Análise comparativa de comportamento mecânico de concreto reforçado com macrofibra polimérica e com fibra de aço Translated title: Comparative evaluation of the mechanical behavior of synthetic and steel fiber-reinforced concrete

Abstract

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

Translated abstract

Synthetic macrofibers are commonly used in Brazilian market. However, the characterization of the mechanical behavior of reinforced concretes with these macrofibers still hast to be better evaluated. Among the many methods used to this purpose the tests performed under closed-loop displacement control provide more reliable results. The main advantage of that system is in a more accurate evaluation of these composites at low levels of crack opening. In this study, the performance of these composites was examined according to a recent standard (ASTM C1609 - 2010) and a more traditional one, which is reference in Brazil (JSCE-SF4 - 1984). Both procedures prescribe flexural tests in prismatic specimens for the determination of post-crack residual strength and toughness. Two fibers were analyzed: a polypropylene macrofiber, used in the dosages of 0.22, 0.33, 0.50, 0.66, 0.82 and 1.0 in volume percentage, and a steel fiber, in the dosages of 0.19, 0.32 and 0.45 in volume percentage. A matrix of average compressive strength of 35MPa was used. It was observed that the synthetic macrofiber can provide the same level of residual strength as the steel fiber, as long as the equivalence of the dosages of each fiber is taken into account. Besides that, great efficiency and accuracy were obtained using the net displacement of the specimen as the controlled variable, due to the reduction of post-peak instability. Therefore, the determination of the residual strength of the composite in the initial levels of displacement and cracking of the matrix was better achieved.