão pode não ter significado real.

Para esse último caso, o resultado útil é o escoamento, quando existe, ou a tensão a uma deformação definida, que a ISO 604 chama de tensão de compressão a x % e que deve ficar abaixo da deformação da resistência máxima. É por isso que fichas técnicas de semiacabados trazem a tensão a 1, 2 e 5 %. A Ensinger, por exemplo, publica para o PA6 extrudado (TECAMID 6 natural) 24, 41 e 86 MPa a 1, 2 e 5 %, e para o POM-C (TECAFORM AH natural) 20, 35 e 68 MPa, ambos pela ISO 604 a 5 mm/min. Esses números não são resultados D695, mas mostram o que se relata quando o material não rompe.

Como interpretar a norma

A D695 é curta e escrita em forma de procedimento. Os pontos abaixo são os que mais geram leitura errada em laboratório e em laudos, com a razão de cada um.

A resistência à compressão é a força de ruptura?

Não necessariamente. A definição da norma é a maior tensão nominal suportada durante o ensaio, que pode ou não coincidir com a tensão no instante da ruptura. Num material frágil as duas são a mesma; num dúctil que escoa, achata e volta a ganhar carga, a força máxima pode estar no fim do ensaio, numa deformação que não tem significado de projeto. A norma define separadamente a resistência na falha, a tensão no instante em que o corpo de prova estilhaça. Um laudo que traz "resistência à compressão" de um material dúctil sem dizer até que deformação o ensaio foi está incompleto.

Por que a velocidade é fixa em mm/min, e não em taxa de deformação?

Porque a D695 fixa a velocidade das superfícies de carga, ao contrário da ASTM D790, que calcula a velocidade da travessa a partir da taxa de deformação. A consequência é que a taxa de deformação muda com a altura do corpo de prova: 1,3 mm/min num prisma de 25,4 mm são cerca de 5,1 %/min de deformação nominal; no prisma de 50,8 mm, cerca de 2,6 %/min. Como as propriedades dos plásticos dependem da taxa, módulo e resistência medidos em corpos de prova de alturas diferentes não são estritamente comparáveis, e o tipo de corpo de prova vai para o relatório.

Posso medir o módulo pelo deslocamento da travessa?

Não pela D695. O procedimento de curva tensão × deformação manda ler a deformação diretamente no corpo de prova, com compressômetro classe B-2. O deslocamento da travessa soma ao encurtamento do corpo de prova a deformação elástica da estrutura, da célula de carga, dos acoplamentos e dos pratos, além do assentamento dos topos. Num corpo de prova rígido e curto, essa parcela é da mesma ordem que o encurtamento do material, e o módulo calculado pela travessa sai muito baixo. A ISO 604 chega a trazer um anexo normativo de correção da flexibilidade da máquina, mas a medição preferida, também lá, é no corpo de prova.

Preciso da subprensa ou bastam os pratos da máquina?

Depende do módulo do material e do estado dos pratos. A exigência é de resultado: carga axial dentro de 1:1000 e superfícies planas e paralelas dentro de 0,025 mm. A subprensa garante isso com o êmbolo guiado. Para materiais de cerca de 700 a 3.500 MPa, a norma admite os pratos, desde que lisos, planos e paralelos o bastante para não haver flambagem. Acima disso, em compósitos e plásticos com carga mineral de módulo alto, uma pequena inclinação gera flexão relevante, e a ferramenta guiada é o caminho seguro. Em qualquer caso, curva que se dobra cedo e corpo de prova arqueado depois do ensaio são sinais de que o alinhamento não está atendendo.

A especificação do material manda mais que a D695?

Sim. Se existe especificação ASTM do material, o preparo, o condicionamento, as dimensões e os parâmetros dela prevalecem. A D695 traz as condições padrão para quando não há especificação. Por isso, antes de montar o ensaio de um material com especificação própria, confere-se nela se o corpo de prova, o condicionamento ou a velocidade mudam.

