Influência das fibras de aço e das adições minerais na fissuração de tirantes de concreto armado

Oliveira Júnior, L. A.; Araújo, D. L.; Tolêdo Filho, R. D.; Fairbairn, E. M. R.; Andrade, M. A. S.

doi:10.1590/S1983-41952009000200003

Resumos

Neste trabalho é investigada a influência das fibras de aço e das adições minerais (sílica ativa e cinza volante) na fissuração de tirantes de concreto armado. Fibras de aço com gancho nas extremidades e relação de aspecto igual a 65 foram usadas nas frações volumétricas de 0,75%, 1,00% e 1,50%. Dezesseis tirantes de 800 mm de comprimento e seção transversal quadrada de 150 mm de lado reforçados com uma barra de aço CA-50 de 20 mm de diâmetro foram submetidos à tração axial para determinação das aberturas das fissuras. Os resultados mostraram que as fibras reduziram a abertura média de fissuras em até 75% e que as adições minerais melhoraram o comportamento do concreto na fissuração. As aberturas de fissuras foram comparadas aos valores sugeridos pelas recomendações das normas brasileira, americana e européia, que se mostraram inadequadas para estimar a abertura de fissuras em concretos reforçados com fibras.

tirante; concreto armado; fibras de aço; fissuração; sílica ativa; cinza volante

In this work the influence of steel fibers and mineral additions (silica fume and fly-ash) on cracking behavior of reinforced concrete tension members was investigated. Hooked-end steel fibers with aspect ratio of 65 were used in volumes of 0.75%, 1.00% e 1.50%. Sixteen tension tests were performed in tension members 800 mm long with square cross section of 150 mm of side reinforced with single bar of CA-50 steel with diameter of 20 mm for determining crack widths. The results showed that steel fibers reduced the average crack width up to 75% and mineral additions improved cracking behavior of concrete. Crack widths were compared with suggested values by Brazilian, American and European recommendations, which were unsuitable for estimating crack width in steel fiber reinforced concrete.

tension specimen; reinforced concrete; steel fiber; cracking behavior; silica fume; fly-ash

Influência das fibras de aço e das adições minerais na fissuração de tirantes de concreto armado

L. A. Oliveira júnior^I; D. L. Araújo^II; R. D. Tolêdo filho^III; E. M. R. Fairbairn^IV; M. A. S. Andrade^V

^IUniversidade de São Paulo, Departamento de Engenharia de Estruturas, Escola de Engenharia de São Carlos, lualvaro@sc.usp.br, Av. Trabalhador Sancarlense, n. 400, São Carlos, SP, Brasil

^IIUniversidade Federal de Goiás, Programa de Pós Graduação em Geotecnia e Construção Civil, Escola de Engenharia Civil, dlaraujo@eec.ufg.br, Av. Universitária s/n, Praça Universitária, Goiânia, GO, Brasil

^IIIPrograma de Engenharia Civil, COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós Graduação e Pesquisa de Engenharia, Centro de Tecnologia, Bloco B, toledo@labest.coc.ufrj.br, Caixa Postal 68506, Rio de Janeiro, RJ, Brasil

^IVPrograma de Engenharia Civil, COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós Graduação e Pesquisa de Engenharia, Centro de Tecnologia, Bloco B, eduardo@coc.ufrj.br, Caixa Postal 68506, Rio de Janeiro, RJ, Brasil

^VFurnas Centrais Elétricas, Departamento de Apoio e Controle Técnico, Laboratório de Concreto, BR 153, km 1290, CEP 74001-970, Aparecida de Goiânia, GO, Brasil masa@furnas.com.br

RESUMO

Neste trabalho é investigada a influência das fibras de aço e das adições minerais (sílica ativa e cinza volante) na fissuração de tirantes de concreto armado. Fibras de aço com gancho nas extremidades e relação de aspecto igual a 65 foram usadas nas frações volumétricas de 0,75%, 1,00% e 1,50%. Dezesseis tirantes de 800 mm de comprimento e seção transversal quadrada de 150 mm de lado reforçados com uma barra de aço CA-50 de 20 mm de diâmetro foram submetidos à tração axial para determinação das aberturas das fissuras. Os resultados mostraram que as fibras reduziram a abertura média de fissuras em até 75% e que as adições minerais melhoraram o comportamento do concreto na fissuração. As aberturas de fissuras foram comparadas aos valores sugeridos pelas recomendações das normas brasileira, americana e européia, que se mostraram inadequadas para estimar a abertura de fissuras em concretos reforçados com fibras.

Palavras-chave: tirante, concreto armado, fibras de aço, fissuração, sílica ativa, cinza volante.

