Comportamento do concreto reforçado com fibras de aço carbono: resistência à compressão e tração por compressão diametral

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Comportamento do concreto reforçado com fibras de aço carbono: resistência à compressão e tração por compressão diametral
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ARTIGO ORIGINAL

GONÇALVES, Bruno Henrique [1], LIMA, Glauco Francisco de [2], RODRIGUES, Guilherme José [3]

GONÇALVES, Bruno Henrique. LIMA, Glauco Francisco de. GONÇALVES, Bruno Henrique. Comportamento do concreto reforçado com fibras de aço carbono: resistência à compressão e tração por compressão diametral. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. Ano 04, Ed. 04, Vol. 06, pp. 83-131. Abril de 2019. ISSN: 2448-0959

RESUMO

O trabalho proposto aborda como o concreto reforçado com fibras de aço carbono se comporta ao ser submetido à compressão e à tração por compressão diametral. Devido à baixa resistência há a deformação do concreto convencional. As fibras podem aumentar a capacidade de deformação; alterando comportamento do concreto e suas características iniciais. O presente estudo demonstra os resultados dos ensaios de resistência à compressão (ABNT NBR 5739, 2007) e à tração por compressão diametral (ABNT NBR 7222, 2011), com relação a adição de fibras de aço carbono, materiais que vem sendo utilizado na mistura do concreto para obtenção de uma maior resistência do concreto convencional, realizados no laboratório de Materiais de Construção da Faculdade Patos de Minas. Logo, com todas as análises e resultados obtidos ao final do experimento, fez-se possível concluir que quando se adiciona fibras de aço carbono junto ao concreto, obtém-se um excelente resultado em termos de ganhos em resistência à tração por compressão diametral e à compressão simples, quando este comparado ao concreto convencional, que por sua vez quando aplicado, não se obtém resultados satisfatórios esperado.

Palavras-chave: Concreto, Construção, Compressão Simples, Compressão por Tração Diametral, Fibras de Aço Carbono.

INTRODUÇÃO

CONTEXTUALIZAÇÃO

Na antiguidade os seres humanos não gozavam de moradia fixa, vivendo em locais abertos, como por exemplo: nas florestas. O homem sentiu a necessidade de buscar novos locais onde poderia se proteger/salvaguardar de possíveis ataques de outros animais; então o ser humano passou habitar as cavernas. (1)

Neste instante o “homem” percebeu que a vivência em grupo e a proteção de uma moradia trazia-lhe segurança. Com a evolução da espécie humana, foram se desenvolvendo nova habilidades e os mesmos começaram a construir sua própria moradia, inicialmente com a utilização de palhas, galhos, passando pelos adobes e blocos de minérios (pedras). (1)

Nos dias atuais, o ser humano passou a desenvolver moradias modernas, com elevado grau de segurança e confortabilidade. Para conseguirem a grandeza desejada na construção das moradias passaram a utilizar métodos e materiais com alto nível de confiabilidade.

O concreto é o material mais empregado na construção civil, em nível global fica em segundo lugar atrás somente do consumo de água. Por sua qualidade, o material é amplamente utilizado em diversos tipos de estruturas e devido à sua trabalhabilidade é adaptável a inúmeros moldes de formas, além de ser acessível devido ao seu baixo custo relativo. (2)

Entretanto, o concreto por ser muito frágil e, apesar de inúmeras qualidades, tem certas características que o torna brando, apresentando como a sua principal limitação à baixa resistência quando está sujeito a esforços de tração. No processo evolutivo ocorrido ao longo das décadas, no tocante a construção civil, busca-se de forma diuturna minimizar está fragilidade. (3)

A fim de melhorar as propriedades do concreto, são adicionados elementos a mistura para aumentar a sua tenacidade, dentre os materiais destaca-se o uso de fibras de aço, ou seja, dos filamentos que unidos com a matriz cimentícia propícia uma melhora na resistência do concreto. Estes fatores são angariados através de técnicas que propiciam um concreto com características mecânicas mais elevadas, agregando uma melhora na capacidade de deformação do seu compósito, além de colocar limites ao aparecimento de fissuras. (4)

Atualmente diversos tipos de fibras estão disponíveis para serem utilizadas junto às matrizes cimentícias, e podemos citar como exemplo: fibras de aço, vidro, carbono, polipropileno, dentre outras.

A utilização de fibras para reforçar o concreto ainda é pouco explorada. Neste mister o contínuo aprendizado sobre o material irá viabilizar uma melhora ainda maior para sua utilidade, buscando sempre uma melhor análise do composto Concreto versus Fibra, para obtenção de sua eficácia.

DEFINIÇÕES DOS OBJETIVOS DE ESTUDO

OBJETIVO GERAL

Desenvolver o ensaio de compressão e tração por compressão diametral de CRFA (Concreto com Reforçado com Fibras de Aço) para analisar seus possíveis comportamentos. Para isto, os métodos de ensaio propostos nas normas de Compressão de Corpos de Prova Cilíndricos (ABNT NBR 5739 de 2007 e NBR 5738 de 2015) e por Tração por Compressão Diametral (ABNT NBR 7222 de 2011) foram usados.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

  • Pesquisar e determinar os parâmetros e métodos que podem ser usados para realizar a análise do comportamento de Concreto Reforçado com Fibras de Aço (CRFA);
  • Especificar e enumerar os passos para a realização dos ensaios, para deduzir e concluir os valores e informações obtidas;
  • Selecionar os materiais necessários e de boa qualidade à serem usados no desenvolvimento do trabalho;
  • Realizar ensaios laboratoriais;
  • Levantar e analisar a resistência do concreto com e sem a utilização de fibras de aço;
  • Analisar e concluir resultados de dados com demais pesquisas já realizadas;

JUSTIFICATIVA

A confiabilidade, a economia e a segurança do material, concreto, devem ser compatíveis aos testes para determinar a resistência das estruturas, estes foram obtidos com foco na determinação do grau de positividade e negatividade das estruturas confeccionadas com CRFA, sempre buscando o melhor fator para os modelos de design escolhidos.

A proposição sustentada pelo ensaio de Compressão de Corpos de Prova Cilíndricos (ABNT NBR 5739 e ABNT NBR 5738), desponta como um método principal e vantajoso, admitindo que realizado com os recursos disponiveis na maioria dos laboratórios. Logo os benefícios e as vantagens da Tração por Compressão Diametral (ABNT NBR 7222) determina, indiretamente, definindo a resistência à tração do concreto, duas forças distribuídas linearmente opostas à sua seção transversal, gerando tensões de tração uniformes perpendiculares ao diâmetro.

Através dos presentes métodos ficará demonstrado que o concreto usado costumeiramente vem sendo melhorada com adição de outros produtos, esta junção vem colocando no mercado novos produtos denominados concretos especiais.

De acordo com FIGUEIREDO et al3, concretos especiais se definem: “Concretos especiais com características particulares, evoluído devido tecnológica avançada: aprimorando as falhas e deficiências que existem nos concretos convencionais ou incorporando as propriedades não inerentes presentes nestes materiais que os compõem. ” E também: “ Os concretos de características particulares, que atendam todas as necessidades impostas pelas obras: desenvolvimento e criação de produtos que possam ser empregados em locais de diversas condições no qual o concreto convencional não deve ser utilizado. ”

O concreto vem sendo estudado há décadas para que seja melhorada a sua restrição a tração, abrandando o surgimento de fissuras por retração plástica e ganho com a tenacidade. A adição de Fibras nos concretos possibilita novas aplicações ainda não vencidas pelo concreto convencional.

A Figura 1, mostra o comportamento do combate às fissuras com a adição de fibras de aço carbono, empregadas juntamente ao concreto.

