materiais de construção ( tc-031) tecnologias em concreto

Tecnologias José de A. Freitas Jr. | Materiais de Construção16:43

Materiais de Construção

( TC-031)

TECNOLOGIAS EM CONCRETO

Prof. José de Almendra Freitas Jr.

[email protected]

Ministério da EducaçãoUniversidade Federal do ParanáSetor de TecnologiaDepartamento de Construção Civil

Versão 2013Versão 2013


NOVAS TECNOLOGIAS EM CONCRETO

O concreto neste final de século está se revelando um material com características impressionantes, muitas limitações que existiam até a alguns anos estão desaparecendo com as novas tecnologias de concreto.

BurjDubai – 700 m Petronas Towers

Salto Caxias (COPEL)

CCR

CAD - CAR


TECNOLOGIAS EM CONCRETOConcreto de Alto Desempenho CAD / de Alta Resistência CARConcreto Auto Adensável CAAConcreto de Pós Reativos CPRConcreto com FibrasConcreto Compactado com Rolo CCRConcreto MassaConcreto PesadoConcreto Leve Estrutural CLEConcreto Celular EspumosoConcreto Celular Autoclavado CCAConcreto com PolímerosConcreto ProjetadoConcreto com Retração Reduzida CRR Concreto com Retração Compensada CRCConcreto com Alto Teor de Cinzas Volantes HVFAArmaduras Especiais


CAD - Concreto de Alto Desempenho• Alta durabilidade;(ensaios específicos de durabilidade);

• Alta resistência.

CAR - Concreto de Alta Resistência• alta resistência; • (NBR-8953, fck≥ 50 MPa).

CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CAD

CONCEITOS


CAR – características básicas da composição

• Baixa relação água/aglomerante;• Alto consumo de aglomerante (cimento + adições);• Baixo consumo de água;

• Freqüente uso de adições minerais ao cimento: (sílica ativa, argila calcinada)

• Agregados de boa qualidade.

CONCREBRAS

• Necessidade de aditivos SP;• Trabalhabilidade é governada mais pelo SP, menos pela água;


Abatimento elevadoAbatimento elevado


E-Tower – PILARES c/ fck 125 MPa

(42 andares, 162 m)

IncorporadoraMunir Abbud


Pontos positivos

• Maior resistência à compressão por custo, peso e volume;

• Diminuição peças estruturais• Mais espaços livres;• Redução peso estruturas;• Redução deformações imediatas;• Redução fluência;• Aumento durabilidade,• Menor permeabilidade;• Redução volume de concreto;• Maior rapidez de execução.


Controle da temperatura

CONCREBRAS


Coesão devido a sílica ativa

Pontos negativos• Dificuldade de aplicação - maior coesão (sílica ativa);

- perda de abatimento;• Controle qualidade mais apurado;• Necessidade de cura, devido ao baixo consumo de água; • Alto calor de hidratação - consumos cimento até > 500 kg/m3;• Retração - autógena – água solidifica ao hidratar o cimento;

- por secagem - saída água vazios capilares.


ZT “perfeita”

(A(Aïïtcin, 2000)tcin, 2000)

CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO

CAD

MICROESTRUTURA

FASE AGREGADO•Rocha com alta resistência;•Lamelaridade prejudica.

FASE PASTA MATRIZ•Baixas relações A/A minimizam vazios;•Sílica ativa, mais C-S-H e efeito microfiler.

ZONA DE TRANSIÇÃO•Baixas relações A/A e a Sílica Ativa melhoram ZT.


CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO

CAD

MATERIAIS

CIMENTOACI 363R-92 primordial que varie pouco;No Brasil - CP V mais utilizado.

AGREGADOS Seleção é importante;Miúdos - arredondados, sem impurezas e sem muitos finos;Graúdos- evitar grãos lamelares.

E-Tower – SP Pilares

fck 125 MPa


MATERIAIS

ADIÇÕES MINERAIS • Adição ou substituição de parte do cimento;• Aumentam resistência mecânica e durabilidade;• Aumentam coesão, diminuem segregação e exsudação;• Reduzem retração, porosidade e permeabilidade.

ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE• Sem SP, impraticável A/A < 0,4;• Compatibilidade com o cimento é vital;• Provável necessidade de inibidores de hidratação para maior tempo de eficiência do SP, ampliando o prazo de aplicação e adensamento do concreto.



(José A. Freitas Jr.)

