Reila Vargas Velasco
Título
Concretos Auto-Adensáveis Reforçados com Elevadas Frações Volumétricas de Fibras de Aço: Propriedades Reológicas, Físicas, Mecânicas e Térmicas
Resumo
Neste trabalho foram desenvolvidos e caracterizados materiais compósitos cimentícios produzidos a partir de matrizes auto-adensáveis, reforçadas com elevadas frações volumétricas de fibras de aço. Buscou-se aliar a boa reologia dos concretos auto-adensáveis, capazes de promover boa dispersão das fibras, ao benefício proporcionado pelas fibras, gerando compósitos de elevado desempenho mecânico. Assim, duas matrizes auto-adensáveis contendo sílica ativa e cinza volante foram produzidas, sendo reforçadas com fibras de aço e volastonita. Os compósitos foram avaliados segundo o tipo de reforço (aço e volastonita), frações volumétricas (1%, 1,5%, 2% e 2,5%) e hibridização do reforço fibroso (fibras de aço de comprimentos variados). As características reológicas foram determinadas utilizando o reômetro BTRHEOM e os ensaios tradicionais de avaliação de trabalhabilidade. As propriedades mecânicas foram avaliadas de modo a obter leis constitutivas na compressão, tração na flexão, tração direta e cisalhamento. As propriedades térmicas avaliadas foram elevação adiabática de temperatura, calor específico, difusividade térmica e coeficiente de dilatação térmica. As propriedades dependentes do tempo estudadas foram retração autógena e por secagem e fluência na compressão, tração direta e flexão. A caracterização destes materiais representam uma contribuição ao conhecimento do seu comportamento, de forma a tornar possível seu uso em atuais aplicações de engenharia civil.
Abstract
In this thesis, we developed and characterized cementitious composite materials that were produced from self-consolidating matrices reinforced with high volumetric fractions of steel fibers. In this way, we tried to combine improved rheology, that promote a good dispersion of fibers, with the benefits of fibers, generating composites with high mechanic performance. Thus, two self-consolidating matrices were produced with silica fume and fly ash, being reinforced with steel fibers and wollastonite. The composites were evaluated according to the type of reinforcement (steel or wollastonite), to the volumetric fractions (1%, 1,5%, 2% and 2,5%) and to the hybridization of fiber reinforcement (steel fibers of different lengths). The reological behavior was investigated through BTHREOM reometer and traditional tests for workability evaluation. The mechanical properties were evaluated in order to obtain the constitutive laws in compression, bending, direct tension and shear. The thermal properties were characterized through adiabatic temperature rise, specific heat, thermal diffusivity and coefficient of thermal dilatation. The long-term properties studied were autogenous shrinkage, drying shrinkage, creep in compression, bending and direct tension. The characterization of these materials represents a contribution to their knowledge and makes possible their use for actual civil engineering applications.