Figura 1 – Exemplo de Combate à Fissuras no Concreto com Fibras

Fonte: (FUGII, 2008)

Assim sendo o presente trabalho tem por finalidade fazer um simplificado detalhamento do comportamento do concreto reforçado com fibras de aço carbono, como também demonstrar o percentual apropriado do material para um desempenho satisfatório do compósito, além de provar a real contribuição das fibras na matriz cimentícia.

HIPÓTESE

A tenacidade do CRFA é possivelmente maior que a do concreto sem fibras. Tal fato pode ser justificado pois as fibras deixam o concreto pseudo-dúctil, ou seja, aproximam seu comportamento e características ao de um material dúctil.

Para verificar tal hipótese, amostras de concreto foram moldadas com (30, 50 e 70) kg/m³ com Fibras de Aço Carbono e ensaiadas à Tração por Compressão Diametral e à Compressão Simples.

DELIMITAÇÃO

A pesquisa exposta fica restrita com o uso de um tipo de Aditivo Superplastificante da marca “CEMIX”, conhecido como “Vedacit”; esse que permite reduzir a água do concreto. Assim, além do aumento nas resistências mecânicas, este proporciona concretos coesos, bem homogêneo e com baixa permeabilidade; um único tipo de Cimento Portland CP lV 32 – RS, especificado pela norma ABNT NBR 5736 Cimento Portland Pozolânicos, com maior durabilidade e impermeabilidade, pois conferem ao concreto menor calor de hidratação, resistência maior de proteção contra o ataque de sulfatos e cloretos, e maior resistência à compressão em idades mais avançadas2, areia lavada grossa de granulometria aproximadamente de e 1,2 mm a 4,8 mm, brita tipo número 0 e 1 e água.

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

O CONCRETO

Atualmente o produto mais fabricado no planeta é o concreto e em se tratando de consumo perde somente para o de água. O concreto ao longo dos séculos vem numa constante evolução, este progresso é o responsável pela melhoria da qualidade das moradias. (6) “Concreto se define como um material composto, e que consiste principalmente de um meio contínuo aglomerante, no qual estão introduzidas partículas ou fragmentos de agregado”. (3)

O concreto tem sua origem nos primórdios da civilização, sendo utilizado a milênios de anos antes da era cristã pelos povos da Galileia e posteriormente o material foi utilizado pela civilização grega e romana. A palavra cimento é oriunda do latim, “Caementu”. (7)

O Cimento Portland (CP) revolucionou a história da construção civil no mundo, tendo como percussor do material, o pesquisado John Smeaton em 1756. Entretanto somente em 1818, que o francês Vicat conseguiu obter estudos semelhantes aos de Smeaton, reza a história ser ele, Vicat, o criador do cimento sintético. O cimento foi devidamente patenteado em 1824, pelo pesquisador inglês Joseph Aspdin. (8)

O CP traz em sua composição: o clínquer que é a mistura de calcário, argila e minério de ferro que ao ser levada a um forno rotativo que alcança a temperatura de 1.450°C transformando-se na principal matéria-prima do cimento, a mistura ainda leva gesso e a escória de alto forno, material carbonático, que passou a ser produzido em larga escala dando acessibilidade e qualidade aos usuários. (9)

O concreto é o material de construção que resulta a mistura, em quantidades admissíveis, de materiais aglomerantes, agregados e água. Com isso, o aglomerante mais usado é o cimento Portland, e os agregados são a areia (agregado miúdo) e a brita (agregado graúdo). (10)

A junção de todos esses elementos forma uma mistura pastosa que se denomina concreto. Para melhor trabalhabilidade do material, este deve possuir plasticidade propiciando um melhor manuseio desde o seu transporte até o seu lançamento em fôrmas.

Há cuidados que devem ser tomados na secagem do concreto para que a resistência não seja comprometida, ou seja, que a expectativa esteja em conformidade com a necessidade do usuário. Assim, a resistência do concreto está relacionada a uma boa cura, isto ocorre devido às reações que sofre o aglomerante em contato com a água.

Há doutrinadores que acrescentam os aditivos como o quinto constituinte para a fabricação do concreto, sendo utilizados de forma costumeira na construção civil, modificando os elementos químicos e físicos, dando uma característica que o concreto não tinha na sua origem.

Atualmente o CP composto está sendo usados em larga escala na produção dos mais variados tipos de concretos.

A normatização brasileira através da NBR 11578 (ABNT, 1991) traz a definição do CP, como aglomerante hidráulico, pela adição do clínquer que é misturado durante a operação e pela quantidade usada de uma ou mais composições de sulfato de cálcio.

O processo de fabricação se dá pela moagem dos elementos, assim como a devida adição de outros materiais, dentre estes citamos: escórias granuladas de alto-forno e também materiais carbonáticos, e também materiais pozolânicos, nos teores especificados pela norma.

No comércio são oferecidas onze variáveis de diferentes tipos de cimentos, suas propriedades assim como suas características, deverão ser consultados por sua composição.

O clínquer é o principal componente para a fabricação, entretanto as adições variam de acordo com cada tipo de cimento e são responsáveis por definir os diferentes tipos de cimento. (9)

No caso dos concretos especiais, se definem como materiais de características específicas devido ao aprimoramento da tecnologia, que melhorou e cada dia mais vêm melhorando as deficiências do concreto tradicional, além de atender particularidades de cada obra, com produtos para serem empregados em locais e condições em que o uso do concreto convencional não pode ser aplicado para tais funções impostas. (11)

Os estudos de novos concretos foram de suma importância, pois, foram desenvolvidos outros tipos de concretos, como podemos citar os: concretos leves, os que se definem como sendo de alto desempenho, auto adensáveis, pesado, rolado, projetado, com polímeros, fibras entre outros.

O concreto convencional é limitado e sua resistência a tração é de baixa proporção, assim é necessário a mistura de outros elementos para melhorar ou anular esta deficiência. Neste sentido o concreto reforçado com fibras de aço surge para melhorar esta condição de tração, pois, sabe-se que o aço é um elemento que tracionado goza de boa resistência.

COMPONENTES PRINCIPAIS DO CONCRETO

Os componentes que são utilizados na mistura do concreto de acordo com a norma regulamentadora são os agregados que não tem uma forma geométrica igualitária, pois sua granulometria não é homogênea.

A norma, NBR 7211, traz no seu bojo, que o agregado graúdo tem como classificação partículas que possuem diâmetro maior que 4,80 mm (peneira n°. 4), e os agregados miúdos classificam como aqueles com diâmetros inferiores a 4,80 mm, porém maiores que 0,75 mm (peneira n° 200). (12)

Dentre os agregados miúdos, a areia é a mais utilizada sendo um dos principais componentes para a produção do concreto. A areia é o resultado obtido através de um fenômeno da desintegração natural e também da abrasão de rochas. Como agregado graúdo, tem-se a pedra britada, ou seja, a pedra que após ser triturada passa por um processo de seleção através de peneiras.

O concreto obtém a resistência e a durabilidade necessária, dependendo diretamente da quantidade usada de agregados, a qualidade e o tipo do elemento envolvido.

