Search

Não recebi financiamento The development of new concrete technologies has accelerated in recent years, combining performance and demand for sustainability. Therefore, the development of a steel fiber reinforced concrete and produced with replacement of the natural coarse aggregate by recycled aggregate is perfectly suited to this context. Due to the more porous nature and crushing process that originates the recycled aggregate, the use of steel fibers in the mixture mitigates the negative effects due to the presence of recycled aggregate in concrete, creating the steel fiber reinforced recycled concrete. Considering that discussions about this type of concrete are a relatively new field, the fundamental objective of this study was to describe the current knowledge on the subject, providing an overview of its mechanical behavior, contemplating the effects of recycled aggregate and fibers on workability and concrete strength. A systematic review on recycled concrete reinforced with steel fibers was carried out; studies about the use of recycled aggregate, steel fibers and evaluated the resistant behavior of concrete were selected. Once the references that fit the scope of this study were selected, the main findings on the influence of recycled aggregate combined with steel fiber on the compressive and tensile strength of concrete, modulus of elasticity and workability of recycled concrete reinforced with steel fibers were presented and discussed. The presence of recycled aggregate causes a reduction in the compressive strength and elasticity modulus of concrete; for substitutions above 50% the effects are more pronounced. Also, the incorporation of steel fibers promotes a reduction in the workability of the mixture, a significant increase in the tensile strength and, indirectly, an increase in the compressive strength of the concrete. Mineral additions and self-compacting concretes were also beneficial for increasing compressive strength and improving concrete workability, respectively. The systematic review also revealed that analytical models for predicting the mechanical properties of this concrete are based on the strength of the reference concrete, volume of recycled aggregate and volume of steel fibers incorporated into the mixture. The models found allowed estimating the compressive and tensile strength as well as the elastic modulus of steel fiber reinforced recycled concrete. The predicted values were compared to values available in the literature. The predicted compressive strength was in agreement correlation with the experimental values, while the tensile strength was overestimated by analytical model. O desenvolvimento de novas tecnologias do concreto tem se acelerado nos últimos anos, aliando desempenho e demanda por sustentabilidade. Assim sendo, o desenvolvimento de um concreto reforçado com fibras de aço e produzido com substituição do agregado graúdo natural por agregado reciclado se enquadra neste contexto. Em razão da natureza mais porosa e do processo de trituração que origina o agregado reciclado, a utilização das fibras de aço na mistura atenua os efeitos negativos associados à presença do agregado reciclado no concreto, dando origem ao concreto reciclado reforçado com fibras de aço. Haja visto que as discussões acerca deste tipo de concreto são um campo relativamente novo, o objetivo principal deste estudo foi descrever o atual estado do conhecimento, fornecendo uma visão geral do comportamento mecânico, contemplando os efeitos do agregado reciclado e das fibras na trabalhabilidade e na resistência do concreto. Para isso, uma revisão sistemática sobre concreto reciclado reforçado com fibras de aço foi realizada; foram selecionados os estudos que comtemplassem o uso do agregado reciclado, fibras de aço e avaliassem o comportamento resistente do concreto. Uma vez selecionados os documentos que se adequavam ao escopo do estudo, os principais achados sobre a influência do agregado reciclado combinado à fibra de aço na resistência do concreto à compressão e tração, módulo de elasticidade e trabalhabilidade do concreto reciclado reforçado com fibras de aço foram apresentados e discutidos. A presença do agregado reciclado causa redução da resistência à compressão e do módulo de elasticidade do concreto; para substituições acima de 50% os efeitos são mais acentuados. Por sua vez, a incorporação das fibras de aço promove redução na trabalhabilidade da mistura, significativo aumento na resistência à tração e, indiretamente, aumento da resistência à compressão do concreto. O uso de adições minerais e concretos autoadensáveis também se mostraram benéficos para aumento na resistência à compressão e melhoria na trabalhabilidade do concreto, respectivamente. A revisão sistemática também mostrou que modelos analíticos para previsão de propriedades mecânicas deste tipo de concreto se baseiam na resistência do concreto de referência, no volume de agregado reciclado e de fibras de aço incorporadas à mistura. Os modelos encontrados permitiram estimar a resistência à compressão e à tração bem como o módulo de elasticidade de concretos reciclados reforçados com fibras de aço. Os valores previstos foram comparados a valores disponíveis na literatura. Os valores de resistência à compressão previstos apresentaram boa correlação com os valores experimentais, enquanto a resistência à tração foi superestimada pelo modelo analítico.

One of the main purposes of the addition of fibers to the concrete is the control of the plastic shrinkage cracking in the fresh state and the increase of the post-crack resistance in the hardened state. The cementitious matrix is one of the factors that influences the performance of fiber reinforced concrete, interfering in the fluidity of the mixture and in the adhesion between fiber and matrix. In this context, the present paper evaluates the behavior of two concrete, one of conventional strength and another of high-strength, without fiber and with a content of 1%, by volume, of fiber, being used steel fiber and macro-polymeric fiber. For this, the mechanical properties of the concrete were evaluated in the hardened state by the tests of compressive strength, Barcelona, flexure of prisms and punching of plates. From the experimental results, statistically analyzed, there were significant changes in toughness and residual strength due to change in the cementitious matrix. Finally, an equivalence of performance between the fibers as to the toughness was observed, with the change of the cementitious matrix. Resumo Uma das principais finalidades da adição de fibras ao concreto é o controle da fissuração por retração plástica no estado fresco, e o aumento da capacidade resistente pós-fissuração no estado endurecido. A matriz cimentícia é um dos fatores que influencia no desempenho do concreto reforçado com fibras, interferindo na fluidez da mistura e na aderência entre as fibras e a matriz. Neste contexto, o presente trabalho avalia o comportamento de dois concretos, um de resistência convencional e outro de alta resistência, sem fibras e com teor de 1%, em volume, de fibras, sendo utilizadas fibras de aço e macrofibras polimérica. Para isso, foram avaliadas as propriedades mecânicas dos concretos no estado endurecido, a partir dos ensaios de resistência à compressão, Barcelona, flexão em prismas e punção em placas. A partir dos resultados experimentais, analisados estatisticamente, verificou-se alterações significativas da tenacidade e da resistência residual com a mudança da matriz cimentícia. Por fim, observou-se uma equivalência de desempenho entre as fibras quanto à tenacidade, com a alteração da matriz cimentícia.

O concreto de ultra alto desempenho (UHPC – Ultra-High Performance Concrete) apresenta propriedades de resistência e durabilidade superiores às classes de concretos já existentes, o que está associado à composição, formada principalmente por materiais pulverulentos. Quando submetidos a um carregamento, este concreto apresenta um longo trecho linear até o alcance da força máxima, seguido por uma ruptura do tipo frágil, o que gera insegurança da sua aplicação em elementos estruturais. Algumas pesquisas já indicam que a adição de fibras metálicas e o confinamento com armadura transversal, proporcionam incrementos de ductilidade a pilares produzidos com UHPC, entretanto, não se conhece o fator de influência que cada um deles exerce. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo a avaliação da influência do confinamento e da adição de fibras metálicas no comportamento pós-pico de pilares de concreto de ultra alto desempenho, de seção 10 cm x 10 cm e altura de 80 cm, submetidos à compressão centrada. Foram produzidos pilares com três taxas de adições de fibras metálicas, 0%, 1,5% e 3%, e com três espaçamentos de armadura transversal, dispostas para garantia do baixo, médio e alto índice de confinamento. Para cada teor de fibra também foram confeccionados pilares sem armadura, desta forma, ao total foram 12 combinações distintas. Os resultados indicam que a adição de fibras metálicas para ambos os teores, proporcionam o mesmo incremento de ductilidade que o aumento do grau de confinamento dos pilares, e que, o efeito do confinamento e da adição de fibras se somam na melhora do comportamento dos pilares. Portanto, tomando como referência as propriedades dos materiais desta pesquisa, a adição de fibras possui capacidade de substituir parcialmente o confinamento na promoção de ductilidade dos pilares de concreto de ultra alto desempenho, sendo o nível de substituição dependente da capacidade de absorção de energia buscada. Por fim, em comparativo a tensão e deformação do concreto confinado obtidos experimentalmente, foram analisados três modelos analíticos de confinamento de concreto, onde constatou-se baixa precisão na previsão do comportamento dos pilares confinados. Ultra-High Performance Concrete (UHPC) presents strength and durability properties superior to existing concrete classes, which are associated with its composition, formed mainly by powdery materials. When subjected to loading, this concrete presents a long linear response until the maximum force is reached, followed by a brittle-type rupture, which makes its application in structural elements unsafe. Some researches already indicate that the addition of metallic fibers and the confinement with transverse reinforcement provide ductility increments to columns produced with UHPC, however, the influence degree that each one exerts is not known. In this context, the present study aims to evaluate the effect of confinement and of the addition of steel fibers in the post-peak behavior of ultra-high performance concrete columns, with a cross-section of 10 cm x 10 cm and a height of 80 cm, submitted to centered compression. The columns were produced with three rates of metallic fibers, 0%, 1.5%, and 3%, and with three spacings of transverse reinforcement, arranged to ensure low, medium, and high confinement index. For each fiber rate, columns without reinforcement were also produced, totaling 12 different combinations. The results indicate that the addition of metallic fibers for both rates provides the same increase in ductility as the increase in the degree of confinement of the columns and that the effect of confinement and of fibers add up to improve the behavior of the columns. Therefore, taking as reference the material properties of this research, the addition of fibers can partially replace the confinement in promoting ductility of ultra-high performance concrete columns, considering that the level of substitution depends on the energy absorption capacity sought. Finally, in comparison to experimentally obtained confined concrete stress and strain, three analytical models of concrete confinement were analyzed, which showed low accuracy in predicting the behavior of confined columns.

RESUMO Fibras de aço são largamente utilizadas para os mais diversos fins na construção civil. A principal utilização é para reforço estrutural. Nessa aplicação as fibras atuam como ponte de transferência de tensão no compósito por meio do atrito entre a fibra e a matriz. Um meio para potencializar a aplicação de fibras em compósitos cimentícios é a alteração da superfície das fibras por meios físico químicos de modo proporcionar maior interação entre a fibra e a matriz. Neste trabalho é proposto um tratamento químico com dois tipos de silano, o Tetraetoxissilano (TEOS) e o Glicidoxipropiltrimetoxissilano (GPTMS). Foram realizados tratamentos de funcionalização por processo úmido e rota ácida com banhos sequenciais e cura após tratamento com silanos em porções de 1 e 10% em volume na solução e posteriormente analisados por MEV/EDS e método gravimétrico. Foram obtidas fibras de aço com silanos depositados em sua superfície. Foi verificado que quanto maior a concentração do banho de silano, maior é a deposição de silano na superfície das fibras. Em paralelo, verificou-se o aumento expressivo da concentração de silício em função do teor de silano nos banhos de funcionalização. Também se verificou que os filmes de silano quando espessos apresentam fragilidade à abrasão, sendo possível remover parte do filme por meio do atrito entre as fibras. ABSTRACT Steel fibers are widely used for the most diverse purposes in civil construction. The main use is for structural reinforcement. In this application, the fibers act as a stress transfer bridge in the composite through the friction between the fiber and the matrix. One way to enhance the application of fibers in cementitious composites is to change the surface of the fibers by physical chemical means in order to provide greater interaction between the fiber and the matrix. In this work it is proposed a chemical treatment with two types of silane, Tetraethoxysilane (TEO)S and Glicidoxypropiltrimethoxysilane (GPTMS). Functionalization treatments were carried out by wet process and acid route with sequential baths and cured after treatment with silanes in portions of 1 and 10% by volume in the solution and later analyzed by SEM/EDS and gravimetric method. Steel fibers were obtained with silanes deposited on its surface. It was found that the higher the concentration of the silane bath, the greater the deposition of silane on the surface of the fibers. In parallel, there was an expressive increase in the concentration of silicon as a function of the silane content in the functionalization baths. It was also found that silane films when thick show fragility to abrasion, being possible to remove part of the film through friction between the fibers.

O trabalho teve por objetivo o desenvolvimento e a análise de compósitos cimentícios híbridos formados através da adição conjunta de fibras de aço e microfibras de vidro a uma matriz cimentícia formada por microconcreto. Com as microfibras pretende-se controlar a microfissuração da matriz, prin]cipalmente aquela que ocorre na fase pré-pico de carregamento como já observado em outras pesquisas: FERREIRA (2002), ARQUEZ (2010) e FERRARI (2014). A ação das fibras de aço é esperada no controle a propagação da fissuração da matriz conferindo ganho de tenacidade ao compósito após a fase de pós-pico do histórico de carregamento. Os compósitos assim formados foram submetidos à ensaios de flexão em três pontos moldando-se para tanto corpos de prova prismáticos com dimensões de 150 x 150 x 500 mm, dotados de entalhe central reto passante conforme recomenda a RILEM (2002). Os ensaios foram realizados no Laboratório de Concreto da Itaipu Binacional em Foz do Iguaçu/Pr. A resposta de cada compósito foi obtida considerando-se parâmetros de resistência e de tenacidade flexional indicados na RILEM (2002) e parâmetros de resistência ao faturamento (curvas de resistência) calculados tendo base equacionamento utilizando-se conceitos da Mecânica da Fratura Elástica Linear. Ficou evidenciado que a adição híbrida e em baixas quantidades de microfibras de vidro com as fibras de aço resultou em melhora no desempenho do compósito em termos de resistência, tenacidade flexional e resistência ao faturamento.

