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Avaliação de Concreto de Alto Desempenho Utilizando Reforço de Fibras
de Aço.
Marcus Vinicius Lopes da Silva, José Gustavo Bilobran. Orientadora: Dra. Waleska da Silva Barbosa. 1 INTRODUÇÃO O concreto de alto desempenho (CAD) é um avanço tecnológico derivado do concreto convencional, que possui propriedades mecânicas e físicas superiores. Ele é formulado cuidadosamente para atender aos critérios específicos de desempenho, incluindo resistência à compressão, durabilidade, fluidez. O CAD é frequentemente usado em projetos de engenharia que exigem maiores resistência e durabilidade (AÏTCIN, 2000). Com o passar do tempo houve uma crescente demanda por construções mais desafiadoras, como vãos maiores, prédios mais altos e estruturas mais duráveis. Para atender a essas demandas, houve um aprimoramento constante das propriedades dos materiais usados no concreto (ABDAL et al., 2023). As normas brasileiras para a produção de concreto NBR 8953 (1992), orientam o dimensionamento para concretos de até 50 MPa e para resistências superiores, ela recomenda a adoção de normas internacionais, cuja tecnologia e materiais se diferem muito da realidade brasileira. Dito isso, ressalta-se a importância de estudos acadêmicos sobre o tema. Muitos são os materiais tecnológicos desenvolvidos para aumentar a resistência e diminuir a porosidade e permeabilidade do CAD, tais como aditivos superplastificantes que reduzem água e melhoram a trabalhabilidade, compensadores de retração e adições como sílica ativa e pozolanas (ZHENG et al. 2022). O emprego das fibras de aço no concreto visa, principalmente, melhorias nos quesitos de ductilidade, coesão e redução da permeabilidade, consequentemente uma maior durabilidade (LI, 2016). Sua incorporação na composição traz maior resistência a solicitações de compressão, tensão e flexão ao concreto (MEHTA & MONTEIRO, 2014). O uso de fibras será colocado à prova neste estudo, verificando a possibilidade de ganho de resistência à compressão axial e tração. O objetivo deste trabalho é avaliar a performance do Concreto de Alto Desempenho (CAD), utilizando fibra de aço como reforço estrutural, com foco na verificação de ganho de resistência na compressão axial, além de avaliar a influência do teor de água sobre a resistência à compressão axial e à tração. Para isso, foi elaborado um traço de referência variando os teores de água e de fibra de aço. Para a avaliação do desempenho mecânico do concreto, foram realizados ensaios específicos, como o ensaio de resistência à compressão axial e o ensaio de resistência à tração na compressão diametral. Já para a avaliação do desempenho em relação à durabilidade, foram realizados os ensaios de absorção, índice de vazios e massa específica no estado endurecido. 2 REFERENCIAL TEÓRICO Inicialmente, o termo CAD era usado de forma genérica para descrever todos os tipos de concretos com alta resistência, frequentemente sendo confundido com o CAR (Concreto de Alta Resistência). No entanto, atualmente, esses concretos se distinguem. Para ser considerado um CAD, não basta apresentar alta resistência, é necessário também possuir alta durabilidade e oferecer melhores desempenhos globais em diversos aspectos, tanto físico-químicos quanto no projeto de execução. Isso inclui a necessidade de ser um concreto fluido, mantendo-se dentro da faixa de trabalhabilidade adequada para sua utilização, conforme afirma Junior (2005).