A água é a principal responsável pelas propriedades aglomerantes do cimento através de suas reações de hidratação, propiciando as características principais, que permitem a perfeita ligação entre os diferentes tipos de elementos que compõem o concreto. (13)

OS TIPOS DE CONCRETOS EXISTENTES ATUALMENTE

O concreto também é classificado levando em consideração à sua resistência à compressão: concreto com baixa resistência:

  • resistência à compressão menor que 20 Mpa;
  • concreto com resistência moderada: resistência de compressão de 20 a 40 Mpa;
  • concreto com alta resistência: resistência à compressão maior que 40 Mpa; (14)

Classificamos o concreto endurecido, levando em consideração sua massa específica nas seguintes categorias: Concreto pesado: ρ = 2,8 a 5,0 t/m³; Concreto normal: ρ = 2,0 a 2,8 t/m³; Concreto leve: concreto leve estrutural: ρ = 1,2 a 2,0 t/m³ e Concreto leve usado para isolamento térmico: ρ = 0,7 a 1,6 t/m³. (15)

Há no mercado diversos tipos de concreto, sendo que suas classificações atendem as necessidades das construções, dentre eles podemos citar: concreto bombeável; o concreto auto adensável; o concreto armado; o concreto protendido; o concreto magro; concreto aparente; concreto convencional; concreto leve; concreto de alto desempenho; o concreto com fibras e o concreto colorido.

A seguir, apresenta-se as principais características dos mesmos:

  • CONCRETO ARMADO (concreto e armadura) se define como o material composto, formado por barras de aço e concreto, caso típico dos pilares, onde os dois se unem e resistem as forças de compressão e tração solicitante. (16)
  • CONCRETO CONVENCIONAL que se é usado onde não existe a utilização materiais para se bombear o concreto. Porém se torna necessário o uso de vibradores de concreto (devido à baixa trabalhabilidade) para um bom adensamento afim de evitar as chamadas bicheiras do concreto, que impactam diretamente na durabilidade e resistência do mesmo. (16)
  • CONCRETO PROTENDIDO nada mais é do que o refinamento do concreto armado, onde são aplicadas diversas tensões de compressão, em peças que irão ser tracionadas em função do carregamento. Sendo assim, serão menores ou até não existirão as tensões à tração. (16)
  • CONCRETO APARENTE pode ser definido como aquele em que consiste em um alto teor de argamassa, possui baixa exsudação (adquire consistência viscosa na superfície) e excelente acabamento. Para que consiga um bom resultado deste concreto, devem ser tomados cuidados; como utilizar formas lisas, livre de emendas e de baixa aderência, sendo de materiais metálicos e plastificados, entretanto este material dever ser todo fechado para evitar possíveis perdas do material utilizado; e para se obter um bom resultado a estrutura deve ser bem adensada, respeitando e hidratando a cura, como a escolha de um bom elemento desmoldante. (16)
  • CONCRETO AUTO ADENSÁVEL possui característica de preencher todos os vazios existentes da forma, usando apenas seu peso próprio, consiste em um elevado abatimento (slump); por ser um concreto fluído e alta trabalhabilidade, sua aplicação se torna extremamente fácil. Neste tipo de concreto se aplicam os aditivos superplastificantes, que eliminam os nichos de concretagens. (16)
  • CONCRETO COM FIBRAS tem em sua constituição de fibras de plástico ou polipropileno, de aço, que faz com que se reduz a fissuração, aumentando a resistência à tração, ao impacto, ao desgaste superficial e à abrasão. (16)

AS FIBRAS

As fibras são filamentos finos e alongados que podem ser cortados ou contínuos.

A busca incessante na melhoria das características do concreto associado à utilização de fibra trouxe nas características do material vários benefícios, concreto, desde a sua trabalhabilidade quando ainda está em estágio de preparação até o resultado final, satisfatório, que é a tenacidade, ou seja, o seu endurecimento no local onde foi moldado, além de outros benefícios como: ganho de ductilidade; elevado controle de fissuração total da estrutura; eleva a resistência aplicada ao impacto; e aumenta também a resistência à fadiga.

Tenacidade nada mais é do que a capacidade que um determinado material tem em absorver a energia mecânica (plástica ou elástica) por unidade de volume até atingir a ruptura. Também se diz tenaz um material capaz de absorver uma grande quantidade de energia antes da ruptura e frágil quando se rompe com pouca energia aplicada. (17)

As fibras podem ser artificiais produzidas pelo homem, dentre elas a fibra de aço, fibra esta que tem no seu surgimento a necessidade da substituição das fibras de amianto, material altamente cancerígeno, que era utilizado até então.

Os estudos para adição de novos componentes remontam se a década de 1970, época em que surgiram as primeiras fibras de aço, como opção para substituir o reforço tradicional. As pesquisas continuaram a buscar alternativas viáveis e, na década de 1990, despontaram as fibras sintéticas, como matéria-prima produtos da natureza. (18)

A Figura 2 nos apresenta a classificação e geometria de fibras de aço encontradas no mercado atual:

Figura 2 – Classificação e Geometria de Fibras de Aço

Fonte: (FIGUEIREDO, 2000)

Podem existir diversos tipos de fibras, de diversos tipos de materiais, e foram estudados para a finalidade de serem empregados, com demais materiais da construção, dando-lhes o reforço necessário, como podemos citar: o gesso, o concreto, a argamassa e solos. (15)

Em suma, a mistura da fibra na matriz do concreto, dá origem a uma pasta com grau de satisfação de resistência à tração, ao impacto e a fadiga, fatores estes que o torna pseudo-dúctil propiciando a capacidade de resistência e à coibição de incidência de trincas nos primeiros momentos da estrutura.

Entretanto, para que seja obtida esta satisfação, o material deve ser utilizado por profissional devidamente qualificado, para que seus benefícios sejam alcançados. Caso contrário poderá ter um revés na expectativa, ou seja, um concreto com a qualidade inadequada, além de prejuízos financeiros; outros fatores devem ser analisados para que seja obtido um resultado satisfatório, dentre eles podemos citar: o processo executivo, as características físicas do concreto solicitado, disponibilidade e custo de fibras no mercado e a relação custo benefício.

CLASSIFICAÇÃO DE FIBRAS CONFORME MATERIAL

As fibras são classificadas em naturais, artificiais ou sintéticas.

Pode-se descrever as Fibras naturais, como células esclerenquimatosas (tecido em que se encontra uma parede secundária) de forma especificamente prosenquimatosa, ou seja, de comprimento igual a muitas vezes a largura, exemplo conhecido é o couro de bovinos. (19)

As fibras artificiais se classificam a partir da transformação de polímeros naturais, por meio da ação de agentes químicos, em processos de extrusão. Na sua grande maioria, a celulose é o polímero percursor de muitas das fibras artificiais, extraída de linters de algodão, folhas de árvores, como o eucalipto, bamboo, soja, milho, entre outras. (20)

As fibras artificiais se subdividem em inorgânicas, que são o carbono, vidro, cerâmico e metal e as orgânicas. Na antiguidade usava-se inúmeros materiais da natureza, como fibras de crina de cavalo e palha como reforço estrutural, dando uma maior consistência à matéria.

Fibras Sintéticas se definem como aquelas produzidas a partir de matérias-primas simples, normalmente usam o petróleo, com as quais se sintetiza o polímero que irá compor a fibra. As fibras artificiais também recebem o nome de “fibras feitas pelo homem” (Man Made Fibers em inglês), por passarem por um processo de produção. (20)

A Figura 3 representa a classificação de todas as fibras utilizadas no mundo e cita seus principais exemplos:

Figura 3 – Classificação da Fibras

Fonte: (PICANÇO, 2005)

AS FIBRAS METÁLICAS

O mercado possui uma vasta quantidade de fibras, que podem ser utilizadas para diversos reforços, dentre estas citamos; fibras metálicas, onde destacamos a fibra de aço carbono, sua resistência a tração é de aproximadamente 1100 MPa e o módulo de elasticidade de 200 GPa.

