Margareth da Silva Magalhães
Título
Caracterização experimental de compósitos cimentícios reforçados com fibras de PVA: processo de fratura, propriedades térmicas, deformações diferidas e estabilidade térmica
Resumo
Neste trabalho foram desenvolvidas e caracterizadas experimentalmente diferentes formulações de compósitos cimentícios reforçados com fibras de PVA utilizando-se na matriz apenas materiais disponíveis no mercado nacional. Todas as misturas estudadas apresentaram enrijecimento na tração direta, com capacidade de deformação de até de 3%. A influência do tamanho do grão do agregado (0,212mm e 1,18mm) na tenacidade do compósito foi investigada e observou-se que a mesma reduz com o aumento do diâmetro máximo do agregado. Ensaios para determinação das propriedades térmicas do compósito assim como seu comportamento dependente do tempo foram realizados. Ensaios físicos, mecânicos e micro-estruturais foram realizados após submeter os compósitos a temperaturas variando de 90 a 250ºC. Os resultados obtidos mostraram que a retração por secagem de SHCC é maior que a retração de um concreto convencional e o comportamento de fluência na flexão depende do estado inicial de fissuração das amostras. A deterioração do compósito foi observada em termos de aumento da porosidade total e reduções da rigidez, ductilidade e capacidade de deformação, além de mudanças ocorridas no patamar de fissuração. Contudo, até 145ºC o comportamento do material ainda é descrito como ―strain hardening‖ com alta capacidade de deformação e formação de múltiplas microfissuras com abertura inferior a 100µm. Acima de 190ºC, a capacidade de deformação já é bastante reduzida. O compósito ainda apresentou boa resistência até 80 ciclos de choque térmico, porém com reduzida resistência e ductilidade na flexão.
Abstract
An experimental program was carried out to study the behavior of PVA fiber reinforced cementitious composites. Different formulations of composites were developed and all mixtures studied were characterized as strain hardening cementitious composites (SHCC). Moreover, a study of the influence of aggregate on the SHCC behavior was made. It was observed that the ductility was the property most affected. Tests were made to determine the thermal properties and the time-dependant behavior of SHCC. In addition, testes were carried out to study the physical and mechanical properties of SHCC after exposure to high temperatures. The results showed that, the drying shrinkage of SHCC is higher than normal structural concrete. Furthermore, the bending creep depends on the cracking initial state of samples. The temperature has affected the physical and mechanical properties of SHCC when it was heated up to 250ºC. The deterioration of the composite was observed in terms of increased porosity and reductions of stiffness, ductility and strain capacity, and changes in the crack pattern. However, up to 145ºC, the composite still presented a strain hardening behavior with a pronounced multiple cracking pattern with crack width less than 100μm. After 190 ºC the reduction of ductility is more evident. The composite also showed good resistance up to 80 cycles of thermal shock, however, it showed reduced strength and ductility in bending.