O estudo da estrutura do concreto e o desenvolvimento de novas tecnologias de materiais, como superplastificantes e adições minerais, têm impulsionado avanços significativos na produção de concreto. Isso resultou na criação de concreto com maior resistência química, resistência à compressão, menor permeabilidade e maior durabilidade (MENDES, 2002). Na Tabela 1 estão apresentadas as aplicações, vantagens e desvantagens do CAD. Tabela 1 - Aplicações, vantagens e desvantagens do uso de CAD. Aplicações CAD Estruturas de pontes e viadutos que suportam cargas pesadas. Estruturas de edifícios com grande altura como arranha-céus. Infraestrutura de transporte como estradas, pistas de aeroportos e rodovias podem ser construídas com CAD para maior durabilidade e resistência. Vantagens do CAD Estruturas construídas com CAD tendem a durar mais tempo devido à sua resistência a intempéries e agentes agressivos e o torna uma opção ambientalmente amigável, reduzindo o desperdício de materiais. A necessidade de manutenção é reduzida, economizando tempo e dinheiro ao longo do tempo. O CAD permite a construção de estruturas mais finas e leves que economizam espaço em projetos urbanos. A menor quantidade de água na mistura do concreto propicia menor permeabilidade. Desvantagens do CAD Custo mais elevado para a elaboração. Se não tomadas devidas precauções em relação à trabalhabilidade, pode comprometer o bombeamento a elevadas alturas. O controle tecnológico tem que ser muito maior. Fonte: Adaptado de ACI 239R-91(2018). 2.1 Propriedades do Concreto de Alto Desempenho 2.1.1 Materiais As fibras de aço são comumente empregadas em aplicações que demandam concretos especiais, como estruturas sujeitas a cargas pesadas, áreas com altos níveis de tensão ou ambientes agressivos, onde o aço se torna um reforço da matriz, e tem a função de absorver a tensão, resistência à tração e ductilidade, evitando rachaduras e fissuras (BUTTIGNOL et al., 2017). A função dos aditivos químicos plastificantes é de aprimorar a trabalhabilidade do concreto sem exigir mais água, ao mesmo tempo em que elevam as propriedades mecânicas e a durabilidade da mistura. Esse processo visa reduzir o consumo de cimento (AÏTCIN; FLATT, 2016). Assim, devido à restrição de água em seu traço, necessitam da função dos aditivos químicos, pois sem estes, tendem a apresentar pouca trabalhabilidade, maior coesão e requerem uma quantidade significativa de cimento (ISAIA, 2011). Os superplastificantes de terceira geração, que são aditivos à base de poliacrilatos, atuam principalmente através do mecanismo de repulsão estérica. Esses aditivos têm a capacidade de melhorar a dispersão das partículas no concreto através da redução da tensão superficial da água da mistura. Além disso, eles reduzem o atrito alinhando polímeros lineares, o que diminui o índice de vazios. Esse efeito leva a uma dispersão mais eficaz das partículas de cimento, resultando em uma hidratação mais eficiente (RIBERO, 2020, p.2).
Segundo Ferraris (1999), a composição do concreto se trata de uma mistura de muitos materiais com dimensões que variam de micrometros a alguns milímetros, portanto o concreto se torna rico em possibilidades de resultados. 2.1.3 Estado Endurecido do Concreto de Alto Desempenho 2.1.3.1 Vida Útil - Durabilidade Conforme Britez (2011), uma das principais características que se busca em CAD é a alta durabilidade, ou seja, a vida útil longínqua (superior a 100 anos). Toda estrutura tem um nível de durabilidade, que varia de acordo com o nível de exigência estrutural, usos etc. Tabela 2 - Vida Útil em estruturas de concreto Nível de desempenho Atributos e Usos Baixo (< 30 anos) Estruturas com pequena vida útil Concreto não armados; Detalhes estruturais não críticos; Estruturas temporárias; Estruturas com vida útil longa associada a baixos níveis de tensão (fundações não armadas de residências); Normal (30 anos a 100 anos) Estruturas com média vida útil Estruturas que não se enquadram nas categorias de desempenho Baixo e Alto; Alto (> 100 anos) Estruturas com longa vida útil Fundações de estruturas de transporte; Locais essenciais e suscetíveis da estrutura, como elementos esbeltos, brise-soleil , juntas etc.; Estruturas que abrigam materiais perigosos; Fonte: Adaptado de BRITEZ (2011). A durabilidade está diretamente ligada à vida útil e abrange as características dos materiais, as condições de exposição e os usos ao longo da existência da construção (POSSAN, 2013). A durabilidade do concreto é influenciada pela sua permeabilidade. À medida que a permeabilidade diminui, o concreto adquire maior resistência a ambientes agressivos, tais como, os presentes na atmosfera ou dissolvidos em água, que podem penetrar no concreto por diversos mecanismos de transporte, absorção por sucção capilar, difusão ou permeabilidade (BARATA, 1998). Segundo SILVA (2006), as soluções aquosas contendo CO 2 provenientes da atmosfera poluída e chuvas ácidas adentram os poros do concreto, causando a destruição da camada de proteção, resultando em uma maior probabilidade de corrosão e, dependendo das condições do ambiente, o CO 2 pode penetrar cada vez mais profundamente até atingir a armadura causando a destruição da camada passivante. A penetração de íons cloreto, presente na água, é uma das principais razões para a deterioração das estruturas de concreto e o comprometimento da durabilidade das estruturas de concreto reforçado, principalmente devido à corrosão do aço, que é iniciada por esse processo (SALES et al., 2014), a penetração de íons cloreto se dá através de vários tipos de mecanismos, os principais tipos estão descritos na Tabela 3.
