ESTUDO COMPARATIVO DO COMPORTAMENTO DE CONCRETOS COM FIBRAS METÁLICAS E COM FIBRAS DE POLIPROPILENO

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em pequenos discos envoltos por um plástico hidrossolúvel, e possuíam as seguintes características: 40 mm de comprimento, 1,1 mm de diâmetro, fator de forma (l/d) igual a 36 e número de fibras/kg igual a 28 900.

Os teores em volume de fibras utilizados nas dosagens estão indicados na Tabela 1.

Tabela 1 – Teores em volume de fibras utilizados.

Nomenclatura Percentagens de fibras adicionadas

S0P0 Dosagem de referência

S4P0 0,4% de fibras metálicas (steel)

S0P4 0,4% de fibras de polipropileno

S2P2 0,2% de fibras metálicas + 0,2% de fibras de polipropileno

S8P0 0,8% de fibras metálicas

S0P8 0,8% de fibras de polipropileno

S4P4 0,4% de fibras metálicas + 0,4% de fibras de polipropileno

Ensaios

Para o presente trabalho utilizou-se uma adaptação de uma dosagem anteriormente utilizada(3), sendo o traço da mesma, em massa, igual a 1:1,63:2,67:0,48 (Cimento:Areia:Brita:água/cimento) e aditivo superplastificante, à base de policarboxilato, com teor de 1,75 % em relação à massa de cimento. Além disto, fixou-se um valor mínimo para o abatimento do tronco de cone de 180 mm.

Foram moldados corpos-de-prova cilíndricos com dimensões de 15 cm x 30 cm para ensaios de resistência à compressão, índice de vazios e absorção por imersão e fervura, e corpos-de-prova prismáticos, com dimensões de 10 cm x cm 10 cm x 40 cm para o ensaio de tenacidade.

Figura 1 – Aparência das fibras metálicas.

Figura 2 – Aparência das fibras de polipropileno.

Figura 3 – Aparência do concreto no estado fresco.

Nas Figuras 1 e 2 são apresentados os dois tipos de fibras empregadas neste trabalho, e na Figura 3 pode-se observar a aparência do concreto no estado fresco. Nas Figuras de 4 a 6 são apresentados dois dos ensaios com o concreto no estado endurecido e um corpo-de-prova após a realização do ensaio.

Figura 4 – Ensaio de compressão com pós-ruptura.

Figura 5 – Ensaio de tração na flexão –tenacidade.

Figura 6 – Ensaio de tração na flexão – detalhe da seção de ruptura.

Para a obtenção das curvas médias de tenacidade dos concretos empregou-se o software Oringin 7, o qual foi também utilizado para o cálculo da tenacidade na flexão (área abaixo da curva), fator este empregado no cálculo do FT, conforme Equação 3.1 sugerida na bibliografia(2) (5).

Equação 1

onde:

FT = fator de tenacidade na flexão (kgf/cm² ou MPa);

Tb = tenacidade na flexão (kgf.cm ou J);

tb = deflexão equivalente a L/150 (cm ou mm);

b = largura do corpo-de-prova (cm ou mm);

h = altura do corpo-de-prova (cm ou mm);

L = vão do corpo-de-prova durante o ensaio (cm ou mm).

RESULTADOS E DISCUSSÕES

Na Tabela 2 é apresentado um resumo com os resultados obtidos nos ensaios realizados durante o programa experimental.

Tabela 2 – Resumo dos resultados com o concreto nos estados fresco e endurecido.

Propriedades Dosagens

S0P0 S4P0 S0P4 S2P2 S8P0 S0P8 S4P4

Abatimento – NBR NM 67:1998 (mm) 240 210 235 220 180 210 200

Teor de ar incorporado – NBR 9833:1987 (%) 1,6 1,4 1,3 1,2 1,5 1,3 2,0

Massa unitária – NBR 9833:1987 (kg/m³) 2329 2354 2329 2341 2360 2316 2335

Índice de vazios após saturação e fervura – NBR 9778:2005 (%) 7,16 12,57 10,65 9,67 12,20 10,39 9,74

Absorção após saturação e fervura – NBR 9778:2005 (%) 3,17 5,64 4,76 4,31 5,42 4,67 4,35

Fator de tenacidade – JSCE-SF4:1984 (MPa) 3,18 4,04 2,18 3,56 6,16 1,95 4,77

Resistência à compressão aos 28 dias* (MPa) 32,8 32,3 33,9 32,9 32,9 32,9 32,5

* Ensaio à taxa de carregamento de 0,10 mm/min.

Resultados dos ensaios com o concreto no estado fresco

Nas Figuras 7 e 8 são apresentados os resultados dos ensaios com o concreto fresco. Observa-se que à medida que se aumentou o teor de fibras, tanto metálicas, quanto de polipropileno, houve um decréscimo no abatimento, sendo este decréscimo mais verificado para o caso das fibras metálicas. Quanto aos ensaios de ar incorporado e massa unitária (Figura 8), não foram verificadas alterações significativas em seus valores devido à adição de fibras ao concreto. Para os resultados da massa unitária verifica-se um pequeno crescimento dos mesmos com a adição das fibras metálicas, o que pode estar relacionado com a massa específica deste tipo de fibras (7850 kg/m³).

Figura 7 – Abatimento tronco de cone.

Figura 8 – Teor de ar incorporado e massa unitária das dosagens.

Resultados o concreto no estado endurecido

As Figuras 9 e 10 apresentam, de forma gráfica, os resultados obtidos nos ensaios com concreto no estado endurecido. Na Figura 9, observou-se que índice de vazios e a absorção de todas as dosagens com adição de fibras apresentaram valores maiores do que a dosagem de referência. Nas dosagens com adição de fibras metálicas mostraram valores maiores do que os das dosagens com fibras de polipropileno, os quais também foram maiores do que os das dosagens com