COMPATIBILIDADE CIMENTO-ADITIVO SP•Combinação p/ fluidez requerida por mais tempo;•Otimiza consumo de aditivo SP•Ensaio de fluidez de pasta de aglomerante com aditivo;•Método do funil de Marsh para determinar o ponto de saturação.


ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE

•2a geração – naftalênicos/lignosulfonados – perda abatimento ± 45 min.;

•3a geração – éter carboxílico modificado – alto custo;

•Interação dos SP com o cimento é complicada;

•Aplicação simultânea de aditivos diferentes.

•Uso de inibidores de hidratação para maior tempo

de aplicação e adensamento do concreto.


Aditivo SP ADVA 170 - GRACE

Mistura da Sílica ativa

Ruptura de um CAD – fck

90 MPa CONCREBRAS

CONCREBRAS CONCREBRAS



CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CADOBRAS NO PARANÁ

Evolution Towers, Curitiba, 2000

Pilares do Corporativo com fck 60 MPa

Museu Oscar Niemeyer, Curitiba, 2000fck 35 MPa aos 7 dias

Irmãos Thá S/A CESBE


CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CADOBRAS NO PARANÁ

Palácio da Justiça,Curitiba , 2005.

Estrutura inteira em fck 50 MPa

Centro Empresarial Antártica Ponta Grossa , 2008

Pilares fck 90 MPa - Recorde brasileiro

Vicente Babur LtdaEngenharia e Construção


Evolution TowersCuritiba –PR - 2000

37 pisos - altura 132 m

Irmãos Thá S/A

(Eng. Moacir H. Inoue)


Consumo de aços CP 190 RB: 72.000 kg

Consumo de aços CA50 / CA 60: 1.047.000 kg

Consumo de formas: 84.000 m2

1.008 m3C60

1.770 m3C40

7.966 m3C30

1.600 m3C25

1.690 m3C20

Consumos de concretos

CONSUMOS DOS MATERIAIS APLICADOS



37 pisos - altura 132 m

CAD C-60

C-30





CAD/Concreto ConvencionalCAD/Concreto Convencional

Pilarem CAD





Bloco c/ 1/3 da altura em CAD C 60 cura sendo aplicada




Centro Empresarial Antártica - Ponta Grossa , 2008

Pilares fck 90 MPa - Recorde brasileiro

Vicente Babur Ltda





Concretagem da camada em C-90 de bloco de fundações em C-90 e o mesmo parcialmente desformado-90

(Christófolli, Jorge L.)

CONCREBRAS (José A. Freitas Jr.)




Pilares em concreto C-90

(Christófolli, Jorge L.)




Operação de colocação de sílica ativa e do inibidor de hidratação Recover no caminhão betoneira

Concrebras Concrebras




Momento da ruptura de um copo de provas de um

CAD C-90

Preparação dos corpos-de-prova

ConcrebrasConcrebras



Centro Empresarial AntCentro Empresarial AntáárticarticaPonta Grossa , 2008Ponta Grossa , 2008


137,5 MPa113,7 MPaMáximo

104,7 MPa74,5 MPaMínimo

7,1 MPa8,5 MPaDesvio Padrão

122,7 MPa95,9 MPaMédia

3535Número de Valores

28 dias7 dias

Resultados de ruptura à compressão dos concretos com fck 90 MPa

(Christófoli, Jorge L)



TAIPEI 101 Taipé – República da China

508 m de altura, 101 pisos, 412.000 m2

Estrutura mista aço/CAD de até 70 MPa

(Joseph, L. M.; Poon, D.; Shieh, S.; 2006)

“Meg

acol

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AD


508 m de altura, 101 pisosEstrutura mista aço/CAD de até 70 MPa.

(Joseph, L. M.; Poon, D.; Shieh, S.; 2006)

MEGACOLUNACaixão de aço que

tem função estrutural e de forma para os

pilares de concreto -CAD.