Tabela 3 - Penetração íons cloreto. Absorção Lei de Jurin: Água carregando íons de cloreto entra nos poros do concreto devido à tensão superficial, especialmente durante ciclos de molhagem e secagem; Migração de íons Acontece quando há um campo elétrico presente, que pode ser criado, pela corrente elétrica do processo eletroquímico ou pela aplicação da técnica de proteção catódica; Difusão de íons Lei de Darcy: A capacidade de um material permitir a passagem de um fluido por seus poros ou espaços internos quando sujeito a um gradiente de pressão; Fonte: Adaptado de Zhang & Gjorv (1991) e Silva (2006). Ataques por íons sulfatos presentes em águas e solos contaminados podem adentrar o concreto e reagir com os elementos da mistura de cimento. Isso resulta na formação de substâncias que tendem a expandir, gerando tensões internas no concreto. Essas tensões podem levar ao fechamento das juntas de expansão, causar deformações e deslocamentos em várias partes da estrutura, além de causar fissuras e desintegração. Os sulfatos podem ser encontrados em concentrações que são prejudiciais ao concreto, seja em ambientes industriais ou naturais (SALES et al., 2014). Portanto, a vida útil do concreto está intimamente ligada à sua capacidade de resistir à penetração de fluidos, sejam líquidos ou gases, dentro de sua estrutura. A compreensão do tamanho dos poros, sua conectividade e os mecanismos de transporte de agentes nocivos no concreto são elementos cruciais para prever a durabilidade das estruturas de concreto e garantir sua qualidade (SILVA, 2006). Mazer (2021) em estudo sobre o uso de fibras em CUAD (Concreto de Ultra Alto Desempenho), encontrou menor taxa na absorção e no índice de vazios ao utilizar fibras metálicas, conforme apresentado na Tabela 4. Tabela 4 - Absorção por imersão e índice de vazios. Concreto de Referência Concreto com Fibras Absorção (%) 2,29 0, Índice de Vazios (%) 6,84 1, Fonte: Adaptado de Mazer (2021). Uma menor taxa de absorção e um menor índice de vazios acarreta uma diminuição na permeabilidade, pois Aïtcin (2000) afirma que a permeabilidade é a capacidade da água em
origens resulta em uma melhoria nas propriedades mecânicas. Outros estudos similares na literatura, como os de Máca (2003) e Mazer (2021), corroboram essa conclusão. 3 METODOLOGIA 3 .1 Materiais Para a confecção dos CADs foram utilizados: cimento CP V-ARI, devido à sua baixa quantidade de adições, resultando em maior teor de clínquer, fibras de aço, aditivos superplastificantes à base de poliacrilatos, adições, e agregados com características específicas. A fibra de aço utilizadas foi da N. V. Bekaert da marca Dramix 3D 80/60 BG do tipo A classe I, pois entre as demais fibras de aço, essa tem a maior limite a tração > 1 .000 MPa (ver Figura 1). Figura 1 - Ilustração da Fibra Dramix 3D 80/60. Fonte: ArcelorMittal, 2023. O comprimento do total da fibra é de 60 mm e diâmetro de 0,75 mm, de acordo com o fornecedor, a dosagem mínima é de 10 kg/m³, já sua resistência à tração é de 1.225 