This paper presents the results of a test program on 24 concrete beams with a cross section of 15 x 15 cm. Those are divided into two groups of 12 beams. Group I has a steel fiber content of 40 kg/m³ while Group II uses 60 kg/m³ of steel fibers. The tests consider three sets of beam lengths: 300 mm, 500 mm and 800 mm. The beams were submitted to bending aiming at investigating shear stresses, bending, strain energy, toughness, scale effect and fracture energy. Group II showed a slightly higher resistance to rupture than Group I. However, the smaller the length, the larger the influence of the fiber content. The largest fiber content gave the concrete higher resistance when submitted to bending and shear, especially for the smaller lengths. Both strain and fracture energy, however, show considerable differences for smaller lengths, but are almost the same for the 800 mm beams. Toughness shows improvement in the longer beams and a reduction of this property in the shorter beam from Group II. Resumo Este estudo apresenta os resultados do rompimento de dois grupos de vigas de concreto com fibras de aço. Cada grupo foi composto de 4 vigas com vão de 300 mm, 4 com vão de 500 mm e 4 com vão de 800 mm e seção de 15 cm x 15 cm. A variação dos grupos se deu pela quantidade de fibras (I com 40 kg/m³ e II com 60 kg/m³). Foram avaliados o comportamento da tensão tangencial, momento de fendilhação, energia de deformação, tenacidade, efeito escala e energia de fratura. O grupo II apresentou maior resistência máxima, sendo essa diferença pouco significativa, entretanto, quanto menor o vão maior a influência das fibras. O maior consumo de fibras conferiu à matriz maior resistência à flexão e à tensão tangencial, tendo maior influência nos vão menores. Tanto a energia de deformação quanto a energia de fratura apresentam diferenças consideráveis para os vãos menores, chegando quase a se igualar nos dois grupos para o vão de 800 mm. A tenacidade aumentou mais nas vigas de maior vão e sofreu maior redução para o menor vão do grupo II.

Concrete is a material used in various applications, involving paving, sanitation, infrastructure and superstructure works, dams, bridges, and architectural elements, but for certain applications their physical and mechanical properties are affected by intense degradation agents, motivating the search for artifacts that improve these properties and increase the useful life and durability of matrix materials cement industry. The objective of this work is to clarify the influence of different mix of superplasticizer, steel fibers, water/cement factor, different types of mineral admixtures, besides the type of thermal treatment and method of cylindrical concrete molds of reactive powders, evaluating the resistance to axial compression at the ages of 7 and 14 days. 17 compositions were defined, by mass, for the manufacture of concretes, divided into two stages: the first composed of 10 compositions, and the second by 7 compositions. It was used CP-V ARI cement, sand, metakaolin, silica fume, superplasticizer and kneading water with temperature between 1 and 3°C. After the conformation of the cylindrical molds of dimensions 5x10cm with the aid of a portable immersion vibrator, the specimens were unmolded after 24 hours and received thermal treatment with periods of pre-cure and isotherm that varied according to the defined trait. According to the results obtained, the reduction of the w/c factor and the superplasticizer additive presented higher resistance to compression, however, this reduction in an excessive way impairs the hydration process, implying in the incomplete hydration of all the cement particles, resulting in less resistance. It was observed that the application of thermal treatment and densification by means of layer immersion vibrators acted as essential factors in the increase of the resistances, and that the isotherm time of the composite corroborates the respective increase, until its stabilization, in the temperatures studied. El hormigón es un material utilizado en diversas aplicaciones, que involucran pavimentación, saneamiento, obras de infraestructura y superestructura, presas, puentes y elementos arquitectónicos, pero para determinadas aplicaciones, sus propiedades físicas y mecánicas se ven afectadas por agentes de degradación intensos, motivando la búsqueda de artificios que mejoren dichas propiedades y aumenten la vida útil y durabilidad de los materiales de matriz cementosa. Como objetivo, este trabajo busca estudiar las influencias, en diferentes composiciones, relacionadas con el uso en diferentes cantidades de aditivos y adiciones minerales, fibras de acero, factor agua / cemento, además del tipo de tratamiento térmico y método de densidad adoptado para conformar los moldes. Hormigón cilíndrico a partir de polvos reactivos, evaluando la resistencia a la compresión axial a las edades de 7 y 14 días. Se definieron 17 composiciones, en masa, para la fabricación del material, divididas en dos etapas: la primera compuesta por 10 composiciones, y la segunda por 7 composiciones. Se utilizó cemento CP-V ARI, arena, metacaolín, sílice activa, aditivo superplastificante y agua de amasado con temperatura entre 1 y 3°C. Luego de conformar moldes cilíndricos de dimensiones 5x10cm con la ayuda de un vibrador de inmersión portátil, las probetas fueron tratadas térmicamente con períodos de pre-curado e isoterma que variaban según la línea definida. De acuerdo con los resultados obtenidos, con la reducción del factor a/c el respectivo aumento del aditivo, se obtuvieron mayores resistencias a la compresión, sin embargo, esta reducción excesiva perjudica el proceso de hidratación, implicando la hidratación completa de todas las partículas de cemento, lo que resulta en una menor resistencia. Se observó que la aplicación de tratamiento térmico y densificación mediante vibrador de inmersión estratificado actuó como factores esenciales en el aumento de las resistencias, y que el tiempo de isoterma del composite corrobora el respectivo aumento, hasta su estabilización, en las temperaturas estudiadas. O concreto é um material utilizado em variadas aplicações, envolvendo obras de pavimentação, saneamento, infraestrutura e superestrutura, barragens, pontes, e elementos de arquitetura, porém para determinadas aplicações, as suas propriedades físicas e mecânicas são acometidas por intensos agentes de degradação, motivando a busca de artifícios que melhorem tais propriedades e eleve a vida útil e durabilidade dos materiais de matriz cimentícia. Como objetivo, este trabalho busca estudar as influências, em diferentes composições, relacionadas ao emprego em diferentes quantidades de aditivo e adições minerais, fibras de aço, fator água/cimento, além do tipo de tratamento térmico e método de adensamento adotado para conformação dos moldes cilíndricos de concreto de pós reativos, avaliando a resistência à compressão axial nas idades de 7 e 14 dias. Foram definidas 17 composições, em massa, para fabricação do material, divididas em duas etapas: a primeira composta por 10 composições, e a segunda por 7 composições. Utilizou-se cimento CP-V ARI, areia, metacaulim, microssílica, aditivo superplastificante e água de amassamento com temperatura entre 1 e 3°C. Após a conformação dos moldes cilíndricos de dimensões 5x10cm com auxílio de vibrador de imersão portátil, os corpos de prova foram receberam tratamento térmico com períodos de pré-cura e de isoterma que variaram de acordo com o traço definido. De acordo com os resultados obtidos, com a redução do fator a/c e respectivo aumento do aditivo obteve-se maiores resistências à compressão, todavia essa redução de forma excessiva prejudica o processo de hidratação, implicando na não completa hidratação de todas as partículas de cimento, resultando em menores resistências. Foi observado que a aplicação de tratamento térmico e adensamento por meio de vibrador de imersão em camadas agiram como fatores essenciais no aumento das resistências, e que o tempo de isoterma do compósito corrobora o respectivo aumento, até sua estabilização, nas temperaturas estudadas.

A utilização de polímeros reforçados com fibras de carbono (CFRP) tem crescido nas indústrias aeronáutica, automobilística e energética devido às suas excelentes propriedades estruturais. A fabricação de CFRP geram peças com bom acabamento; porém, frequentemente é necessária uma operação de pós-usinagem, como furação e/ou fresamento, e mesmo com recente aumento da usinagem de CFRP, ainda é um processo de fabricação que gera inúmeros defeitos na superfície do material, provocando, em alguns casos, a rejeição do componente. O controle dos parâmetros de corte busca melhorar a condição da superfície usinada e uma possível solução é a diminuição da temperatura durante o processo, buscando diminuir a delaminação e melhorar a qualidade da superfície. Para reduzir a temperatura, a aplicação de ar comprimido refrigerado (ACR) por tubo de vórtice pode ser uma solução simples e efetiva, sem os problemas que ocorrem ao utilizar fluidos de corte convencionais. Assim, este estudo busca verificar a influência dos parâmetros de corte e da aplicação de ACR na qualidade da superfície usinada de uma placa CFRP formada por tecidos bidirecionais de carbono pré-impregnados com resina epóxi orientados a 0°/90º nos processos de furação e fresamento. Para o processo de furação avaliou-se a rugosidade da parede dos furos e a delaminação do material na entrada e na saída da ferramenta. Os resultados mostraram que a utilização de ACR gerou menores rugosidades e reduziu a delaminação na entrada do furo em comparação ao corte a seco. No entanto, a delaminação na saída do furo teve influência negativa de ACR. Já no processo de fresamento, a otimização dos parâmetros de corte através do projeto de experimentos de BoxBehnken foi feita a fim de obter os menores valores de rugosidade. Os resultados revelaram que os parâmetros mais influentes sobre a rugosidade foram o efeito quadrático da profundidade de corte axial (ap x ap) e o seu efeito combinado com o avanço (ap x f). A otimização gerou baixos valores de rugosidade e boa qualidade visual na superfície usinada. Por fim, a utilização de ACR na usinagem de CFRP mostrou-se vantajosa na maioria dos casos e, visto que essa não agride o meio ambiente, torna-se atrativa para aperfeiçoar este processo de fabricação. The use of carbon fiber reinforced polymers (CFRP) has grown in the aeronautical, automotive, and energy industries due to their excellent structural properties. The manufacture of CFRP generates parts with a good finish; however, a post-machining operation, such as drilling and/or milling, is often necessary and, even with the recent increase in the machining of CFRP, it is still a manufacturing process that generates numerous defects on the surface of the material, causing, in some cases, component rejection. The control of cutting parameters seeks to improve the condition of the machined surface, and a possible solution is to decrease the temperature during the process, seeking to reduce delamination and improve the quality of the surface. To reduce the temperature, applying a cooled compressed air (ACR) by vortex tube can be a simple and effective solution, without the problems that occur when using conventional cutting fluids. Thus, this study aims to verify the influence of cutting parameters and the application of ACR on the machined surface quality of a CFRP plate formed by bi-directional carbon fabrics pre-impregnated with epoxy resin oriented at 0°/90º in the drilling and milling processes. The hole wall surface roughness and delamination at the tool's entrance and exit were evaluated for the drilling process. The results showed that the use of ACR generated low roughness values and reduced the delamination at the hole's entrance compared to dry cutting. However, delamination at the hole's exit had a negative influence on the ACR. In the milling process, the cutting parameters optimization through the Box-Behnken design of the experiment was made to obtain the lowest roughness values. The results showed that the most influential parameters on the surface roughness were the quadratic effect of the axial depth of cut (ap x ap) and its combined effect with the feed rate (ap x f). The optimization generated low roughness values and good visual quality on the machined surface. Finally, the ACR machining of CFRP proved to be advantageous in most cases and, since this alternative does not harm the environment, it becomes attractive to improve this manufacturing process.

O concreto autoadensável reforçado com fibra de aço (CAARF) é um material que combina os benefícios do concreto autoadensável no estado fresco e a maior durabilidade, com os ganhos do concreto reforçado com fibras no estado endurecido, principalmente os ganhos quanto as resistências residuais à flexão. São apresentados neste trabalho os resultados de ensaios das resistências residuais à flexão de 48 prismas entalhados, conduzidos de acordo com RILEM TC 162 TDF para concreto autoadensável reforçado com fibra de aço (CAARF). Este artigo propõe equações para estimar as resistências residuais à flexão nos CAARFs. Para isso, prismas de CAARFs de duas classes de resistência à compressão, 20 MPa e 40 MPa, foram produzidos com 3 tipos diferentes de fibras de aço com o teor de 0,5% e 1,0% em relação ao volume de concreto. A partir dos resultados dos ensaios, foram propostas equações para determinar as tensões de flexão residuais estabelecidas por meio de análise de regressão, as quais foram, então, validadas com os concretos produzidos neste trabalho e resultados disponíveis na literatura. As equações encontradas, apesar de mostrarem uma indicação das resistências à flexão residuais que serão alcançadas, obtiveram um erro relativamente alto. Para que as equações possam ser aplicadas de forma técnica, novos estudos para uma amostra maior precisam ser realizados, visando otimizar as equações. Steel Fiber Reinforced Self-Compacting Concrete (SFRSCC) is a material that combines the benefits of self-compacting concrete in the fresh state and the greater durability, with the gains of fiberreinforced concrete in the hardened state, especially the gains in residual flexural strength. Results are presented in this paper of residual flexural strengths on 48 prenotched prisms conducted in accordance with RILEM TC 162 TDF for the Steel Fiber Reinforced Self-Compacting Concretes (SFRSCC). This article presents equations to estimate residual flexural stresses in SFRSCC. For this, SFRSCC prisms of two compressive strength classes, 20 MPa and 40 MPa, were produced with 3 different types of steel fibers with the contents volume of 0.5% and 1.0%. Based on the test results, equations were proposed to determine the residual flexural stresses established through regression analysis, which were, then, further validated with concretes produced in this work and results available in the literature. The equations found, despite showing an indication of the residual flexural strengths that will be achieved, obtained a relatively high error. In order for the equations to be applied in a technical way, further studies for a larger sample need to be carried out, seeking to optimize the equations.

