CARACTERIZAÇÃO MATERIAL E ESTRUTURAL DE CONCRETOS AUTOADENSÁVEIS REFORÇADOS COM FIBRAS DE AÇO
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Título
CARACTERIZAÇÃO MATERIAL E ESTRUTURAL DE CONCRETOS AUTOADENSÁVEIS REFORÇADOS COM FIBRAS DE AÇO
Autor
Ederli Marangon
Resumo
Foram produzidos e caracterizados, no presente trabalho, concretos autoadensáveis contendo agregados graúdos com diâmetros máximos de 9,5 mm e 19 mm reforçados com frações volumétricas de fibra de aço variando de 1 % a 1,5 % e comprimentos de 35 mm e 60 mm. A tensão de escoamento e a viscosidade plástica das misturas foram determinadas utilizando-se o reômetro BTRHEOM e os ensaios de abatimento e espalhamento, caixa “L”, funil “V”, tubo “U” que permitiu determinar a fluidez, exsudação, segregação, capacidade de auto-nivelamento e preenchimento e habilidade passante dos concretos. Ensaios de compressão, tração direta, cisalhamento, e flexão (monotônica e cíclica) foram realizados para a determinação das suas propriedades mecânicas. A retração autógena, por secagem e a fluência na compressão e na tração direta foram determinadas visando avaliar as deformações diferidas das misturas. Ensaios de tração direta foram realizados em blocos estruturais com substituição parcial (37-60%) das barras de aço pelo reforço fibroso e em uma estrutura de paredes finas (similar a uma viga alta em balanço) onde as fibras eram o único reforço da estrutura. Os concretos autoadensáveis apresentaram tensões de escoamento entre 102 e 253 Pa e viscosidades plásticas entre 129 e 260 Pa.s. Os concretos apresentaram alto desempenho mecânico com resistência à compressão, tração e flexão variando, de respectivamente, 70-76 MPa, 4,2-5,3 MPa e 8,4-19,2 MPa, e elevada tenacidade. A inclusão das fibras de aço não alterou significativamente a fluência das matrizes e proporcionaram reduções de 16-23 % na retração autógena e por secagem. Os resultados dos ensaios estruturais indicam que a mistura com a substituição parcial de 37 % da taxa de armadura apresentaram aumento de cerca de 40 % na carga de serviço e aberturas de fissura 34 % menores que do bloco reforçado apenas com barras de aço.Abstract of Thesis presented to COPPE/UFRJ as a partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Science (D.Sc.)
Abstract
In this work self-compacting composites were produced and characterized, containing coarse aggregate with maximum size of 9.5 mm and 19 mm. They were reinforced with steel fiber with volume fractions between 1 % to 1.5 % and lengths of 35 mm and 60 mm. Yield stress and plastic viscosity of the mixtures were determined using the rheometer BTRHEOM and tests of slump, slump flow, "L" box, "V" funnel and "U" tube that allowed to determine the flow, bleeding, segregation, self-leveling and filling capacity and passing ability of concrete. Mechanical properties were evaluated by tests of compressive strength, direct tensile, shear and bending tests (monotonic and cyclic). The long-term properties studied were autogenous shrinkage, drying shrinkage, and creep in compression and in direct tension. Structural tests (direct tensile) were also carried out in blocks with partial replacement of rebars (37-60 %) by steel fibers and in a structure with thin wall (same a “I” beam), containing fibers as main reinforcement. The self-compacting concrete had yield stress between 102 and 253 Pa and plastic viscosity between 129 and 260 Pa.s. The composites had high mechanical performance with compressive strength, tensile and bending in the range of, respectively, 70-76 MPa, 4.2 to 5.3 MPa and 8.4 to 19.2 MPa and high toughness. The inclusion of steel fibers did not significantly change the creep of the matrix and provided reductions (16-23 %) in autogenous and drying shrinkage. The results of structural tests indicate that the mixture with the partial replacement of 37 % of the reinforcement ratio showed an increase of about 40 % in the service load and 34 % crack openings smaller than the block reinforced with rebars only.
Ano
2011
Orientadores
Romildo Dias Toledo Filho