Furos para armaduras de concreto armado


TAIPEI 101Taipé – República da China


508 m de altura, 101 pisosEstrutura mista aço/CAD de até 70 MPa

TAIPEI 101Taipé – República da China


Megacolunas

Kuo

-Chu

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(Leonardo Garzon)

World Trade Center One(Freedom Tower) Nova York (EUA), 2013


Estrutura em aço com núcleo CAD de 14.000 PSI (96,5 MPa)

104 pisos 541 (torre) / 417 m de altura

Concretos com gelo e concretagens a noite para minimizar o calor de

hidratação. Temperaturas do concreto controladas


(Leonardo Garzon)

World Trade Center OneNova York (EUA), 2013


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pict

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Núcleo central em concreto armado, 14.000 PSI (96,5 MPa),com paredes de 1,0m a 2,0m de espessura (escadarias)


(Leonardo Garzon)

World Trade Center OneNova York (EUA), 2013


Núcleo central em concreto armado, 14.000 PSI (96,5 MPa),com paredes de 1,0m até 2,0m de espessura (escadarias)

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Estrutura em Concreto Armado - CAD

Altura: + de 705 m154 a 189 pavimentos

Pronto: 2009

US$ 8.000.000.000,00


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skys

crap

er.c

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2008.apr.14Burj Dubaiwww.burjdubaiskyscraper.com

Emirados Árabes Unidos -2008


Concretos utilizados:

Base: C80A (DMC 20mm)

0- 95 m - Pilares: C80A (DMC 20mm)

95-452 m Pilares: C80 (DMC 14mm)

452-570 m – Pilares: C60

Lajes e demais pilares - C50

(www.putzmeister.de)

Burj DubaiEmirados Árabes Unidos2008

www.doka.com



CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CADPark City Musashi Kosugi Building – Kanagawa - Japão

28/05/2007

Ed. Residencial59 pavimentosfc = 150 MPa

203,5 mFibras de aço p/ evitar spalling

S. Sugano, 2007 (Japan Concrete Institute)

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.jp/8

HS

C-H

PC

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.htm

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‘Hibernia' - Canadá

Hibernia 224 metros de altura total- 85 metros para resistência ao gelo, 26 metros dos quatro pilares e 113 metros da plataforma de

produção. 165. 000 m3 de CAD – fc médio 80 MPa

www.hibernia.ca

www.hibernia.ca

Plataformas de petróleo



'Stattfjord' - Noruega

15 plataformas de concreto

Tipo Condeep

15 milhões de m3 de concreto protendido

Concreto auto-adensável de alta-resistência.

Stattfjord B:

145 m de lâmina de água

24 células p/ estocagem de 2 milhões de barris de petróleo

Plataforma com 3 shaftswww.sagex.no


Plataformas de petróleo


NBR 15823 (2010)

CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL – CAA

Self-Consolidating Concrete – SSC

Desenvolvido no Japão década de 80, para resolver problemas da dificuldade de

adensamento do concreto e minimizar mão de obra.

CAA – concreto que preenche cada espaço das formas exclusivamente através de seu peso

próprio, sem necessidade de qualquer forma de compactação ou vibração externa.


NBR 15823 (2010)CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL – CAA

Self-Consolidating Concrete – SSC

CAA - Vantagens: • Concretagem mais rápida

• Possível produção fck de até 90MPa.• Ausência de vibração reduz a mão-de-obra no

canteiro• Melhor acabamento final da superfície

•(lajes e pré-fabricados).• Maior durabilidade por ser mais fácil de adensar.

• Grande liberdade de formas e dimensões e peças de seções reduzidas.


NBR 15823 (2010)Estabelece como requisitos para o CAA no estado fresco as

seguintes propriedades: • Fluidez ou habilidade de preenchimento.

• Viscosidade plástica aparente em fluxo livre ou confinado. • Habilidade passante em fluxo livre ou confinado.

Fluidez ou habilidade de preenchimento:Fluidez ou habilidade de preenchimento: NBR 15823Capacidade do CAA de fluir dentro da forma e preencher todos

os espaços.Propriedade avaliada pelo espalhamento em fluxo livre do

concreto no método do cone de Abrams.

Não apresentar segregação, ter a capacidade de se manter coeso ao fluir dentro das formas.



CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL – CAAHabilidade passanteHabilidade passante: NBR 15823

Capacidade do CAA de fluir dentro da forma, passando por entre os embutimentos, sem obstrução do fluxo ou segregação.

Avaliada pelo método do anel J com fluxo livre do concreto, ou pelo método da caixa L com fluxo confinado do concreto.

Viscosidade plViscosidade pláástica aparente do concretostica aparente do concreto: NBR 15823

Propriedade relacionada com a consistência da mistura (coesão) que influencia no comportamento ao escoamento.

Quanto maior a viscosidade, maior a resistência ao escoamento.

Avaliada pelo tempo de escoamento no método do cone de Abrams (t500), ou pelo funil V com fluxo confinado do concreto.



MATERIAIS:Cimento: Qualquer tipo, maior finura mais indicado. Variações no cimento afetam as propriedades do CAA.