Resumo Nos últimos anos, pesquisas demonstram o concreto reforçado com fibras de aço como um compósito promissor que pode substituir parte das armaduras convencionais como estribos em vigas, uma vez que as fibras de aço aumentam a resistência ao cisalhamento e tenacidade, o que reduz a possibilidade de ruptura súbita. Neste trabalho foi desenvolvida uma pesquisa experimental para avaliar a influência da adição da fibra de aço na resistência ao cisalhamento e modo de ruptura de vigas de concreto armado sem armadura transversal com a variação da taxa de armadura longitudinal, teor de fibras de aço e resistência do concreto à compressão. Um total de doze vigas foi ensaiado à flexão em quatro pontos. Os resultados experimentais encontrados indicaram que o uso de fibras de aço com ganchos nas extremidades aumentam a resistência ao cisalhamento em vigas e alteram o padrão de fissuração com a formação de pelo menos duas fissuras diagonais e maior número de fissuras de flexão, que proporcionam uma ruptura mais avisada.

The use of self-compacting concrete in civil construction industry presents various advantages, since the material shows adequate workability during fresh state. When fiber reinforcement is used, there are changes in its behavior that require attention. This study aimed to evaluate the applicability of rheological tests and the correlation between its results and those obtained with regular tests used to control SCCs. In that sense, different mixtures of SCC with different steel fiber contents were produced in order to be analyzed in the experimental program described. Rotational rheology tests and slump flow and L-box tests were performed. The results showed that slump flow test did not present good correlations with rheological parameters. On the other hand, this test was able to point out the risk of segregation of the mixtures with higher fiber contents. A good correlation was obtained between the L-box test results and rheological parameters. The L-box was also able to show loss in the passing ability of SCC related to the rise of plastic viscosity and yield stress. These tests also presented a good correlation with the rheological parameters when lower fiber contents were used. Although the rheometry test was unable to evaluate these problems, this kind of test gave more objective and reliable data on variations in rheological parameters related to the increase of fiber content, and proved to be a more reliable test to this kind of application, especially when applied together with the conventional tests. RESUMO O uso de concreto autoadensável na construção civil apresenta várias vantagens, desde que o material apresente trabalhabilidade adequada no estado fresco. Quando é utilizado o reforço com fibras, há alterações nas propriedades no estado fresco, que nem sempre são detectadas com a utilização de ensaios convencionais normalizados. Este estudo buscou avaliar o potencial de aplicação de ensaios reológicos e a relação com os ensaios comumente utilizados para aceitação de CAAs. Com essa finalidade, foram elaboradas misturas de CAA com fibras de aço em diferentes teores e realizaram-se ensaios de reometria rotacional, espalhamento e Caixa L. Os resultados mostraram que o ensaio de espalhamento não apresentou boa correlação com os parâmetros reológicos medidos, mas permitiu detectar o risco de segregação dos concretos com maior teor de fibras. O ensaio de caixa L obteve boa correlação com os valores obtidos no reômetro, demonstrando perda na habilidade passante em função do aumento da viscosidade plástica e tensão de escoamento, especialmente para baixos teores de fibras, mas apresentou bloqueio entre barras para grandes quantidades de fibras. O ensaio de reometria forneceu dados mais objetivos sobre variação nos parâmetros reológicos, apontando um comportamento pseudoplástico do concreto utilizado no trabalho. Ficou claro o aumento da viscosidade com o aumento do teor de fibras como uso da reometria, fornecendo informações confiáveis mesmo para maiores teores de fibras. Isto comprova que a reometria é um ensaio bastante adequado para este tipo de aplicação.

No presente trabalho, apresenta-se uma proposta para o cálculo do momento resistente último, MR, de vigas de concreto armado com fibras de aço(CRFA), considerando o comportamento não linear desse material. Para este propósito abordam-se as propostas de cinco recomendações normativas, ACI 544.4R-88 (1988), RILEM TC 162-TDF (2002), CECS 38 (2004), CEB-FIP (2010) e DAfStb (2010). Para avaliar a proposta, foi utilizado um banco de dados com 42 vigas, que romperam à flexão. A performance da proposta é julgada em função do parâmetro ⅄ = Mexp/Mteo, o qual define a razão entre os momentos resistentes experimentais (BD) e teóricos. Ressalta-se que o parâmetro ⅄ é avaliado em termos da precisão, dispersão, segurança e classificado segundo uma adaptação do Demerit Points Classification – DPC. Por fim, apresenta-se a simulação (não linear do material) da relação momento – curvatura com o auxílio da ferramenta computacional SAP 2000, aplicando-se as equações propostas pelo RILEM TC 162-TDF (2002) e as equações desenvolvidas por Moraes Neto (2013) para a resistência residual desse material. Observou-se que o programa computacional apresenta resultados compatíveis com a base de dados. In the present work, a proposal is presented for the calculation of the ultimate strength, MR, of reinforced concrete beams with steel fibers (CRFA), considering the non-linear behavior of this material. For this purpose, the proposals of five normative recommendations, ACI 544.4R-88 (1988), RILEM TC 162-TDF (2002), CECS 38 (2004), CEB-FIP (2010) and DAfStb (2010). To evaluate the proposal, a database with 42 beams was used, which broke the bending. The performance of the proposal is judged as a function of the parameter ⅄ = Mexp / Mteo, which defines the ratio between the experimental (BD) and theoretical resistances. It should be noted that the parameter ⅄ is evaluated in terms of accuracy, dispersion, safety and classified according to an adaptation of Demerit Points Classification - DPC. Finally, we present the nonlinear simulation of the moment-curvature relationship with the help of the SAP 2000 software, applying the equations proposed by RILEM TC 162- TDF (200) and the equations developed by Moraes Neto (2013) for the residual resistance of this material.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) A destinação final dos resíduos originários das atividades extrativistas minerais, bem como da indústria de transformação, tem sido motivo de preocupação para os órgãos governamentais do mundo todo que lidam com o meio ambiente. O uso de adições, dos mais variados tipos, em concretos, é um tema bastante estudado por vários pesquisadores que buscam características de redução do consumo de cimento para redução de custos, aumento da durabilidade, aproveitamento de resíduos para redução da poluição ambiental, além do aumento das suas resistências mecânicas. Considerando estes aspectos, torna-se cada vez mais necessária a busca por concretos alternativos que possam agregar esses valores, como também, apresentem baixa massa específica, reduzindo o peso e aumentando a área útil das edificações, através da diminuição dos elementos estruturais. Diante desse quadro, procura-se, neste trabalho, analisar os efeitos da adição de fibras de aço (FA), polipropileno (FPP), vidro (FV) e carbono (FC) em um concreto leve produzido com argila expandida e adição de resíduos de borracha de pneus, pó de calcário e pó do polimento de porcelanato. Para tanto, foram adicionadas as fibras supracitadas, individualmente, ao concreto leve residual em teores de 0,2 %, 0,4 % e 0,6 %, em relação ao volume do material. Um concreto leve residual com resistência à compressão aos 28 dias de 32 MPa foi produzido para servir de referência, sendo analisadas as mudanças características sobre a sua massa específica real, índices de vazios, teor de absorção de água, consistência através da trabalhabilidade, resistência à compressão, resistência à tração na flexão, resistência à fratura e tenacidade. Os resultados indicaram uma diminuição na trabalhabilidade, na resistência à compressão e na massa específica real para todos os concretos investigados, enquanto ocorreram aumentos no índice de vazios, teor de absorção de água e nas resistências aos esforços de flexão e fratura, bem como na tenacidade. The final destination of residues originated from industrial and mining activities has gained growing attention from governmental representatives involved in environmental issues. One of the economic alternatives is their use as concrete admixtures, exploring their potential to reduce the consumption of Portland cement and concrete weight, and at the same time improve concrete strength and durability, aiming at structural applications. In this scenario, the objective of the present study was to evaluate the effect of fiber addition on the properties of a lightweight concrete mix formulated using expanded clay and multiple residues (porcelain polishing, tire rubber and limestone residues). The volume contents of steel, polypropylene, glass and carbon fibers added to the lightweight concrete mix were 0.2 %, 0.4 % and 0.6 %. The resulting fiber-reinforced mixes were characterized by specific weight, void ratio, water absorption slump, mechanical (compressive and tensile) strength and fracture resistance. A fiber-free lightweight mix was also prepared and characterized for reference purposes. Its strength was 32 MPa at 28 days. The results revealed that the addition of fibers generally reduced the workability of the mixes, as well as their specific weight and compressive strength. On the other hand, the void ratio and water absorption increased along with the tensile strength and fracture resistance.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior As propriedades dependentes do tempo nos materiais, como a fluência e a retração, relacionam-se diretamente às condições de durabilidade, segurança e desempenho das estruturas. A fluência do concreto é definida como a deformação observada ao longo do tempo ocasionada por uma tensão constante aplicada ao elemento. Tal deformação é causada principalmente pela movimentação ou remoção da água na pasta de cimento. É objetivo deste trabalho analisar a influência da adição de fibras de aço nos concretos com classe de resistência de 25 e 50 MPa quanto à fluência quando submetido à compressão. Para tanto, empregou-se um aparato experimental capaz de determinar a fluência em corpos de prova de concreto de maneira simplificada, descartando a utilização de extensômetros internos no concreto e dispositivos complexos, permanecendo dentro dos preceitos da ACI 209.2R, CEB MC90-99 e ABNT NBR 8224:2012. Foram ensaiados concretos convencionais com resistência característica à compressão de 25 e 50 MPa, com adição de fibras de aço nos teores de 30, 40, 50 e 60 kg/m³, os quais correspondem a 0,38%, 0,50%, 0,64% e 0,77% em volume. O ensaio foi realizado em corpos de prova de concreto com idade de 28 dias, submetidos à tensão de compressão equivalente à 35% da resistência última estimada, em local com condições de temperatura e umidade relativa do ar controladas. A duração do ensaio foi de 90 dias, com coleta diária de dados. The time dependent properties of materials, such as creep and retraction, are directly related to the durability, safety and performance of structures. The creep of the concrete is defined as the deformation observed over time caused by a constant tension applied to the element. Such deformation is caused mainly by the movement or removal of water in the cement paste. It is objective of this work to analyze the influence of the addition of steel fibers on concretes with resistance class of 25 and 50 MPa about creep when subjected to compression. For this, an experimental apparatus was used to determine the creep in concrete specimens in a simplified way, discarding the use of internal extensometers in concrete and complex devices, remaining within the precepts of ACI 209.2R, CEB MC90-99 and ABNT NBR 8224:2012. Conventional concretes with compressive strength of 25 and 50 MPa were tested with addition of steel fibers in the contents of 30, 40, 50 and 60 kg/m³, wich correspond to 0.38%, 0.50%, 0.6% and 0.77% by volume. The test was performed in concrete test specimens aged 28 days, submitted to compression stress equivalent to 35 % of the estimated ultimate resistance, in a room with controlled temperature and relative humidity conditions. The duration of the test was 90 days, with daily data collection. Dissertação (Mestrado)

The use of steel fibers in the concrete is mainly aimed at increasing the post-peak toughness, due to the adhesion of the fibers to the cementitious matrix. However, there are several typologies of steel fibers, and the main differences are in the form (relation between length and diameter), fiber geometry, and the characterization between macrofibers and microfibers, which generally serve to reduce macrocracking and microcracking, respectively. In this context, this work evaluated the use of microfibers (20 kg/m³ or volume equal to 0.26% (Vf) of concrete volume), macrofibers (20 kg/m³ or Vf = 0.26%) and hybridization (10 kg/m³) + macrofibers (10 kg/m³) inserted in a high strength concrete (fc = 80 MPa). Two types of steel fibers were used: macrofibers with a diameter of 0.75 mm and a length of 60 mm (a form factor of 80); and microfibers with a diameter of 200 μm and a length of 13 mm (a form factor of 65). The fibers were used in concrete to act as a reinforcement on the compression face of reinforced beams (12×20×160cm), and the mechanical characteristics of the concretes were analyzed: (i) flexural strength in prismatic specimens (10×10×35 cm), (ii) compressive strength in cylindrical specimens (20×Ø10 cm) and (iii) modulus of elasticity in cylindrical specimens (20×Ø10 cm). Analysis of the results showed that compressive strength increased by approximately 8% for all the compositions with fibers compared with concrete without fibers. Similar behavior was verified for the modulus of elasticity. In the prismatic specimens (10×10×35 cm) an increase in toughness was observed, with the macrofibers performing better. In beams measuring 12×20×160 cm, an increase in bearing capacity was verified regarding cracking time and plastic rotation, with the best result also obtained using macrofibers. Overall, it can be concluded that the application of reinforcement with steel fibers in the compression face of beams was efficient, even though it did not present a significant increase in compressive strength, a fact that could be correlated with the reduced volume of fibers used. Resumo A utilização de fibras de aço no concreto visa aumentar principalmente a tenacidade, em função da aderência das fibras à matriz cimentícia. Entretanto como existem diversas tipologias de fibras de aço, as principais diferenças estão no fator de forma (relação entre comprimento e diâmetro), na geometria das fibras, e, na caracterização entre macrofibras e microfibras, que de modo geral servem para reduzir a macrofissuração e microfissuração, respectivamente. Dentro deste contexto, este trabalho avaliou a utilização de microfibras (20 kg/m³ ou volume igual a 0,26% (Vf) do volume de concreto), macrofibras (20 kg/m³ ou Vf = 0,26%) e a hibridização entre os dois tipos (microfibras (10 kg/m³) + macrofibras (10 kg/m³)) inseridas em um concreto de alta resistência (fc = 80 MPa). Foram utilizados dois tipos de fibras de aço: as macrofibras com diâmetro de 0,75 mm e comprimento de 60 mm (fator de forma igual a 80, com gancho na extremidade); e microfibras com diâmetro de 200 µm e comprimento de 13 mm (fator de forma igual a 65). As fibras foram utilizadas no concreto para atuar como reforço na face tracionada de vigas armadas (12×20×160cm), e foram analisadas as características mecânicas dos concretos: (i) resistência à flexão em corpos de prova prismáticos (10×10×35 cm), (ii) resistência à compressão em corpos de prova cilíndricos (20×Ø10 cm) e (iii) módulo de elasticidade em corpos de prova cilíndricos (20×Ø10 cm). Análise dos resultados mostraram que na resistência à compressão houve um acréscimo de aproximadamente 8% para todas as composições com fibras em relação ao concreto sem fibras. Quanto ao módulo de elasticidade foi verificado comportamento semelhante. Nos corpos de prova prismáticos (10×10×35 cm) ocorreu aumento na tenacidade, sendo que as macrofibras tiveram melhor desempenho. Nas vigas de 12×20×160cm, ocorreu aumento da capacidade portante, quanto ao momento de fissuração e rotação plástica, sendo que o melhor resultado também foi obtido com as macrofibras. De modo geral, pode-se concluir que a aplicação do reforço com fibras de aço na face tracionada das vigas foi eficiente, embora não apresentou aumento significativo na resistência à compressão, fato que pode estar correlacionado ao reduzido volume de fibras utilizado.