O resultado da D695 serve para dimensionar uma peça?

Só com cautela. A norma avisa que o resultado não é significativo para projeto quando a aplicação difere muito da escala de carga e tempo do ensaio, que dura poucos minutos. Uma bucha de poliamida carregada por anos sofre fluência, e um calço que recebe pancadas depende do comportamento ao impacto; a própria D695 cita impacto, fluência e fadiga como ensaios adicionais nesses casos. O ensaio de fluência trata da deformação sob carga mantida.

Quanto dois laboratórios podem divergir?

A seção de precisão da D695-15 vem de um interlaboratorial de 1987, com seis laboratórios e três materiais, cada resultado sendo a média de cinco corpos de prova. O limite de repetibilidade r é a maior diferença esperada entre dois resultados do mesmo laboratório, e o de reprodutibilidade R, entre laboratórios diferentes, ambos com cerca de 95 % de probabilidade. A tabela resume os valores para a resistência:

Material	Resistência média	r (mesmo laboratório)	R (entre laboratórios)
Acetal	100 MPa	3,1 MPa	5,9 MPa
Poliestireno	106 MPa	3,9 MPa	9,8 MPa
Fenólico com carga de linho	158 MPa	10,4 MPa	21,0 MPa

No módulo a dispersão é maior: para o poliestireno, de média 3,88 GPa, r = 0,20 GPa e R = 2,07 GPa, mais de 50 % da média entre laboratórios. Para o acetal, de 3,28 GPa, R = 0,70 GPa. A diferença entre r e R no módulo mostra o peso da medição da deformação e do alinhamento, que mudam de um laboratório para outro. A norma adverte que esses números valem para os materiais do interlaboratorial e não devem ser usados com rigor para aceitar ou rejeitar material.

ASTM D695 e ISO 604

Fora dos Estados Unidos, a norma de compressão de plásticos mais pedida é a ISO 604:2002, terceira edição, revista e confirmada em 2022 e, portanto, vigente. A D695 declara ser equivalente a ela, mas a equivalência é de assunto, não de número. A ISO usa corpos de prova menores, tirados de preferência do corpo de prova multipropósito da ISO 3167: o tipo A, de 50 × 10 × 4 mm, para o módulo, e o tipo B, de 10 × 10 × 4 mm, para a resistência. A tabela compara os pontos que mais pesam:

Item	ASTM D695-26	ISO 604:2002
Corpo de prova de resistência	prisma de 12,7 × 12,7 × 25,4 mm ou cilindro de 12,7 × 25,4 mm	tipo B, 10 × 10 × 4 mm
Corpo de prova de módulo	12,7 × 12,7 × 50,8 mm ou cilindro de 12,7 × 50,8 mm	tipo A, 50 × 10 × 4 mm
Critério contra flambagem	esbeltez de 11 a 16 no módulo	relação entre deformação máxima e (espessura / comprimento)²
Velocidade	1,3 ± 0,3 mm/min	1, 2, 5, 10 ou 20 mm/min
Módulo	tangente ao trecho linear, com correção do pé	corda entre 0,05 % e 0,25 % de deformação, ou regressão nesse trecho
Escopo	rígidos, reforçados ou não, até 41.370 MPa	rígidos e semirrígidos, fibra de até 7,5 mm; não indicada para compósitos de fibra contínua

O critério de flambagem da ISO explica por que o tipo A só serve para o módulo. A norma limita a deformação nominal máxima do ensaio a 0,4 × (x/l)², com x a menor dimensão da seção e l o comprimento. No tipo B, x/l = 4/10 = 0,4, e o limite é 6,4 %; no tipo A, x/l = 4/50 = 0,08 e o limite cai para 0,26 %, o suficiente para a corda que termina em 0,25 %. Em termos de esbeltez, o tipo A tem λ = 50 / (0,289 × 4) = 43, muito acima do 13,8 do prisma de módulo da D695. Aplicada ao prisma de resistência da D695, a mesma relação daria cerca de 10 %; é uma estimativa feita com a fórmula da ISO, que a D695 não usa.