MPa. Em estudos feitos com adições de fibras metálicas como o de Ding et al. (201 4 ) chegaram em um teor ideal de fibra de 0,5%, sendo que, para esse valor, há um aumento significativo no desempenho do concreto como maior ductilidade, menor permeabilidade e maior resistência à compressão axial. Neste estudo foram utilizados teores de fibras de 0%, 1 % e 2 % em relação à massa do cimento, avaliando o impacto do reforço em diferentes teores. Mehta and Aïtcin (1990) sugeriram um procedimento simplificado para dosagem de concretos com resistências à compressão entre 60 MPa e 120 Mpa, onde impuseram alguns requisitos para os agregados. O agregado graúdo tendo um valor máximo entre 10 mm e 15 mm (AITCIN, 2000 ), além disso, conforme Balestra (20 20 ), quando se tem agregados menores as propriedades mecânicas do concreto aumentam, diminuindo a microfissuração das zonas de transição e na interface dos materiais da matriz cimentícia. Por questão de disponibilidade de material no laboratório, foi utilizado uma mistura de brita 0 e 1. Aïtcin (2000) afirma que, o superplastifcante atuará no controle do abatimento que deverá ficar entre (200 a 250 mm). A água proveniente do superplastificante é considerada como água da mistura, ele também orienta que para obtenção da massa de sólidos de um plastificante deve-se utilizar da Equação 1. O aditivo adotado foi o superplastificante da MC Bauchemie PowerFlow 3100, aditivo redutor de água tipo 2 – RA 2 de pega normal, densidade 1,07 kg/L, dosagem recomendada ≥ 0,2% ≤ 5,0% sobre o peso do cimento. Para a dosagem de um CAD, as propriedades do superplastificante deve ser considerada, tais como a massa de sólido (Msol), o volume de líquido (Vliq), o volume de água (Va) e o volume de sólidos, e podem ser calculados conforme Equações 1, 2, 3 e 4:
𝑴𝒔𝒐𝒍 = 𝑻𝒆𝒐𝒓 𝒅𝒆 𝒂𝒈𝒍𝒐𝒎𝒆𝒓𝒂𝒏𝒕𝒆 × 𝑻𝒆𝒐𝒓 𝒅𝒆 𝒑𝒍𝒂𝒔𝒕𝒊𝒇𝒊𝒄𝒂𝒏𝒕𝒆 (%) Eq. 1 𝑽𝒍𝒊𝒒 = 𝑴𝒔𝒐𝒍 𝑺(%)× 𝜸 Eq. 2 𝑽𝒂 = 𝑽𝒍𝒊𝒒 × 𝜸 × [𝟏 − 𝑺(%)] Eq. 3 𝑽𝒔𝒐𝒍 = 𝑽𝒍𝒊𝒒 − 𝑽𝒂 Eq. 4 Sendo: γ = massa específica do superplastificante (kg/L); S = teor de sólidos (%); Outro material empregado foi a sílica ativa pois ela traz diversos benefícios, quando utilizados corretamente, conforme dito em 2.1.1, a sílica ativa reage com o hidróxido de cálcio e formando o silicato de cálcio hidratado, que na fase de cura favorece nas propriedades mecânicas e a alta performance frente a ambientes agressivos. 3 .2 Dosagem Utilizaremos o método do Aïtcin (2000) para a dosagem, cujo fluxograma de trabalho está representando na Figura 2. Figura 2 - Fluxograma do método de Aïtcin. Fonte: Adaptado de Aïtcin (2000) p.266. Fica facultativo neste método a utilização do ar incorporado desde que se leve em consideração a redução da resistência a compressão devido a presença de bolhas de ar. O método proposto segue a normativa ACI 211.1-91 (1993) “Standart Practice for Selecting Proportions for Normal, Heavy-weght and Mass Concrete”.
módulo de finura para a areia. Para o cimento, a massa específica foi informada pelo fabricante, assim como para a sílica ativa.
