Análise comparativa de comportamento mecânico de concreto reforçado com macrofibra polimérica e com fibra de aço

Abstract

A utilização de macrofibras poliméricas está amplamente difundida no mercado brasileiro. Entretanto, a caracterização do comportamento mecânico de concretos reforçados com essas macrofibras ainda deve ser mais bem avaliada. Dentre os diversos métodos utilizados para essa finalidade, os ensaios realizados com sistema fechado de controle de velocidade de deslocamento fornecem resultados mais confiáveis. A principal vantagem conferida por esse sistema está na avaliação desses compósitos em baixo nível de fissuração, com maior nível de acurácia. O desempenho desses compósitos foi estudado segundo uma norma recente (ASTM C1609 - 2010) e outra que é uma referência tradicional no Brasil (JSCE-SF4 - 1984). Ambos os procedimentos prescrevem ensaios de flexão de corpos-de-prova prismáticos para determinação da resistência residual pós-fissuração e da tenacidade. Foram estudadas duas fibras: uma macrofibra de polipropileno, nas dosagens de 0,22, 0,33, 0,50, 0,66, 0,82 e 1,0% em volume, e outra de aço, nas dosagens de 0,19, 0,32 e 0,45% em volume. Foi utilizada uma matriz de concreto com resistência média à compressão de 35MPa. Foi verificado que a macrofibra polimérica pode proporcionar o mesmo nível de resistência residual que a fibra de aço, desde que sejam determinados teores com equivalência de desempenho em estudo de dosagem. Além disso, foi comprovada a maior precisão do ensaio utilizando-se a velocidade de deslocamento do corpo-de-prova como parâmetro de controle do ensaio, devido à redução da instabilidade pós-pico, que propiciou melhor avaliação da resistência residual do compósito nos níveis iniciais de deslocamento e fissuração da matriz.

Avaliação do concreto reforçado com baixos teores de fibras para fins estruturais segundo a norma EN 14651-2007

“…Percebe-se que as fibras que possuem maior número de filamentos por unidade de volume apresentam menor dispersão nos resultados, no que se refere ao comportamento pós-fissuração. Este resultado é muito similar aos obtidos em pesquisa anterior sendo que, em todos os casos, o comportamento apresentado nas curvas não apresenta os sinais de instabilidade pós-pico [11]. Na figura 4 estão apresentadas as curvas médias de carga por deslocamento vertical dos concretos reforçados com as três fibras.…”

“…A recuperação da capacidade de absorção de energia é alcançada quando a ancoragem da fibra é mobilizada [5,29]. Como a fibra de aço apresenta maior rigidez, o ganho de resistência residual é mais intenso para os menores níveis de deformação [11,31]. Para a macrofibra polimérica, a queda inicial na absorção de energia é mais pronunciada e ocorre em um intervalo de abertura de fissura maior, devido à menor rigidez das fibras poliméricas.…”

“…Já o ensaio ASTM C1609 [8] segue um procedimento similar, mas exige o uso de equipamentos mais sofisticados, dotados de sistema fechado de controle de deslocamento. O sistema aberto corresponde àquele em que a taxa de deformação imposta ao corpo-de-prova é determinada pelo deslocamento da prensa enquanto o sistema fechado controla a velocidade de deformação pelo próprio sistema de medida da mesma [11]. Ou seja, no sistema fechado a velocidade do ensaio é definida pela velocidade constante de deformação medida pelo transdutor acoplado ao corpo-de-prova.…”

“…Ou seja, no sistema fechado a velocidade do ensaio é definida pela velocidade constante de deformação medida pelo transdutor acoplado ao corpo-de-prova. Esta maior exigência garante um nível maior de precisão na avaliação como já foi demonstrado em estudo anterior [11]. No entanto, a exigência da norma EN 14651-2007 [7] de utilização de entalhe no corpo-de-prova torna o método ainda mais trabalhoso.…”

“…No entanto, a exigência da norma EN 14651-2007 [7] de utilização de entalhe no corpo-de-prova torna o método ainda mais trabalhoso. Talvez por isso, a avaliação do comportamento mecânico e estrutural do CRF com distintos tipos de fibras já foi objeto de vários estudos internacionais [2,[12][13][14][15] e brasileiros [11,[16][17][18][19][20][21], sem a utilização deste método específico. Assim, há a necessidade de utilização deste método para a caracterização do comportamento mecânico e dosagem do CRF de modo a atender aos critérios estabelecidos no fib Model Code para aplicações estruturais do concreto reforçado com distintos tipos de fibras em baixos teores [22].…”