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Received 30 November 2008

Accepted 30 March 2009

Published 26 June 2009

[01] NOGHABAI, K., Behavior of tie elements of plain and fibrous concrete and varying cross sections, ACI Structural Journal, v. 97, n. 2, March-April, 2000, p. 277-284.
[02] EZELDIN, A. S, e BALAGURU, P. N, Bond behavior of normal and high-strength fiber-reinforced concrete, ACI Materials Journal, v. 86, n. 5, Sept-Oct. 1989, p. 515-524.
[03] OLIVEIRA JÚNIOR, L. A., A influência das fibras de aço e das adições minerais no enrijecimento à tração do concreto armado: análise experimental, Dissertação (Mestrado), Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 288 f.
[04] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, NBR 5739 Concreto Ensaio de Compressão de Corpos de prova cilíndricos Método de Ensaio, Rio de Janeiro, 1994, 4 p.
[05] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, NBR 7222 Argamassa e Concreto Determinação da resistência à tração por compressão diametral de corpos-de-prova cilíndricos, Rio de Janeiro, 1994, 3 p.
[06] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, NBR 8522 Concreto Determinação dos Módulos Estáticos de Elasticidade e Deformação e da Curva Tensão-Deformação, Rio de Janeiro, 1984, 9 p.
[07] SOROUSHIAN, P. e LEE, C., Distribution and orientation of fibers on steel fiber-reinforced concrete, ACI Materials Journal, v. 87, n. 5, September October, 1990, p. 433-439.
[08] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, NBR 6118 Projeto de estruturas de concreto Procedimento, Rio de Janeiro, 2003, 170 p.
[09] AMERICAN CONCRETE INSTITUTE, ACI 224.2R-92 Cracking of concrete members in direct tension, Detroit, 2005, 12 p.
[10] COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION, EUROCODE 2 Design of concrete structures Part 1-1: General rules and rules for buildings, European Prestandard, DD ENV 1992-1-1, Brussels, Belgium, 2002.
[11] ALMEIDA, M. C. F., Eficiência das normas brasileiras NBR 6118/1980 (antiga) e NBR 6118/2003 (atual) no controle da fissuração em estruturas de concreto armado, Engenharia Estudo e Pesquisa, V. 8, n. 1, Rio de Janeiro, 2005, p. 74-82.
[12] ABRISHAMI, H. H. e MITCHELL, D., Influence of splitting cracks on Tension Stiffening, ACI Structural Journal, V. 93, n. 6, November-December 1996, p. 703-710.

Datas de Publicação

Publicação nesta coleção
18 Set 2014
Data do Fascículo
Jun 2009

Histórico

Aceito
30 Mar 2009
Recebido
30 Nov 2008

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[1] [01] NOGHABAI, K., Behavior of tie elements of plain and fibrous concrete and varying cross sections, ACI Structural Journal, v. 97, n. 2, March-April, 2000, p. 277-284.

[2] [02] EZELDIN, A. S, e BALAGURU, P. N, Bond behavior of normal and high-strength fiber-reinforced concrete, ACI Materials Journal, v. 86, n. 5, Sept-Oct. 1989, p. 515-524.

[3] [03] OLIVEIRA JÚNIOR, L. A., A influência das fibras de aço e das adições minerais no enrijecimento à tração do concreto armado: análise experimental, Dissertação (Mestrado), Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 288 f.

[4] [04] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, NBR 5739 Concreto Ensaio de Compressão de Corpos de prova cilíndricos Método de Ensaio, Rio de Janeiro, 1994, 4 p.

[5] [05] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, NBR 7222 Argamassa e Concreto Determinação da resistência à tração por compressão diametral de corpos-de-prova cilíndricos, Rio de Janeiro, 1994, 3 p.

[6] [06] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, NBR 8522 Concreto Determinação dos Módulos Estáticos de Elasticidade e Deformação e da Curva Tensão-Deformação, Rio de Janeiro, 1984, 9 p.

[7] [07] SOROUSHIAN, P. e LEE, C., Distribution and orientation of fibers on steel fiber-reinforced concrete, ACI Materials Journal, v. 87, n. 5, September October, 1990, p. 433-439.

[8] [08] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, NBR 6118 Projeto de estruturas de concreto Procedimento, Rio de Janeiro, 2003, 170 p.

[9] [09] AMERICAN CONCRETE INSTITUTE, ACI 224.2R-92 Cracking of concrete members in direct tension, Detroit, 2005, 12 p.

[10] [10] COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION, EUROCODE 2 Design of concrete structures Part 1-1: General rules and rules for buildings, European Prestandard, DD ENV 1992-1-1, Brussels, Belgium, 2002.

[11] [11] ALMEIDA, M. C. F., Eficiência das normas brasileiras NBR 6118/1980 (antiga) e NBR 6118/2003 (atual) no controle da fissuração em estruturas de concreto armado, Engenharia Estudo e Pesquisa, V. 8, n. 1, Rio de Janeiro, 2005, p. 74-82.

[12] [12] ABRISHAMI, H. H. e MITCHELL, D., Influence of splitting cracks on Tension Stiffening, ACI Structural Journal, V. 93, n. 6, November-December 1996, p. 703-710.