Suas dimensões são das mais variáveis e suas formas geométricas vão da forma redonda com diâmetros na faixa de 0,25 cm a 0,75 cm, sendo esta subdivide em onduladas em todo o seu comprimento quanto somente nas extremidades e na forma achatada tem uma seção transversal variando de 0,15 a 0,4 mm de espessura, por 0,25 a 0,9 mm de largura. A Figura 4 ilustra a fibra de aço ondulado, um tipo especial de fibra de aço muito utilizada em construções de grande porte:

Figura 4 – FIBRA DE AÇO ONDULADO

Fonte: (FIBERZONE, 2019)

FIBRAS VEGETAIS

No século XIX foram adicionadas ao concreto, fibras orgânicas, mas devido a decomposição destas ao entrar em contato com águas existentes, ocasionava uma rápida degradação das fibras ocasionando perda de resistência. (15)

Outro fator que deterioravam estas fibras são os microrganismos presentes no barro, pois estes a corroíam tirando assim as resistências do material.

A Figura 5 ilustrada a seguir, nos mostra como são as Fibras Vegetais e cita como exemplo a fibra de coco:

Figura 5 – Fibra de Coco

Fonte: (RENATO, 2019)

FIBRAS MINERAIS

Fibras minerais também são muito utilizadas na construção civil, onde se mistura, por exemplo, a palha ao barro e através de moldes obtém-se o tijolo de adobe.

Com a evolução dos compósitos, houve um forte crescimento no uso destes materiais, passando a interagir com telhas, painéis de vedação vertical e estruturas de concreto: como túneis e pavimentos.

Havia no mercado da construção civil um exemplo clássico de compósito, o fibrocimento, material que era muito utilizado principalmente em telhas. Este composto era formado com uma pasta de cimento e reforçada com fibras de amianto, assim tornava-o um material com elevada resistência, isto é, dois materiais trabalhando em conjunto.

Levando em consideração a tecnologia, faz-se possível produzir materiais esbeltos, leves, resistentes e de baixo custo de produção; como por exemplo as telhas e caixas d’água, materiais muito comuns e bastante utilizados em construções no Brasil e vários outros países. (20)

No caso citado acima, nota-se uma perfeita junção entre as fibras e a matriz, garantindo assim uma elevada resistência e uma durabilidade satisfatória do produto envolvido. A Figura 5 ilustrada nos mostra a fibra de amianto, que era muito empregada em telhas de fibro cimento.

Figura 6 – Fibra de Amianto

Fonte: (GÓIS, 2010)

AS FIBRAS DE AÇO COMO REFORÇO PARA O CONCRETO

Pode-se afirmar que as fibras de aço possuem maior módulo de elasticidade, levando em consideração a matriz cimentada, com isso nenhum aumento de tensão das fissuras deve ocorrer, sendo necessária a utilização de uma fibra e uma boa aderência do material, na matriz cimenticia. (25)

Quando bem executada a junção, ou o reforço, o concreto através de fibras de aço coíbe satisfatoriamente as tensões de tração indireta, flexão e cisalhamento, e proporcionalmente melhora a ductibilidade e tenacidade do material, porém as fibras não garantem que haja formação de fissuras no compósito.

A principal característica: é o maior potencial dos materiais compósitos fibrosos poder se destacar no estado pós-fissuração, pois as fibras trabalham de forma mais eficientes na resistência do material, elevando então a capacidade de absorver a energia consistente no material. Isto leva ao fato que a deformação é necessária, para que não haja fissuras no elemento cimentado. (15)

A Figura 5 ilustrada a seguir mostra como as fibras agem junto ao concreto para combater as fissuras presentes no mesmo.

Figura 7 – Como as Fibras de Aço Carbono agem combatendo as Fissuras.

Fonte: (TÉCHNE, 2010)

O desempenho das fibras está diretamente relacionado como seu elevado teor, ou seja, fibras em que se encontra alto teor tentem ter menor dimensão das fissuras e maior resistência pós-fissuração. Já no tocante ao módulo de elasticidade, um elevado módulo de elasticidade, arriscaria um efeito parecido ao teor de fibra, porém, aplicando na prática, quanto maior for o módulo, maior será a probabilidade de ocasionar o arrancamento das fibras.

A aderência entre matriz e fibra pode gerar características de resistência, padrões de ruptura e deformação de uma imensa variedade de compósitos cimentados. Uma alta aderência com relação a fibra e matriz pode reduzir o tamanho das fissurações e amplia sua disposição pelo compósito. Logo, elevando a resistência das fibras, aumenta se também, a ductilidade do compósito, garantindo que não ocasione o rompimento das ligações de aderência. (27)

Supõe-se que as fibras quando empregadas na matriz cimentada mantêm juntas as interfaces das fissuras, garantindo o aumento da ductilidade nas propriedades mecânicas no estado de pós-fissuração. (15)

A resistência que é necessária para uma fibra, irá depender das características pós-fissuração necessárias, bem como o teor da fibra e também das propriedades de aderência entre fibra-matriz. Outro fator que irá possibilitar a melhora do concreto é o comprimento da fibra.

Para uma dada tensão de cisalhamento superficial aplicada à fibra, esta será mais bem empregada se seu comprimento for suficientemente capaz de garantir que a tensão cisalhante crie uma tensão de tração igual à sua resistência à tração.

METODOLOGIA

CLASSIFICAÇÃO DO ESTUDO

O presente trabalho aqui exposto se trata de um estudo bibliográfico e uma pesquisa experimental; afim de analisar e apresentar os resultados obtidos.

Todos os processos desde a sua origem até o término se deu no Laboratório de Engenharia da Faculdade Patos de Minas MG, para tanto foram utilizados os materiais e equipamentos exclusivamente necessários para a devida análise, para que pudesse chegar nos resultados obtidos.

PRODUÇÃO DOS CORPOS DE PROVA

Todos os materiais necessários foram adquiridos de forma a serem totalmente utilizados nos procedimentos citados abaixo; e também devidamente escolhidos e armazenados de maneira a manter todas as suas propriedades naturais durante a elaboração da pesquisa.

O volume total de concreto produzido para as moldagens das fôrmas de corpo-de-prova foi de 226,2 litros; sendo que 56,55 litros foi utilizado para os moldes de concreto sem fibras, e o restante 169,65 litros foram utilizados nos moldes de concreto com fibras de aço carbono.

Para ser realizado toda essa mistura, foi utilizada uma betoneira da Marca MENEGOTTI, de 400 litros, conforme mostrado na Figura 8.

A Figura 8 ilustrada a seguir mostra a Betoneira utilizada para a mistura de todos os componentes para a fabricação do concreto utilizado no estudo aqui abordado.

Figura 8 – Betoneira capacidade de 400 litros

Fonte: (AUTORES, 2019)

MATERIAIS

Pode-se citar que para a moldagem dos corpos de prova e realização dos ensaios de Resistência à Compressão e resistência à Tração por Compressão Diametral de Concreto Reforçado com Fibras de Aço Carbono; os seguintes materiais e objetos foram utilizados:

MOLDES DE CORPO DE PROVA CILÍNDRICOS

Foram utilizados moldes (fôrmas) para corpos de prova de ensaio com dez centímetros de diâmetro e vinte centímetros de altura, peso de 502 gramas (vazio) e peso variando de 3,835 quilogramas à 3,716 quilogramas (cheios), sendo estas fôrmas de corpo de prova de material plástico. A Figura 9 mostra quais os tipos de moldes de corpos de prova utilizados na produção dos corpos de prova cilíndricos, utilizados para os respectivos ensaios desenvolvidos no trabalho:

Figura 9 – Fôrmas de Corpo de Prova Cilíndricos usados.

Fonte: (AUTORES, 2019)

AREIA

O agregado miúdo utilizado para a composição dos traços de concreto foi a areia lavada, classificada como areia média, de acordo com a NBR 7211 (2005), cuja dimensão característica máxima é de 2,4 mm, como mostra a Figura 10:

Figura 10 – Areia Lavada Grossa.