A ISO 604 também traz, em anexo normativo, a correção da flexibilidade da máquina, e define a tensão a x % de deformação como resultado formal. Uma resina ensaiada pelas duas normas dá números próximos, mas a diferença de geometria, de velocidade e de definição do módulo não se corrige por conta. Ficha técnica pela ISO não se compara com especificação pela ASTM sem ensaiar pela norma pedida.

Exercícios resolvidos

Os exercícios aplicam as regras das seções anteriores. As contas foram refeitas à mão e arredondadas só no resultado final.

Exercício 1: resistência de um prisma de acetal e a média da série

Um prisma de acetal (POM) foi usinado com menores medidas de 12,71 × 12,69 mm e 25,40 mm de altura, e ensaiado a 1,3 mm/min. A força máxima foi de 16,2 kN, no momento da ruptura.

• Área: A_0,mín = 12,71 × 12,69 = 161,29 mm².
• Resistência: σ_c = 16.200 / 161,29 = 100,44 MPa, relatada com três algarismos como 100 MPa.
• Série de cinco: os cinco corpos de prova deram 99,2, 100,4, 101,1, 99,8 e 100,6 MPa. A média é 501,1 / 5 = 100,22 MPa, relatada como 100 MPa.
• Desvio-padrão: os desvios em relação à média são −1,02, 0,18, 0,88, −0,42 e 0,38 MPa; a soma dos quadrados é 1,0404 + 0,0324 + 0,7744 + 0,1764 + 0,1444 = 2,168. Então s = √(2,168 / 4) = √0,542 = 0,74 MPa, com dois algarismos.

O resultado coincide com a média de 100 MPa do interlaboratorial da norma para acetal. Se outro laboratório obtivesse 107 MPa no mesmo material, a diferença de 7 MPa passaria do R de 5,9 MPa, e valeria investigar alinhamento, paralelismo dos topos e condicionamento antes de culpar o material.

Exercício 2: módulo com correção do pé da curva

Um prisma de 12,7 × 12,7 × 50,8 mm (A = 161,29 mm²) é ensaiado com compressômetro de 25 mm de base. Dois pontos do trecho reto da curva são 1,00 kN com deformação lida de 0,23 % e 2,58 kN com 0,53 %. O gráfico abaixo mostra, à esquerda, essa curva com o pé, os dois pontos e a reta prolongada até o novo zero; à direita, o esquema dos três comportamentos descritos na seção de cálculo, para lembrar que só o trecho inicial entra no módulo.

• Tensões: σ₁ = 1.000 / 161,29 = 6,200 MPa; σ₂ = 2.580 / 161,29 = 15,996 MPa.
• Inclinação da reta: (15,996 − 6,200) / (0,0053 − 0,0023) = 9,796 / 0,0030 = 3.265 MPa.
• Novo zero: a reta corta a tensão zero em ε = 0,0023 − 6,200 / 3.265 = 0,0023 − 0,001899 = 0,000401, ou 0,040 %.
• Módulo pela norma: no ponto 2, a deformação contada do novo zero é 0,0053 − 0,000401 = 0,004899, e E = 15,996 / 0,004899 = 3.265 MPa, relatado como 3,27 GPa.
• Sem a correção: 15,996 / 0,0053 = 3.018 MPa, ou 3,02 GPa, 7,6 % abaixo.

O módulo corrigido é igual à inclinação da reta, como deve ser; o erro sem correção vem de dividir a tensão por uma deformação que inclui o pé. O valor fica perto dos 3,28 GPa do interlaboratorial para acetal. Num compressômetro de 25 mm, o ponto 2 corresponde a um encurtamento de 0,0053 × 25 = 0,1325 mm, o que mostra a resolução que o instrumento precisa ter.

Exercício 3: o corpo de prova serve para módulo?