RESUMO A curva tensão-deformação do concreto é importante para o dimensionamento de estruturas, pois por meio dela é possível obter sua resistência à compressão, sua deformação de pico, o módulo de elasticidade e a tenacidade do concreto. Entretanto, essa é uma propriedade que não é comumente determinada nos ensaios de controle de qualidade do concreto, sendo normalmente controlada apenas a resistência à compressão. Contudo, quando se utiliza de métodos mais refinados para projeto de estruturas de concreto, como, por exemplo, a análise não linear física com o emprego do método dos elementos finitos, essa é uma propriedade fundamental para a análise da estrutura. Neste caso, a curva tensão-deformação à compressão deveria ser controlada em laboratório, mesmo quando se utiliza de curvas recomendadas em códigos de projeto. Deste modo, o objetivo deste artigo é apresentar uma metodologia para avaliação da curva completa tensão-deformação à compressão do concreto simples e reforçado com fibras de aço a partir de máquinas de ensaio de baixo custo, disponível na maioria dos laboratórios de controle de qualidade de concreto. Adicionalmente, é apresentada uma metodologia numérica para análise inversa da curva tensão-deformação à compressão com o objetivo de estimar parâmetros para modelagem de estruturas de concreto por meio da mecânica do Dano. ABSTRACT The stress-strain diagram of concrete is important for the design of concrete structures because compressive strength, peak deformation, modulus of elasticity and toughness can be obtained from this diagram. However, the stress-strain relationship is not commonly determined in concrete quality control trials, and usually, only compressive strength is determined. However, when more refined methods are used for designing concrete structures, such as physical nonlinear analysis with the finite element method, the stress-strain diagram is fundamental for structure analysis. In this case, the compression strain-strain curve should be determined in a laboratory, even if recommended curves from design codes are used. Thus, the objective of this paper is to propose a methodology to evaluate the compressive strain-strain diagram of plain and steel fiber reinforced concretes using low-cost test machines available in most concrete control laboratories. In addition, a numerical method is presented for inverse analysis of the strain-strain diagram, with the objective of estimating parameters for modeling concrete structures by means of damage mechanics.

The use of self-compacting concrete has increased for several reasons over recent decades but, mainly due to its high fluidity, which dispenses of the need for concrete vibrators, ease of casting, higher quality and better compacting, allowing the production of slender pieces, with a higher reinforcement ratio. However, even self-compacting concrete exhibits brittle failure behavior and low tensile and shear strength, issues that can be mitigated with the use of steel fibers. Aiming to investigate the shear strength in self-compacting concrete beams with steel fibers, this study presents a database collected from 113 experimental tests in the literature. Using the Root Mean Square Error (RMSE) and the Collins’ Demerit Points Classification (DPC), five code-based equations and ten experimental based equations for the prediction of the shear capacity of SFRC beams were evaluated. The results show that, unlike concrete without the addition of fibers, increase in aggregate dimensions decreases the shear strength with the use of steel fibers in SCC beams. Additionally, the increase in fiber volume corresponds to an increase in concrete shear strength with a maximum compressive strength of 50 MPa. The results also demonstrate that the Root Mean Square Error (RMSE) is better for evaluating the precision but not the safety of the shear strength prediction equations, which are better determined by Collins’ Demerit Points Classification (DPC). Code-based equations for ultimate shear strength prediction of fiber reinforced concrete beams presented results with satisfactory safety and economy.

In this work the properties of the reinforced structural concrete with polypropylene treated bamboo fibers were studied and they were compared with the properties of the structural concrete without addition of fibers and with the addition of steel fibers. Much has been studied regarding reinforced concrete with different fibers. Among the natural fibers, bamboo fibers are among those that present a good mechanical performance and can be compared to steel. One of the factors that prevent its indication for its use in the construction industry is due to the fiber's water absorption capacity, which results in the loss of the mechanical properties of the fiber and, consequently, of the concrete. In order to decrease the water absorption by the fibers, they were treated with polypropylene (PP) in solution, to waterproof the fiber and to guarantee the resistance to the requested stresses of the structural concrete. Three types of structural concrete were obtained: structural concrete without fiber addition, structural concrete with 8 % by volume addition of bamboo fibers, and structural concrete with 8 % by volume addition of steel fibers. The different types of concrete were characterized by mechanical, morphological and microstructural tests. The partial results showed that the different types of concrete can be classified as excellent and that the concrete containing steel fibers is more resistant although the reinforcement matrix interaction was higher for the concrete obtained with bamboo fibers coated with PP. Neste trabalho foi estudado as propriedades do concreto estrutural reforçado com fibras de bambu tratadas com polipropileno sendo as mesmas comparadas com as propriedades do concreto estrutural sem adição de fibras e com a adição de fibras de aço. Muito se tem estudado a respeito do concreto reforçado com diferentes fibras. Entre as fibras naturais, as fibras de bambu estão entre as que apresentam um bom desempenho mecânico podendo ser comparado ao do aço. Um dos fatores que impede sua indicação para o emprego na construção civil deve-se a capacidade de absorção de água pela fibra, que resulta na perda das propriedades mecânicas da mesma e, por consequência, do concreto. Visando diminuir a absorção de água pelas fibras, estas foram tratadas com polipropileno (PP) em solução, para impermeabiliza-las e garantir a resistência aos esforços solicitados do concreto estrutural. Foram obtidos três (03) tipos de concreto estrutural: concreto estrutural sem adição de fibras, concreto estrutural com adição de 8% em volume de fibras de bambu e, concreto estrutural com adição de 8% em volume de fibras de aço. Os diferentes tipos de concreto foram caracterizados por meio de ensaios mecânicos, morfológicos e microestruturais. Os resultados mostraram que os diferentes tipos de concretos podem ser classificados como excelentes e que o concreto contendo fibras de aço é mais resistente embora a interação matriz reforço tenha sido maior para o concreto obtido com fibras de bambu revestidas com PP.

Resumo Nos últimos anos, pesquisas demonstram o concreto reforçado com fibras de aço como um compósito promissor que pode substituir parte das armaduras convencionais como estribos em vigas, uma vez que as fibras de aço aumentam a resistência ao cisalhamento e tenacidade, o que reduz a possibilidade de ruptura súbita. Neste trabalho foi desenvolvida uma pesquisa experimental para avaliar a influência da adição da fibra de aço na resistência ao cisalhamento e modo de ruptura de vigas de concreto armado sem armadura transversal com a variação da taxa de armadura longitudinal, teor de fibras de aço e resistência do concreto à compressão. Um total de doze vigas foi ensaiado à flexão em quatro pontos. Os resultados experimentais encontrados indicaram que o uso de fibras de aço com ganchos nas extremidades aumentam a resistência ao cisalhamento em vigas e alteram o padrão de fissuração com a formação de pelo menos duas fissuras diagonais e maior número de fissuras de flexão, que proporcionam uma ruptura mais avisada. Abstract During the last few years, researchers have demonstrated steel fiber reinforced concrete as a promising composite. This composite can replace part of the conventional reinforcement such as like stirrups in beams once the steel fiber increases the shear strength and stiffness, reducing the possibility of sudden rupture. An experimental study was conducted to evaluate the influence of the addition of steel fiber in the nominal shear strength and failure mode of reinforced concrete beams without transverse reinforcement to the variation of longitudinal reinforcement ratio, steel fiber content and concrete compressive strength. A total of twelve beams were tested using a four point bending test. The experimental results indicated that the use of hooked steel fiber increase the shear strength of beams and alter the pattern of cracks with the formation of at least two diagonal cracks and a greater number of bending cracks providing a warning of the impending beam failure.

Este estudo piloto visa desenvolver um asfalto auto cicatrizável através de aquecimento por micro-ondas, buscando reduzir tempo de processamento, economizar energia e permitir aplicações reais em um futuro próximo. Os compósitos foram produzidos com diferentes porcentagens de fibras curtas de aço obtidas da indústria da cutelaria, que foram introduzidas no asfalto com o objetivo de servir como fonte de calor, permitindo assim o aquecimento por micro-ondas. Características estruturais, morfologia e comportamento térmico das fibras curtas de aço foram obtidos por meio de difração de Raios-X, Fluorescência de Raios-X, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Análise Térmica (TGA), que também foi utilizada para verificar a variação da massa do compósito com a temperatura. A temperatura do compósito foi monitorada durante o aquecimento para determinação da taxa de aquecimento em função da porcentagem de fibras. Ensaios foram realizados para determinar viscosidade Brookfield, penetração, ductilidade, ponto de amolecimento e densidade, permitindo assim a caracterização das propriedades físicas da amostra mais representativa do compósito. Os resultados mostram a viabilidade do aquecimento por micro-ondas para produção do compósito, indicando potencial para futuras aplicações como asfalto auto cicatrizável e reparo de pavimentos. This pilot study aims to develop a self-healing asphalt through microwave heating, to reduce processing time, save energy and allow real commercial applications in a near future. Asphalt based composites were produced with different percentages of steel short fibers, obtained from the cutlery industry, to serve as a heat source for microwave radiation. Structural characteristics, morphology, and thermic behavior of the short steel fibers were characterized through X-ray Diffraction, X-ray Fluorescence, Scanning Electron Microscopy and Thermogravimetric Analysis, that was also used to verify the relation between mass variation and temperature of the asphalt-based composite. Temperature was monitored during micro wave heating to determine the heating rate of the composites with different percentage of fibers. Brookfield viscosity, penetration, ductility, softening point and density tests were carried out to characterize physical properties of the most representative asphalt-based composite. Results show the feasibility to use microwave heating in the production of the composite, indicating potential for future application as self-healing asphalt and pavement repair.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo – FAPESP O processo de montagem da armadura e do adensamento do concreto em peças estruturais demandam tempo e deslocamento de mão de obra. O uso do reforço com fibras em substituição parcial da armadura transversal poderia reduzir o tempo de fabricação e facilitar o adensamento das peças. Diante de tal cenário, esta pesquisa visou o estudo de concretos reforçados com fibras e de vigas de concreto armado, a fim de verificar seu comportamento. Foram confeccionados traços de concretos reforçados com fibras de aço e traços de concretos com fibras de vidro álcali-resistentes. Ademais foi utilizado o resíduo de fresado asfáltico para substituição parcial do agregado miúdo e graúdo na porcentagem de 15%. A caracterização dos materiais foi realizada conforme as normas da ABNT. Foram realizados ensaios para análise da Resistência a Compressão, da Tração Indireta, do Modulo de Elasticidade, da Tenacidade por meio dos Ensaios Barcelona e ASTM C-1399. A avaliação do comportamento mecânico foi realizada por meio de flexão em quatro pontos em vigas de concreto armado, visando mostrar o seu comportamento aos esforços solicitantes. Os resultados revelam o efeito positivo das fibras para concretos com resíduos em sua composição, principalmente no que diz respeito as fibras de aço. Foi verificada maior atuação das fibras quanto a Resistencia Residual do concreto e a sua Tenacidade. Demonstrou-se também a viabilidade da aplicação estrutural do resíduo de fresado asfáltico como substituição parcial de agregados naturais. The process of assembling the reinforcement and the density of the concrete in structural pieces demand time and displacement of labor. The use of reinforcement with fibers in partial replacement of the transverse reinforcement could reduce the time of manufacture and facilitate the densification of the parts. Given this scenario, this research aimed at the study of concrete reinforced with fibers and reinforced concrete beams, in order to verify their behavior. Traces of concrete reinforced with steel fibers and traces of concrete with alkali-resistant glass fibers were made. In addition, the asphaltic milling residue was used for partial replacement of the small and large aggregate in the percentage of 15%. The material characterization was performed according to ABNT standards. Tests were performed to evaluate the Compressive Strength, Indirect Traction, Elasticity Modulus, and Tenacity through the Barcelona and ASTM C-1399 Tests. The evaluation of the mechanical behavior was performed by means of four-point bending in reinforced concrete beams, aiming to show its behavior to the applicant efforts. The results show the positive effect of the fibers for concrete with residues in their composition, mainly with respect to the steel fibers. It was verified a greater performance of the fibers as the Residual Resistance of the concrete and its Tenacity. It was also apresentated the viability of the structural application of asphalt milling residue as partial replacement of natural aggregates.

