[pt] Este trabalho tem como objetivo investigar o desempenho de pilares de Concreto Têxtil (CT) sujeitos a compressão. Um programa experimental foi conduzido incluindo caracterização do material, ensaios de flexão de quatro pontos em placas e ensaios de compressão em pilares retangulares e de seção I com diferentes comprimentos e condições de contorno. Um modelo normal-momento-curvatura de um grau de liberdade foi proposto e seus resultados, utilizando propriedades do material determinadas experimentalmente, são comparados aos obtidos para os ensaios de flexão de quatro pontos, para validação. Curvas força-deslocamento obtidas experimentalmente são apresentadas juntamente com as cargas máximas e modos de falha e o modelo numérico é usado para determinar imperfeições, bem como para dar suporte à análise de resultados. As influências de imperfeições e propriedades mecânicas do concreto no comportamento do pilar real são discutidas e é mostrado que a resistência à tração do concreto tem uma forte influência na carga de pico de pilares com maior esbeltez. Foram observadas reduções de capacidade de até 53,6 por cento em relação às esperadas para um pilar perfeito e é mostrado que o modelo pode ser usado com precisão para a previsão de carga. No que diz respeito ao tecido, é demonstrado que a contribuição do reforço em membros comprimidos não deve ser desconsiderada. / [en] This work aims to investigate the performance of Textile Reinforced Concrete (TRC) columns subject to compression. An experimental program including material characterization, four-point bending tests on plates and compression tests on rectangular and I-section columns with different lengths and end conditions was conducted. A one-degree of freedom axial force-moment-curvature model is proposed and the results using experimentally determined material properties are compared to those obtained for four-point bending tests, for validation. Load vs lateral deflection curves obtained experimentally are reported along with maximum loads and failure modes and the numerical model is used to determine imperfections as well as to support the analysis of results. The influences of imperfections and mechanical properties of concrete in the actual column behavior are discussed and it is shown that the tensile strength of concrete has a strong influence in the peak load of columns with greater slenderness. Erosions of capacity up to 53.6 percent were observed with respect to those expected for a perfect column and it is shown that the model can be accurately used for strength prediction. Concerning the textile, it is shown that the reinforcement contribution should not be neglected for members in compression.

[pt] O concreto têxtil é um material compósito com qualidades de alta resistência e peso reduzido, combinadas com potencial ecológico nas áreas de construção e arquitetura. No entanto, importantes aspectos mecânicos seguem irresolutos, postergando a ampla utilização deste material compósito. Um programa experimental é apresentado para apurar os parâmetros-chave do concreto têxtil, composto de ensaios de tração uniaxial em compósitos reforçados com carbono. Diferentes processos de fabricação, tamanhos de corpo de provas e coatings de tecido são utilizados. Então, um modelo de Elementos Finitos (FE) é proposto e validado através de dados coletados em ensaios de tração direta e round panel. O modelo de EF é composto por uma estrutura sanduíche, contendo matriz cimentícia, tecido e interface. Uma resposta constitutiva específica é atribuída a cada tipo de elemento. Os testes de tração uniaxial simulados apresentaram excelente concordância com os resultados experimentais, tanto nas curvas de tensão-deformação, quanto nos mechanismos de tranferência de esforços entre os componentes do material compósito. Os resultados obtidos dos testes de round panel apresentaram diferença nas curvas de tensão-deformação, mesmo com a presença dos mecanismos de transmissão de esforços no material. / [en] Textile Reinforced Concrete (TRC) offers high-strength and light-weight capabilities combined with ecological potential in construction and architecture spheres. However, important mechanical aspects of TRC are still unresolved, delaying broad utilization of the composite material. An experimental program to measure key parameters of TRC is presented, consisting of uniaxial tension tests in carbon-reinforced TRCs. Different manufacture processes, sizes of test specimen and textile coatings were used. Then, a Finite Elements (FE) model is proposed and validated with experimental data acquired from uniaxial tension and round panel tests. The FE model is made of a sandwich-like structure, containing cementitious matrix, textile and interface elements. A specific constitutive response is assigned to each phase of the composite material. The uniaxial tension tests simulated in the FE model showed excellent agreement with the experimental program, both in the stress-strain curve and stress-transfer mechanisms inside the composite. The results obtained from the simulated round panel tests exhibited differences in the stress-strain curve, but the stress transfer mechanisms were observed.