3. 4 Ensaios no estado fresco: Para a caracterização do concreto em seu estado fresco foram empregados os ensaios de densidade NBR 9833 (2008) e teste de espalhamento NBR 1 5823 - 2 (201 7 ), por meio da relação entre a massa e o volume da amostra e a abertura pelo seu peso próprio. As moldagens dos corpos de prova foram realizadas conforme a NBR 5738 (2015), após um dia de concretagem, as amostras foram desformadas e submetidas à cura submersa. 3. 5 Ensaios no estado endurecido A realização de ensaios de resistência à compressão axial em corpos de provas moldados foi realizada seguindo procedimentos estabelecidos na norma NBR 5739 (2018). A aplicação dos ensaios de absorção por capilaridade será realizada conforme NBR 9779 (2012), a fim de avaliar a permeabilidade do concreto. Ensaios de absorção e índice de vazios serão executados conforme a NBR 9778 (2005). A execução de ensaios de resistência à tração na compressão diametral será empregada para analisar o comportamento do concreto reforçado com fibras de aço (NBR 7222, 2011). 4 RESULTADOS 4 .2 Estado Anidro - Caracterização dos agregados Os agregados foram caracterizados em relação às distribuições granulométricas e massas específicas definidas, tanto para os agregados graúdos quanto para os miúdos dentro da faixa granulométrica de 0,15 a 50 mm seguindo as diretrizes da norma NBR 17054 (2022). A Tabela A.1 (Ver Apêndice A) e a Figura 4 apresentam os resultados obtidos nesta fase para o agregado graúdo. A sugestões eadequarem anca examinadora A partir do peneiramento foi realizada a plotagem da distribuição granulométrica, onde é possível analisar a frequências por diâmetro das peneiras analisadas. Observa-se que há uma concentração de aproximadamente 55% das partículas no diâmetro de 12,5 mm para a granulometria da brita utilizada neste estudo. Sendo entorno de 28% das partículas com diâmetro de 9,5 mm e 13% para o diâmetro de 4,75 mm. O agregado graúdo apresentou diâmetro máximo característico na faixa de 19 mm, caracterizado como brita 1, contudo, há uma mistura significativa de brita 0, conforme pode ser observado na quantidade de partículas retidas entre 2,36 e 9,5 mm. Figura 4 – Gráfico da distribuição granulométrica do agregado graúdo. Fonte: Autores (2024). 0 20 40 60 80 100 120 0 10 20 30 40 50 60 1,00 10,00 100, Frequência (%) Acumulado (%) Diâmetro (mm) Amostra Retida Média (%) Acumulada
A Tabela A. 5 apresentam os resultados obtidos no ensaio de granulometria do agregado miúdo, e a Figura 5 sua respectiva distribuição granulométrica. Figura 5 – Gráfico da distribuição granulométrica do agregado miúdo. Fonte: Autores (2024). Nas curvas provenientes da Figura 5, obtemos um diâmetro máximo de 2,36 mm e um módulo de finura de 1,68, caracterizando-se, assim, como estando dentro da zona utilizável inferior, conforme a Tabela 7. A NBR 7211 (2022) informa limites superiores e inferiores para os resultados de granulometria do agregado miúdo, na Figura 6 são representados estes limites. Tabela 7 – Zona de composição granulométrica do agregado miúdo. Zona Módulo de Finura Zona Utilizável Inferior Entre 1,55 e 2, Zona Ótima Entre 2,20 e 2, Zona Utilizável Superior Entre 2,90 e 3, Fonte: Adaptado da NBR 7211 (2022). Figura 6 – Limites para granulometria do agregado miúdo. Fonte: Autores (2024). 0 20 40 60 80 100 0 10 20 30 40 50 0,00 0,01 0,10 1,00 10, Frequência (%) Acumulado (%) Diâmetro (mm) Amostra Retida Média (%) Acumulada 0, 50, 100, 9,50 4,75 2,36 1,18 0,60 0,30 0, Frequência Acumulada (%)^ Diâmetro da partícula (mm)
Granulometria do Agregado Miúdo
Materia de Estudo Z.U. Inferior Z.O. Inferior Z.O. Superior Z.U. Superior