Adições: Redução do teor de argamassa. Maior coesão. Menos calor. Benefícios quanto à durabilidade. Uso implica em aumento do consumo do superplastificante.Adições mais utilizadas:•Filer de calcário calcítico - é o mais indicado. •Cinzas volantes - com finura de 500 a 600m2/kg. •Sílica ativa - usual com fck acima de 60MPa. aumenta a coesão e a demanda de superplastificante.•Metacaulim aumenta a coesão e a demanda de superplastificante.


MATERIAIS:Aditivos:

Superplastificantes a base de policarboxilato são os mais empregados, em percentuais da ordem de 1 a

1,6% do peso de cimento utilizado.

Promotores de viscosidade ou modificadores de

viscosidade, produtos a base de polisacarídeos que formam grandes reticulados que prendem água.

Causam diminuição da exsudação e o aumento da viscosidade da pasta evitando a segregação dos

agregados.



MATERIAIS:

Agregado miúdo:Todo tipo de agregado usado em concreto

convencional pode ser usado em CAA. Os naturais são preferíveis por possuírem grãos arredondados.

Agregado graúdo:Preferível agregados graúdos com formato regular e

dimensão máxima característica (DMC) de 20mm. Em geral para o CAA agregados graúdos com

DMC<10mm gera composições mais econômicas.



(B. F. Tutikian, 2004)

ENSAIOS DE TRABALHABILIDADE ESPECÍFICOS

Observação visual, não pode haver separação

dos materiais.

Espalhamento (Cone de Abrams, Caixa L

e Tubo UResistência à segregação

H2/H1 entre 0,8 e 1,0Caixa LHabilidades de preenchimento e passagem

por restrições

Entre 5 e 10 segundosFunil VHabilidades de

preenchimento e passagem por restrições

Entre 600 e 800 mmEspalhamento(cone de Abrams)

Habilidade de preenchimento

Valores LimitesMétodo de ensaioPropriedade avaliada



Wellington L. Repette Wellington L. Repette

ENSAIOS DE TRABALHABILIDADE

Fluidez e escoamento: NBR 15823NBR 15823Ensaio de espalhamento do cone de Abrams (Slump flow test)

Permite observar se está havendo segregação ou não.Variante t500- medição de tempo que o concreto atinge uma

marca de 500mm de diâmetro (2 a 5 segundos).



ENSAIOS DE TRABALHABILIDADECaixa–L: NBR 15823NBR 15823

Objetiva medir a fluidez simultaneamente com a capacidade do concreto passar por obstáculos permanecendo coeso, verifica-se a

relação entre a altura H1 e H2, depois de realizada a intercomunicação do CAA entre as partes.

(B. F. Tutikian, 2004)(B. F. Tutikian, 2004)



CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL – CAAENSAIOS DE TRABALHABILIDADE

Caixa–U: NBR 15823NBR 15823Avalia a habilidade do concreto em resistir ao bloqueio por obstáculos

sem segregar




CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL – CAAENSAIOS DE TRABALHABILIDADE


(R. A

lenc

ar e

P. H

elen

e, 2

006)

Funil-V & Funil-V 5 min: NBR 15823NBR 15823Tempo que o concreto leva para escoar neste aparelho é uma medida de fluidez do CAA em passar por espaços restritos. Ao preencher o funil novamente, aguardando-se 5 minutos, tem-se

informações importantes quanto a resistência à segregação.



Anel J :Fácil de executar, testa a habilidade passante do CAA. O índice é a média de dois diâmetros ortogonais formados pelo espalhamento.

(Alencar, R., Helene, P.; Honda, J.;CONCRETO e construções, n.51,2008)

NBR 15823.NBR 15823.





Tubo-U:Método para a avaliação da resistência à segregação.

Corta o tubo preenchido e mede a segregação

(R. Alencar e P. Helene, 2006) (B. F. Tutikian, 2004)

(Gomes, 2002)


A aplicação do CAA exige uma qualidade muito maior dos equipamentos envolvidos bem como um controle mais rigoroso de

todo o processo de produção. O CAA pode ser um material altamente favorável, tornando-se uma

excelente opção.

Grande densidade de armaduras

(Granato, BASF)



CAA

Concreto comum

Pouco pessoal no serviço de concretagem

(Granato - BASF)

(Granato - BASF)



PORTO ALEGRE – RS - Museu Iberê Camargo – 2007

Concreto aparente de CPB (Cimento Portland Branco)

Formas curvas e necessidade de excelente acabamento.