Fonte: (IMPERMEABILIZANTES, 2019)

BRITA NÚMERO 0 E 1

O agregado graúdo usado para a composição dos traços de concreto foi a brita número um e zero; com uma com dimensão máxima de 12,5 mm, usada principalmente na produção dos concretos autos adensáveis, e outra com dimensão máxima de 19 mm, empregados na produção do concreto convencional vibrado.

Abaixo, a Figura 11 nos mostra qual o tipo e geometria das britas utilizadas para a mistura do concreto:

Figura 11 – Brita número 1 e 0.

Fonte: (AUTORES, 2019)
Fonte: (AUTORES, 2019)

CIMENTO PORTLAND

Para a preparação da mistura, foi-se utilizado o Cimento CP IV-32 RS de 32 MPa, que apresenta resistência especificada pela norma ABNT NBR 5736 Cimento Portland Pozolânicos, com maior durabilidade e impermeabilidade, pois conferem ao concreto menor calor de hidratação, resistência maior que impeça ataques por sulfatos e cloretos, e vasta resistência à compressão em idades mais avançadas. (2) A Figura 12 representa o tipo de cimento usado na mistura do concreto, no qual foram adicionados os demais agregados e também as fibras de aço carbono:

Figura 12 – Cimento Portland CP IV-32 RS

Fonte: (AUTORES, 2019)

ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE

Para o trabalho foi utilizado o Aditivo Superpastificante, que permite o uso reduzido de água do concreto. Com isso, aumenta-se as resistências mecânicas, possibilita concretos homogêneos, coesos e com maior trabalhabilidade, como está ilustrado a seguir, na Figura 13.

Características: Densidade de 1,22 g/cm³; aparência líquida marrom escura, isenta de cloretos; composição básica: lignosulfonatos.

A Figura 13 ilustra a embalagem do Aditivo Superplastificante usado para dar mais plasticidade à matriz cimentícia que foi produzida:

Figura 13 – Aditivo Superplastificante

Fonte: (IMPERMEABILIZANTES, 2019)

ÁGUA

A água empregada para a mistura de concreto foi proveniente da rede de distribuição de água potável da cidade de Patos de Minas/ MG, como mostra a Figura 14:

Figura 14 – Água Potável COPASA Patos de Minas.

Fonte: (AUTORES, 2019)

FIBRAS DE AÇO CARBONO

Atualmente pode-se encontrar no mercado da construção civil uma enorme diversidade de fibras para inúmeras utilidades e consumo, a escolha de uma fibra especifica dependerá exclusivamente da finalidade e do local de aplicação imposta.

Ressalta-se que existem fibras de diferentes propriedades e materiais, esses que são capazes de absorver grandes energias, mas não aumentam a sua resistência final.

As fibras de aço utilizadas no presente trabalho é do tipo A-II (tipo A – com ancoragem nas extremidades; classe II), diâmetro de um milímetro, comprimento de três centímetros. A Figura 15 mostrada abaixo, apresenta o tipo de fibra de aço carbono que foi utilizada no presente trabalho:

Figura 15 – Fibra de Aço Carbono com Ancoragem nas Extremidades.

Fonte: (AUTORES, 2019)

PRENSA ELÉTRICA

Para o ensaio, utilizou-se uma prensa elétrica à compressão com capacidade máxima de 100 toneladas força, com seus respectivos acessórios, que está abaixo na Figura 16.

Figura 16 – Prensa Elétrica de Ensaio à Compressão.

Fonte: (AUTORES, 2019)

DOSAGENS E TRAÇOS DO CONCRETO

O traço de concreto foi produzido pelos docentes; para isto usamos os seguintes materiais: Cimento Portland CP IV 32 RS, areia lavada grossa, brita número 0 e brita número 1, água potável, Fibras de Aço Carbono e Aditivo Superplastificante.

Todos os materiais envolvidos (agregados, água, aditivos e fibras de aço carbono) foram dosados de acordo com o traço especificado abaixo e misturados em betoneira de capacidade de 400 litros, sempre seguindo a mesma ordem de adição de materiais: brita número um, brita número zero, areia lavada grossa, cimento CP IV 32 RS, água, aditivo superplastificantes e fibras de aço carbono. Para cada traço foi estipulado o tempo de oito minutos de mistura na betoneira.

Segue abaixo o tipo de traço realizado, representado na Tabela 1:

Tabela 1 – Traço e Dosagem do Concreto utilizado.

Traço

20 Mpa

Relação a/c Cimento

(kg/m³)

Areia Grossa

(kg/m³)

Brita n°

0 e 1

(kg/m³)

Água

(kg)

Aditivo Superplastificantes

(g)

Fibras de Aço Carbono (kg/m³)
Amostra A 0,6 19,2 13,8 10,3 5,8 0,78 0
Amostra B 0,6 19,2 13,8 10,3 5,8 0,78 7,2
Amostra C 0,6 19,2 13,8 10,3 5,8 0,78 12,0
Amostra D 0,6 19,2 13,8 10,3 5,8 0,78 16,8

Fonte: (AUTORES, 2019)

TRABALHABILIDADE E MISTURA DOS COMPONENTES

Sabe-se que apesar do ganho de desempenho pelas fibras de aço no que se refere à contenção da propagação das fissuras no estado endurecido do concreto, a adição de fibras altera as condições de consistência do concreto e, consequentemente, dificulta a sua trabalhabilidade. (3)

Logo, isso vem a ocorrer principalmente porque ao adicionar fibras ao concreto está também se adicionando um grande volume superficial, que irá demandar mais quantidade de água. Com isso, pode-se deduzir que, quanto menor for o diâmetro da fibra, será maior a influência da mesma na perda de fluidez da mistura. (3)

Então é possível afirmar que quanto maior as dimensões das fibras, maior será a trabalhabilidade do concreto. Por tais razões, compreende-se a adição de fibras como elemento redutor da trabalhabilidade dos concretos; logo, isso poderá ocasionar prejuízos à sua compactação e à sua durabilidade, além da própria tenacidade. (29) A Figura 17 ilustrada abaixo, nos mostra a mistura cimentícia que foi produzida pelos docentes, sendo ela já empregada com as fibras de aço carbono:

Figura 17 – Mistura dos Agregados com a Matriz Cimentícia

Fonte: (AUTORES, 2019)

PROCESSO DE MOLDAGEM DOS CORPOS DE PROVA

Seguindo a orientação das técnicas usuais regidos pela ABNT NBR 5738 de 2015 Concreto- Procedimento de Moldagem e Cura de Corpos de Prova; os moldes que foram utilizados na moldagem dos corpos de prova cilíndricos, possuem dimensões de dez centímetros de diâmetro e vinte centímetros de altura (10 x 20cm).

Inicialmente todos os moldes foram umedecidos com óleo desmoldante e foram adensados um a um, utilizando um bastão de aço, sempre em duas camadas e com tempo de vibração de 12 (doze) golpes por camadas, totalizando 6 (seis) moldes de concreto convencional com resistência característica à compressão (fck) 20 MPa, 6 (seis) moldes de concreto com resistência característica à compressão (fck) 20 MPa com 30% de fibras de aço carbono como reforço, 6 (seis) moldes de concreto com resistência característica à compressão (fck) 20 MPa com 50% de fibras de aço carbono como reforço e 6 (seis) moldes de concreto com resistência característica à compressão (fck) 20 MPa com 70% de fibras de aço carbono como reforço. Com isso foram moldados um total 24 (vinte e quatro) corpos de prova, todos utilizados nos respectivos ensaios.