Um laboratório quer medir módulo em cilindros de 12,7 mm de diâmetro e tem prismas de 12,7 × 12,7 × 38,1 mm já usinados. Que altura usar no cilindro, e os prismas servem?

• Cilindro: R_g = 0,25 × 12,7 = 3,175 mm. Para λ entre 11 e 16, L vai de 11 × 3,175 = 34,9 mm a 16 × 3,175 = 50,8 mm. O preferido, 50,8 mm, está no limite superior.
• Prisma de 38,1 mm: R_g = 0,289 × 12,7 = 3,67 mm e λ = 38,1 / 3,67 = 10,4, abaixo de 11. Não serve para módulo.
• Faixa do prisma: L de 11 × 3,67 = 40,4 mm a 16 × 3,67 = 58,7 mm; o preferido, 50,8 mm, dá λ = 13,8.

Os prismas de 38,1 mm continuam úteis para resistência? Também não: para resistência o comprimento é o dobro da largura, 25,4 mm. Eles teriam de ser recortados.

Exercício 4: qual capacidade de máquina

Um laboratório vai ensaiar, no prisma padrão, acetal (cerca de 100 MPa), poliestireno (cerca de 106 MPa) e fenólico com carga (cerca de 158 MPa), e quer saber se a máquina de coluna simples de 10 kN atende. A força máxima esperada é F = σ × A, com A = 161,29 mm². O gráfico abaixo compara essas forças, mais as de POM-C e PA6 a 5 % de deformação, com as do tipo B da ISO 604, de 40 mm², e marca os limites de 10 kN e 30 kN.

• Acetal: 100 × 161,29 = 16.129 N, cerca de 16,1 kN.
• Poliestireno: 106 × 161,29 = 17.097 N, cerca de 17,1 kN.
• Fenólico com carga: 158 × 161,29 = 25.484 N, cerca de 25,5 kN.
• Conclusão: todos passam de 10 kN. A coluna simples não ensaia o prisma padrão desses materiais. Uma máquina de coluna dupla na versão de 30 kN trabalharia a 85 % da capacidade no fenólico; na de 50 kN, a 51 %, com folga para materiais mais resistentes.
• Pela ISO 604: o tipo B pede só 158 × 40 = 6.320 N, 6,3 kN, dentro da coluna simples. Mas aí o ensaio é ISO 604, não D695.

Mesmo um termoplástico que não rompe passa de 10 kN no prisma padrão se o ensaio for até 5 % de deformação: 86 MPa no PA6 dão 13,9 kN.

Erros comuns na aplicação da ASTM D695

Os erros abaixo aparecem em laudos, em especificações de compra e em páginas que explicam a norma, e cada um tem uma correção direta:

1. Citar a D695-15 ou a D695-02 como vigente. A vigente é a D695-26.
2. Ensaiar o corpo de prova de módulo para resistência, ou o contrário. O de resistência tem altura igual ao dobro da largura; o de módulo, esbeltez de 11 a 16.
3. Ensaiar material fino sem suporte. Abaixo de 3,2 mm, o corpo de prova flamba; o sinal é a curva que cai cedo e o corpo de prova arqueado.
4. Topos serrados ou fora de paralelismo. A tolerância é de 0,025 mm; topos fora disso alongam o pé da curva e reduzem a resistência.
5. Usar a área nominal. A norma pede a menor seção medida.
6. Calcular módulo pela travessa. O módulo sai baixo; a norma exige compressômetro no corpo de prova.
7. Pular a correção do pé. No exercício 2, o módulo cairia 7,6 %, e todas as deformações sairiam deslocadas.
8. Relatar "resistência" de material que achatou sem romper. Relata-se o escoamento ou a tensão a uma deformação definida, com o critério declarado.
9. Condicionar o prisma por 40 h. Com 12,7 mm de espessura, o procedimento A da D618 pede 88 h.
10. Desprezar o atrito nos topos. O atrito entre os pratos e o corpo de prova impede a expansão lateral nas faces, e o corpo de prova dúctil fica em forma de barril. A tensão nominal sobe com esse confinamento, e é mais um motivo para não chamar de resistência a força do fim de um ensaio sem ruptura. A D695 não prescreve lubrificação dos topos.
11. Usar a D695 para compósito unidirecional de carbono. Fibra contínua orientada vai para a D3410/D3410M ou a D6641/D6641M.
12. Descrever o módulo de compressão como resistência à flexão ou ao estiramento. Ele é a inclinação do trecho linear da curva tensão × deformação em compressão; flexão é assunto da D790, e tração, da D638.
13. Comparar D695 com ISO 604 na mesma tabela, ou confundir a D695 com a D642, que é de embalagens.