Fonte: Autores (2024). A amostra referência (a/c de 0,28 e 0% de fibra de aço) apresentou maior abertura entre todas as amostras testadas, sendo as diferenças de 6,13% e 0,5% quando comparada as amostras com 1% e 2 % de fibra de aço, respectivamente. Pode-se dizer que as amostras de teor 0% e 2% apresentam diferença pequena nas aberturas e que ambas apresentaram trabalhabilidade semelhante. O espalhamento obtido para todas as amostras pode ser classificado como SF (espalhamento de 550 até 650 mm) conforme a NBR 15823 - 1 (2017), recomendada para estruturas de concreto sem armada ou com baixa taxa de armadura e embutidos. 4 .4 Estado Endurecido 4.4.1 Avaliação da influência do teor de água pela Resistencia à compressão Axial O objetivo desta fase é avaliar como o aumento no teor de água influência a resistência à compressão do CAD. Para isso, realizou-se um ensaio de compressão entre duas amostras, ambas sem adição de fibras e com relação água/cimento de 0,33 (amostra 1) e 0,28 (amostra 2). Os resultados do estão apresentados na Figura 8 , a partir dos valores médios, os demais valores obtidos no ensaio encontram-se na Tabela A.2 (Ver Apêndice A). Figura 8 – Ensaio de compressão para avaliação do teor de água. Fonte: Autores (2024). Como esperado, há um aumento expressivo na resistência à compressão de 13,37 MPa, que representa 17% de acréscimo para a redução de apenas 5% de água, é relevante ressaltar que ambas as composições apresentaram trabalhabilidade semelhante de concreto autoadensável e são considerados CAD, pois as resistências são superiores à 50 MPa. 653, 613, 650, 590, 600, 610, 620, 630, 640, 650, 660, 670, 0 1 2 Abertura (mm) Teor de Fibra de Aço (%)
Slump Test
64, 78, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 0,33 0, Resistência à Compressão (MPa) Relação água/cimento
Resistência à Compressão
4.4.2 Avaliação da influência da fibra de aço Assim como na avaliação do teor de água, esta fase tem como objetivo verificar como o reforço estrutural com fibra de aço influencia na propriedade mecânica de compressão. Dessa forma, foi realizado o ensaio de compressão e os resultados estão expressos na Figura 9 e Tabela A. 2 (Ver Apêndice A). Figura 9 – Resultado do ensaio de resistência à compressão para diferentes teores de adição de fibra de aço. Fonte: Autores (2024). Comparando os resultados médios de resistência axial do presente trabalho com os de Balestra et al. (2020), observa-se que, apesar de as composições dos concretos serem semelhantes, os resultados apresentados na Figura 9 são superiores aos do referido estudo. Os resultados médios obtidos aqui variam entre 83,21 e 72,32 MPa, enquanto na literatura referenciada o maior valor médio obtido foi de 67,84 MPa para a adição de 1% de fibra de aço. De acordo com a Figura 3 e o método de dosagem empregado, esperava-se resultados da ordem de 90 MPa ± 15 MPa, assim, os resultados estão de acordo com o indicado pelo método de dosagem. Ainda analisando os resultados da Figura 9, observa-se que todas as amostras com adição de fibra de aço ficaram com resistência dentro do intervalo da amostra de referência (valores máximos e mínimos). Sendo assim, ou a adição de fibra de aço não impacta na resistência à compressão, ou houve um elo fraco nos materiais que compõem o concreto, impedindo uma resistência superior. Levanta-se a hipótese de que o agregado graúdo pode ser o fator que implicou nesse resultado, visto que a coloração da brita 0 e 1 empregada nos CAD foi variada, desde branca, bege, cinza claro, cinza escuro, rosa e marrom (ver Figura B.2 e B.3 do Apêndice B), isto pode indicar diferentes composições mineralógicas, o que, consequentemente, resulta em diferenças na resistência à compressão da brita. 4.4.2 Resistência à tração O ensaio de tração escolhido foi o de resistência à compressão na tração diametral e foi realizado seguindo as diretrizes da NBR 722 2 (2011), os resultados das resistências das amostras estão dispostos na Figura 10 - a e b, assim como na Tabela A.7 (Ver Apêndice A). 78, 76, 76, 83, 76, 80, 72, 75,78 (^) 73, 70, 72, 74, 76, 78, 80, 82, 84, RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO (MPA) 0 1 2 TEOR DE FIBRA DE AÇO (%)
R E S I S T Ê N C I A À C O M P R E S S Ã O A X I A L
Média Máximo Mínimo
