Propagação de trinca por fadiga do concreto reforçado com baixos teores de fibra / Fatigue crack propagation of fiber reinforced concrete with low content of fibers

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

O concreto reforçado com fibras (CRF) é um compósito constituído de duas fases: concreto (matriz) e fibras (reforço). As fibras são elementos descontínuos de vários aspectos geométricos e materiais, destacando-se atualmente as fibras metálicas (aço) e as fibras sintéticas (polipropileno). Em geral, os teores de fibras em volume adicionados à matriz se dividem em: baixos teores - até 0,5%; médios teores - entre 0,5% e 1% e altos teores - acima de 1%. Dentre as aplicações do CRF com baixos teores, a utilização em pavimentos de concreto é a mais significativa, cuja solicitação predominante é cíclica. O estudo da fadiga se divide em iniciação da trinca, propagação da trinca e fratura final, e a vida em fadiga (Nf) é caracterizada pela soma do número de ciclos até a fratura. Dessa forma, como no estudo da fadiga do CRF a maioria dos trabalhos se concentra na obtenção de seu comportamento por meio das curvas S-N (tensão em função do número de ciclos até a fratura), este trabalho tem como objetivo estudar experimentalmente a propagação da trinca por fadiga dos CRFs com baixos teores, por meio de ensaios de flexão em corpos-de-prova prismáticos de seção quadrada, submetidos a carga cíclica com freqüência de 20 Hz e razão de carga R = 0,1, representando seu comportamento pelas curvas da/dN-_K (taxa de propagação de trinca por fadiga em função da variação do fator de intensidade de tensão), ensaios de flexão em corpos-de-prova prismáticos de seção quadrada, submetidos a carga monotônica, representando seu comportamento pelas curvas carga monotônica-deslocamento de abertura da boca da trinca (CMOD) e o estudo macroscópico da seção fraturada desses concretos, após cargas cíclicas e monotônica para avaliação dos mecanismos de fratura da seção, visando melhor entender a contribuição dessas adições nos CRFs submetidos a cargas cíclicas. Os resultados indicam que o CRF com fibras de polipropileno de 54 mm apresenta melhor desempenho à propagação de trinca por fadiga, com comportamento equivalente aos CRFs com fibras de aço de 60 mm e que, o CRF com fibras de aço de 35 mm apresenta melhor desempenho dentre todos tipos e teores de fibras estudadas. Quanto ao comportamento à carga monotônica, o desempenho dos CRFs com fibras de aço de 60 mm se mostrou melhor dentre os estudados, desempenho esse não confirmado quanto à propagação de trinca por fadiga. Também se conclui que a ancoragem das fibras interfere no comportamento dos CRFs às cargas monotônica e cíclica, sendo que a degradação da ancoragem mecânica nas fibras de aço submetidas a cargas cíclicas penaliza mais os CRFs com fibras de aço de 60 mm quanto ao desempenho à propagação de trinca por fadiga. Na avaliação da superfície de fratura dos CRFs, verificou-se que a adição de fibras interfere nessa superfície, apresentando-se mais plana para os CRFs com fibras sintéticas e mais irregular para os CRFs com fibras de aço

ASSUNTO(S)

fiber reinforced concrete materiais - fadiga fibra de concreto armado crack propagation fatigue

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