Este trabalho avaliou os efeitos da inclusão de fibras de polipropileno, aleatoriamente distribuídas, sob condições de carregamento estático e dinâmico, sobre as propriedades de resistência e deformabilidade de um concreto compactado com rolo. Ensaios de compressão não-confinada, compressão triaxial, compressão diametral, módulo de resiliência e fadiga foram realizados em amostras com 0,5% em peso de fibras de 24 mm de comprimento e 0,021 mm de diâmetro, com o objetivo de avaliar o potencial aumento de resistência e ductilidade, bem como a possível redução do índice de fragilidade devido à inserção das fibras. Além disto, foi também avaliada a influência da granulometria da matriz solo-brita, no tocante à modificação das propriedades mecânicas do material quando da inclusão de fibras em materiais com uma mesma matriz granulométrica fina, mas com a retirada das porções de fração grosseira. Os resultados dos ensaios indicaram que a inclusão de fibras provocou ganhos na resistência a compressão e no comportamento relacionado a fadiga, reduções da rigidez inicial, do módulo de resiliência e do índice de fragilidade, sendo estas modificações de comportamento mais efetivas quanto mais fina a granulometria da matriz.

Esse trabalho aborda a questão de materiais compósitos reforçados com fibras (fiber reinforced concrete) com enfoque em matrizes cimentícias reforçadas com fibra de aramida Kevlar. O objetivo é caracterizar o potencial da fibra de aramida Kevlar como elemento de reforço a ser adicionado ao concreto. O trabalho busca caracterizar o desempenho dos compósitos formados, identificando as alterações decorrentes da incorporação em função do comportamento mecânico e da resistência ao impacto. Os objetivos são verificar a potencialidade de utilização dessa fibra em termos de trabalhabilidade e resistência mecânica; definir como deve ser a forma de incorporação, verificar a aderência da fibra à matriz através de microscopia eletrônica de varredura por elétrons secundários e determinar a resistência ao impacto, comparando matrizes sem adição de fibra com corpos-de-prova moldados com vários tipos e teores de fibra (aço, sisal, vidro, polipropileno e aramida). Como vantagens da incorporação das fibras de aramida Kevlar, constata-se um incremento na resistência à compressão dos compósitos aos 28 dias em relação aos espécimes sem adição de fibra. Observam-se, também, reduções na massa específica e na trabalhabilidade dos espécimes com adição de fibra de aramida Kevlar em comparação aos sem adição. Em relação à resistência ao impacto, conclui-se que os compósitos com adição de fibra de aço e fibra de aramida são os que apresentaram melhor comportamento dinâmico em relação a energia de ruptura acumulada e à energia para aparecimento da primeira fissura, respectivamente.

Este trabalho teve o intuito de avaliar os efeitos da inclusão de fibras poliméricas de diferentes propriedades mecânicas, distribuídas aleatoriamente, sob condições de carregamento estático e dinâmico, sobre as propriedades de resistência e deformabilidade em um solo residual artificialmente cimentado. Para atingir o objetivo foram realizados ensaios de compressão não-confinada, compressão diametral, módulo de resiliência, retração, resistência à tração na flexão, fadiga e de resistência à compressão triaxial drenados. Utilizou-se um solo residual de arenito, cimento Portland de alta resistência inicial e dois tipos de fibras de polipropileno com características físicas diferentes, sendo a primeira (tipo I) em forma de filamentos e a segunda (tipo II) fibrilada, ou tipo mesh, formada por pequenos filamentos unidos. As amostras cimentadas foram moldadas com 3,5 e 7,0% de cimento em relação ao peso de solo seco. As fibras de polipropileno utilizadas possuíam 12 e 36 mm de comprimento, adicionadas na proporção de 0,25, 0,50 e 0,75% em relação ao peso seco da mistura de solo-cimento. Análises de regressão múltipla e variança permitiram uma visualização mais clara dos resultados experimentais e pode-se chegar aos seguintes conclusões: (1) ambas as fibras aumentam a ductilidade e a tenacidade do compósito; (2) fibras de caráter extensivo, as do tipo I, são mais efetivas na melhoria das características de pós-ruptura do compósito; (3) as do tipo II, que apresentaram caráter inextensível, são mais efetivas na redução da deformabilidade e no aumento de resistência de pico; (4) o efeito da inclusão das fibras é mais evidente para comprimentos maiores. Utilizando-se dos valores de módulos encontrados e das respectivas relações de fadiga, foram dimensionadas 48 estruturas de pavimento semi-rígido variando-se os parâmetros de tráfego e módulo do subleito e, para tanto, foi utilizado o software ELSYM5 – “Elastic Layered System”. Os resultados indicaram uma significativa redução na espessura da camada cimentada quando se utilizam reforços fibrosos do tipo I. / Unconfined compression, splitting tension, resilient modulus, linear shrinkage, flexural strength, fatigue and drained triaxial compression tests with local measurements of strain were carried out to evaluate the effects of randomly distributed polymeric fibers inclusion, on the strength and deformability properties of a soil-cement matrix. Searching such aims, a sandy soil was mixed with a rapid- hardening Portland cement and two kinds of polypropylene fibers with different physical and mechanical features. The first kind of fiber (type I) is formed by little filaments and the second type (II) has the format of a mesh. The cemented samples had 3,5 and 7,0% cement content in relation to the weight of dry soil. Fibers 12 and 36 mm long were used, added in the mixture with 0,25, 0,50 and 0,75% in relation to the weight of the soil-cement mixture. Multiple regression approach was carried out to allow a more reliable interpretation of the tests results: (1) both fibers increase the ductibility and the tenacity of the composite; (2) extensible fibers (type I), are more effective in the improvement of the ultimate strength characteristics of the composite; (3) the type II fibers, which are less extensive, are more effective in the reduction of the deformability, increasing peak strength; (4) the effect of the inclusion of fibers is more evident for longer fiber lengths. Using the values of resilient modulus and the respective fatigue relation, 48 structures of semi-rigid pavement were designed, changing the parameters of traffic and subgrade modulus. Software ELSYM5 - " Elastic Layered System " was used in such analysis. Results indicated a reduction in the thickness of the cemented layer when type I fibers are employed.