A Figura 18 nos mostra a confecção dos corpos de prova, já sendo moldados com a mistura cimentícia e também com as fibras de aço carbono, mostrado anteriormente:

Figura 18 – Moldagem dos Corpos de Prova

Fonte: (AUTORES, 2019)

Todos os corpos de prova para verificação da Resistência à Compressão e à Tração por Compressão Diametral foram produzidos e deixados em repouso por vinte e quatro horas.

Após as vinte e quatro horas de repouso, os mesmos foram desmoldados e colocados em um tanque com água, com temperatura ambiente, lugar que permaneceram até as idades dos ensaios: sete dias e vinte e oito dias.

Na Figura 19, todos os corpos de prova moldados, já estão em processo de hidratação em tanque com água, até o tempo de rompimento dos mesmos:

Figura 19 – Corpos de Prova Submersos em Processo de Hidratação.

Fonte: (AUTORES, 2019)

MÉTODOS DE ENSAIOS UTILIZADOS

Depois de inúmeras análises, constatou-se que os métodos que serão mais eficazes para determinação das reais características das amostras ensaiadas, em relação à resistência a compressão são propostos pela NBR 5739- Ensaio de Compressão de Corpos de Prova Cilíndricos.

Baseado nisso, o método mais comum de todos os ensaios de concreto endurecido, define-se o de resistência à compressão, pois é muito fácil, e em parcela, pois muitas das características esperadas do concreto são qualitativamente ligadas com a resistência; mas precipuamente devido à essencial importância da resistência à compressão do concreto em projetos de estruturas. (30)

Logo os resultados obtidos nestes ensaios podem ser influenciados por variações como: tipo do corpo de prova; dimensões do corpo de prova; tipos de moldes; preparação dos moldes; rigidez imposta pela máquina de ensaio e também a velocidade em que se aplica a tensão. (30)

E também para a determinação das reais características das amostras ensaiadas, em relação à resistência a tração por compressão diametral se dá pela NBR 7222- Determinação da Resistência à Tração por Compressão Diametral de Corpos de Prova Cilíndricos.

Entretanto, o concreto não apresenta características para resistir à tração, o conhecimento básico dessa propriedade é muito útil, para a aproximada estimativa de carga à qual ocorre fissuração. Sabemos que a ausência de fissuras no concreto é de extrema importância para persistir a estabilidade de uma estrutura de concreto e também para precaução de corrosão da armadura.

A fissuração ocorre quando surgem tensões diagonais originadas por tensões de cisalhamento, porém o caso mais frequente de fissuração ocorre devido ao retraimento contido e a variação de temperatura. Uma inspeção da resistência à tração do concreto ajuda a entender melhor o comportamento do concreto armado, mesmo que, em alguns casos, o projeto considera de forma nítida a resistência à tração. (30)

DISCUSSÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS

Os valores resultantes nos ensaios solicitados no presente trabalho para a definição da Resistência à Compressão (NBR 5739- Ensaio de Compressão de Corpos de Prova Cilíndricos) e a Resistência à Tração por Compressão Diametral (NBR 7222- Determinação da Resistência à Tração por Compressão Diametral de Corpos de Prova Cilíndricos) encontram-se apresentados abaixo, em termos de valores médios de Resistência (MPa) e seus respectivos gráficos ilustrativos.

RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES

No ensaio de Resistência à Compressão, utilizamos 2 (dois) corpos de prova cilíndricos de concreto de cada traço produzido, totalizando 8 (oito) corpos de prova, sendo estes com idade de 7 (sete) dias e 2 (dois) corpos de prova de forma cilíndrica de concreto de cada amostragem, totalizando 8 corpos de prova, sendo estes com idade de 28 dias.

Com isso, todos os corpos de prova foram verificados quanto suas dimensões: 10 centímetros de diâmetro por 20 centímetros de altura; totalizando 16 corpos de prova, seguindo as recomendações da NBR 5739: 2007 – Concreto – Ensaio de Compressão de Corpos-de-Prova Cilíndricos.

Logo, o processo de ensaio à Tração por Compressão Diametral consistiu em aplicar cargas nas geratrizes dos corpos de prova; a carga foi aplicada de forma contínua e sem alterações, com velocidade média de 0,010 ± 0,020 MPa/s até que se rompessem.

Todos os corpos-de-prova utilizados foram ensaiados e rompidos em uma Prensa Elétrica da marca CONTENCO de 100 tf, mostrada na Figura 20:

Figura 20 – Ensaio de Compressão Simples.

Fonte: (AUTORES, 2019)

RESISTÊNCIA À TRAÇÃO POR COMPRESSÃO DIAMETRAL

Com relação a realização do ensaio de Resistência à Tração por Compressão Diametral, seguimos as recomendações presentes na NBR 7222: 1994 – Argamassa e Concreto – Determinação da Resistência à Tração por Compressão

Diametral de Corpos-de-Prova Cilíndricos; em que se utilizam tiras de chapas de madeiras, colocadas entre o corpo de prova e os suportes da máquina, conforme mostra a Figura 21.

Figura 21 – Esquema Ilustrativo do ensaio de Tração por Compressão Diametral.

Fonte: (METTA E MONTEIRO, 1994)

Posto isso, para cada tipo de Concreto moldado, foram utilizados 8 corpos de prova cilíndricos com idade de 28 dias, sendo estes de dimensões 10 centímetros de diâmetro por 20 centímetros de altura. Com isso os corpos de prova utilizados, foram ensaiados e rompidos em uma Prensa Elétrica Digital da marca CONTENCO de 100 Tf.

O processo de ensaio à Tração por Compressão Diametral consistiu em aplicar cargas diametralmente em relação as direções das fibras; a carga foi aplicada de forma contínua e sem alterações, com velocidade média de 0,010 ± 0,020 MPa/s até que se rompessem.

A Figura 22 é a ilustração do método de ensaio à tração por compressão diametral, ensaio que foi realizado utilizando todos os materiais e acessórios necessários:

Figura 22 – Ensaio de Tração por Compressão Diametral.

Fonte: (AUTORES, 2019)

RESULTADOS OBTIDOS À COMPRESSÃO SIMPLES

Os resultados adquiridos nos ensaios de Resistência à Compressão dos concretos conforme a NBR 5739, são apresentados na Tabela 2. Para cada tipo de concreto moldado, aos 7 (sete) dias, foram rompidos 8 (oito) corpos de prova cilíndricos de dimensões 10×20 (dez por vinte) centímetros.

Tabela 2 – Resultados Obtidos no Ensaio de Resistência à Compressão 7 Dias.

Corpo de Prova Amostra 1

(Tensão de Ruptura Mpa)

Amostra 2

(Tensão de Ruptura Mpa)

Média

(Tensão de Ruptura Mpa)

CP A (Sem Fibras) 23,1 22,7 22,9
CP B (30 % Fibras) 27,1 22,8 24,95
CP C (50 % Fibras) 31,5 28,5 30,0
CP D (70 % Fibras) 29,5 31,5 30,5

Fonte: (AUTORES, 2019)

No Gráfico 1, estão dispostos os resultados de resistência média à compressão apresentados na Tabela 2.

Gráfico 1 – Resistência à Compressão 7 dias.

Fonte: (AUTORES, 2019)

Os resultados adquiridos nos ensaios de Resistência à Compressão dos concretos conforme a NBR 5739, são apresentados na Tabela 3. Para cada tipo de concreto moldado, aos 28 (vinte e oito) dias, foram rompidos 8 (oito) corpos de prova cilíndricos de dimensões 10×20 (dez por vinte) centímetros.

Tabela 3 – Resultados Obtidos no Ensaio de Resistência à Compressão 28 Dias.