(Tutikian,Bernardo Fonseca, Dal Molin, Denise e Cremonini, Ruy )

Aspecto do CAA



(http

://ob

ras.

rio.r

j.gov

.br)

CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL – CAACidade da Música Roberto Marinho RJ - R$ 482 milhões (2008)

Área 87.403 m2 - CA 50 7.941 t - Cabos de protensão 800 tCAA e CAD resfriado fck 50 MPa 63.566 m3 - Formas 270.467 m2


CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL

CAABROOKFIELD MALZONI 2010

Ph

D E

ng

en

ha

ria

Vigas com 44,4x 6m, fck

50MPa em CAA.

Cada viga de 800m³ de CAA, 24/18 bainhas de 24 cordoalhas de protensão.

Momento fletor

de 60.000 tfm!!!


Escoramento30 m + 6 subsolos

CAA, bombeado somente para dois pontos da viga, se espalha e preenche os 800m3, sem adensamento externo.

44,4 metros

CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL CAA

BROOKFIELD MALZONI 2010

PhD EngenhariaPhD Engenharia


Estruturas “caixão” com formas de alumínio

Elevações em concreto leve armado

c/ tela, já acabadas pela forma

Aberturas e tubulações elétricas embutidas no

concreto leve

Lajes em concreto armado comum

Hiperestaticidade infinita, suporta

terremotos

Western Forms Western Forms



Estruturas “caixão”

(L.S.Franco)

(L.S.Franco)



CONCRETOS DE PÓS REATIVOS - CPR

Reactive-Powder Concrete – (RPC)Materiais a base de cimento Portland com baixíssima porosidade e altíssima resistência à compressão (superiores a 200 MPa - 2 a 4 vezes maior que os CAD comuns).Possuem importante resistência à flexão e uma ductilidade extremamente alta, (250 vezes superior aos concretos convencionais).Desenvolvidos na França pela Bouygues Construction Company em1994

US Army Corps of Engineers US Army Corps of Engineers



Propriedades obtidas a partir de:

• Massa mais homogênea

• Compacidade otimizada pela granulometria dos materiais finos

• Melhor interface pasta/agregado

• Aumento da ductilidade pela adição de fibras de aço.

Material com características

mecânicas correspondentes

as do aço.(C

. Dau

riac

,199

7)


CONCRETOS DE PÓS REATIVOS - CPRBENEFÍCIOS PARA AS ESTRUTURAS:

Resistência superior à compressão e cisalhamento permitem redução significativa do peso próprio dos elementos estruturais.

Sem necessidade de armaduras para compressão ou o cisalhamento.

Melhor performance em sismos - Reduz cargas de inércia (estruturas mais leves), possibilita maiores deflexões com seções menores (maior absorção de energia).

Comparação de seções de vigas com iguais resistências à

flexão.

(C. D

auri

ac,1

997)


Maiores resistências à abrasão, fenômenos gelo/degelo e ataques químicos.

Significativas quantidades de cimento não hidratado no produto acabado dá ao material um potencial de se auto-

recuperar de fissuras. A sua finura possibilita acabamentos superficiais de alta

qualidade. Sua baixa e não interconectada porosidade diminui as

transferências de massas tornando inexistente a penetração de líquidos, gases ou elementos radioativos. Não há difusão de Césio, a difusão de Trítio é 45 vezes menor que nos materiais convencionais de contenção.

CONCRETOS DE PÓS REATIVOS - CPRCARACTERÍSTICAS


CONCRETOS DE PÓS REATIVOS - CPRCOMPOSIÇÃONo CPR a areia fina utilizada se torna o agregado graúdo dos concretos convencionais, o cimento Portland preenche a função de agregado miúdo e a sílica ativa a função do cimento. Cimento Portland com baixo teor de C3A e baixa finura Blaine.

0,140,15Relação a/(cimento + sílica)

186180Água

1817Superplastificante (sólidos)

617-Fibras de aço 3 mm

-146Fibras de aço 13 mm

490997Areia

382-Pó de quartzo

225237Sílica Ativa

980950Cimento Portland Tipo I (ASTM)

CPR 800CPR 200Material (kg/m3)

Composição típica do CPR original (DOUGAT el al., 1996)


CONCRETOS DE PÓS REATIVOS - CPRCOMPOSIÇÃO



PROPRIEDADES

2000 – 8000100 - 150100 - 150Deformação Última de Tensão (10-6)

1000 – 40000140130Energia de Fratura (MPa)

15 - 1406 - 104 - 8Resistência à Flexão (MPa)

200 - 80060 - 8020 - 50Resistência à Compressão Simples (MPa)

CPRCADCCPropriedades

Propriedades mecânicas comparadas ao concreto comum e de alto desempenho

(DOUGAT et al., 1996)



PROPRIEDADES


CONCRETOS DE PÓS REATIVOS - CPRPassarela de pedestres de Sherbrooke- Canadá

Protendida, sem armaduras comuns.

