1 |
[pt] COMPORTAMENTO MECÂNICO DE COMPÓSITOS CIMENTÍCIOS DO TIPO SHCC UTILIZANDO REFORÇOS HÍBRIDOS / [en] MECHANICAL BEHAVIOUR OF HYBRID FIBER-REINFORCED STRAIN HARDENING CEMENTITIOUS COMPOSITES15 September 2020 (has links)
[pt] O presente trabalho investigou o comportamento mecânico de compósitos
cimentícios do tipo SHCC (Strain Hardening Cementitious Composites) de
resistência comum e alta resistência, reforçados com fibras de PVA, UHMWPE
(polietileno de peso molecular ultra-elevado), aço e reforços híbridos. Para o
estudo, o volume total de fibras foi mantido constante em 2,0 por cento, com objetivo de
manter a trabalhabilidade dos compósitos. As fibras de PVA e polietileno foram
parcialmente substituídas por fibras de aço na proporção de 0,5 por cento e 1,0 por cento e a
resposta mecânica foi estudada a partir de ensaios de tração direta, flexão de quatro
pontos em placas e ensaios de flexão de três pontos em prismas com entalhe. O
padrão de fissuração foi analisado utilizando imagens de alta resolução. O efeito escala
dos compósitos reforçados com fibras de PVA e polietileno também foi
investigado através de ensaios de tração direta e de flexão de quatro pontos
utilizando dois tamanhos de corpos de prova. Os resultados mostraram que as fibras
de PVA têm melhor desempenho que as fibras de polietileno para matrizes de
resistência comum e que para ambas as matrízes, a substituição parcial das fibras
de polietileno e PVA por fibras de aço tem o benefício de aumentar a resistência,
mas promove redução na capacidade de deformação dos compósitos. O estudo
sobre o efeito-escala também mostrou que a resposta mecânica destes materiais
muda com a geometria dos corpos de prova. Por último, os compósitos foram
utilizados como materiais de reparo estrutural em vigas submetidas a dano prévio e
os resultados mostraram a viabilidade da utilização do SHCC como material de
reparo. / [en] The present work investigated the mechanical behavior of normal and highstrength
Strain Hardening Cementitious Composites (SHCC) reinforced with PVA,
UHMWPE (ultra-high molecular weight polyethylene), steel and hybrid fibers. For
the study, the total volume of fibers was kept constant at 2.0 percent in order to maintain
the workability of the composite system. PVA and polyethylene were partially
replaced by steel fibers in 0.5 percent and 1.0 percent. The mechanical response was measured
under direct tension tests, four-point bending tests on plates and three point-bending
tests on notched specimens. The crack pattern was investigated using high
resolution image capturing procedure. The size-effect of the composites reinforced
with PVA and polyethylene fibers was also investigated under direct tension test
and four-point bending tests using two sizes of specimens. The results have shown
that PVA fibers have a better performance than polyethylene fibers for normal
strength matrices and that for both normal and high strength matrices the partial
replacement of polyethylene and PVA fibers by steel fibers has the benefit of
increasing the strength, but it reduces the strain capacity of the composites. The
investigation about the size-effect also have shown that mechanical response of
these composites changes with the geometry of the specimens. Finally, the
composites were used as structural repair in beams subjected to previous damage
and the results verified the feasibility of SHCC as a repair material.
|
2 |
[en] ANALYSIS OF MECHANICAL BEHAVIOR OF A SANDY SOIL REINFORCED WITH COIR FIBERS / [pt] ANÁLISE DO COMPORTAMENTO MECÂNICO DE UM SOLO ARENOSO REFORÇADO COM FIBRAS DE COCOJAIME RODRIGO TAMAYO AGUILAR 05 February 2016 (has links)
[pt] Apresenta-se o estudo experimental sobre o comportamento de um solo
arenoso reforçado e não reforçado com fibras de coco, através da realização de
ensaios físicos e mecânicos (ensaios triaxiais isotropicamente drenados). A fibra
de coco utilizada foi cortada nos comprimentos de 25 e 50 mm, sabendo que seu
diâmetro não é constante, por se tratar de uma fibra natural. Busca-se estabelecer
padrões de comportamento que possam explicar a influência da adição de fibras
de coco, relacionando-a com os parâmetros de resistência ao cisalhamento e
deformação do solo arenoso. Os ensaios foram realizados em amostras
compactadas na densidade relativa de 50 por cento e umidade de 10 por cento, variando os teores
de fibra na proporção de 0,25; 0,50; e 0,75 por cento em relação ao peso seco do solo.