Esse trabalho tem como objetivo estimar a quantidade de fibras presentes em corpos de prova de concreto cilíndricos, com 100 mm de diâmetro e 200 mm de altura, reforçados com fibras de aço, utilizando o processamento digital de imagens (PDI) das seções transversais dos corpos de prova. O programa experimental consistiu na produção de 192 corpos de prova a partir de três diferentes teores de fibras de aço incorporadas a mistura do concreto (20 kg/m³, 30 kg/m³ e 40 kg/m³), sendo 64 corpos de prova para cada teor de fibra. Destes, 32 foram desmoldados ainda no estado fresco e as fibras foram separadas e 32 foram cortados transversalmente para obtenção de imagens das seções. A estimativa da quantidade de fibras presentes no concreto foi realizada com a utilização de uma rotina de programação desenvolvida em ambiente MatLAB, que fez a análise da imagem digital da seção transversal do corpo de prova, identificando a segmentação das fibras presentes. Os valores estimados para a quantidade de fibras utilizando o processamento de imagens foram comparados com as quantidades obtidas na desmoldagem dos corpos de prova no estado fresco. Os resultados para estimativa utilizando o PDI foram satisfatórios não havendo variação significativa para as duas formas de estimativas do volume de fibras. This work aims to estimate the amount of fibers present in cylindrical concrete specimens, 100 mm in diameter and 200 mm high, reinforced with steel fibers, using the digital image processing of the cross sections of the specimens. The experimental program consisted of the production of 192 specimens from three different levels of steel fibers (20 kg / m³, 30 kg / m³ and 40 kg / m³). fiber content. Of these, 32 were still demoulded in the fresh state and the fibers were separated and 32 were cut crosswise to obtain images of the sections. The estimation of the amount of fibers present in the concrete was carried out using a programming routine developed in MatLAB environment, which allows the analysis of the digital image of the cross section of the specimen, identifying and segmenting the fibers present. The estimated values for the amount of fibers using the image processing were compared with the quantities obtained in the demoulding of the specimens in the fresh state. The results for the estimation using the PDI were satisfactory, there was no significant variation for the two forms of fiber volume estimates. Dissertação (Mestrado)

The effects of the inclusion of steel fibers in concrete have been widely studied in order to investigate possible changes in mechanical properties, such as the increase in tensile strength, ductility, stiffness, toughness (energy absorption capacity), and durability. An immediate consequence of this addition is the mitigation of concrete's brittle behavior, so that the material meets new quality requirements. In this context, it is important to study the spatial distribution of the entire internal structure of these materials. Three-dimensional computed microtomography is a non-destructive inspection technique used to characterize the internal structures of various materials based on X-ray interaction with the inspected object. Topological and morphological properties can be obtained directly in three dimensions by means of mathematical reconstruction of the radiographs, which allows analyzing, for example, porosity and distribution of objects. In this context, the aim of this study is to investigate the spatial distribution of steel fibers, as well as of porosity in reinforced concrete samples. To this end, we used a microtomography system calibrated to operate at a voltage of 80 kV, electric current of 100 μA and a pixel size equal to 24 µm. The results showed low porosity and that the steel fibers were not uniformly distributed throughout the sample. RESUMOOs efeitos da inserção de fibras de aço em concretos têm sido amplamente estudados com o objetivo de investigar possíveis modificações nas propriedades mecânicas, tais como, o aumento da resistência à tração, ductilidade, rigidez, tenacidade (capacidade de absorção de energia), e durabilidade. Uma das consequências imediatas dessa adição é a mitigação do comportamento frágil do concreto, de forma que o material passe a ter novas exigências de qualidade. Nesse contexto, é de grande importância o conhecimento espacial da distribuição de toda estrutura interna desses materiais. A microtomografia computadorizada tridimensional é uma técnica utilizada na caracterização de estruturas internas de diversos materiais, baseada na interação dos raios X com o objeto inspecionado, sendo considerado um ensaio não destrutivo. Propriedades morfológicas e topológicas podem ser obtidas diretamente em três dimensões através da reconstrução matemática das radiografias, o que possibilita analisar, por exemplo, a porosidade e a distribuição de diversos objetos. Nesse contexto, o objetivo desse trabalho é a investigação da distribuição espacial das fibras de aço, assim como da porosidade em amostras de concreto. Para tal, foi utilizado um sistema de microtomografia calibrado para operar com uma tensão de 80 KV, corrente elétrica de 100 µA e um tamanho de pixel igual a 24 µm. Os resultados mostraram uma porosidade baixa e que as fibras de aço não estão distribuídas uniformemente ao longo da amostra.

Os tubos de concreto com fibras de aço apresentam-se como uma variante tecnológica interessante. No estudo incipiente na localidade, o objetivo principal é o de avaliar a viabilidade técnica de tubo de concreto de armadura descontínua com fibras de aço orientadas aleatoriamente, mediante o ensaio de compressão diametral para análise do comportamento mecânico. O objetivo secundário é o de verificar a absorção de água e o teor efetivo de fibras na ponta, no meio e na bolsa do tubo. No estudo utilizaram-se as fibras de aço DRAMIX 80/60 ou 65/35, soltas ou coladas em pente, nos teores teóricos de 0,25%, 0,38% e 0,50%. Os resultados apontaram que apenas os tubos de concreto da série TCFA 80/60 - FCP nos teores efetivos de fibras de 0,36% e 0,50% e em todos os teores efetivos da série TCFA 80/60 - FS atingiram a mínima carga de ruptura e pós-fissuração estabelecida pela NBR 8890 (ABNT, 2007). Os resultados de absorção de água ficaram abaixo da máxima absorção recomendada pela NBR 8890 (ABNT, 2007) e houve maiores níveis de absorção e de teor efetivo de fibras na cadeia da ordem ponta, meio e bolsa. Ao final, mostrou-se oportuna a viabilidade técnica de tubo de concreto com fibras de aço na localidade. Reinforced steel-fiber concrete pipes emerge as an interesting technological variant. In an incipient study of the locality, the main objective was to assess the technical feasibility of discontinued reinforced steel-fiber concrete pipes randomly oriented by the diametrical compression test for mechanical behaviour analysis. The second objective was to verify the water absorption and effective fiber content in the spigot, barrel and bell of the tube. In this study, DRAMIX 80/60 or 65/35 steel fibers were used (loose or glued) in the theoretical contents of 0.25%, 0.38% and 0.50%. The results indicated that the concrete pipes from the TCFA 80/60 - FCP series in the effective fiber contents of 0.36% and 0.50% and the TCFA 80/60 - FS series in all effective contents were the only ones that reached the minimum failure loading and post-cracking established by the NBR 8900 (ABNT, 2007). The water absorption results were below the maximum absorption recommended by NBR 8900 (ABNT, 2007) and there were higher levels of absorption and effective fiber content in the chain from the order spigot, barrel and bell. Finally, the technical feasibility of reinforced steel-fiber concrete pipes in the locality was shown to be timely. MACÊDO, A. N.;POMPEU, B. B. Universidade Federal do Pará, Instituto de Tecnologia (ITEC)

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. Sabendo que o concreto possui um comportamento frágil, sendo esta uma peculiaridade negativa para projetos estruturais, a adição de fibras de aço no processo de produção vem se tornando uma das soluções em destaque para a diminuição dessa fragilidade. Isto posto, o concreto reforçado com fibras está, cada vez mais, presente em obras de Construção Civil como, por exemplo, túneis e obras de saneamento básico. Com a grande variedade de fibras, os ensaios experimentais, muitas vezes, torna-se inviável para avaliação do comportamento do compósito reforçado com diferentes tipos de fibra. Neste sentido, este trabalho apresenta simulações em elementos finitos de corpos de prova de concreto com adição de fibras de aço para os ensaios de arrancamento, tração e flexão. Para a inclusão das fibras de aço nos elementos sólidos foram utilizados o método embutido e o método semi-embutido. Nessas simulações, o concreto foi simulado utilizando modelos constitutivos não lineares de dano e de trinca embutida. Por sua vez, para as fibras, o modelo constitutivo utilizado foi o elástico perfeitamente plástico. Para simular o contato foi utilizado o modelo tensão cisalhante-deslizamento proposto pelo CEB-FIP. Por fim, os resultados obtidos numericamente apresentaram boa concordância quando comparados com ensaios experimentais. Palavras Chaves: Concreto reforçado, Fibras de aço, Elementos Finitos, Modelos constitutivos. It is widely acknowledged that the concrete has a fragile behavior, which is a negative trait for structural projects. The addition of steel fibers on the production process is becoming one of the outstanding solutions for reducing this fragility. To that extent, the use of fiber reinforced concrete in constructions is growing rapidly. Experimental tests in this composite material, however, are not widely performed due to costs and the required time. In this sense, this work presents finite elements’ simulations of a set of concrete specimens with reinforcing steel fibers, these are: pull out tests, tensile tests and bending tests. The embedded and semi embedded methods were used to consider the steel fibers in the finite element mesh. In the simulations, the concrete was modeled using damage and embedded crack constitutive models. For the fibers an elastic-plastic constitutive model was used. Finally, to simulate the contact, the shear stress vs sliding model proposed by CEB-FIP was used. The numerical results were compatible with available experimental results.

O presente trabalho tem o objetivo de desenvolver novos materiais cerâmicos refratários, através do aproveitamento de resíduos derivados da geração de energia elétrica a partir da queima da casca de arroz. Microfibras cerâmicas foram introduzidas com o intuito de melhorar a resistência ao choque térmico. Os corpos de prova foram produzidos pelo método de prensagem uniaxial (20MPa), com substituição da argila refratária por sílica da casca de arroz (20%), e microfibras cerâmicas (20%) ou fibras de aço (1,9%, 3,8% e 5,6%). A sinterização ocorreu na temperatura de 1300º C. As propriedades físicas foram avaliadas através dos ensaios de porosidade aparente, absorção de água, densidade de massa, retração linear de queima, variação de massa e condutividade térmica. As propriedades mecânicas foram avaliadas pelos ensaios de resistência à compressão e resistência à flexão em três pontos. As propriedades térmicas foram avaliadas pelo ensaio de resistência ao choque térmico. As análises de XRD mostraram que houve transformação de parte da sílica presente na mistura em mulita e o restante permaneceu como quartzo. Além disso, a adição de sílica de casca de arroz resultou em uma microestrutura com baixa porosidade, alta retração de queima e elevada resistência mecânica. As cerâmicas com fibras apresentaram porosidade elevada, menor retração de queima e menor condutividade térmica do que a cerâmica de referência. Relativamente à resistência ao choque térmico, as cerâmicas com fibras de aço apresentaram desempenho significativamente superior em relação às cerâmicas sem fibras. This study aims to develop new refractory ceramic materials, through the use of waste resulting from the electricity generation from rice husk burning. Ceramic microfibers were introduced with the aim of improving the resistance to thermal shock. The samples are produced by uniaxial pressing method (20MPa), by replacing refractory clay for ashes of rice husks (20%), ceramic microfibers (20%), and steel fiber (1,8%, 3,8% and 5,6%). The sintered occurred at temperature of 1300º C. Samples physical properties will be evaluated through the apparent mass density tests, apparent porosity, water absorption, linear shrinkage after burning, mass variation and thermal conductivity. The mechanical properties are evaluated by the compressive strength test and three points flexural test. The thermal properties will be evaluated by the thermal shock resistance test. XRD analyzes showed that some silica was present in the mullite mixture and the rest remained as quartz. The results show that the addition of SCA resulted in a microstructure with low porosity and with high firing shrinkage. The ceramics with fibers presented high porosity and low firing shrinkage and thermal conductivity, even, lower than the reference ceramic. The ceramics with SCA presented high mechanical resistance, while the ceramics with steel fibers had more ductile behavior. Regarding the thermal shock resistance, the ceramics with steel fibers presented a significantly superior performance in relation to the ceramics without fibers.