(Carlos E. Biz, 2001)

Ductal® concrete

Passarela c/ 60 m e espessura do deck de 3 cm.

Fibras de aço inox de 12 e 2 mm.

Montagem em um dia.

www.lafargenorthamerica.comDurabilidade prevista de 500 anos.


CONCRETOS DE PÓS REATIVOS - CPRPassarela de pedestres de Sherbrooke- Canadá

Elementos diagonais de tubos de aço inoxidável preenchidos com CPR.

www.lafargenorthamerica.com

(Car

los

E. B

iz, 2

001)

Ductal® concrete


S. Sugano, 2007 (Japan Concrete Institute)

TAISEI Corporation

Ductal® concrete

Pré-moldados sem armaduras

Concreto fc = 200 MPaSakata Mirai Bridge


Peso próprio1/5 de concreto protendido

Fibras de aço inox de 12 e 2 mm.


HPFRC High Performance Fiber-Reinforced Concrete

Radioctive Waste Storage Slovak Republic

(I. Hudoba,2007)

(I. Hudoba,2007) (I. Hudoba,2007)

(I. Hudoba,2007)


Não apresenta penetração de césio e trítio

40,9939,6332,68Modulus of elasticity [GPa]

87,871,147,80Compressive strength [MPa]

90287Age [days]

Mechanical properties of the HPFRC


Fibras para concreto de:• Aço• Polímeros

- Polipropileno- Nylon- Poliéster

• Vidro• Amianto • Vegetais HSC/HPC

Ductal® concrete com fibras

As fibras melhoram algumas deficiências do concreto:• Minimizam a retração;• Minimizam a microfissuração e permeabilidade;• Aumentam a resistência ao choque (tenacidade);• Aumentam a ductilidade das peças.

CONCRETO COM FIBRAS


CONCRETO COM FIBRAS MATERIAIS

0,023,7 x 10-310 - 452.50-Matriz de cimento (p/

comparação)

100,7 x 10-30,30,95-Polietileno

30,4 – 1,014 – 19,51,1818Acrílico

13 - 150,94,01,1-Nylon

1,02,02301,99Carbono

2,1 - 4,03,05 – 1331,4510Kevlar

8,00,5 – 0,755 – 7,70,920 - 200Polipropileno

2,0 - 3,03,0 – 3,510 – 2002,00,02 - 0,4Amianto

2,0 - 3,52,0 - 4,070 - 802,09 - 15Vidro

0,5 - 3,55,5 - 2,0190 – 2107,845 - 500Aço

Deformação na ruptura

(%)

Resistência à tração (MPa)

Módulo de elasticidade

(GPa)

Densidade (g/cm3)

Diâmetro (µm)Material

(Thomaz, E.;IME)

Valores de resistência mecânica e módulo de elasticidade para diversos tipos de fibra e matrizes (BENTUR E MINDNESS, 1990)


Adição de fibras prejudica as propriedades do concreto fresco.

CONCRETO COM FIBRASEfeitos no Concreto Fresco

A adição de fibras deve ser considerada como um novo agregado, para a composição da dosagem do concreto.

Formação de “ninhos”

Dificuldadesna mistura


Pouco efeito nas propriedades mecânicas estáticas.

(Thomaz, E.;IME)

Efeitos no Concreto Endurecido

Algum efeito sobre: •Compressão (até 25%)•Tração simples (até 6%)•Torção•Cisalhamento

Efeito sensível:• Aumento da resistência à

tração na flexão;

CONCRETO COM FIBRAS


Melhoram as propriedades mecânicas dinâmicas.

CONCRETO COM FIBRAS

Fibras transformam o concreto de:

Frágil para Pseudo-dúctil

• Minimizam fissuração;

• Diminuem a retração;

• Aumentam resistência à fadiga;

• Aumentam resistência ao impacto (tenacidade);

• Minimizam lascamento (spalling) em incêndios.