Esse trabalho aborda a questão de materiais compósitos reforçados com fibras (fiber reinforced concrete) com enfoque em matrizes cimentícias reforçadas com fibra de aramida Kevlar. O objetivo é caracterizar o potencial da fibra de aramida Kevlar como elemento de reforço a ser adicionado ao concreto. O trabalho busca caracterizar o desempenho dos compósitos formados, identificando as alterações decorrentes da incorporação em função do comportamento mecânico e da resistência ao impacto. Os objetivos são verificar a potencialidade de utilização dessa fibra em termos de trabalhabilidade e resistência mecânica; definir como deve ser a forma de incorporação, verificar a aderência da fibra à matriz através de microscopia eletrônica de varredura por elétrons secundários e determinar a resistência ao impacto, comparando matrizes sem adição de fibra com corpos-de-prova moldados com vários tipos e teores de fibra (aço, sisal, vidro, polipropileno e aramida). Como vantagens da incorporação das fibras de aramida Kevlar, constata-se um incremento na resistência à compressão dos compósitos aos 28 dias em relação aos espécimes sem adição de fibra. Observam-se, também, reduções na massa específica e na trabalhabilidade dos espécimes com adição de fibra de aramida Kevlar em comparação aos sem adição. Em relação à resistência ao impacto, conclui-se que os compósitos com adição de fibra de aço e fibra de aramida são os que apresentaram melhor comportamento dinâmico em relação a energia de ruptura acumulada e à energia para aparecimento da primeira fissura, respectivamente.

Este trabalho avaliou os efeitos da inclusão de fibras de polipropileno, aleatoriamente distribuídas, sob condições de carregamento estático e dinâmico, sobre as propriedades de resistência e deformabilidade de um concreto compactado com rolo. Ensaios de compressão não-confinada, compressão triaxial, compressão diametral, módulo de resiliência e fadiga foram realizados em amostras com 0,5% em peso de fibras de 24 mm de comprimento e 0,021 mm de diâmetro, com o objetivo de avaliar o potencial aumento de resistência e ductilidade, bem como a possível redução do índice de fragilidade devido à inserção das fibras. Além disto, foi também avaliada a influência da granulometria da matriz solo-brita, no tocante à modificação das propriedades mecânicas do material quando da inclusão de fibras em materiais com uma mesma matriz granulométrica fina, mas com a retirada das porções de fração grosseira. Os resultados dos ensaios indicaram que a inclusão de fibras provocou ganhos na resistência a compressão e no comportamento relacionado a fadiga, reduções da rigidez inicial, do módulo de resiliência e do índice de fragilidade, sendo estas modificações de comportamento mais efetivas quanto mais fina a granulometria da matriz.