Constatou-se que a adição de fibra não modifica bruscamente as propriedades
físicas na areia pura. Com relação ao comportamento mecânico comprovou-se a
existência de um incremento na resistência ao cisalhamento em todas as misturas
solo-fibra, uma vez que se observou um expressivo aumento do intercepto coesivo
das misturas, e um discreto aumento do ângulo de atrito, em comparação aos
resultados obtidos para a areia pura. Selecionou-se a mistura que apresentou os
melhores resultados de resistência e submeteu-se as fibras a um processo de
impermeabilização, com o objetivo de aumentar a vida útil do compósito, onde foi
conferido que os parâmetros de resistência não se alteraram quando comparados a
mistura com fibras sem impermeabilização. Os resultados se mostraram
satisfatórios para aplicação da areia-fibra em camadas de aterros sanitários e
aterros sobre solos moles, dando assim uma destinação mais sustentável a esse
resíduo, garantindo soluções temporárias e mais econômicas. / [en] We report the experimental study on the behavior of a reinforced sandy
soil and not reinforced with coir fibers, by conducting physical and mechanical
tests (isotropic drained triaxial tests). Coir used was cut in lengths of 25 and 50
mm, knowing that its diameter is not constant, because it is a natural fiber. The
aim is to establish behavior patterns that might explain the influence of the
addition of coir fibers, relating it to the shear strength parameters and deformation
of sandy soil. The tests were performed on specimens compressed in relative
density of 50 percent and 10 percent moisture, varying fiber contents in the proportion of
0.25; 0.50; and 0.75 percent on the dry weight of the soil. It was found that the presence
of the fiber does not change the physical properties of pure sand. With regard to
mechanical behavior proved the existence of an increase in shear strength in all
soil-fiber mixtures, since it was observed a significant increased cohesive
intercept of mixtures, and a modest increase in friction angle, compared to the
results obtained for the pure sand. The fibers of the mixture showed the best
strength results were subjected to a sealing process with the aim of increasing the
useful life of the composite, where the strength parameters have not changed
compared to the mixture without sealing fibers.The results were satisfactory for
use in sand-fiber landfill layers and embankments on soft soils, thus giving a more
sustainable destination to this waste, ensuring temporary and more economical
solutions.
|
3 |
[en] INFLUENCE OF FIBER DEGRADATION ON MECHANICAL BEHAVIOR OF REINFORCED SOILS / [pt] INFLUÊNCIA DA DEGRADAÇÃO DE FIBRAS NO COMPORTAMENTO MECÂNICO DOS SOLOS REFORÇADOSFERNANDA PECEMILIS DALLA BERNARDINA 20 December 2019 (has links)
[pt] O presente estudo experimental apresenta o comportamento mecânico e a durabilidade de compósitos de solo arenoso reforçado com fibras de polipropileno e de fibras vegetais de coco, sisal e curauá, aleatoriamente distribuídas, submetidos ao envelhecimento natural, com o objetivo de estudar a sua aplicação em obras geotécnicas. O programa experimental consistiu na execução de ensaios triaxiais drenados nas amostras de areia pura, areia-fibra no tempo zero (amostras de controle) e nos compósitos expostos por um período máximo de 8 meses, com o objetivo de avaliar a durabilidade dos compósitos. Foram realizados ensaios de tração direta nas fibras vegetais sem degradação e nas fibras utilizadas como reforço em compósitos expostos ao ambiente externo e ao tempo, localizadas nas profundidades de 75 e 125 cm. Para um melhor entendimento da variação dos resultados obtidos, os ensaios triaxiais e de tração foram executados nos intervalos de tempo: 0, 60, 120 e 240 dias. Foi possível observar que todos os compósitos expostos apresentaram queda na resistência de cisalhamento, em relação às amostras de controle, inclusive os reforçados com fibra de polipropileno. Os compósitos reforçados com fibra de coco apresentaram baixa degradação, se comparados com as amostras reforçadas com outras fibras vegetais. Quanto aos ensaios de tração, a fibra de curauá apresentou as maiores resistências à tração inicial e final, após os 8 meses, porém foi a fibra que mais sofreu degradação durante o período em exposição, sofrendo grandes per-das de resistência. Todas as fibras