CONCRETO COM FIBRASEfeitos no Concreto Endurecido

( F

igue

iredo

, A.;

2000

))


Propriedades (Concreto Endurecido)CONCRETO COM FIBRAS

Aumento da ductilidade e da tenacidade

Material não rompe imediatamente após a primeira fissura

Volume crítico de fibras –

equilíbrio eficiência / trabalhabilidade


( F

igue

iredo

, A.;

2000

))


CONCRETO COM FIBRAS

Comprimento crítico da fibra - lc

Determinado para maximizar a energia de arrancamento da fibra.

Energia de arrancamento érepresentada pela área do

triângulo.


( F

igue

iredo

, A.;

2000

))


Compatibilidade do comprimento das fibras com o DMC dos agregados graúdos.

( Figueiredo, A.; 2000))


L > 2 DMC

CONCRETO COM FIBRAS


Afloramento das fibras

CONCRETO COM FIBRAS Efeitos no Concreto Endurecido

Impossível garantir cobrimento adequado.

Concretos expostos a água sofrem com a oxidação das

fibras de aço aparentes.

Ocorre a ruptura do pequeno cobrimento. (Kormann, A. C. M. ;2002)


CONCRETO COM FIBRASFIBRAS VEGETAIS

• Bambu, coco, juta, malva, piaçava, sisal e celulose;

• Baixa durabilidade;

• Sofrem decomposição em meio alcalino;

• Medidas para minimizar a decomposição:

� Emprego de feixes;

� Proteção das fibras e matriz;

� Redução da alcalinidade da matriz.

HSC/HPC

Sisal


FIBRAS DE AÇO:

• 2 a 8 cm de comprimento, mais compridas mais eficientes, mas ficam mais difíceis de misturar;

• 0,4 a 1,5% do volume de concreto, traços com alto consumo de cimento e baixo fator a/c;

• Reduz a retração;• Diminui microfissuração e permeabilidade, aumenta durabilidade.

(Rui T. Bailot / Roberto F. Bauer)Fibra de aço corrugadaFibra de aço com ancoragem

em gancho DRAMIX

CONCRETO COM FIBRAS

( Figueiredo, A.; 2000))


LanLanççamento no concretoamento no concreto

CONCRETO COM FIBRAS

Dosador automático

Diretamente na esteira com os agregados.

www.revistatechne.com.br/Edicoes/107/artigo31700

FIBRAS DE AÇO:


Tipos de Fibras

Diferentes formatos,

dimensões e tipos de aço

(Dramix)

Diferentes performances

CONCRETO COM FIBRAS FIBRAS DE AÇO:

(Maccaferri)


CONCRETO COM FIBRAS FIBRAS DE AÇO:

•Cuidados em peças expostas – corrosão das fibras (aço inox ??);

•Uso em concreto projetado – diminui a reflexão (perdas);

•Uso em pavimentos de concreto – aumenta tenacidade e minimiza a retração.


CONCRETO COM FIBRAS

FIBRAS DE AÇO:

± 1,00 mm7,0 mm7,0 mm7,0 mmPasso (P)

± 0,50 mm2,0 mm2,0 mm2,0 mmAltura (A)

± 0,25 mm0,7 mm0,7 mm0,7 mmEspessura (E)

± 0,50 mm2,5 mm2,5 mm2,5 mmLargura (L)

± 3,00 mm60 mm50 mm40 mmComprimento nominal (C)

TolerânciaFBR 60FBR 50FBR 40MODELO


CONCRETO COM FIBRAS

FIBRAS DE AÇO INOX:

10000,5-1,0-------16-18430

12000,5-1,019-2224-26310

12000,5-1,08-1018-20304

NiCr

Tensão de ruptura à tração

(MPa)Diâmetro (mm)

Composição química Componentes (%)

Grau

ESPECIFICAÇÕESwww.engineeringfiber.com

APLICAÇÕES:Produtos refratários, concretos aparentes ou ambientes agressivos.


FIBRAS DE POLÍMEROS :Minimizam a retração – menos microfissuração – concreto mais durável.

Não degradam. Baixo módulo de elasticidade comparado com as de aço.

(J. Tanesi e A. Nince – TECHNE set./2002)

CONCRETO COM FIBRAS

www.chargerenterprises.com


Comprimentos da ordem de 2 a 4 cm.Comprimentos excessivos ouexcessos na dosagem tentem

a formar “ninhos”.