Corpo de Prova Amostra 1

(Tensão de Ruptura Mpa)

Amostra 2

(Tensão de Ruptura Mpa)

Média

(Tensão de Ruptura Mpa)

CP A (Sem Fibras) 17,12 23,3 20,21
CP B (30 % Fibras) 22,29 18,62 20,46
CP C (50 % Fibras) 16,98 18,62 17,8
CP D (70 % Fibras) 22,08 22,55 22,32

Fonte: (AUTORES, 2019)

No Gráfico 2, estão dispostos os resultados de resistência média à compressão apresentados na Tabela 3.

Gráfico 2 – Resistência à Compressão 28 dias.

Fonte: (AUTORES, 2019)

Como pode ser observado, os resultados apresentados nas Tabelas 2 e 3, e nos gráficos 1 e 2, as Resistências Médias a Compressão foram superiores em todos os CRFA quando comparados com o concreto de referências sem fibras; embora o ganho no aumento da Resistência a Compressão não seja a característica principal das fibras.

Conforme as Tabelas 2 e 3, o CRFA com maior fração volumétrica promoveu melhores condições de aderência na matriz, desse modo, as Fibras podem ter atuado de forma semelhante a um sistema de confinamento do concreto, dificultando o desenvolvimento de fissuras longitudinais e, assim, ocasionando ganho na Resistência à Compressão com relação ao concreto de referência sem fibras.

Segundo Barros (2009), a ruptura do concreto devido à ação de esforços de compressão se dá pelo desenvolvimento e interligação das microfissuras, existentes nas várias zonas de interface entre a pasta e os agregados, à medida que se aumenta a intensidade do carregamento. Dependendo do alinhamento da fibra em relação à direção do carregamento, fração volumétrica e geometria das fibras, e condições da microestrutura da matriz, as fibras de aço podem promover ganhos na Resistência à Compressão pelas capacidades de retardar o prolongamento das fissuras interceptadas por elas e transferir esforços entre as faces das fissuras. (25)

RESULTADOS OBTIDOS À TRAÇÃO POR COMPRESSÃO DIAMETRAL

Apresentados na Tabela 4, os resultados correspondem à Resistência Média à Tração por Compressão Diametral conforme a NBR 7222; para isso, foram ensaiados 8 (oito) corpos de prova cilíndricos de dimensão 10×20 (dez por vinte) centímetros, rompidos com idade de 28 (vinte e oito) dias.

Tabela 4 – Resultados Obtidos no Ensaio de Resistência à Tração por Compressão Diametral 28 Dias.

Corpo de Prova Amostra 1

(Tensão de Ruptura Mpa)

Amostra 2

(Tensão de Ruptura Mpa)

Média

(Tensão de Ruptura Mpa)

CP A (Sem Fibras) 13,5 13,05 13,28
CP B (30 % Fibras) 14,12 13,85 14,0
CP C (50 % Fibras) 15,05 15,1 15,1
CP D (70 % Fibras) 18,03 19,50 18,7

Fonte: (AUTORES, 2019)

No Gráfico 3, estão dispostos os resultados de Resistência Média à Tração por Compressão Diametral apresentados na Tabela 4.

Gráfico 3 – Resistência à Tração por Compressão Diametral 28 dias.

Fonte: (AUTORES, 2019)

De acordo com os resultantes alcançados e apresentados na Tabela 4, a adição de Fibras de Aço Carbono proporcionou um aumento na Resistência à Tação por Compressão Diametral em relação à matriz de referência sem a adição de fibras de aço carbono, em todos os concretos estudados.

O CRFA em relação ao Concreto de referência sem fibras de aço carbono apresentou um aumento de Resistência Média à Tração por Compressão Diametral em torno de 40,8 %.

Segundo a literatura (MEHTA; MONTEIRO, 2008; FUSCO, 2008)6, uma das principais limitações do concreto é sua baixa Resistência à Tração, que é de apenas 7 a 10% de sua Resistência à Compressão. (25)

CONSIDERAÇÕES FINAIS

O presente trabalho abordou a utilização de novas tecnologias e novos materiais empregados juntamente ao concreto, principal material utilizado no mundo para edificar, se torna um poderoso elemento o qual pode-se desfrutar de diversos modos e maneiras inteligentes, para assim utilizar em benefício da sociedade e também suprir cada vez mais novas necessidades a ele impostas.

O Concreto Reforçado com Fibras de Aço Carbono (CRFA) pode ser um poderoso tipo de concreto, com um diferencial altamente significante em termos de resistência no mercado; por ter como uma das principais características benéficas para o módulo de elasticidade, para o combate de formação de fissuras, para o ganho de resistência à compressão e também para o ganho de resistência à tração por compressão diametral do compósito.

Entretanto, no cenário atual, deve-se aplicar muito das pesquisas realizadas em laboratório para o meio prático, pois, muitos são os casos onde seu uso é inadequado. Com isso, todo esforço/trabalho laboratorial-teórico na maioria dos casos não é empregado de maneira que possa suprir todos os requisitos mínimos em que lhe impõe, para que haja uma obtenção do desempenho esperado.

De acordo com as pesquisas realizadas no presente trabalho, pode-se destacar que o CRFA, demonstrou um ótimo desempenho em relação à resistência de tração, isso se comparado ao concreto convencional sem a adição de fibras; tudo isso se explica pelo fato de que as fibras possuem uma melhor aderência quando empregadas junto a matriz cimentícia.

Por outro lado, avaliando o desempenho do CRFA quanto a sua resistência, podemos citar também que, quando submetido à compressão, mesmo sabendo que não é de sua característica principal, este ganha um aumento significativo, quando comparado ao concreto convencional.

Contudo, revisando todos os resultados aqui apresentados, pôde-se concluir que o uso excessivo de Fibras de Aço Carbono ao Concreto, se resulta em uma perda de forma considerável a trabalhabilidade da mistura do compósito.

Deve-se considerar, que para obter-se um resultado que satisfaça todos os aspectos e exigências necessárias, o CRFA deve atender uma rigorosa sequência de quesitos, para que haja um produto final de qualidade e que supere todos os níveis de patologias que o concreto que, em sua forma convencional não consegue cumprir de uma forma tão eficaz.

REFERÊNCIAS

  1. ROLLO, Maria Fernanda. História Breve da Engenharia Civil Pilar da Civilização Ocidental. Disponível em: <http://www.ordemengenheiros.pt/pt/centro-de-informacao/dossiers/historias-da-engenharia/historia-breve-da-engenharia-civil-pilar-da-civilizacao-ocidental/>. Acesso em: 19 fev. 2019.

2. VALIN JR, M. O.; LIMA, S. M. Influência dos procedimentos de cura na resistência e absorção do concreto. In: 51° CONGRESSO BRASILEIRO DOCONCRETO/IBRACON, 2009. Curitiba. Disponível em:<http://www.mvalin.com.br/products/influ%C3%AAncia-dos-procedimentos-de-cura-na-resist%C3%AAncia-e-absor%C3%A7%C3%A3o-do-concreto/>.Acesso em:16 fev.2019.

3. FIGUEIREDO, Antônio Domingues de. CONCRETO COM FIBRAS DE AÇO. 2000. 70 f. Monografia (Especialização) – Curso de Graduação em Engenharia Civil, Engenharia Civil, Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, São Paulo, 2000.

4. DESENVOLVIMENTO DE CONCRETO ENRIQUECIDO COM FIBRAS DE AÇO. João Monlevade – Mg: Revista Engenharia de Interesse Social, 2017.