Equipamento para o ensaio ASTM D695

O ensaio pede uma máquina universal de ensaios com velocidade constante de travessa, pratos de compressão planos e paralelos, célula de carga de exatidão compatível com ±1 % e compressômetro no corpo de prova para o módulo. Na linha M2 da Biopdi, a máquina de coluna dupla MBIOII-50-M2 é oferecida em versões de 5 a 50 kN, com velocidade de 0,02 a 500 mm/min, faixa que inclui os 1,3 mm/min do ensaio e os 5 a 6 mm/min depois do escoamento. A célula de carga tem classe 1 pela ABNT NBR ISO 7500-1:2023, e o software BioLab registra a curva e gera o relatório. O painel abaixo mostra a máquina, o papel de cada parte no ensaio pela D695 e os dispositivos usados.

A escolha do modelo parte da força máxima esperada, como no exercício 4. A tabela indica o modelo por aplicação:

Aplicação	Força típica	Modelo Biopdi
Tipo B da ISO 604, espumas, plásticos de baixa resistência	até cerca de 7 kN	MBIOI-10-M2 (2, 5 ou 10 kN) com pratos de 1 ou 50 kN
Prisma D695 de termoplásticos de engenharia	11 a 18 kN	MBIOII-50-M2 (30 ou 50 kN) com pratos de 50 kN
Prisma D695 de termofixos e plásticos com carga	20 a 30 kN	MBIOII-50-M2 (50 kN) com pratos de 50 kN

O extensômetro de 25 mm de base cabe no prisma de 50,8 mm e lê a deformação para o módulo. A lista de dispositivos da linha M2 não inclui subprensa nem suporte antiflambagem para corpos finos; para esse tipo de dispositivo, a consulta é feita em projetos especiais. A mesma máquina faz a tração de plásticos pela ASTM D638 e a flexão pela ASTM D790, e o funcionamento dela está em máquina universal de ensaio. Para uma proposta com a configuração do seu laboratório, solicite um orçamento.

Normas citadas

A tabela reúne as normas citadas neste guia, com a edição e o status conferidos em 30/09/2026 na loja da ASTM (store.astm.org) e no catálogo da ISO; a edição vigente da D695 foi conferida de novo em 01/10/2026:

Norma	Assunto	Edição e status
ASTM D695	compressão de plásticos rígidos	D695-26, ativa
ISO 604	compressão de plásticos	2002 (3ª edição), confirmada em 2022
ASTM D618	condicionamento de plásticos	D618-21, ativa
ASTM E4	verificação da força da máquina	E4-24, ativa
ASTM E83	verificação e classe de extensômetros	E83-25, ativa
ASTM D3410/D3410M	compressão de compósitos por cisalhamento nas garras	D3410/D3410M-16, reaprovada em 2024
ASTM D6641/D6641M	compressão de compósitos com carga combinada	D6641/D6641M-23, ativa
ASTM D642	compressão de embalagens e cargas unitárias	D642-25, ativa
ISO 14126	compressão de compósitos de fibra no plano	2023, substitui a de 1999
ABNT NBR ISO 7500-1	verificação do sistema de força da máquina	2023