Neste trabalho foi desenvolvida uma pesquisa experimental para avaliar a influência da adição de fibras de aço na resistência ao cisalhamento e modo de ruptura de vigas de concreto armado. Os efeitos da adição de fibras na resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral e tenacidade também foram analisados. O programa experimental consistiu na moldagem de 12 vigas de concreto armado sem estribos na região dos esforços cortantes. Para todas as vigas foram moldados seis corpos de prova cilíndricos e para as vigas com fibras foram moldados três corpos de prova prismáticos para realização do ensaio ASTM C1609. Foram consideradas duas classes de resistência à compressão do concreto (20 MPa e 40 MPa), duas taxas de armadura longitudinal de tração (1,32 % e 1,55 %) e três teores de fibras em volume ( 0 %; 0,64 % e 0,77 %). As vigas foram ensaiadas à flexão em quatro pontos. Os resultados experimentais encontrados indicaram que o uso de fibras de aço com ganchos nas extremidades aumenta a resistência ao cisalhamento das vigas e altera o padrão de fissuração proporcionando uma ruptura mais avisada. Os resultados de força cortante última foram comparados com os valores teóricos estimados pelo ACI 318, ABNT NBR 6118 e com cinco modelos existentes na literatura cientifica desenvolvidos para estimar a resistência ao cisalhamento de vigas com fibras de aço. Enquanto o ACI 318 e a ABNT NBR 6118 subestimaram a resistência ao cisalhamento das vigas com fibras, o modelo de Kwak et al. (2002) que considera as propriedades mecânicas do concreto e as características das fibras apresentou resultados teóricos próximos aos resultados experimentais. Este resultado demonstrou a necessidade da utilização de outros parâmetros além da resistência à tração do concreto para prever a resistência ao cisalhamento de vigas de concreto com fibras. A influência da adição de fibras na resistência à compressão foi insignificante. A magnitude do efeito da adição de fibras na resistência à tração por compressão diametral e tenacidade foi dependente da classe de resistência do concreto. In this work, an experimental research was developed to evaluate the influence of the addition of steel fibers on the shear strength and rupture mode of reinforced concrete beams. The effects of fiber addition on compressive strength, splitting tensile strength and toughness were also analyzed. The experimental program consisted of the cast of 12 reinforced concrete beams without stirrups in the region of the shear forces. Six cylindrical specimens were molded to all beams. For the beams with fibers, three prismatic specimens were casted to the ASTM C1609 test. Two classes of compressive strength of concrete (20 MPa and 40 MPa), two longitudinal tensile reinforcement ratio (1.32 % and 1.55 %) and three fiber contents in volume (0 % , 0.64 % And 0.77 %) were utilized. The four point bending tests were performed. The experimental results showed that the use of hooked steel fibers increases the shear strength of the beams and alters the cracking pattern providing some warning about the imminence of failure. The results of peak shear load were compared with the theoretical values estimated by the ACI 318, ABNT NBR 6118 and by five models published in the scientific literature developed to estimate the shear strength of beams with steel fibers. While the ACI 318 and ABNT NBR 6118 underestimated the shear strength of the beams with fibers, the Kwak et al. (2002) model that considered the mechanical properties of the concrete and the characteristics of the fibers presented theoretical results close to the experimental results of the beams. This result demonstrated the need for the use of parameters other than the tensile strength of concrete to predict the shear strength of concrete beams with fibers. The influence of the addition of fibers on the compressive strength was insignificant. The magnitude of the effect of the steel fibers on splitting tensile strength and toughness was dependent on the strength class of the concrete. Dissertação (Mestrado)

Submitted by Christianne Fontes de Andrade (cfontes@ct.ufrj.br) on 2019-09-23T16:23:22Z No. of bitstreams: 1 882732.pdf: 5651472 bytes, checksum: 29e1f0f6a3a4fa990c811c33679c474f (MD5) Made available in DSpace on 2019-09-23T16:23:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 882732.pdf: 5651472 bytes, checksum: 29e1f0f6a3a4fa990c811c33679c474f (MD5) Previous issue date: 2017-03 Nesta dissertação foi estudada a auto-cicatrização de fissuras de microconcretos de cimento-escória reforçados com frações volumétricas de fibras curtas (lf=13 mm) de aço e sisal de 1,0-1,28% e 0,28-0,64%, respectivamente. Fissuras de 200 µm de abertura foram induzidas sob cargas de tração direta, aos 28 dias de idade, em corpos de prova de 30x60x300 mm, extraídos de placas de 30x600x900 mm. As amostras foram condicionadas em água (A) ou realizando-se ciclos de molhagem e secagem (M&S) durante 3 e 6 meses. Ensaios de tração direta foram realizados após o condicionamento e a partir dos resultados obtidos foram calculados os índices de recuperação da capacidade de carga (IRT) e de recuperação da rigidez (IRD). Ensaios termogravimétricos foram realizados para identificação das fases presentes na matriz e no material de preenchimento da fissura. Para o estudo da interação fibra-matriz e da cicatrização de microfissuras formadas nessa região foi realizado um pré-arrancamento de 200 µm da fibra de aço da matriz e, após o condicionamento, ensaios de arrancamento. Através de tomografia computadorizada determinou-se o efeito da orientação/concentração das fibras ao longo da espessura e comprimento da placa que foram correlacionados com o comportamento na tração direta pós-cicatrização das amostras. A presença das fibras porosas de sisal permitiu uma maior nucleação de produtos hidratados (CaCO3 e CAH) nas fissuras pré-induzidas na tração direta. Microfissuras menores que 60 µm foram seladas, resultando na recuperação do IRT. Resultados de tomografia indicaram maior concentração de fibras de aço no terço inferior das amostras resultando em fissuras de menor abertura e maior cicatrização. Fissuras de 200 µm presentes na face superior das amostras apresentaram selamento parcial, afetando a performance do IRD. In this dissertation was studied the self-healing phenomenon of cement-slag microconcretes reinforced with volumetric fractions of short fibers (lf=13 mm) of steel and sisal of 1,0-1,28% and 0,28-0,64%, respectively. Crack opening of 200 µm were induced under direct tensile loads at 28 days of age in 30x60x300 mm specimens drawn from 30x600x900 mm slabs. Samples were conditioned in water (W) or wet and dry cycles (W&D) cycles for 3 and 6 months. Direct tensile tests were performed after conditioning and from the obtained results were calculated the load capacity recovery (IRT) and stiffness recovery (IRD) indexes. Thermogravimetric tests were performed to identify the phases present in the matrix and in the filler filling material. For the study of the fiber-matrix interface and the healing of microcracks formed in this region, a pre-slip of 200 µm of a steel fiber from the matrix was conducted and, after conditioning, pull-out tests was performed. Computed tomography determined the effect of the orientation/concentration of fibers along the thickness and length of the slab and that were correlated with the behavior in the direct tensile post-healing behaviour of the samples. The presence of the porous sisal fibers allowed a higher nucleation of hydrated products (CaCO3 and CAH) in the pre-induced cracks in direct tensile. Micro-cracks smaller than 60 µm were sealed resulting in IRT’s recovery. CT Scan results indicated a higher concentration of steel fibers in the lower third of the samples, resulting in smaller cracks and greater healing. Cracks of 200 µm located on the upper face of the samples showed partial sealing, affecting IRD performance.

O presente estudo avalia a eficiência das fibras de aço no reforço ao cisalhamento de vigas em concreto armado. Para esse fim, serão apresentadas algumas recomendações normativas e uma pesquisa experimental. No que diz respeito à análise das recomendações normativas, serão discutidas cinco propostas, RILEM TC 162-TDF (2003), CECS 38 (2004), JSCE (2008), EHE 08 (2010) e MODEL CODE (2010). Nesse contexto, a performance dessas propostas foi avaliada a partir do parâmetro Vexp/Vteo, que relaciona, respectivamente, os resultados experimentais, os quais foram coletados da literatura, compondo um banco de dados (BD), e os resultados teóricos, definidos pelas recomendações normativas. Para o programa experimental, foram avaliadas quatro vigas, sendo uma de referência (sem fibras) e três em concreto reforçado com fibras de aço (CRFA). Ressalta-se que todas as vigas foram reforçadas ao cisalhamento com uma taxa de armadura mínima. Entre as vigas em CRFA, é importante comentar que será avaliada a influência do consumo de fibras (Cf) adicionado à massa de concreto, que irá variar em 0,5% (≈40 kg/m3), 0,8% (≈60 kg/m3) e 1,0% (≈80 kg/m3) e a possibilidade de substituir parcialmente, ou completamente, o reforço convencional (estribos) pelo mecanismo de reforço proporcionado pelas fibras de aço do CRFA. Em relação à analise teórica, concluiu-se que as recomendações normativas MODEL CODE (2010), CECS 38 (2004) e JSCE (2008), ofereceram os resultados mais acertados, com Vexp/Vteo≈1,0, contudo, a JSCE (2008) foi a mais penalizada segundo a versão modificada do DPC (Demerit Points Classification), proposto originalmente por COLLINS (2001). RILEM TC 162-TDF (2003) se comportou de forma conservadora e a EHE 08 (2010) apresentou resultados mais dispersos. Em relação aos ensaios experimentais, embora tenha sido registrado um acréscimo de resistência na ordem de 20%, para o concreto com Cf=1,0%, nos ensaios de compressão axial, contudo, o ganho mais expressivo registrado foi quanto a ductilidade e tenacidade do CRFA, ao ponto de mudar o modo de ruptura das vigas, de cisalhamento (viga de referência) para flexão (vigas com CRFA). The present study aims to assess the efficiency of steel fibres for shear strength of reinforced concrete beams. For this purpose, some design guidelines were discussed together with an experimental research. For the guidelines analysis, five proposals are presented, RILEM TC 162-TDF (2003), CECS 38 (2004), JSCE (2008), EHE 08 (2010) and MODEL CODE (2010). Within this analysis, the proposals performance were assess from the Vexp/Vteo parameter, which corresponds, respectively, the experimental results, which will be collected from the scientific literature, composing a database (DB), and the theoretical results, which are estimated according to the design guidelines. For the experimental research, four beams are evaluated, where one beam is the reference one (no fibres), and the others are built with steel fibres reinforced concrete (SFRC). It is important to note that all beams are reinforced for shear strength by a minimum amount of web reinforcement (stirrups). For the SFRC beams, two conditions will be discussed. Firstly, the influence of the fiber content (Cf) added to the concrete, which range in 0,5% (≈40 kg/m3), 0,8% (≈60 kg/m3) and 1,0% (≈80 kg/m3) and finally, the possibility to replace conventional web reinforcement (stirrups) by steel fibres reinforcement. The theoretical analysis, it was concluded that the guidelines MODEL CODE (2010), CECS 38 (2004) and JSCE (2008), have provided the best results agreed with Vexp / Vteo≈1,0, however, JSCE (2008) was the most penalized according to the modified version of the DPC (Demerit Points Classification), proposed originally by Collins (2001). RILEM TC 162-TDF (2003) behaved conservatively and EHE 08 (2010) showed more dispersed results. In relation to experimental research, although it was recorded a resistance increases of 20% for concrete with Cf = 1.0%, the axial compression tests, however, the most significant gain was recorded as ductility and toughness the SFRC, to the point of changing the way of breaking the beams, shear (reference beam) for bending (beams with SFRC).

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq The fundamental condition to reinforced concrete like a building material is the bond between steel and concrete.The phenomenon of bond works as a transfer mechanism of efforts and allows the strain compatibility in the steel-concrete interface. This work aims to study the bond of steel bars embedded in plainfiber reinforced concrete. Beam test was employed in accordance with RILEM RC5 (1982). Steel bars had 10 mm diameter and fibers were hooked-end with aspect ratio of 80. The fiber volume fraction 1% and the concrete compressive strength 30 MPa. The tests results show that for the fiber content employed the bond strength increase. The theoretical bond-slip models were confronted with experimental values. Uma das premissas fundamentais para funcionamento do concreto armado como material estrutural é a existência de aderência entre o concreto e o aço. O fenômeno de aderência funciona como um mecanismo de transferência de esforços e ainda assegura a compatibilidade de deformações na interface aço-concreto. Este trabalho tem como objetivo avaliar o comportamento da aderência entre concreto de resistência convencional e reforçado com fibras metálicas. Para tanto foi utilizado o ensaio de viga ou beam test, de acordo com a norma RILEM RC5 (1982) para este tipo de ensaio de aderência. Foram moldadas vigas, com barras de aço de 10 mm. O concreto empregado utilizou fibras de aço com ganchos nas extremidades, com fator de forma igual a 80, comprimento igual a 60 mm e fração volumétrica de 1%, fabricada pela Maccaferri no Brasil. O concreto teve resistência à compressão de 30 MPa. Os resultados experimentais apontaram que para o teor utilizado, as fibras metálicas influenciaram a tensão última de aderência. Também foram realizadas comparações com modelos teóricos existentes. São Cristóvão, SE

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior A eficiência das fibras de aço para resistência ao cisalhamento de vigas de concreto armado é avaliada.Quatro feixes foram avaliados: o controle consistiu em um feixe sem fibras de aço e três feixes com concreto armado com fibras de aço. Todas as vigas foram reforçadas para resistência ao cisalhamento por uma taxa mínima de reforço. A influência do teor de fibras no concreto, a 0,5%, 0,8% e 1,0%, e a possibilidade de substituição parcial ou total da armadura de cisalhamento convencional (estribo) por fibras de aço foram avaliadas. Os resultados mostraram um aumento significativo na ductilidade e rigidez das vigas com fibras de aço e, consequentemente, mudanças no modo de falha foram observadas, de cisalhamento (feixe de controle) ao comportamento de flexão (vigas com fibras de aço). The efficiency of steel fibers for shear strength of reinforced concrete beams is assessed. Four beams were evaluated: control consisted of one beam without any steel fibers and three beams with reinforced concrete with steel fibers. All beams were reinforced for shear strength by a minimum reinforcement rate. The influence of fiber content added to concrete, at 0.5%, 0.8% and 1.0%, and the possibility of partial or total replacement of conventional shear reinforcement (stirrups) by steel fibers were evaluated. Results showed a significant increase in ductility and stiffness of the beams with steel fibers and, consequently, changes in the failure mode were observed, of shear (control beam) to flexure behavior (beams with steel fibers). OLIVEIRA, D.R.C.; MORAES NETO, B.N.; MEDEIROS, A.B. Universidade Federal do Pará, Instituto de Tecnologia (ITEC)