analisadas apresentaram degradação maior na profundidade de 75 cm. / [en] The present experimental study presents the mechanical behavior and the du-rability of composites of sandy soil reinforced with polypropylene fibers and vegetal fibers of coconut, sisal and curauá, randomly distributed, submitted to the natural aging, with the objective of studying their application in earthworks. The experimental program consisted in the execution of triaxial tests in the sand, sand-fiber samples at zero time (control samples) and in the exposed composites for up to 8 months, in order to evaluate the durability of the composites. Direct tensile tests were done on the non-degraded natural fibers and on the fibers used as reinforcement in samples exposed to the external environment and to the time, located at depths of 75 and 125 cm. For a better understanding of the variation of the obtained results, the triaxial and tensile tests were performed in the time intervals: 0, 60, 120 and 240 days. It was possible to observe that all exposed composites presented a drop in shear strength, in relation to the control samples, inclusive those reinforced with polypropylene fiber. The composites reinforced with coconut fiber presented low degradation when compared with the samples forced with other vegetable fibers. Regarding the tensile tests, the curaua fiber showed the greatest resistance to the initial and final traction, after 8 months, but it was the fiber that suffered the most degradation during the exposure period, suffering great losses of resistance. All the analyzed fibers presented degradation greater in the depth of 75 cm.
|
4 |
[en] CURAUÁ AND SISAL FIBERS AS REINFORCEMENT IN SOIL MATRIX / [pt] FIBRAS DE CURAUÁ E SISAL COMO REFORÇO EM MATRIZES DE SOLOANDRE RICARDO ALVES GUEDES PINTO 20 August 2008 (has links)
[pt] A insustentabilidade da construção civil tem motivado a
busca, nas últimas três décadas, de materiais e tecnologias
que envolvam menores quantidades de energia, gerem menos
resíduos e poluentes. O Grupo de Pesquisa de Materiais e
Tecnologias Não-Convencionais da PUC-Rio tem dedicado
esforços neste sentido, gerando e divulgando conhecimento
sobre materiais ecológicos que sejam, acessíveis à
população de baixa renda e menos dependentes de tecnologias
e indústrias multinacionais. Dentre estas tecnologias
alternativas, citam-se as construções com terra, por
apresentarem baixo consumo energético e emissão de
poluentes, além da matéria prima (solo) estar disponível
abundantemente para uso. Assim, é uma solução eficaz para o
combate aos problemas ambientais e as desigualdades
sociais. Porém, para que as construções sejam resistentes e
duráveis, métodos de estabilização são utilizados com
freqüência. Esta dissertação avaliou a influência da adição
de fibras vegetais (curauá e sisal) em matrizes de
solo, as fibras possuem comprimento de 25 e 35 mm,
adicionados em 0,5% e 1%, em peso de solo seco, juntamente
com adições de 4 e 6% de cimento. Sob carregamento
estático, são moldados e extraídos espécimes cilíndricos
(50x100 mm), assim, ensaios comuns a argamassas são
utilizados para avaliar a resistência das misturas. Os
resultados indicam a potencialidade do processo de
compactação desenvolvido. A estabilização química acresceu
na rigidez e resistência final dos compósitos. A
estabilização mecânica conduziu a espécimes de menor
porosidade e juntamente com a estabilização física
proporcionou o enrijecimento das misturas. Observa-se que
as fibras melhoraram a capacidade de absorção de
energia pós-fissuração, impedindo a ruptura frágil das
matrizes. / [en] The development of low cost and energy, saving construction
materials such as Bamboo, vegetable fibers soil and
different types of residues has been the subject of
extensive research since 1979 at PUC-Rio. These materials
are now called the Non-Conventional Materials and
Technologies (NOCMAT) are investigated in order to
substitute the industrialized materials which have
contributed significantly to the climate change of our
globe. It is now well established that the most commonly
used construction material Portland cement is
one of the most polluting one and its use needs to be
reduced or to be substituted. In addition with the
expansion of the centralized industrialized materials the
gap between poor and rich is becoming wider and wider.
