Estudo do comportamento mecânico do UHPFRC produzido com fibras de aço e de PVA submetidos a elevadas temperaturas

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Sumitomo, Guilherme de Souza
• Orientador(a): Pimentel, Lia Lorena
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Pontifícia Universidade Católica de Campinas (PUC-Campinas)
• Palavras-chave em Português: Concreto de ultra alto desempenho; UHPC; Resistência ao fogo; Desplacamento; Concreto reforçado com fibras; Delineamento fatorial; Ultra high performance concrete; Fire resistance; Spalling; Fiber reinforced concrete; Factorial design
• Link de acesso: http://repositorio.sis.puc-campinas.edu.br/xmlui/handle/123456789/16528

O concreto de ultra alto desempenho (UHPFRC) é um tipo especial de concreto que apresenta elevada resistência mecânica e durabilidade, ductilidade, ausência de agregados graúdos e uma microestrutura densa. Suas principais aplicações são em pontes, passarelas, obras arquitetônicas e reparação estrutural. Em situações de incêndio, é necessária a integridade da estrutura por tempo suficiente para que vidas sejam salvas antes de seu colapso. Uma das maiores preocupações do concreto sob elevadas temperaturas, além da perda de resistência, é o desplacamento, que tem ocorrência mais acentuada em concretos de elevadas resistências. O uso de fibras poliméricas é considerado benéfico para o controle do desplacamento, pois promove um aumento da porosidade no compósito que diminuem a pressão interna gerada pelo vapor de água, no entanto a adição de fibras poliméricas em UHPFRC podem reduzir significativamente a resistência a tração. Este trabalho teve o objetivo de avaliar as propriedades físicas e mecânicas do UHPFRC produzido com fibras metálicas e de PVA quando submetidos à elevadas temperaturas. Para isso, o trabalho foi divido em duas etapas: a primeira etapa consistiu em um delineamento fatorial para estudar o comportamento da resistência à compressão e módulo de elasticidade do UHPFRC frente a diferentes dosagens de fibras de aço e PVA e sob diferentes temperaturas de exposição a fim de determinar um traço ótimo com ambas as fibras que apresentesse um melhor comportamento antes e depois de tal exposição. A segunda etapa é a caracterização física e mecânica desse traço ótimo e de um traço referência (somente 2,00% de fibras de aço) para avaliar seu desempenho. Durante o procedimento de aquecimento dos traços na etapa 1, somente o uso das fibras de PVA não foram suficientes para prevenir a ocorrência do desplacamento para temperaturas de 300ºC ou superiores, causando danos em alguns corpos de prova desde pequenas fissuras até a sua degradação total. Com base nos resultados obtidos, o traço (definido como ótimo) que apresentou os melhores resultados de resistência a compressão e módulo de elasticidade foram obtidos para a dosagem de 0,50% das fibras de PVA e 1,65% de fibras de aço. Observou-se na etapa 2 que o traço ótimo apresentou, uma queda de 12% e 0,04% de resistência à compressão e do módulo de elasticidade, respectivamente. O traço ótimo foi classificado como UHPFRC 130/145, sendo uma classificação abaixo da que o traço referência atingiu (UHPFRC 150/165). Para a resistência à tração por flexão em quatro pontos, o traço ótimo apresentou um desempenho superior ao traço referência, tendo o limite de elascitidade 40% acima, enquanto que para o ensaio em 3 pontos, o comportamento entre os dois traços foi bastante semelhante, apresentando um comportamento hardening limitado. O traço ótimo apresentou um comportamento mecânico à tração por flexão semelhante ao traço referência, apesar de não ter apresentado neste estudo, o resultado esperado para a proteção de estruturas de UHPFRC em situação de incêndio.