Orientador: Prof. Dr. Vladimir José Ferrari Dissertação (mestrado em Engenharia Civil)--Universidade Estadual de Maringá, 2016 Resumo: A utilização de fibras em concreto está cada vez mais empregada na construção civil, com muitos estudos e com diversas técnicas de emprego. As melhorias como a elevada resistência à tração, resistência a corrosão, baixo peso e principalmente o retardo e controle da fissuração, fazem da utilização de fibras em concreto uma alternativa cada vez mais aplicada e disseminada. O trabalho objetivou o desenvolvimento e a análise de um compósito cimentício hibrido para aplicação em reparos de estruturas, sendo que o estudo ocorreu pela introdução conjunta de fibras de aço e microfibras de vidro à matriz cimentícia. Com isso, e seguindo as literaturas sobre fibras, sabemos que as microfibras atuam diretamente na microfissuração que ocorre na fase pré-pico de carregamento, e que as fibras de aço, com um comprimento maior e com ganchos para ancoragem, atuam diretamente na fase pós-pico, isto é, após a fissuração da estrutura. A partir disso, considerou-se o desenvolvimento de um compósito híbrido, com microfibras de vidro e fibras de aço, a fim de que uma fibra complemente a outra e que o compósito desenvolvido possa atuar de forma sinérgica, retardando a microfissuração e aumentando sua capacidade de carga, e que após a atuação das microfibras, com as fissuras já abertas, a estrutura possa ainda suportar carga em função das fibras de aço. Foram realizados ensaios à flexão de três pontos em viga pré-entalhada com a finalidade de estudar o processo de transferência de tensões entre fibras, assim como analisar a incorporação de fibras de vidro ao compósito, material este, que possui poucas referencias na literatura atual no que tange o seu uso a questão estrutural. Ao final comprovou-se em parte a solução proposta, onde o uso controlado e em baixa quantidades de fibra de vidro aliadas com a fibra de aço, ocasionou um aumento da capacidade de carga do concreto, além de direcionar proposições promissoras para novos estudos com o emprego da fibra de vidro Abstract: The use of fibers in concrete is increasingly used in construction, with many studies and several employment techniques. Improvements as high tensile strength, corrosion resistance, low weight and especially the retardation and crack control, make the use of fiber in concrete an alternative more and more applied and spread. The study aimed to the development and analysis of a cementitious hybrid composite for use in structure repairs, and such composite studied the joint introduction of steel fibers and glass microfibers to the cementitious matrix. With that, and following the literature on fibers, we know that the microfibers act directly on the hairline cracks that occur in the pre-peak loading phase, and steel fibers with a greater length and with hooks for anchoring, act directly in the post stage -pico, i.e., after the cracking of the structure. From this was considered the development of a hybrid composite, with glass microfibres and steel fibers, so that a fiber complements the other and the composite developed can act synergistically, delaying microcracking and increases their ability to load, and then, after the performance of the microfibers, with the already open cracks, the structure can also withstand load, depending on the steel fibers. Bending tests were performed at three points in pre-notched beam in order to study the stress transfer process between fibers, so as to analyze the incorporation of glass fibers to the composite, taking into account that this material has few references in the literature, regarding to its structural use. Finally the proposed solution has been partially confirmed, where the controlled use and low glass fiber amounts combined with steel fiber caused an increase in carrying capacity of concrete, in addiction to targeting promising propositions for further studies with fiberglass employment

This paper is the first part of an extensive work focusing the technological development of steel fiber reinforced concrete pipes (FRCP). Here is presented and discussed the experimental campaign focusing the test procedure and the mechanical behavior obtained for each of the dosages of fiber used. In the second part ("Steel fiber reinforced concrete pipes. Part 2: Numerical model to simulate the crushing test"), the aspects of FRCP numerical modeling are presented and analyzed using the same experimental results in order to be validated. This study was carried out trying to reduce some uncertainties related to FRCP performance and provide a better condition to the use of these components. In this respect, an experimental study was carried out using sewage concrete pipes in full scale as specimens. The diameter of the specimens was 600 mm, and they had a length of 2500 mm. The pipes were reinforced with traditional bars and different contents of steel fibers in order to compare their performance through the crushing test. Two test procedures were used in that sense. In the 1st Series, the diameter displacement was monitored by the use of two LVDTs positioned at both extremities of the pipes. In the 2nd Series, just one LVDT is positioned at the spigot. The results shown a more rigidity response of the pipe during tests when the displacements were measured at the enlarged section of the socket. The fiber reinforcement was very effective, especially when low level of displacement was imposed to the FRCP. At this condition, the steel fibers showed an equivalent performance to superior class pipes made with traditional reinforced. The fiber content of 40 kg/m3 provided a hardening behavior for the FRCP, and could be considered as equivalent to the critical volume in this condition. A primeira parte deste trabalho se concentra no desenvolvimento tecnológico de tubos de concreto reforçado com fibras (TCRF). São apresentados e discutidos os resultados obtidos em um estudo experimental focado no procedimento de ensaio e na resposta mecânica obtida para cada um dos teores de fibras utilizados nos tubos. Na segunda parte do trabalho ("Tubos de concreto reforçado com fibra de aço. Parte 2: Modelo numérico para simular o ensaio de compressão diametral"), se apresentam os aspectos associados à simulação numérica da resposta mecânica destes tubos. Este estudo foi levado a cabo com a finalidade de tentar reduzir algumas das incertezas relacionadas com o desempenho dos TCRF e proporcionar melhores condições para viabilizar o uso das fibras como elemento de reforço em tubos. Neste sentido, se realizou um trabalho experimental utilizando corpos-de-prova em escala real. O diâmetro destes tubos foi de 600 mm e seu comprimento de 2500 mm. Alguns dos tubos foram reforçados com armaduras convencionais e outros apenas com fibras metálicas com a finalidade de comparar as diferentes respostas mecânicas no ensaio de três cutelos. Empregaram-se dois procedimentos: numa 1ª série, o deslocamento diametral foi medido por meio de LVDTs posicionados em ambas as extremidades dos tubos, enquanto que, na 2ª série se mediu o deslocamento apenas na ponta dos tubos. Neste sentido, os resultados obtidos demonstraram que a avaliação da rigidez do sistema depende da forma de medida dos deslocamentos. Além disso, foi comprovado que o reforço de fibras metálicas era eficiente, especialmente para níveis de carga próximos às cargas de serviço. Para baixas deformações, os TCRF apresentaram um melhor desempenho em termos de resistência em comparação com os tubos de concreto armado convencional. Por último, se concluiu que o consumo de 40 kg/m3 pode ser considerado o volume crítico de fibras, pois pode obter um encruamento para a resposta estrutural do tubo.

A falta de compatibilização de projetos na construção civil pode gerar interferências entre os diversos projetos de uma edificação e o projeto estrutural, uma destas interferências é a passagem de tubulações na alma de vigas. Na maioria das vezes só é constatado que uma tubulação irá passar no meio de uma viga após a mesma já ter sido concretada e nessa situação muitos construtores realizam uma abertura ou furo na viga para realizar a passagem da tubulação na maior parte das vezes sem a devida consulta a um engenheiro calculista e sem respeitar as prescrições da norma ABNT NBR 6118:2014 no que diz respeito às dimensões e posicionamento na alma da viga ocasionando perda da resistência dessas vigas. Com base no exposto, foi analisada neste trabalho a possibilidade de se adicionar fibras de aço à massa do concreto para atuar como reforço parcial junto ao local do furo. Para avaliar a capacidade das fibras que atua como reforços parciais foram conduzidos ensaios experimentais que consistiram na moldagem de vigas de concreto armado com iguais dimensões onde todas elas foram instrumentadas com extensômetros elétricos e medidores de deslocamento tipo LVDT. As vigas possuíam adição de fibras de aço em diferentes teores e uma abertura transversal de igual geometria e posição na alma. Para realização de um estudo comparativo foram analisadas duas vigas, uma de referência sem adição de fibras à massa do concreto e sem abertura transversal na alma e uma sem adição de fibras de aço à massa do concreto, com abertura transversal na alma, porém, com um reforço em armadura de aço junto ao local da abertura que foi calculado pelo método das Bielas e dos Tirantes. Todas as vigas foram analisadas quando a capacidade de carga, deformações do concreto e do aço além de flecha no meio do vão. Os resultados mostraram que as vigas com adição de fibras de aço à massa do concreto, em alguns locais da viga, alcançaram até a carga de ruptura uma discreta melhora na rigidez, que mostra que as fibras de aço foram eficientes no controle da fissuração, porém as fibras de aço sozinhas não conseguiram manter a mesma capacidade de carga da viga de referência. Sugere-se então a utilização da técnica da adição de fibras de aço à massa do concreto em conjunto com um reforço em armadura de aço junto ao local da abertura calculado pelo método das bielas e dos tirantes. The lack of compatibility of projects in a civil construction can cause interference among the various projects of a building and the structural project, one of these are interferences in the passage of pipes in the beam’s web. In most cases it is only ascertained that a pipe will go through a beam after it has already been concreted, and in this situation many builders perform an opening or hole in the beam to get the pipes through at most times without proper refers to a calculating engineer and without complying with the requirements of the Brazilian standard NBR 6118: 2014 with regard to the dimensions and positioning the beam’s web causing loss of strength on them. Based on this fact presented above, it was analyzed in this study the possibility of adding steel fibers to the concrete mass to act as partial reinforcement at the place of the hole. To evaluate the ability of the fibers act as partial reinforcement, experimental trials were conducted, which consisted of molding reinforced concrete beams with equal dimensions where all of them were instrumented with electric strain gages and LVDT displacement meters. The beams had addition of steel fibers at different levels and a transverse opening of the same geometry and position in the web. To conduct a comparative study two beams were analyzed, one of them being a reference without addition of fiber to the concrete mass and without transverse opening in the web. The other without the addition of steel fibers to the concrete mass, with cross opening in the web, however, with an increase in steel armor at the place of opening which was calculated by the struts an tie method. All beams were analyzed for the load capacity of concrete and steel strains plus arrow in the middle of the span. The results showed that the beams with added steel fibers to the concrete mass, in some places the beam, reached to a discrete breaking load improvement in rigidity, which shows that steel fibers were effective in controlling cracking, but the steel fibers alone do not show the same load capacity of the reference beam. It is then suggested to use the technique of adding steel fibers to the concrete mass together with a reinforcement of steel armor at the place of the opening calculated by the struts and tie method.

As fibras de aço nos tubos de concreto têm proporcionado melhores níveis de comportamento mecânico. Na região norte, singularmente em Belém do Pará, não há estudos sobre a viabilidade técnica desse recurso tecnológico, embora haja uma considerável deficiência de infra-estrutura urbana. Deste modo tornam-se relevantes realizar estudos sobre a alternativa tecnológica. Esse estudo busca analisar o comportamento mecânico dos tubos de concreto com fibras de aço, visando à viabilidade técnica de substituição dos tubos de concreto com armadura convencional. Na metodologia da pesquisa utilizaram-se fibras de aço no estado soltas e coladas em pente do tipo DRAMIX® 3D 65/35 e do tipo DRAMIX® 3D 80/60. Para cada tipo de fibra foram adotados teores de 20 kg/m³ (0,25%), 30 kg/m³ (0,38%) e 40 kg/m³ (0,50%), em massa e fração volumétrica, respectivamente. A dimensão de todos os tubos de concreto foi de diâmetro de 600 mm, espessura de parede de 60 mm e comprimento útil de 1000 mm, e os corpos-de-prova cilíndricos de 100x200mm e prismáticos de 150x150x500mm e 150x150x550mm, que foram submetidos aos ensaios para avaliação de comportamento mecânico e durabilidade. Na produção do concreto com fibras houve a avaliação no estado fresco com abatimento de tronco de cone entre 0 e 10 mm. A dosagem do concreto com fibras foi a rotineiramente empregada pela empresa para o concreto sem fibras, e a dosagem das fibras ocorreu de acordo com a regra da mistura. Como resultados obtiveram que os tubos de concreto com fibras do tipo 80/60 soltas em todos os teores e coladas em pente nos teores de 0,38% e 0,50%, atingiram a mínima carga de ruptura e pós-fissuração estabelecidas pela NBR 8900 (ABNT, 2007), deste modo seriam tecnicamente viáveis quanto à substituição de tubos de concreto armado convencionalmente, dentro das condições e especificações desse estudo. The steel fibers in the concrete pipes have provided better mechanical performance levels. In the northern region, uniquely in Belem, no studies on the technical feasibility of this technological resource, although there is considerable deficiency of urban infrastructure. Thus become relevant conduct studies on alternative technology. This study seeks to analyze the mechanical behavior of concrete pipes with steel fibers, aiming at the technical feasibility of replacing the concrete pipe with conventional armor. The research methodology we used steel fibers in loose state and glued comb DRAMIX® 3D type 65/35 and 80/60 DRAMIX® 3D type. For each fiber type were adopted contents of 20 kg / m³ (0.25%), 30 kg / m³ (0.38%) and 40 kg / m³ (0.50%) by weight and volume fraction, respectively. The size of all concrete pipes was 600 mm diameter, wall thickness of 60 mm and effective length 1000 mm, and the cylindrical bodies of the test piece of 100x200mm and prismatic of 150x150x500mm and 150x150x550mm, which were subjected to the tests for mechanical behavior evaluation and durability. In the production of concrete with the fibers was reviewed in the fresh state with frustoconical rebate between 0 and 10 mm. The dosage of concrete with fibers was routinely employed by the company for concrete without fibers, and the strength of the fibers takes place under the rule of the mixture. The results obtained that the concrete pipe with fiber type 80/60 loose at all levels and pasted comb the levels of 0.38% and 0.50%, reached the minimum breaking load and post-cracking set by the NBR 8900 (ABNT, 2007), thus would be technically feasible as the replacement of reinforced concrete pipes conventionally, under the conditions and specifications of this study.