Stabilized earth construction has been studied by NOCMAT
group. This thesis presents the recent results of an
investigation into the behavior of stabilized soil using
vegetable fibers and/or cement. The considered variables in
this research program are: the influence of
two types of vegetable fiber, Curauá and Sisal, as
reinforcement in two types of soil matrix, Clayey and Sandy
soils. The considered fibers were of 25 and 35 mm length,
with weight fractions of 0,5% and 1%, in relation to soil
dry weight. The studied chemical stabilizers were 4% and 6%
of cement in relation to dry soil weight. Cylindrical
specimens of the size 50x100 mm were used to establish the
compression behavior and the tensile strength through
diagonal compression tests. The results indicate that the
process of soil compacting is an effective method and
the chemical stabilization increased the rigidity and the
strength of the composites. It was found that the vegetable
fibers have improved the postcracking behavior of the
developed composites.
|
5 |
[en] MECHANICAL PROPERTIES AND DURABILITY OF CONCRETES REINFORCED WITH POLYPROPYLENE AND SISAL FIBERS / [pt] PROPRIEDADES MECÂNICAS E DURABILIDADE DE CONCRETOS REFORÇADOS COM FIBRAS DE POLIPROPILENO E SISALRAYLANE DE SOUZA CASTOLDI 13 May 2021 (has links)
[pt] Neste trabalho foi realizado um estudo comparativo do desempenho mecânico e da durabilidade de concretos reforçados com macrofibras discretas de sisal e polipropileno. Foram utilizadas duas matrizes cimentícias com teores distintos de material pozolânico. As duas fibras, com comprimento de 51 mm, foram incorporadas em dosagens de 3 a 15 kg/m3. Foram realizados ensaios de tração direta para ambas as fibras, obtendo-se valores de tensões equivalentes. Para caracterização mecânica dos compósitos, foram realizados ensaios de flexão em três pontos sob carregamento monotônico, de acordo com o procedimento da norma EN 14651. Também se avaliou este comportamento sob carregamentos cíclicos. Na avaliação da aderência fibra-matriz, ensaios de arrancamento foram realizados. A fibra de sisal apresentou menor aderência nas duas matrizes. Todos os compósitos com fibras de sisal e polipropileno apresentaram comportamento deflection softening quando submetidos à flexão. Para se obter desempenho mecânico na flexão similar para ambas as fibras, foi necessário aproximadamente o dobro da dosagem de fibras de sisal. De acordo com a classificação proposta pelo fib Model Code, essas fibras podem substituir parcialmente ou integralmente o reforço convencional no estado limite último. A durabilidade dos compósitos foi estudada por meio de processo de envelhecimento acelerado, utilizando-se ciclos de molhagem e secagem. A utilização do reforço de sisal na matriz com maior alcalinidade apresentou degradação, enquanto que sua incorporação na matriz livre de hidróxido de cálcio não resultou em perdas mecânicas após os ciclos. Concretos reforçados com fibras de polipropileno não apresentaram degradação pelos processos de envelhecimento acelerado. / [en] This work aims to present a comparative study of the mechanical performance and durability of concretes reinforced with discrete sisal and polypropylene macrofibers. Two cementitious matrices with different pozzolan material content were used. The both fibers were incorporated into fractions of 3 to 15 kg/m3 and were 51 mm long. Direct tensile tests were performed for the fibers, achieving equivalent stress values. For mechanical characterization of the composites, three-point flexural tests were performed under monotonic loading in accordance with the EN 14651 procedure. The behavior under cyclic loading was also investigated. To evaluate the fiber-matrix interaction, pull out tests were performed. The sisal fiber showed lower adhesion with the two matrices. All the composites with sisal and polypropylene fibers presented deflection softening behavior when subjected to flexural loads. In order to obtain similar flexural mechanical performance for both fibers, approximately twice dosage of sisal fiber was required. According to the classification proposed by fib Model Code, these fibers can partially or fully replace the conventional reinforcement at ultimate limit state. The durability of the composites was studied by accelerated aging process through wetting and drying cycles. The use of sisal fibers as reinforcement in the matrix with higher alkalinity showed degradation, while its incorporation into the matrix free of calcium hydroxide did not result in mechanical losses after the cycles. Concretes reinforced with polypropylene fibers did not present degradation caused by accelerated aging processes.