[pt] A busca por novos materiais que possibilitem a construção de estruturas mais esbeltas, leves e de menor custo vem crescendo nos últimos anos. Concretos têxteis reforçados com tecido de carbono aparecem como uma solução interessante capaz de atingir resultados mecânicos elevados. O objetivo desta pesquisa foi avaliar o comportamento mecânico de concretos têxteis reforçados com tecidos de carbono no âmbito estrutural e material. O comportamento do material compósito foi avaliado por meio de ensaios de tração direta, flexão e arrancamento. As variáveis utilizadas foram: tipo do tecido de carbono (flexível e rígido), número de camadas (1 ou 2), e adição ou não de coating de resina epóxi e areia. Os compósitos reforçados com tecido rígido apresentaram desempenho mecânico superior. A utilização do coating gerou melhores resultados para ambos os tecidos, ainda que sua influência tenha sido mais significativa na impregnação de tecidos flexíveis. Estas superioridades foram comprovadas por meio dos resultados de arrancamento. O aumento da fração volumétrica também gerou uma melhora no desempenho final do compósito. Além disso, foi realizada uma analise do comportamento do concreto têxtil estrutural por meio de vigas curtas submetidas a flexão. Utilizou-se uma matriz autoadensável, com e sem a incorporação de fibras curtas de aço. Novamente, foram utilizados os dois tipos de tecidos de carbono na direção longitudinal. A influência da utilização de reforço têxtil na direção transversal também foi analisada. As vigas reforçadas com tecido rígido apresentaram maior rigidez para pequenas deflexões. A incorporação de fibras curtas de aço aumentou as cargas de primeira fissura e ultima, ainda que não tenham impedido totalmente a ruptura por cisalhamento. A adição do reforço têxtil transversal alterou o modo de ruptura para flexão, e elevou a carga ultima. / [en] The search for new materials that allow the construction of thinner, lighter and less expensive structures has grown considerably in the last years. Carbon textile reinforced concretes appear as interesting solutions capable of reaching higher mechanical results. The aim of this research was to evaluate the mechanical behavior of carbon textile reinforced concretes regarding their material and structural aspects. The behavior of the composite was evaluated through direct tensile, bending and pullout tests. The variables used were: the type of fabric (flexible and rigid), number of reinforcement layers (1 or 2), and the impregnation or not with a coating made with epoxy resin and sand. The composites reinforced with the rigid fabric showed superior mechanical performance. The use of the coating provided better results for both textiles, even though its influence appeared to be most significant in the impregnation of flexible fabrics. These superiorities were confirmed by pullout results. The increment of reinforcement layers also resulted in an improvement in the composite final behavior. Furthermore, an analysis of structural textile reinforced concrete was performed with short beams subjected to bending tests. A self-consolidating concrete with and without the incorporation of short steel fibers was used as matrix. Once again, the carbon fabrics were used as reinforcement in the longitudinal direction. The influence of the textile reinforcement in the transversal direction was also analyzed. The beams reinforced with rigid fabrics showed higher stiffness in small deflections. The incorporation of short steel fibers enhanced the first crack and ultimate loads, even though they were not able to prevent the shear failure of the beams. The addition of the transversal textile reinforcement modified the failure mode to a flexural one, and increased the ultimate load.

[pt] A necessidade de estruturas mais leves e esbeltas tem motivado a pesquisa por materiais alternativos, o que levou, nas últimas décadas, ao concreto têxtil (TRC) ou argamassa de cimento reforçada com tecido (FRCM). Além da leveza e finura, vale ressaltar a alta ductilidade deste tipo de compósito. No entanto, ainda são poucos os estudos sobre o comportamento mecânico desse material, principalmente quando submetido a situações de alta agressividade ambiental. Portanto, o objetivo deste estudo é analisar o comportamento mecânico de compósitos cimentícios reforçados com fibras naturais e tecido de fibra sintética. Para isso, foram desenvolvidos compósitos em formato de placas e vigas de seção I fabricados com dois tipos de matrizes, que variavam quanto ao teor de hidróxido de cálcio, reforçados com diferentes porcentagens de tecido de fibra de vidro álcali resistente e de fibra de sisal. As amostras foram submetidas a ensaios de tração direta e flexão a quatro pontos tanto em condições normais quanto após envelhecimento acelerado em câmara de névoa salina. Concluiu-se que, embora os elementos reforçados com tecido de fibra de vidro apresentem um desempenho satisfatório em condições normais de ensaio, quando colocados em ambientes salinos há uma degradação considerável tanto da fibra quanto da interface entre o tecido e a matriz, prejudicando a performance do compósito. Observou-se também que a matriz com baixo teor de hidróxido de cálcio auxiliou na preservação da capacidade resistente dos tecidos utilizados no estudo, com destaque para o desempenho compósito reforçado com fibra de vidro ensaiado em condições normais e o reforçado com fibra de sisal nas duas condições de ensaio propostas. / [en] The need for lighter and slender structures has led civil engineers to look for alternative materials, which has led, in recent decades, to cementitious composites reinforced with fabrics. This new type of material is known as textile reinforced concrete (TRC) or Fabric Reinforced Cement Mortar (FRCM). In addition to the lightness and slimness, it is worth mentioning the high ductility of the material. Nevertheless, there are still only a few studies on durability and mechanical mechanisms when it occurs in situations with high environmental aggressiveness, such as coastal areas. Therefore, the objective of this study is to analyze the influence of saline environments on cementitious composites reinforced with natural sisal and alkali resistant glass fabrics. Two types of matrices were developed: one with a high calcium hydroxide content, only with Portland cement and the other with a lower content, due to the partial replacement of Portland cement by Metacaulim and fly ash. The TRC specimens were placed for accelerated aging in a salt steam walk-in chamber with a concentration of 3.5 percent NaCl and 70 degree Celsius . After 1000 hours of aging, the specimens were removed from the chamber and subjected to direct tensile tests. The degradation mechanisms were discussed and a comparison between the mechanical behavior of the two composite systems were addressed.