Neste trabalho apresentam-se os principais resultados do estudo da influência de certo tipo de exposições ambientais no comportamento pós-fissurado de betão auto-compactável reforçado com fibras de aço, BACRFA. Para o devido efeito foram produzidos diversos provetes prismáticos de BACRFA. Inicialmente os provetes foram sujeitos a ensaios cíclicos de flexão em três pontos, com o objetivo de se induzir dois níveis de pré-fissuração distintos, respetivamente, com uma abertura de fenda de 0.3 e 1.0 mm. Posteriormente, os provetes pré-fissurados foram submetidos a três tipos de exposição ambiental durante um período de dezoito meses. Por fim caracterizou-se o desempenho mecânico dos provetes após exposição ambiental.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Os silos de armazenamento são utilizados para estocagem de produtos por um determinado período. Alimentos armazenados não podem sofrer variações bruscas de temperatura, o que impede a utilização de silos metálicos em regiões tropicais. Com isso, são comumente fabricados em concreto, diminuindo a troca de calor do meio externo com o interior. Diferente do concreto convencional, o concreto leve apresenta massa específica aparente reduzida e bom isolamento térmico. O objetivo deste trabalho foi obter formulações de concreto leve reforçado com fibras de aço e polipropileno, passíveis de aplicação na fabricação de silos para estocagem de grãos. Foram formulados traços contendo fibras de polipropileno e traços contendo a fibra polimérica em conjunto com a fibra de aço. Para todas as composições foram utilizadas as mesmas concentrações de aditivo plastificante e agregados. O agregado graúdo foi composto por duas graduações de argila expandida, a primeira entre 0 e 5 mm (AE-0500) e a segunda com graduação entre 6 e 15 mm (AE-1506). O agregado miúdo utilizado foi areia natural com módulo de finura de 2,31. O fator água / cimento (FAC) foi mantido em 0,40. Foi possível observar que a adição somada de 0,4% fibras de polipropileno e 0,6% fibra de aço ocasionou reduções significativas nos valores da porosidade total, índice de vazios e absorção de água por imersão, indicando redução na permeabilidade do compósito e provável aumento na durabilidade. Em contrapartida, o traço contendo 0,1% de fibras de polipropileno e 0,9% de fibra de aço, apresentou maiores valores de resistência à tração e de módulo de elasticidade. Todos os traços apresentaram resistência acima de 19,2 MPa e massa específica inferior a 1000 kg/m³, caracterizando-os como concretos estruturais leves. The storage bins are used for storage of products for a certain period. Food stored can not undergo sudden changes in temperature, which prevents the use of metal silos in tropical regions. Thus, they are commonly made of concrete, reducing the heat exchange from the external environment with the interior. Unlike conventional concrete, lightweight concrete has reduced bulk density and good thermal insulation. The aim of this study was to obtain lightweight concrete formulations reinforced with steel and polypropylene fibers could be applied in the manufacture of silos for grain storage. Traces were formulated containing polypropylene fibers and the polymer fibers containing traces together with steel fiber. For all compositions the same concentrations of additive plasticizer and aggregates were used. The coarse aggregate is composed of two grades of expanded clay, the first between 0 and 5 mm (EA-0500) and the second graduation with between 6 and 15 mm (EA-1506). The fine aggregate used was natural sand with fineness modulus of 2.31. The factor water / cement (FAC) was maintained at 0.40. It was observed that the addition plus 0.4% polypropylene fibers and 0.6% steel fiber resulted in significant reductions in the values of total porosity, void ratio and water absorption, indicating a reduction in the permeability of the composite and probable increased durability. In contrast, the dash containing 0.1% of polypropylene fibers and 0.9% of steel fiber showed the highest values of tensile strength and modulus of elasticity. All traits showed resistance above 19.2 MPa and density less than 1000 kg / m³, characterizing them as lightweight structural concrete.

In the concrete might occur cracks, due to the combination of residual stresses, cure or hydration, fluency effects, retraction and temperature effect. The objetive of incorporating steel fibers to concrete is to control the micro-cracking during aplication of loads and also improve the mechanical and residual resistance to fracturing properties . The toughness of steel fiber reinforced concrete is a fundamental property to control cracking and is determinated by flexural bending test of prismatic beams. The advantages to use SFRC in the civil construction are: better cavitation resistance, improves the strength impact plus the shock thermal and increase the ductility by delaying the crack propagation in the concrete structural elements that is subjected to the tension or tension by flexural. This study, examines experimentally the mechanicals behavior of prismatic specimens of SFRC s toughness, according to the international recommendations of ASTM C1609 (2010), EN 14651 (2007) e JSCE-SF4 (1984). On next phase, the research sought to evaluate the influence of compressive strength and the fiber rate s behavior. The experimental program consisted in two matrices of 30 MPa and 40 MPa with two dosages of fibers corresponding to 60 kg/m³ and 30 kg/m³ (0,77 % and 0,38 % in volume) formed four composite of fibers. 64 prismatic specimens were cast to evaluate the tenacity and 132 cylindrical specimens to characterize the SFRC through the compression tests, modulus of elasticity and tensile by diametric compression (Brazilian test). In relation to the method of tests, the result shows that the increasing toughness of SFRC was higher when the fiber content increased the composite compared to the change in compressive strength. The EN 14651 that uses notched specimens, it is interesting method to determine the toughness of steel fiber reinforced concrete, because the method obtained lower coefficient of variation for toughness values and the crack it always propagates in the plane of the notch. No concreto, a fissuração poder ocorrer devido à combinação das tensões residuais em razão da cura ou hidratação, efeitos de fluência, retração e efeito da temperatura. O objetivo de incorporar as fibras de aço ao concreto é controlar a microfissuração durante o carregamento e também melhorar as propriedades mecânicas e de resistências residuais ao fraturamento. A tenacidade do concreto reforçado com fibras de aço (CRFA) é uma propriedade fundamental para controle de fissuração e é determinada com o ensaio de tenacidade à flexão de vigas prismáticas. As vantagens de se utilizar o CRFA na construção civil são: maior resistência à cavitação, melhoria da resistência ao impacto e ao choque térmico e aumento da ductilidade por atrasar a propagação da fissura nos elementos estruturais do concreto submetido à tração ou à tração na flexão. Este estudo analisa os resultados da tenacidade do CRFA, obtidos experimentalmente em corpos de prova prismáticos conforme as recomendações internacionais da ASTM C1609 (2010), EN 14651 (2007) e JSCE-SF4 (1984). Em segundo momento buscou-se avaliar a influência da resistência à compressão e o teor de fibra neste comportamento. O programa experimental consistiu em duas matrizes com fck de 30 MPa e 40 MPa e duas dosagens de fibras correspondente a 60 kg/m³ e 30 kg/m³ (0,77% e 0,38% em volume), formando quatro compósitos. Foram moldados 64 corpos de prova prismáticos para avaliar a medida de tenacidade e 132 corpos de prova cilíndricos para caracterizar o CRFA através dos ensaios de compressão, módulo de elasticidade e tração por compressão diametral. Em relação aos métodos de ensaio, os resultados indicam que o aumento de tenacidade do CRFA foi maior quando se aumentou o teor de fibra no compósito, se comparado à alteração na resistência à compressão. O método EN 14651, que utiliza corpos de prova com entalhe, é um método interessante para determinação da tenacidade de concreto reforçado com fibras de aço, pois o método obteve menor coeficiente de variação dos valores de tenacidade e a fissura sempre se propaga no plano do entalhe. Mestre em Engenharia Civil

A aderência entre a barra de aço e o concreto permite que haja a compatibilização entre os dois materiais, validando o uso do concreto armado como material de construção. Quanto melhor a aderência, menores são as aberturas das fissuras e mais protegida fica a armadura. Assim, busca-se nessa pesquisa investigar a influência das fibras de aço na aderência aço-concreto. Para tanto, foram ensaiados trinta e três corpos de prova, com dimensões de 200 mm x 300 mm x 150 mm, dos quais foi arrancada uma barra de aço neles concretada. As variáveis analisadas foram o diâmetro da barra (10 mm, 12,5 mm, 16 mm e 20 mm), o comprimento aderente (cinco e dez vezes o diâmetro da barra) e o volume de fibras de aço adicionadas ao concreto (1% e 2%). Foram utilizadas fibras de aço com ganchos nas extremidades, comprimento de 35 mm e relação de aspecto igual a 65. Dos ensaios de arrancamento foi determinada a forma e a força de ruptura em cada um dos modelos. Adicionalmente, foram feitas simulações computacionais dos ensaios realizados com barra de 10 mm de diâmetro. Tanto os resultados dos ensaios experimentais quanto da modelagem mostraram que as fibras estudadas exercem pequena influência na tensão de aderência entre a barra e o concreto. Por outro lado, quando a ruptura da aderência se dá pelo fendilhamento do cobrimento de concreto, a influência das fibras é significativa. Bonding between steel bars and concrete makes the two materials compatible, enabling the use of reinforced concrete as a construction material. If the bond is good, there will be less cracks, and the reinforcing bar will be better protected by the surrounded concrete. The aim of this research was to analyze the influence of steel fibers on concrete-steel bond strength. Therefore, pull-out tests were performed with thirty-three prismatic specimens measuring 200 mm x 300 mm x 150 mm. The variables analyzed were: bar diameter (10 mm, 12.5 mm, 16 mm and 20 mm); bond length (five and ten times the diameter); and the volume of steel fibers added to the concrete (1% and 2%). Short, steel, hooked fibers were used, 35 mm in length and with aspect ratio of 65. Based on the pull-out tests assays, the form and force of the rupture was determined in each specimen, Computational simulations of the specimens were also performed with bars of 100 mm in diameter. Both the results of the experimental tests and the modeling showed that the addition of fibers had little effect on the bond strength between the bar and the concrete. On the other hand, when the bond rupture occurred by splitting of the concrete cover, the influence of the steel fibers was significant.

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil (área de especialização em Perfil de Estruturas), A realização desta dissertação de Mestrado tem o objetivo avaliar a eficácia de fibras de aço no reforço ao punçoamento de lajes fungiformes. Nesse sentido pretende-se verificar a capacidade de reforço proporcionada pelas fibras de aço aos esforços de corte, característicos das roturas por punçoamento. Analisando se as fibras de aço são uma solução válida na substituição das armaduras convencionais de corte, usadas nestes sistemas estruturais. A presente dissertação de Mestrado pretende contribuir para um melhor conhecimento do comportamento das lajes fungiformes perante a rotura por punçoamento. A qual se deve sobretudo a uma concentração de esforços de corte na ligação laje-pilar, que é típica do sistema construtivo por lajes fungiformes. Neste trabalho teve-se como objetivo efetuar um estudo acerca da rotura por punçoamento que é caraterístico das lajes fungiformes, identificando as razões para o seu acontecimento e oferecendo soluções de forma a resolver ou controlar os efeitos provocados pelo mesmo. Para tal pretende-se avaliar o efeito da introdução de fibras de aço no betão, através da realização de ensaios experimentais em lajes com diversas percentagens de fibras, de forma a ter em conta a influencia destas na capacidade de resistência ao punçoamento das lajes e no aumento da ductilidade garantido pelo reforço das fibras., The realization of this Master’s thesis is to evaluate the effectiveness of steel fiber reinforcement in the punching of flat slabs. In that sense, we intend to verify the capacity provided by steel reinforcement fiber to the cutting forces, characteristic of the breach by punching. Analyzing whether the steel fibers are a valid solution in place of conventional armor cutting systems used in these structural. This Master’s thesis aims to contribute to a better understanding of behavior of flat slabs for punching shear failure. Which is mainly due to a concentration of shear stress in the slab-column connection, which is typical of the constructive system for flat slabs. This work had as objective to carry out a study on the failure by punching shear that is characteristic of flat slabs, identifying the reasons for your event and offering solutions in order to resolve or control the effects caused by the same. To this end is intended to evaluate the effect of the introduction of steel fibers in the concrete by testing in experimental slabs with different percentages of fiber in order to take in account the influence on the capacity of the slabs punching resistance and increased ductility guaranteed by the fiber reinforcement.