|
6 |
[en] MACRO-MECHANICAL ANALYSIS OF EARTH AS EXTERNAL FINISHING, WITH OR WITHOUT VEGETABLE FIBERS / [pt] ANÁLISE MACRO-MECÂNICA DO COMPORTAMENTO DA TERRA COMO REVESTIMENTO EXTERNO, COM OU SEM REFORÇO DE FIBRAS VEGETAISFERNANDA DE ANDRADE SALGADO 27 January 2011 (has links)
[pt] O objetivo deste trabalho foi a análise macro-mecânica do comportamento
da terra como argamassa para revestimentos de terra. Não foram encontradas
referências a estudos semelhantes a este, tratando-se portanto de um estudo
pioneiro, no Brasil e no exterior. Os revestimentos foram aplicados em um
substrato de terra batida de 50 e 30 cm de altura e de largura, respectivamente.
Foram analisados revestimentos fabricados com 17,5%, 12%, 9% e 6% em peso
de argila em relação ao material seco para dois solos distintos: Tassin (ilítico) e
Rochechinard (caulinítico). Como revestimento de referência, foi fabricada uma
argamassa de cal e areia (1:3). Além disso, foi avaliado o efeito da inclusão de duas
fibras existentes no mercado: fibras curtas de sisal (Agave sisalana), naturais do
Brasil, e resíduos de fabricação de fibras curtas de cânhamo (Cannabis sativa),
provenientes da França. Tais fibras foram empregadas somente em corpos-deprova
de Rochechinard com 17,5% e 12% em peso de argila em relação ao
material seco, e adicionadas ao solo em uma porcentagem de 0,5% do peso do
solo seco, com as mãos. Sisal possui seção circular com valores médios de 0,15
mm de diâmetro e 40 mm de comprimento; cânhamo é considerado como seção
retangular de 2x5 mm de área e comprimento de 20 mm. Para todos os
revestimentos foram realizadas observações visuais in situ da retração. Em
seguida, os revestimentos foram ensaiados ao cisalhamento através da adição de
250 g, até a ruptura, a cada 30 s em um quadro retangular de madeira, que era
pendurado nas amostras. No laboratório, a retração restringida em 4 lados e a
resistência à flexão foram testadas em amostras prismáticas. Foi observado que
tanto a retração quanto a resistência à flexão aumentam com o teor de argila.
Além disso, os compósitos de solo com sisal apresentaram, em geral, maiores
resistências àqueles em que houve emprego de cânhamo. / [en] This work analyzes the macro-mechanical behavior of earth when it is used
as a raw material for finishing. It is a pioneer study in Brazil and abroad. The
finishings were applied on a rammed earth wall of 50 of height and 30 cm of
width. Finishings fabricated with four different clay contents (17,5%, 12%, 9%
and 6% by weight of clay in relation to the dry material) were analyzed for two
different soils. Each one of these soils has a predominant type of clay: Tassin
(with illite in greater quantity) and Rochechinard (with kaolinite in greater
quantity). As a reference finishing, it was fabricated a mortar of lime and sand
(1:3). Furthermore, the behavior of two fibers was evaluated: short sisal fibers
(Agave sisalana), natural from Brazil, and residue from the manufacture of short
hemp fibers (Cannabis sativa), from France. These fibers were used only in
samples of Rochechinard with two clay contents (17.5% and 12% by weight of
clay in relation to the dry material). The fibers were added to the soil on a
percentage of 0.5% by weight of dry soil, manually. Sisal has circular section with
average values of 0.15 mm of diameter and 40 mm long; hemp fiber is considered
as a rectangular section with 2 mm of height, 5 mm of width and 20 mm long. For
all finishings, visual observations of shrinkage were performed in situ. Those
finishings with higher clay content dropped from the support. The finishings
which did not fell were tested in shear. For this, a load of 250 g was added, until
rupture, in every 30s on a rectangular wood frame (600 g weight), that was hung
in the samples. In laboratory, linear shrinkage and flexural strength were tested on
prismatic samples. It was observed that both shrinkage and flexural strength
increase with clay content. Regarding the addition of fibers, it was found that the
composites fabricated with sisal had generally better results than those with hemp.