confeccionados neste trabalho atingiram valores esperados para as características de durabilidade esperadas para este tipo de concreto, ou seja, baixa absorção. Ao analisar o gráfico da Figura 1 1 - c, chega-se à conclusão de que a adição de fibra de aço aumenta a massa específica do concreto. Os resultados apresentados, tanto na Tabela A. 3 (Apêndice A) quanto na Figura 1 1 - c, evidenciam valores inferiores para as amostras com 0 e 1 % de teor de fibra, se comparado com estudo feito por Silva (2006), que obteve 2,48 g/cm³ em seus resultados. 5 CONSIDERAÇÕES FINAIS O presente trabalho conseguiu atingir o objetivo de estudar a influência do teor de água e a performance da fibra de aço em um concreto de alto desempenho. A relação água/cimento adotada na fase de dosagem foi de 0,28, a qual forneceu a trabalhabilidade necessária, bem como as propriedades no estado endurecido para ser denominado como CAD. Avaliando os valores médios, máximos e mínimos obtidos no ensaio de resistências à compressão axial, observa-se que não há diferenças significativas com a adição da fibra de aço. Em laboratório, foi constatado por observação visual dos corpos de prova rompidos, rupturas na estrutura dos agregados graúdos. Pelo fato de que as amostras apresentaram ruptura aparente no agregado graúdo, bem como coloração variada entre as partículas, demonstrando composições físico-químicas distintas (ver Apêndice B, Figura B.2) e resistências similares (Figura 9), levanta-se a hipótese de que o elo fraco desse concreto não é a pasta nem a argamassa, mas sim o agregado graúdo. Analisando os resultados de resistência obtidos na tração por compressão diametral, observa- se que as resistências aumentaram à medida que foram adicionadas fibras de aço. Os valores dos coeficientes de determinação (R²) foram convincentes (valores próximos a 1). Essa medida estatística demonstra o quão próximos os dados estão da linha da equação linear ajustada. As massas específicas dos concretos apresentaram resultados esperados, pois com o aumento do teor de fibras de aço obteve-se um aumento em sua massa específica. Porém vale notar que a amostra com teor de 2% de fibra, apresentou um aumento expressivo em sua massa específica, se comparado com a evolução das demais amostras. Os resultados de absorção e índice de vazios corroboraram para classificar os concretos como de alto desempenho, com baixa porosidade, absorção e consequentemente maior durabilidade. Por fim, apesar das dificuldades enfrentadas, é importante salientar que o objetivo inicial de elaborar um concreto de alto desempenho e compreender como diferentes teores de fibras impactam seu desempenho, foi alcançado. Porém ainda muitos outros estudos podem ser feitos com o mesmo propósito, utilizando britas morfologicamente diferentes e com alta resistência mecânica, para verificar a performance das fibras de aço frente à compressão diametral e verificar a hipótese aqui levantada da presença de um elo fraco do concreto em decorrência da ruptura no agregado graúdo. REFERÊNCIAS ABDAL, S.; MANSOUR, W.; et al. Application of Ultra-High Performance Concrete in Bridge Engineering: Current Status, Limitations, Challenges, and Future Prospects. Buildings 2023, 13, 185. Disponível em: https://doi.org/10.3390/buildings13010185. Acesso em: 27 out. 2023 AMERICAN CONCRETE INSTITUTE (ACI). ACI 211.1-91: Standart Practice for Selecting Proportions for Normal, Heavy-weight and Mass Concrete, Part 1. 38 f. ISSN 0065 - 7875,1993.
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37,5 0 0 0 0 0 0 0 25 0 0 0 0 0 0 0 19 125,36 3,92 71,48 2,234 - 1,683 3,075 3, 12,5 1797,86 56,18 1823,22 56,972 0,795 56,575 59, 9,5 910,61 28,45 835,8 26,117 - 2,336 27,285 86, 4,75 364,69 11,40 465,74 14,554 3,158 12,974 99, 2,36 0,31 0,01 0,7 0,022 0,012 0,016 99, 1,18 0 0 0 0,000 0,000 0,000 99, 0,6 0 0 0 0,000 0,000 0,000 99, 0,3 0 0 0 0,000 0,000 0,000 99, 0,15 0 0 0 0,000 0,000 0,000 99, Fundo 0,93 0,02906 1,34 0,0419 0, Somatório 3199,76 99,9825 3198,28 99,941 - 0,0419 99, Fonte: Autores (2024). Tabela A.2 - Ensaio de compressão Amostra 1 Amostra 2 Amostra 3 Amostra 4 a/c (^) 0,33 0,28 0,28 0, fibra (%) (^0 0) 1% 2% C.P. 1 (^) 69,55 83,21 75,78 80, C.P. 2 65,38 72,28 76,03 75, C.P.3 (^) 59,85 79,4 76,28 73, Média (^) 64,93 78,30 76,03 76, Desv. Padrão (^) 3,97 4,53 0,20 2, Fonte: Autores (2024). Tabela A.3 - Ensaio de absorção, índice de vazios e massa específica. Amostra 2 Amostra 3 Amostra 4 Fibra (%) 0 1 2 Abs(%) 2,46 2,46 2, I.V.(%) 5,43 5,43 5, M.E.(g/cm^2 ) 2,21 2,21 2, Fonte: Autores (2024). Tabela A. 4 - Abertura da massa no ensaio Slump-Test Amostra Teor de Fibra (%) Abertura (cm) 1 0 70, 2 0 65, 3 1 61, 4 2 65, Fonte: Autores (2024). Tabela A. 5 - Caracterização granulométrica do agregado graúdo Peneiras (mm) Amostra 1 (g) % Retido Amostra 2 (g) % Retido % Variação % Amostra Acumulado
