Experimental Analysis of Load Capacity in Beams with Reinforcement of Steel Fibers

Resumen

A utilização de fibras de aço no concreto visa aumentar principalmente a tenacidade, em função da aderência das fibras à matriz cimentícia. Entretanto como existem diversas tipologias de fibras de aço, as principais diferenças estão no fator de forma (relação entre comprimento e diâmetro), na geometria das fibras, e, na caracterização entre macrofibras e microfibras, que de modo geral servem para reduzir a macrofissuração e microfissuração, respectivamente. Dentro deste contexto, este trabalho avaliou a utilização de microfibras (20 kg/m³ ou volume igual a 0,26% (Vf) do volume de concreto), macrofibras (20 kg/m³ ou Vf = 0,26%) e a hibridização entre os dois tipos (microfibras (10 kg/m³) + macrofibras (10 kg/m³)) inseridas em um concreto de alta resistência (fc = 80 MPa). Foram utilizados dois tipos de fibras de aço: as macrofibras com diâmetro de 0,75 mm e comprimento de 60 mm (fator de forma igual a 80, com gancho na extremidade); e microfibras com diâmetro de 200 μm e comprimento de 13 mm (fator de forma igual a 65). As fibras foram utilizadas no concreto para atuar como reforço na face tracionada de vigas armadas (12×20×160cm), e foram analisadas as características mecânicas dos concretos: (i) resistência à flexão em corpos de prova prismáticos (10×10×35 cm), (ii) resistência à compressão em corpos de prova cilíndricos (20×Ø10 cm) e (iii) módulo de elasticidade em corpos de prova cilíndricos (20×Ø10 cm). Análise dos resultados mostraram que na resistência à compressão houve um acréscimo de aproximadamente 8% para todas as composições com fibras em relação ao concreto sem fibras. Quanto ao módulo de elasticidade foi verificado comportamento semelhante. Nos corpos de prova prismáticos (10×10×35 cm) ocorreu aumento na tenacidade, sendo que as macrofibras tiveram melhor desempenho. Nas vigas de 12×20×160cm, ocorreu aumento da capacidade portante, quanto ao momento de fissuração e rotação plástica, sendo que o melhor resultado também foi obtido com as macrofibras. De modo geral, pode-se concluir que a aplicação do reforço com fibras de aço na face tracionada das vigas foi eficiente, embora não apresentou aumento significativo na resistência à compressão, fato que pode estar correlacionado ao reduzido volume de fibras utilizado.