|
7 |
[en] A STUDY OF EXTERNAL SHEAR STRENGTHENING OF REINFORCED CONCRETE BEAMS USING CARBON FIBER COMPOSITES / [pt] ESTUDO DO REFORÇO EXTERNO À FORÇA CORTANTE EM VIGAS DE CONCRETO ARMADO UTILIZANDO COMPÓSITOS DE FIBRAS DE CARBONOBIANCA SALOMAO CONTARDO SILVINO PEREIRA 29 August 2005 (has links)
[pt] A crescente demanda por reforços em estruturas de concreto motivou a elaboração deste trabalho. Este estudo consiste na comparação entre modelos para o cálculo da parcela da força cortante resistida pelo reforço externo e na implementação computacional de um procedimento numérico para o dimensionamento da área de reforço à força cortante utilizando a NBR 6118, o modelo da treliça generalizada e a teoria do campo de compressão. Os objetivos deste estudo são: fornecer um melhor conhecimento dos
materiais utilizados, promover um melhor entendimento dos parâmetros atuantes na interação do concreto com os materiais compósitos e sistematizar o dimensionamento para obtenção da área necessária de reforço com compósitos de fibras de carbono. A análise dos modelos de cálculo da resistência à força
cortante e do dimensionamento da área de reforço foi feita através da comparação dos resultados teóricos com resultados experimentais encontrados na literatura. O modelo para o cálculo da parcela da força cortante resistida pelo reforço externo publicado por Chen e Teng em 2003 foi utilizado na implementação
computacional por ser o modelo que apresentou melhor desempenho na comparação. As comparações entre os resultados teóricos do dimensionamento e os resultados experimentais da literatura indicaram a necessidade de se avançar nos estudos para a elaboração de um modelo apropriado para o dimensionamento da área de reforço à força cortante com compósito de fibras de carbono. / [en] The increasing demand for reinforcement of concrete
structures using
carbon fiber composites was the main motivation of this
work. This study consists
of the comparison of different models that compute the
contribution of the
external reinforcement to the shear capacity of the beams,
and of the
implementation of a numerical procedure for the shear
design of strengthened
beams using the Brazilian code NBR 6118, the generalized
truss model and the
compression field theory. The objectives of this study are
to supply a better
knowledge of the materials used in the strengthening, to
promote a better
understanding of the parameters that act in the interaction
between the concrete
and the composite, and to systematize the design in order
to obtain the carbon
fiber composite cross-section area necessary for the
reinforcement. The analysis
of the shear reinforcement design models for determining
the cross-section area of
the carbon fiber composite was developed comparing the
analytical results with
the experimental results found in literature. The Chen and
Teng model, published
in 2003, for computing the contribution of the external
reinforcement to the shear
capacity of the beams, was used in the computational
implementation due to the
fact that it presented the best performance. Comparing the
analytical results
obtained by the theoretical model with the experimental
results found in literature,
the investigations showed the necessity of further studies
regarding the
implementation of a more appropriate model for the design
of the shear
reinforcement, and for a more precise computation of the
cross-section area of the
carbon fiber composite reinforcement.
|
8 |
[en] EXPERIMENTAL VERIFICATION ON CFCCONCRETE BOND TROUGHOUT TENSION-COMPRESSION TESTS / [pt] VERIFICAÇÃO EXPERIMENTAL DA ADERÊNCIA CFC-CONCRETO POR MEIO DE ENSAIOS TRAÇÃO-COMPRESSÃOCLAUDIA DE OLIVEIRA PACHECO 26 January 2007 (has links)
[pt] O objetivo foi estudar a aderência entre o compósito de
fibra de carbono
(CFC) e o substrato de concreto, em corpos-de-prova
compostos de cubos de
concreto, por meio do ensaio de tração-compressão. Foram
ensaiados 18 corposde-
prova compostos de dois cubos de concreto (móvel e fixo)
ligados por tiras
de CFC coladas às suas laterais opostas onde a região à
ser estudada foi
devidamente instrumentada. Os parâmetros estudados foram a
resistência do
concreto, o tipo de carregamento (monotônico crescente e
carregamento em
ciclos de carga e descarga) e as diferentes superfícies do
concreto (superfície lisa
e superfície rugosa). Os resultados dos ensaios mostraram
que para as diferentes
resistências à compressão do concreto no intervalo
estudado não se obteve uma
formulação que indicasse a influencia da resistência à
compressão sob a
resistência última de aderência, para a qual foi obtido um
valor característico
igual a 1,44 MPa. Foram medidas as deformações específicas
do CFC assim
como do concreto, com as quais foram calculadas as tensões
de aderência e as
deformações específicas. Com os resultados experimentais
foram obtidos
gráficos e curvas de ajuste para energia de fratura vs.
