Aderência entre barras de aço e concreto leve com pérolas de EPS

SARTORI, A. L.; PINHEIRO, L. M.; DA SILVA, R. M.; FREITAS, S. B.; CESAR, T. G.

doi:10.1590/S1983-41952017000100007

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Revista IBRACON de Estruturas e Materiais

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Sumário

Articles • Rev. IBRACON Estrut. Mater. 10 (01) • Fev 2017 • https://doi.org/10.1590/S1983-41952017000100007 copiar

Aderência entre barras de aço e concreto leve com pérolas de EPS

Autoria SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

Resumo

Este artigo descreve o comportamento da aderência de um concreto leve estrutural com pérolas de EPS (CLEPE) sob carregamento monotônico, com base em revisão bibliográfica e em ensaios de arrancamento. Os resultados desses ensaios de CLEPE foram comparados com os de um concreto convencional (CC) e com os valores baseados nas recomendações da ABNT NBR 6118:2014 - Projeto de estruturas de concreto. Foram analisados os ensaios de arrancamento de dois lotes de CLEPE e um de CC, totalizando 60 ensaios. Também foram determinadas características mecânicas, tais como: resistência à compressão e resistência à tração por compressão diametral. Os resultados calculados de acordo com a norma citada foram muito diferentes dos obtidos nos ensaios, indicando que os valores teóricos são mais conservadores do que os experimentais. Verificou-se também que é possível usar o CLEPE em estruturas, no que diz respeito à adequada aderência da armadura ao concreto.

Palavras-chave:
concreto leve com EPS; ancoragem por aderência; deslizamento; fendilhamento; tensão de aderência.

Lote	Número de modelos	Bitola (mm)	Altura de concreto (cm)	Comprimento de aderência (cm)	Idade no ensaio¹
Ensaio-piloto	2	10	20	15	24 horas
	2	10	30	25
CLEPE 1º Lote	4	5	9	4	29 e 30 dias²
	4	6,3	10	5
	4	8	12	7
	4	10	14	9
	4	12,5	16	11
CLEPE 2º Lote	4	5	9	4	155 dias
	4	6,3	10	5
	4	8	12	7
	4	10	14	9
	4	12,5	16	11
CLEPE 3º Lote	4	5	5	2,5	127 dias
	4	6,3	6,3	3,15
	4	8	8	4
	4	10	10	5
CC	4	5	9	4	35 e 36 dias³
	4	6,3	10	5
	4	8	12	7
	4	10	14	9
	4	12,5	16	11

CP	Compressão		Compressão diametral		Tração	Observações
	F_ci (kN)	f_ci (MPa)	F_ct,sp (kN)	f_ct,sp (MPa)	f_ct (MPa)
1	334,8	42,63	60,4	1,92	1,73	Não segregou
2	348,1	44,33	86,8	2,76	2,49	Não segregou
3	330,2	42,05	105,5	3,36	3,02	Não segregou
4	343,4	43,72	94,0	2,99	2,69	Não segregou
Média	339,13	43,18	86,68	2,76	2,48	-

CP	Compressão		Compressão diametral		Tração	Observações
	F_ci (kN)	f_ci (MPa)	F_ct,sp (kN)	f_ct,sp (MPa)	f_ct (MPa)
1	9,6	4,90	7,3	0,90	0,81	Não segregou
2	13,0	6,60	8,6	1,10	0,99	Não segregou
Média	11,3	5,75	7,9	1,00	0,90	-

CP	Compressão		Compressão diametral		Tração	Observações
	F_ci (kN)	f_ci (MPa)	F_ct,sp (kN)	f_ct,sp (MPa)	f_ct (MPa)
1	93,3	11,88	41,7	1,33	1,19	Não segregou
2	79,6	10,13	34,8	1,11	0,99	Não segregou
3	86,3	10,99	34,0	1,08	0,98	Não segregou
4	81,5	10,37	37,4	1,19	1,07	Não segregou
Média	85,2	10,84	36,9	1,18	1,06	-

CP	Compressão		Compressão diametral		Tração	Observações
	F_ci (kN)	f_ci (MPa)	F_ct,sp (kN)	f_ct,sp (MPa)	f_ct (MPa)
1	18,3	2,33	42,2	1,33	1,20	Segregou
2	18,6	2,36	21,0	0,67	0,60	Não segregou
3	20,5	2,61	19,8	0,63	0,57	Não segregou
4	15,0	1,90	27,0	0,86	0,77	Não segregou
Média	18,1	2,30	27,5	0,87	0,79	-

CP	Compressão		Compressão diametral		Tração	Observações
	F_ci (kN)	f_ci (MPa)	F_ct,sp (kN)	f_ct,sp (MPa)	f_ct (MPa)
1	86,6	11,28	36,0	1,15	1,03	Não segregou
2	103,5	13,18	38,6	1,23	1,11	Não segregou
3	93,8	11,94	38,6	1,23	1,11	Não segregou
4	99,6	12,68	35,2	1,12	1,01	Não segregou
Média	95,9	12,27	37,1	1,18	1,06	-

