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Título: Avaliação das propriedades mecânicas do concreto com adição de fibras para confecção de anéis pré-moldados segmentados para revestimento de túnel de metrô
Título em inglês: Evaluation of the mechanical properties of the concrete with addition of fibers for the preparation of segmented precast rings for subway tunnel coating
Autor(es): Carvalho, André Róseo de
Orientador(es): Cabral, Antonio Eduardo Bezerra
Palavras-chave: Engenharia de estruturas
Concreto com fibras
Tenacidade
Túneis - Construção
Construção subterrânea
Data do documento: 31-Out-2016
Citação: CARVALHO, A. R. (2016)
Resumo: No Brasil, as aplicações de Concreto Reforçado com Fibra (CRF) estão associadas a obras de grande demanda social, como obras de infraestrutura. Apesar do CRF ser utilizado em obras que exigem grandes volumes de concreto, não se tem uma preocupação na definição de teores mais precisos de fibras, revelando um descaso em assegurar um comportamento adequado aos requisitos de projeto de forma economicamente viável. Contudo o estudo do CRF se faz necessário, pois sem uma cuidadosa análise o CRF pode provocar um aumento no custo unitário e dificultar a mobilidade das partículas maiores reduzindo assim a fluidez do material. Este estudo investiga o comportamento mecânico do concreto reforçado com fibras de aço e fibras de polipropileno para confecção de aduelas segmentadas de revestimento de metrô. Para tanto, o concreto deverá conter fibras de aço num teor apropriado que promoverá a transferência de tensões pelas fissuras, para garantir a capacidade resistente após fissuração e fibras de polipropileno suficiente para minimizar o risco de fissuração plástica, além de proteger contra danos físicos no caso de ocorrência de incêndios. O programa experimental consistiu em avaliar as propriedades mecânicas da fibra de aço e da fibra de polipropileno no concreto. Foram estudados concretos reforçados com diferentes teores de fibras de aço (25kg/m3; 35 kg/m3 e 40 kg/m3) e fibras de polipropileno (0,5 kg/m3, 1,0 kg/m3 e 1,5 kg/m3) para avaliar parâmetros mecânicos de tenacidade e resistência ao fogo por meio do método de exposição a elevadas temperaturas. Para análise dos resultados utilizou-se de teste estatístico (ANOVA), onde foi demonstrado um ganho de até 12,89% de resistência à compressão (CRFA40) à medida que foram adicionados a fibra de aço, enquanto que, para a tenacidade os resultados revelaram acréscimos de até 108,9% do fator de tenacidade (CRFA40) proposto para o projeto. Enquanto que a análise do comportamento do concreto frente a elevadas temperaturas constatou-se que a adoção de fibras de polipropileno atuou de forma eficiente no combate ao spalling, contudo provocou uma acentuada redução da resistência residual, devido ao elevado aquecimento sofrido que provocou uma série de reações na pasta do cimento endurecido.
Abstract: In Brazil, the applications of Reinforced Concrete with Fiber (CRF) are associated to works of great social demand, such as infrastructure works. Although CRF is used in works that require large volumes of concrete, there is no concern with the definition of more precise fiber contents, revealing a lack of assurance of adequate behavior of the design requirements in an economically viable way. However, the study of CRF is necessary because without careful analysis the CRF can cause an increase in the unit cost and hinder the mobility of the larger particles, thus reducing the fluidity of the material. This study investigates the mechanical behavior of reinforced concrete with steel fibers and polypropylene fibers for the construction of segmented subway flooring staves. For this purpose, the concrete should contain steel fibers in an appropriate content that will promote the transfer of tensions through the cracks, to guarantee the capacity to resist after cracking and fibers of polypropylene enough to minimize the risk of plastic cracking, besides protecting against physical damages in the case Occurrence of fires. The experimental program consisted in evaluating the mechanical properties of steel fiber and polypropylene fiber in concrete. Reinforced concretes with different fiber content (25 kg/m³, 35 kg/m³ and 40 kg/m³) and polypropylene fibers (0,5kg/m³, 1,0 kg/m³ and 1,5 kg/m³) to evaluate mechanical parameters of toughness and fire resistance by means of the high temperature exposure method. Statistical analysis (ANOVA) was used to analyze the results, where a gain of up to 12,89% of compressive strength (CRFA40) was obtained as the steel fiber was added, while for the toughness the results Revealed increases of up to 108,9% of the tenacity factor (CRFA40) proposed for the project. While the analysis of the behavior of the concrete in front of elevated temperatures, it was verified that the adoption of polypropylene fibers acted in an efficient way in the fight against spalling, however it caused a marked reduction of the residual resistance, due to the high heating that caused a series of Reactions in the hardened cement paste.
Descrição: CARVALHO, A. R. Avaliação das propriedades mecânicas do concreto com adição de fibras para confecção de anéis pré-moldados segmentados para revestimento de túnel de metrô. 2016. 93 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Estruturas e Construção Civil) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/22569
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