resistência de aderência.
Com o critério de Coulomb-Mohr generalizado pode-se
estimar como valor
inicial a resistência de aderência da ordem de 30% da
tensão tangencial máxima
resistida pelo substrato de concreto. / [en] The purpose of this work was study the bond between the
composite of fiber
carbon (CFC) and the concrete substratum. A total of 18
tension-compression
tests on specimens with two concrete cubes (fixed and
movable) linked by fiber
carbon on opposites sides were performed. The area to be
studied was properly
monitored. The variables of these tests were the concrete
strength, the loading
type (monotonic loading and loading/unloading cycles), and
different concrete
surfaces (smooth face and rough face). The test results
showed that in the
interval analyzed, could not be obtain a formulation that
indicates the influence
of ultimate bond stress on concrete strength. A
characteristic value of 1,44 MPa
was obtained for the ultimate bond stress. The specific
deformations of CFC and
concrete were measured, allowing to calculate the bond
stress and the
corresponding mean strain. The experimental results
provided graphs and
adjustment curves for energy of fracture vs. bond stress.
With the Coulomb-
Mohr criteria it can be considered as initial value for
bond stress 30% of the
concrete mean shear strain.
|
9 |
[en] ANALYTICAL MODEL FOR FLEXURAL DESIGN OF REINFORCED CONCRETE BEAMS STRENGTHENED WITH CARBON FIBERS COMPOSITES / [pt] MODELO ANALÍTICO PARA DIMENSIONAMENTO DE REFORÇO À FLEXÃO DE VIGAS EM CONCRETO ARMADO UTILIZANDO COMPÓSITOS DE FIBRAS DE CARBONOMELISSA COSTA JOAQUIM 08 June 2004 (has links)
[pt] O reforço de estruturas de concreto armado torna-se
necessário por uma série de fatores, tais como: erros de
projeto ou de execução que levam a sistemas estruturais
inseguros; deterioração do concreto e do aço causada por
envelhecimento natural; agentes agressivos ou
acidentes como incêndio e choques; mudança no tipo de
utilização original da estrutura através do aumento do
carregamento e/ou modificações na sua geometria. A
aplicação de compósitos de fibra de carbono para reforço de
estruturas de concreto armado representa o que há
de mais moderno em engenharia estrutural. O uso deste
material é bastante interessante devido à sua leveza, alta
resistência mecânica, resistência à corrosão,
neutralidade eletromagnética, fácil aplicação e
manutenção das dimensões originais do elemento
estrutural. A escolha deste tipo de reforço, em vez
de sistemas tradicionais que utilizam chapas de aço,
depende da viabilidade econômica e de restrições
específicas feitas no projeto. O objetivo deste trabalho é
desenvolver um modelo analítico para o dimensionamento à
flexão de vigas de concreto armado reforçadas com
compósitos de fibras de carbono. Foi realizada uma
revisão da literatura disponível de modo a se obter
evidências experimentais acerca do assunto. Com o
propósito de avaliar a eficiência do modelo
analítico desenvolvido, os resultados numéricos
calculados com este modelo são discutidos e comparados com
os resultados experimentais e teóricos obtidos da
literatura. / [en] The strengthening of reinforced concrete structures
turns to be necessary due to a number of factors, such
as: mistakes in the design or in the construction leading
to unsafe structural systems; deterioration of concrete and
steel caused by natural aging, aggressive agents or
accidents like fire and shocks; the changing of the
original use of the structure with the increase of loading
and/or modifications in the geometry. The application of
carbon fiber composites for strengthening of reinforced
concrete structures is a very new and modern issue in
structural engineering. The use of this material is
very interesting due to its lightness, high
mechanical strength, resistance to corrosion,
electromagnetic neutrality, easy application and
maintenance of the original shape of the structural
element. The choice of this type of reinforcement,
instead of more traditional systems using steel
plates, depends on the economical viability and specific
restrictions made in the project. The objective of this
work is to develop analytical model for flexural
design of reinforced concrete beams strengthened with
carbon fiber composites. A literature review was carried
out in order to obtain the experimental evidences on this
subject. In order to evaluate the efficiency of
the analytical model, the numerical results obtained
with this model are discussed and compared with the
experimental and numerical results obtained from literature.