Fibras com comprimentos da ordem de 2 a 4 cm.Polipropileno - baixo custo, baixos E e resistência à traçãoNylon - custo mais alto, densidade similar a da água - não segrega,

resistência à tração e E superiores as de polipropilenoPoliéster - características melhores que as de polipropileno

CONCRETO COM FIBRAS

Fibermesh

FIBRAS DE POLÍMEROS :


CONCRETO COM FIBRAS

Fibras de polipropileno em conjunto com fibras de aço, utilizadas em anéis de túneis para melhorar o desempenho

em incêndios - minimizam o lascamento.

FIBRAS DE POLÍMEROS :


Fibras de vidro possuem Módulo de elasticidade e resistência à tração maiores que as fibras de polímeros.

CONCRETO COM FIBRAS FIBRAS DE VIDRO :

(Téchne)

(Eng. Aline Martins, Itambé)


CONCRETO COM FIBRAS FIBRAS DE VIDRO :

(Técne)

O vidro comum sofre ataque do meio alcalino do cimento, as fibras precisam ter composição química especial ou ser

revestidas por polímeros.Tipo Tipo ARAR ou Álcali Resistente, tem composição química especial. Possuem +- 16% de óxido de zircônio (ZrO2) na sua composição.

Tipo ETipo E são fibras de vidro comum, revestidas com polímeros para não sofrer ataque do meio alcalino.


NOVAS TECNOLOGIAS EM CONCRETO – Referências bibliográficas:�CONCRETO: Estrutura, Propriedades e Materiais, P. Kumar Mehta e Paulo J. M. Monteiro, São Paulo: Pini,

1994.�Concreto de Alto Desempenho, Pierre-Claude Aïtcin – São Paulo – Pini, 2000.

�CD-ROM: CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO, Versão 1.0. ABCP, Produzido por NUTAU/USP,199 �CONCRETO COM FIBRAS DE AÇO – ANTÔNIO Domingues de Figueiredo, PCC-USP, São Paulo, 2000

�CONCRETO COM FIBRAS DE POLIPROPILENO – Techne, 66, setembro/2002.�BELGO – Fibras Dramix. – Boletim Técnico

�MACIÇOS EXPERIMENTAIS DE LABORATÓRIO DE CONCRETO COMPACTADO COM ROLO APLICADO ÀS BARRAGENS, JoséMarques Filho, 2005.

�USO DE CONCRETO COMPACTADO A ROLO NA CONSTRUÇÃO DE BARRAGENS, Eng. Luércio Scandiuzzi, ABCP.�EMPREGO DO CCR NA AMPLIAÇÃO DA UHE RIO DO PEIXE, Golik M. A., Stock R. Filho, Gontijo M. C., Onuma N., Anais do II

Seminário Nacional de Concreto Compactado a Rolo, 1996.�CD-ROM: O CIMENTO PORTLAND NA PAVIMENTAÇÃO URBANA, ABCP, 2000.

� CONCRETO PRÉ-RESFRIADO NO BRASIL: Uma Evolução com mais de 20 anos, Francisco R. Andriolo e Tadevs M. Skwarczynski, São Paulo, 1988.

�CONCRETO LEVE DE ALTO DESEMPENHO MODIFICADO COM SB PARA PRÉ-FABRICADOS ESBELTOS – DOSAGEM, PRODUÇÃO, PROPRIEDADES E MICROESTRUTURA, João Adriano Rossingnolo, USP São Carlos, 2003.

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�Concreto. Ensino, Pesquisa e Realizações, Vol.2, Capítulo 45. Jane Proskek Gorninski e Claudio de Souza Kamierczack. IBRACON, São Paulo, 2005.

�FIGUEIREDO, A. D.; CONCRETO COM FIBRAS, Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, 2000.Concreto polímero, Luciano Martin Teixeira, Congresso sobre concretos especiais, SOBRAL-CE, 2005.

�PONTE PRESIDENTE COSTA E SILVA – Métodos Construtivos, Walter Pfeil, Rio de Janeiro – LTC, 1975�Tutikian, Bernardo Fonseca; Método para Dosagem de Concretos Auto-Adensáveis, Tese de Doutorado, PPEC-UFRGS.

�Repette, Wellington Longuini; Capítulo 49 - Concreto, Ensino, Pesquisa e Realizações, IBRACON, 2005.�Alencar, Ricardo e Helene, Paulo; Concreto auto-adensável de elevada resistência – inovação tecnológica na indústria de pré-fabricados

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Bastos, Bauru/SP, Fevereiro/2008

materiais de construção ( tc-031) tecnologias em concreto

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