Sidiclei Formagini
Resumo
Nesta tese são dosados concretos fibrosos auto-adensáveis de altíssimo desempenho utilizando o Modelo de Empacotamento Compressível (MEC) desenvolvido na França pelo Laboratoire Central des Ponts et Chaussees (LCPC). Para tanto, foi elaborado, com base no MEC, um software (MECFOR) visando à otimização das misturas granulares secas e a dosagem científica de concreto. A tese apresenta os fundamentos teóricos do método e verifica sua precisão através da dosagem de concretos ultra compactos visando atingir uma resistência à compressão de 160 MPa após 28 dias de cura em água. Os materiais utilizados na produção dos concretos foram cimento, sílica ativa, quartzo moído (com diâmetro médio de cerca de 18µm), areia natural (com diâmetro máximo de 600µm), superplastificante, microfibras de wollastonita, fibras de aço e água (relação água/aglomerante de 0,18). Propriedades dos materiais, como distribuição granulométrica dos grãos, massa específica e compacidade experimental, foram determinadas e utilizadas como parâmetros de entrada no MECFOR. O comportamento reológico do concreto auto-adensado foi determinado através da fluidez em funil V, caixa L e espalhamento do tronco do cone de Abrams invertido. A caracterização físico-química e mecânica do concreto foi realizada através de ensaios de retração autógena e por secagem, absorção de água por imersão e por capilaridade, permeabilidade a gás, ataque acelerado de íons cloreto, comportamento tensão-deformação sob cargas de compressão e de tração direta. Um estudo do efeito de escala no concreto fibroso de altíssimo desempenho foi realizado a partir de ensaios de tração na flexão.
Abstract
This thesis presents the mix design of an Ultra High Performance Fiber Reinforced Cementitious Composites (UHPFRCC) using the Compressive Packing Model (MEC) developed in France at the Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC). Based on the MEC theory it was developed a computational program (MECFOR) for optimization of the dry granular mixtures. The theoretical fundaments of the method are presented and its precision is verified through the dosage of an ultra compact concrete designed to reach a compressive strength of 160 MPa at 28 days of curing in water. The materials used in the production of the UHPFRCC were Portland cement, silica fume, natural sand (maximum size of 600µm), grounded quartz (average size of 18µm), steel fiber (l/d=65), wollastonite micro-fiber, polycarboxylate superplasticizer, and water (water/binder ratio of 0.18). Properties of the powder materials, such as grain sized distribution, specific gravity and residual packing density were determined and used as entrance parameters in the MECFOR. The rheological behavior of the UHPFRCC was determined through the V funnel test, inverted flow cone test and L box. The physic-chemical characterization of the concrete was carried out through the autogenous and drying shrinkage test, specific gravity (dried, saturated and real) test, total water absorption, sorptivity and gas permeability test, and the accelerated chloride ion penetration test. The stress-strain behavior of the UHPFRCC under compression and tensile loads and the size effect of the material under four point bending test were also determined.