|
10 |
[en] AN EXPERIMENTAL STUDY OF FLEXURAL STRENGTHENING OF REINFORCED CONCRETE BEAMS USING CARBON FIBER STRIPS / [pt] ESTUDO EXPERIMENTAL DO REFORÇO À FLEXÃO DE VIGAS DE CONCRETO ARMADO UTILIZANDO COMPÓSITOS COM TECIDO DE FIBRAS DE CARBONOANA CAROLINA NEVES DE ARAUJO 04 September 2002 (has links)
[pt] O objetivo deste trabalho é o estudo experimental do
comportamento e do desempenho de vigas de concreto armado
reforçadas à flexão com tecidos de compósitos de
fibras de carbono.O programa experimental consiste no
ensaio de sete vigas biapoiadas com um vão em balanço.
Todas as vigas possuem a mesma seção transversal, armaduras
e vãos,dimensionadas de forma que, antes do reforço, o
valor do momento positivo máximo seja igual ao do momento
negativo máximo. A primeira viga ensaiada não foi reforçada
e foi utilizada como viga de referência. As vigas
reforçadas foram divididas em dois grupos. No primeiro
grupo, três vigas foram igualmente reforçadas nas regiões
de momentos máximos positivos e negativos. No segundo
grupo, três vigas tiveram sua armadura de reforço
duplicada, em relação às vigas do primeiro grupo, na região
de momento máximo negativo.As vigas foram concretadas,
instrumentadas e ensaiadas no Laboratório de Estruturas
e Materiais da PUC-Rio. Para tentar reproduzir a situação
real, o carregamento foi aplicado nas vigas reforçadas até
atingir cerca de 50% do valor previsto para a ruptura.
Neste instante a viga já apresentava diversas fissuras e o
ensaio foi interrompido para aplicação do reforço sob
carregamento.Os resultados obtidos para as vigas em termos
de deflexão, deformação da armadura,fissuração, modo e
carga de ruptura são analisados. É possível verificar um
aumento significativo de resistência e rigidez das vigas
reforçadas, confirmando a eficiência deste tipo de reforço.
A ductilidade avaliada em termos de critérios energéticos
aparece como um parâmetro adequado para a análise do
comportamento estrutural de vigas reforçadas com tecidos de
compósitos de fibras de carbono. / [en] This investigation deals with the experimental evaluation
of the performance of carbon fiber composites used for
flexural strengthening of six reinforced concrete beams.
The experimental program consists on the tests of seven
simply supported beams with an overhanging portion, each
one with the same cross section, steel reinforcement and
span.The beams were designed to have the same value of
maximum positive and negative moments. The first beam was
not strengthened and it was used as a reference beam. The
flexural strengthening of two categories of beams was
considered. Category I beams were designed with equal
flexural strengthening in the maximum negative and positive
moments region. Category II beams were designed with double
flexural strengthening in the maximum negative moment
region.A total of three concrete beams of each category
were constructed, instrumented and tested at the PUC-Rios
Structures and Materials Laboratory. The average concrete
strength was 20 MPa. The reinforcement steel bars have a
yield strength of MPa. The flexural strengthening was
applied under loading.The responses of the beams in terms
of deflections, strains and modes of failure were
examined. It was possible to verify a significant
increasing in loading-carrying capacity of the beams due to
strengthening. The results of this investigation are useful
in substantiating the design data and providing design
guidelines for this type of strengthening and they show that
the energetic criterions are adequate parameters for the
analysis of the beams.
|
Page generated in 0.0399 seconds