CP	A_máx (N.m)	A_5mm (N.m)	ℓ_b (cm)	F_máx (kN)	F_0,10mm (kN)	τ_máx (MPa)	(_0,10mm (MPa)	f_bd (MPa)
1 (20 cm)	1,21	39,43	15	23,3	21,6	4,95	4,58	1,01
2 (20 cm)	1,50	19,04	15	27,9	27,7	5,94	5,88	1,01
1 (30 cm)	1,92	44,95	25	42,9	42,5	5,46	5,41	1,01
2 (30 cm)	6,25	53,64	25	50,1	50,1	6,38	6,38	1,01

Diâmetro da barra (mm)	CP	A_máx (N.m)	A_5mm (N.m)	ℓ_b (cm)	F_máx (kN)	F_0,10mm (kN)	(_máx (MPa)	(_0,10mm (MPa)	f_bd (MPa)
5	1	6,26	17,82	4	6,23	1,47	9,91	2,34	2,79
	2	9,38	29,28	4	9,11	3,85	14,50	6,13	2,79
	3	12,73	39,03	4	10,99	6,18	17,49	9,84	2,79
	4	12,03	39,03	4	10,99	6,18	17,49	9,84	2,79
	Média	10,10	31,29		9,33	4,42	14,85	7,03	2,79
6,3	1	17,92	18,21	5	22,43	15,11	22,67	15,27	2,79
	2	22,20	22,64	5	21,93	13,64	22,16	13,78	2,79
	3	30,30	70,97	5	19,87	13,55	20,08	13,69	2,79
	4	24,83	71,03	5	20,47	7,05	20,68	7,12	2,79
	Média	23,81	45,71		21,17	12,34	21,40	12,47	2,79
8	1	16,97	67,07	7	20,47	10,48	11,63	5,96	2,79
	2	19,90	90,08	7	24,72	14,38	14,05	8,17	2,79
	3	16,70	92,24	7	25,78	17,08	14,65	9,71	2,79
	4	30,04	92,56	7	24,68	13,74	14,03	7,81	2,79
	Média	20,90	85,49		23,91	13,92	13,59	7,91	2,79
10	1	34,15	126,88	9	37,72	17,08	13,34	6,04	2,79
	2	40,84	189,90	9	47,93	26,97	16,95	9,54	2,79
	3	25,40	176,02	9	47,06	29,30	16,65	10,36	2,79
	4	27,42	135,16	9	35,21	11,72	12,45	4,15	2,79
	Média	31,95	156,99		41,98	21,27	14,85	7,52	2,79
12,5	1	88,84	104,66	11	62,17	31,36	14,39	7,26	2,79
	2	41,36	41,36	11	61,30	38,73	14,19	8,97	2,79
	3	48,35	108,81	11	66,38	39,05	15,37	9,04	2,79
	4	83,88	199,10	11	65,51	31,22	15,17	7,23	2,79
	Média	65,61	113,49		63,84	35,09	14,78	8,12	2,79

Diâmetro da barra (mm)	CP	A_máx (N.m)	A_5mm (N.m)	ℓ_b (cm)	F_máx (kN)	F_0,10mm (kN)	(_máx (MPa)	(_0,10mm (MPa)	f_bd (MPa)
5	1	0,51	12,93	4	4,08	3,75	6,49	5,97	1,19
	2	5,19	19,17	4	5,59	4,67	8,89	7,43	1,19
	3	0,76	15,61	4	6,41	6,27	10,20	9,98	1,19
	4	6,74	21,94	4	6,73	2,79	10,71	4,44	1,19
	Média	3,30	17,41		5,70	4,37	9,07	6,96	1,19
6,3	1	1,03	33,27	5	12,96	12,95	13,09	13,09	1,19
	2	0,88	13,94	5	9,29	8,88	9,39	8,97	1,19
	3	1,50	41,60	5	13,64	13,37	13,79	13,51	1,19
	4	2,28	24,41	5	12,22	11,49	12,35	11,61	1,19
	Média	1,42	28,30		12,03	11,67	12,16	11,80	1,19
8	1	3,23	41,59	7	23,40	22,80	13,30	12,96	1,19
	2	1,19	37,56	7	19,96	19,87	11,35	11,29	1,19
	3	3,91	35,42	7	19,37	19,37	11,01	11,01	1,19
	4	7,68	41,43	7	20,65	20,60	11,74	11,71	1,19
	Média	4,00	39,00		20,84	20,66	11,85	11,74	1,19
10	1	24,73	75,50	9	36,12	34,98	12,78	12,37	1,19
	2	3,38	65,02	9	30,08	29,48	10,64	10,43	1,19
	3	4,57	76,06	9	38,55	38,37	13,63	13,57	1,19
	4	18,38	62,92	9	30,40	28,75	10,75	10,17	1,19
	Média	12,77	69,88		33,79	32,90	11,95	11,63	1,19
12,5	1	9,15	124,74	11	46,38	44,36	10,74	10,27	1,19
	2	10,67	117,13	11	47,38	42,67	10,97	9,88	1,19
	3	3,85	108,39	11	37,27	36,81	8,63	8,52	1,19
	4	7,21	140,57	11	42,07	39,46	9,74	9,13	1,19
	Média	7,72	122,71		43,28	40,83	10,02	9,45	1,19