5. FUGII, Ana Paula. Avaliação de Tubos de Concretos Reforçados com Fibras de Aço Segundo a NBR 8890. 2008. 163 f. Tese (Doutorado) – Curso de Engenharia Civil, Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Ilha Solteira SP, 2008.

6. METTA, K. M., MONTEIRO, P. J. M. Concreto, estrutura, propriedade dos materiais. São Paulo: Pini, 1994. 573p.

7. KAEFER, Luís Fernando. A Evolução do Concreto Armado. 1998. Disponível em: <http://wwwp.feb.unesp.br/lutt/Concreto%20Protendido/HistoriadoConcreto.pdf>. Acesso em: 12 mar. 2019.

8. BATTAGIN, Arnaldo Forti. Uma breve história do cimento Portland. Disponível em: <https://www.abcp.org.br/cms/basico-sobre-cimento/historia/uma-breve-historia-do-cimento-portland/>. Acesso em: 12 mar. 2019.

9. MARKETING, Glocal. Componentes do Cimento. Disponível em: <http://www.cimentoapodi.com.br/componentes-do-cimento/>. Acesso em: 12 mar. 2019.

10. ALMEIDA, Luiz C. de. Concreto: Notas de aula da disciplina AU414 -Estruturas IV–Concreto armado. 24p.Universidade Estadual de Campinas Faculdade de Engenharia Civil Departamento de Estruturas, 2002.

11. CONSTRUCAOCIVILPET. CONCRETOS ESPECIAIS. Disponível em: <https://civilizacaoengenheira.wordpress.com/2016/03/30/concretos-especiais/>. Acesso em: 19 mar. 2019.

12. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7211: Agregados para concreto – Especificação. Rio de Janeiro – Rj: ABNT, 2005. 15 p.

13. TECNOSIL, Marketing. Calor e Hidratação: qual a importância para o concreto? Disponível em: <https://www.tecnosilbr.com.br/calor-de-hidratacao-qual-a-importancia-para-o-concreto-2/>. Acesso em: 12 mar. 2019

14. VIEIRA FILHO, Jose Orlando. Avaliação da Resistência à Compressão do Concreto Através de Testemunhos Extraídos: Contribuição à Estimativa do Coeficiente de Correção Devido aos Efeitos do Bronqueamento. 2007. 217 f. Tese (Doutorado) – Curso de Engenharia Civil, Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, São Paulo, 2007.

15. CORÓ, Ângela Ghisleni. INVESTIGAÇÃO DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE CONCRETOS REFORÇADOS COM FIBRAS PET. 2002. 64 f. TCC (Graduação) – Curso de Engenharia Civil, Departamento de Tecnologia, Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul, Ijuí, 2002.

16. LIMA, Caio Ivson Vasconcelos; COUTINHO, Carlos Otávio Dantas; AZEVEDO, Gabriel Gama Carnaúba. CONCRETO E SUAS INOVAÇÕES. 2014. 40 f. Monografia (Especialização) – Curso de Engenharia Civil, Ciências Exatas e Tecnológicas, Maceió, 2014. Disponível em: <https://periodicos.set.edu.br/index.php/fitsexatas/article/viewFile/1285/755>. Acesso em: 24 nov. 2018.

17. E-CIVIL. Tenacidade. Disponível em: <https://www.ecivilnet.com/dicionario/o-que-e-tenacidade.html>. Acesso em: 12 mar. 2019.

18. SOUSA, Aline Barros Felix de. Fibras Têxteis. Belo Horizonte Mg: Serviço Brasileiro de Respostas Técnicas, 2009. 7 p.

19. PIRES, Joyce Suellen Coelho. JOYCE SUELLEN COELHO PIRES. 2009. 60 f. TCC (Graduação) – Curso de Ciências Biológicas, Ciências Biológicas, Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Botucatu-SP, 2009. Disponível em: <https://repositorio.unesp.br/bitstream/handle/11449/120614/pires_jsc_tcc_botib.pdf?sequence=1>. Acesso em: 24 nov. 2018.

20. KUASNE, Ângela. FIBRAS TÊXTEIS. 2008. 80 f. TCC (Graduação) – Curso de Têxtil em Malharia e Confecção, Ciências Biológicas, Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina, Araranguá, 2008.

21. PICANÇO, Marcelo de Souza. Compósitos cimentícios reforçados com fibras de curauá. 2005. 101 f. Tese (Doutorado) – Curso de Engenharia Civil, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro – RJ, 2005.

22. FIBERZONE. Fibras de aço ondulado (canelado). Disponível em: <https://pt.made-in-china.com/co_lenscenfiber/product_Wavy-Steel-Fiber-Corrugated-_hihnshhug.html>. Acesso em: 01 fev. 2019.

23. RENATO, Luis. Substratos para orquídeas – Fibra de coco. Disponível em: <https://www.orquideas.eco.br/substratos-para-orquideas-fibra-de-coco/>. Acesso em: 12 fev. 2019.

24. FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. Composição química do amianto. Disponível em: <https://alunosonline.uol.com.br/quimica/composicao-quimica-amianto.html>. Acesso em: 12 fev. 2019.

25. GÓIS, Fernanda Alves Pinto. AVALIAÇÃO EXPERIMENTAL DO COMPORTAMENTO DE CONCRETO FLUIDO REFORÇADO COM FIBRAS DE AÇO: Influência do fator de forma e da fração volumétrica das fibras nas propriedades mecânicas do concreto. 2010. 157 f. Tese (Doutorado) – Curso de Engenharia Civil, Universidade Federal de Alagoas Centro de Tecnologia, Maceió- Al, 2010.

26. TÉCHNE. Piso industrial de concreto reforçado com fibras de aço. 2010. Disponível em: <http://techne17.pini.com.br/engenharia-civil/163/como-construir-piso-industrial-de-concreto-reforcado-com-fibras-285827-1.aspx>. Acesso em: 12 fev. 2019.

27. ARAUJO, Cícero Thiago Figueiredo de; FALCÃO, Sebastião Coelho Marinho. Influência da Adição de Fibras de Polipropileno no Comportamento das Juntas de Argamassa. 2005. 26 f. Tese (Doutorado) – Curso de Engenharia Civil, Universidade Federal de Alagoas – Ufal, São Carlos, 2005.

28. IMPERMEABILIZANTES, Vedacit. CEMIX. Disponível em: <https://www.aecweb.com.br/cls/catalogos/vedacit/cemix.pdf>. Acesso em: 20 mar. 2019.

29. BENTUR, A.; MINDESS, S. Fibre Reinforced Cementitious Composites. United Kingdom. Barking, Elsevier. 1990.

30. NEVILLE, A. M.; BROOKS, J. J… Tecnologia do Concreto. 2. ed. Porto Alegre: Bookman Editora Ltda., 2013. 448 p. Disponível em: <https://books.google.com.br/books?id=cqY5AgAAQBAJ&pg=PA407&dq=concreto+com+fibras+de+a%C3%A7o&hl=pt-BR&sa=X&ved=0ahUKEwi_qemsudzdAhUDiZAKHfBXAV4Q6wEISDAI#v=onepage&q=concreto%20com%20fibras%20de%20a%C3%A7o&f=false>. Acesso em: 27 set. 2018.

LISTA DE SÍMBOLOS E ABREVIATURAS:

ABCP- Associação Brasileira de Cimento Portland

a/c- Relação entre a água e o cimento da mistura

CP- Cimento Portland

CC- Concreto Convencional

CRFA- Concreto Reforçado com Fibras de Aço

fc- Resistência do Concreto à Compressão

NBR- Norma Brasileira Registrada

[1] Graduado em engenharia civil.

[2] Graduado em engenharia civil.

[3] Graduado em engenharia civil.

Enviado: Abril, 2019

Aprovado: Maio, 2019

 

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