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TIGUMAN, Maira. Estudo comparativo entre método de quantificação de tenacidade usando concreto reforçado com macrofibras de polipropileno. Orientação de Antonio Domingues de Figueiredo.97f. Dissertação (Pós-graduação em Engenharia Civil) - Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2004.
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Resumo

A tenacidade do concreto reforçado com fibras é medida pela área sob a curva carga por deslocamento vertical obtida no ensaio de tração na flexão. No entanto, muitas discussões surgiram sobre a instabilidade pós-pico presente nos ensaios comumente utilizados, como é o caso da recomendação japonesa JSCE SF-4 (1984) e da federação européia EFNARC (1996). A nova norma americana, ASTM C 1399 (2002) foi publicada com o objetivo de minimizar o efeito da instabilidade pós-pico no cálculo da tenacidade. Neste ensaio, uma placa metálica é usada sob o corpo-de-prova até o momento em que a carga de pico é atingida. Posteriormente, a placa metálica é removida e o procedimento de ensaio continua, sem que haja qualquer efeito da instabilidade pós-pico. Assim, um estudo experimental foi desenvolvido, comparando três diferentes normas (recomendações): JSCE SF-4 (1984), EFNARC (1996) e ASTM C 1399 (2002). Com o objetivo de ampliar o efeito da instabilidade pós-pico nos resultados de tenacidade juntamente com a possibilidade de avaliação das novas fibras que estão aparecendo no mercado brasileiro, macrofibras de polipropileno foram, então, utilizadas em substituição às fibras de aço. Duas séries de corpos-de-prova foram ensaiadas usando a mesma matriz e o mesmo tipo de fibras. Três diferentes teores de fibras foram utilizados nestes ensaios (0.5%, 1.0% e 1.5% em volume). As curvas carga por deslocamento vertical foram obtidas pelo ensaio de tração na flexão com deformação controlada, usando corpos-de-prova prismáticos (10cmX10cmX40cm). O deslocamento foi medido utilizando-se o sistema “yoke e para caracterizar o concreto utilizado nestes ensaios, o ensaio de compressão axial foi realizado em corpos-de-prova cilíndricos (  = 10cm, h = 20cm). Ambos os ensaios foram realizados aos 7 dias de idade. Com os resultados obtidos, foi possível verificar que o ensaio prescrito pela ASTM promove melhores condições de avaliação da capacidade portante das macrofibras de polipropileno, porém, não é adequado para avaliar a resistência à flexão da matriz, simultaneamente no mesmo ensaio. Mais do que isso, quando baixos teores de macrofibras foram utilizados, este procedimento de ensaio evita a brusca transferência de tensão da matriz para asfibras, o que poderia levar à uma subestimação do efetivo trabalho das macrofibras de polipropileno.

Abstract

The fiber reinforced concrete toughness is measured using the area under the load versus deflection curves obtained in flexural tests. Many discussions were raised about the post peak instability associated to standard test as the Japanese JSCE SF-4 (1984) and the European EFNARC (1996). The new American standard test ASTM C 1399 (2002) was published with the objective of minimizing the effects of post peak instability on toughness measurement. In this test, a steel plate is used under the specimen up to the moment it reaches the peak load. After this, the steel plate is removed and the test procedure continues without the effect of post peak instability. In order to evaluate this point, an experimental study has been developed comparing three different standard tests: JSCE SF-4 (1984), EFNARC (1996), and ASTM C1399 (2002). With the aim of amplifying the effect of post peak instability effect on the toughness results together with to possibility of evaluation of new fibers that were appearing on Brazilian market, polypropylene micro fibers were used instead steel fibers. Two series of specimens were tested using the same matrix and type of fiber. Three fiber contents were used in these tests (0.5%, 1.0%, and 1.5% by volume), and the composites were submitted to the three different standard tests. The load versus deflection curves were obtained with the flexural tests using prismatic specimens (10cmX10cmX40cm). The deflection was measured using yoke system, and the rate of deflection was kept constant. In order to characterize the concrete used in these tests, compressive tests were carried out with cylindrical specimens (  = 10cm, h = 20cm). Both tests were made when the concrete reached the age of seven days. With the obtained results, could be possible to figure out that the ASTM test provides better conditions to evaluate the micro fibers polypropylene post peak performance, although, it is not suitable to evaluate the matrix flexural strength simultaneously in the same test. Moreover, when low fiber contents were used, this test procedure avoids the sliding effect caused by the load abrupt transfer from matrix to fibers that could lead to underestimate the polypropylene fiber work.
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