Diâmetro da barra (mm)	CP	A_máx (N.m)	A_5mm (N.m)	ℓ_b (cm)	F_máx (kN)	F_0,10mm (kN)	(_máx (MPa)	(_0,10mm (MPa)	f_bd (MPa)
5	1	2,30	7,75	2,5	5,31	5,31	13,52	13,52	1,19
	2	1,43	8,08	2,5	5,81	5,54	14,81	14,11	1,19
	3	2,01	12,01	2,5	6,68	6,50	17,02	16,65	1,19
	4	0,42	11,45	2,5	4,26	4,26	10,84	10,85	1,19
	Média	1,54	9,82		5,52	5,40	14,05	13,76	1,19
6,3	1	0,70	5,84	3,15	8,06	8,06	12,92	12,93	1,19
	2	0,53	8,53	3,15	7,78	7,65	12,48	12,27	1,19
	3	3,08	13,47	3,15	8,74	8,74	14,03	14,02	1,19
	4	0,48	13,87	3,15	7,69	7,65	12,34	12,27	1,19
	Média	1,20	10,43		8,07	8,03	12,94	12,87	1,19
8	1	2,04	27,54	4	15,89	15,89	15,80	15,81	1,19
	2	1,32	22,15	4	13,09	13,09	13,02	13,02	1,19
	3	0,88	30,77	4	14,24	14,15	14,16	14,08	1,19
	4	4,61	20,94	4	12,59	12,59	12,52	12,52	1,19
	Média	2,21	25,35		13,95	13,93	13,88	13,86	1,19
10	1	4,73	22,16	5	17,17	17,16	10,93	10,92	1,19
	2	12,24	36,39	5	21,52	21,52	13,70	13,70	1,19
	3	10,47	32,94	5	20,69	20,69	13,17	13,17	1,19
	4	11,50	34,37	5	18,86	18,86	12,01	12,01	1,19
	Média	9,74	31,47		19,56	19,56	12,45	12,45	1,19

Lote	Diâmetro da barra (mm)	τ_máx (MPa)	τ_0,10mm (MPa)	f_bd (MPa)	Forma de ruptura	τ_0,10mm/f_bd
CC	5	14,85	7,03	2,79	Escorregamento da barra	2,52
	6,3	21,4	12,47	2,79	Escoamento da barra e posterior escorregamento	4,47
	8	13,59	7,91	2,79	Escorregamento da barra	2,84
	10	14,85	7,52	2,79	Escoamento da barra e posterior escorregamento	2,70
	12,5	14,78	8,12	2,79	Escorregamento da barra com fendilhamento do concreto	2,91
	Média do lote	15,89	8,61 (-45,81%)¹	2,79		3,09
CLEPE 1º lote	5	9,07	6,96	1,19	Escorregamento da barra	5,85
	6,3	12,16	11,80	1,19	Escorregamento da barra	9,92
	8	11,85	11,74	1,19	Escorregamento da barra	9,87
	10	11,95	11,63	1,19	Escorregamento da barra	9,77
	12,5	10,02	9,45	1,19	Escorregamento da barra com fendilhamento do concreto	7,94
	Média do lote	11,01	10,32 (-6,27%)¹	1,19		8,67
CLEPE 3º lote	5	14,05	13,76	1,19	Escorregamento da barra	11,56
	6,3	12,94	12,87	1,19	Escorregamento da barra	10,82
	8	13,88	13,86	1,19	Escorregamento da barra	11,50
	10	12,45	12,45	1,19	Escorregamento da barra	10,46
	Média do lote	13,33	13,24 (-0,68%)¹	1,19		11,13
CLEPE Ensaio- piloto	10	5,45	5,23 (-4,04%)¹	1,01	Escoamento da barra e posterior escorregamento	5,18

Lote	f_cm (MPa)	τ_máx (MPa)	τ_0,10mm (MPa)	f_cm/τ_máx	f_cm/τ_0,10mm
CC	43,18	15,89	8,61	2,72	5,02
CLEPE 1° Lote	10,84	11,01	10,32	0,98	1,05
CLEPE 3° Lote	12,27	13,33	13,24	0,92	0,93
CLEPE Ensaio- piloto	5,75	5,45	5,23	1,06	1,10

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[TFN15] ¹
As idades variaram em função da disponibilidade dos equipamentos de ensaio;

[TFN16] ²
Os ensaios aos 29 dias foram dos modelos com barras de diâmetros 5 mm, 6,3 mm e 8 mm;

[TFN17] ³
Os ensaios aos 35 dias foram dos modelos com barras de diâmetros 5 mm e 6,3 mm.