Influência da Estrutura do Betão no Comportamento de Betões Reforçados com Fibras de Aço

Abstract

A durabilidade das estruturas de betão constitui o principal condicionante na vida útil de umaestrutura. Tal facto torna pertinente estudos que visem prevenir a degradação inesperada dasmesmas.

O principal objetivo desta dissertação de mestrado é aumentar os conhecimentos relativos ao usoe aplicações do betão reforçado com fibras de aço, podendo assim dar uma alternativa, ou umcomplemento ao reforço estrutural convencional, uma vez que as fibras não são condicionadasfisicamente pelos mesmos fatores que os varões de aço. No caso específico deste trabalho, dar aconhecer a influência do agregado fino da estrutura da matriz do betão têm no material compósitoem questão.

Por forma a alcançar os objetivos deste trabalho, foram realizados vários ensaios de caracterizaçãomecânica do betão (flexão, compressão e módulo de elasticidade), bem como ensaios deindicadores de durabilidade (absorção de água por capilaridade, absorção de água por imersão epermeabilidade ao oxigénio), tanto em betão com e sem fibras, por forma a comparar resultados.Foram usadas três composições de betão com a mesma dosagem de cimento, tensão de rotura àcompressão idêntica e diferindo apenas na granulometria das areias usadas. Cada composição foiestudada sem fibras, com 20, 40 e 60 kg/m3 de fibras de aço Dramix 4D 80/60 BG.

Na primeira parte do trabalho fez-se uma revisão dos conceitos fundamentais relacionados com obetão reforçado com fibras de aço, onde são analisados fatores determinantes no desempenho dasfibras de aço no betão, bem como a performance de todo o material.

Por fim concluiu-se que a utilização das fibras de aço no betão, constituem quase sempre umamais-valia para o mesmo. Foi também possível concluir a influência do uso de areia fina em déficee em excesso na mistura.

Alternate abstract:

The durability of concrete structures constitutes the main characteristic that influences the life period of buildings. So studies that prevent the unexpected degradation of the concrete are highly encouraged.

The main objective of this master degree thesis is to increase the knowledge related to the use and applications of fiber reinforced concrete, so that it can be an alternative or complement to the conventional reinforcement, as fibers are not physically bound by the same aspects as steel bars. In this paper specifically, the objective is to enlighten the influence of fine aggregates, existent in the concrete matrix, in the whole composite material.

To achieve the goals of this work, an experimental campaign was conducted. It included a series of test both to the mechanical (beam test, compression and elasticity module) and durability (water absorption by capillarity and immersion, and oxygen permeability) properties of the concrete. Both reinforced and non-reinforced concrete were tested, with variation in the quantity of steel fibers, and the quantity of fine aggregate, leaving all the other variables untouched.

This paper begins with an introduction to the fundamental concepts related to steel fiber reinforced concrete, where the main factor that influence the fibers performance are analyzed, as well as the overall behavior of the composite material.

The conclusion is that the usage of steel fibers in concrete always constitute an added value to the material, as well as the main influences of using too much or too less fine aggregate in the mix.