Este trabalho teve o intuito de avaliar os efeitos da inclusão de fibras poliméricas de diferentes propriedades mecânicas, distribuídas aleatoriamente, sob condições de carregamento estático e dinâmico, sobre as propriedades de resistência e deformabilidade em um solo residual artificialmente cimentado. Para atingir o objetivo foram realizados ensaios de compressão não-confinada, compressão diametral, módulo de resiliência, retração, resistência à tração na flexão, fadiga e de resistência à compressão triaxial drenados. Utilizou-se um solo residual de arenito, cimento Portland de alta resistência inicial e dois tipos de fibras de polipropileno com características físicas diferentes, sendo a primeira (tipo I) em forma de filamentos e a segunda (tipo II) fibrilada, ou tipo mesh, formada por pequenos filamentos unidos. As amostras cimentadas foram moldadas com 3,5 e 7,0% de cimento em relação ao peso de solo seco. As fibras de polipropileno utilizadas possuíam 12 e 36 mm de comprimento, adicionadas na proporção de 0,25, 0,50 e 0,75% em relação ao peso seco da mistura de solo-cimento. Análises de regressão múltipla e variança permitiram uma visualização mais clara dos resultados experimentais e pode-se chegar aos seguintes conclusões: (1) ambas as fibras aumentam a ductilidade e a tenacidade do compósito; (2) fibras de caráter extensivo, as do tipo I, são mais efetivas na melhoria das características de pós-ruptura do compósito; (3) as do tipo II, que apresentaram caráter inextensível, são mais efetivas na redução da deformabilidade e no aumento de resistência de pico; (4) o efeito da inclusão das fibras é mais evidente para comprimentos maiores. Utilizando-se dos valores de módulos encontrados e das respectivas relações de fadiga, foram dimensionadas 48 estruturas de pavimento semi-rígido variando-se os parâmetros de tráfego e módulo do subleito e, para tanto, foi utilizado o software ELSYM5 – “Elastic Layered System”. Os resultados indicaram uma significativa redução na espessura da camada cimentada quando se utilizam reforços fibrosos do tipo I. / Unconfined compression, splitting tension, resilient modulus, linear shrinkage, flexural strength, fatigue and drained triaxial compression tests with local measurements of strain were carried out to evaluate the effects of randomly distributed polymeric fibers inclusion, on the strength and deformability properties of a soil-cement matrix. Searching such aims, a sandy soil was mixed with a rapid- hardening Portland cement and two kinds of polypropylene fibers with different physical and mechanical features. The first kind of fiber (type I) is formed by little filaments and the second type (II) has the format of a mesh. The cemented samples had 3,5 and 7,0% cement content in relation to the weight of dry soil. Fibers 12 and 36 mm long were used, added in the mixture with 0,25, 0,50 and 0,75% in relation to the weight of the soil-cement mixture. Multiple regression approach was carried out to allow a more reliable interpretation of the tests results: (1) both fibers increase the ductibility and the tenacity of the composite; (2) extensible fibers (type I), are more effective in the improvement of the ultimate strength characteristics of the composite; (3) the type II fibers, which are less extensive, are more effective in the reduction of the deformability, increasing peak strength; (4) the effect of the inclusion of fibers is more evident for longer fiber lengths. Using the values of resilient modulus and the respective fatigue relation, 48 structures of semi-rigid pavement were designed, changing the parameters of traffic and subgrade modulus. Software ELSYM5 - " Elastic Layered System " was used in such analysis. Results indicated a reduction in the thickness of the cemented layer when type I fibers are employed.

Este trabalho avaliou os efeitos da inclusão de fibras de polipropileno, aleatoriamente distribuídas, sob condições de carregamento estático e dinâmico, sobre as propriedades de resistência e deformabilidade de um concreto compactado com rolo. Ensaios de compressão não-confinada, compressão triaxial, compressão diametral, módulo de resiliência e fadiga foram realizados em amostras com 0,5% em peso de fibras de 24 mm de comprimento e 0,021 mm de diâmetro, com o objetivo de avaliar o potencial aumento de resistência e ductilidade, bem como a possível redução do índice de fragilidade devido à inserção das fibras. Além disto, foi também avaliada a influência da granulometria da matriz solo-brita, no tocante à modificação das propriedades mecânicas do material quando da inclusão de fibras em materiais com uma mesma matriz granulométrica fina, mas com a retirada das porções de fração grosseira. Os resultados dos ensaios indicaram que a inclusão de fibras provocou ganhos na resistência a compressão e no comportamento relacionado a fadiga, reduções da rigidez inicial, do módulo de resiliência e do índice de fragilidade, sendo estas modificações de comportamento mais efetivas quanto mais fina a granulometria da matriz.

Este trabalho teve o intuito de avaliar os efeitos da inclusão de fibras poliméricas de diferentes propriedades mecânicas, distribuídas aleatoriamente, sob condições de carregamento estático e dinâmico, sobre as propriedades de resistência e deformabilidade em um solo residual artificialmente cimentado. Para atingir o objetivo foram realizados ensaios de compressão não-confinada, compressão diametral, módulo de resiliência, retração, resistência à tração na flexão, fadiga e de resistência à compressão triaxial drenados. Utilizou-se um solo residual de arenito, cimento Portland de alta resistência inicial e dois tipos de fibras de polipropileno com características físicas diferentes, sendo a primeira (tipo I) em forma de filamentos e a segunda (tipo II) fibrilada, ou tipo mesh, formada por pequenos filamentos unidos. As amostras cimentadas foram moldadas com 3,5 e 7,0% de cimento em relação ao peso de solo seco. As fibras de polipropileno utilizadas possuíam 12 e 36 mm de comprimento, adicionadas na proporção de 0,25, 0,50 e 0,75% em relação ao peso seco da mistura de solo-cimento. Análises de regressão múltipla e variança permitiram uma visualização mais clara dos resultados experimentais e pode-se chegar aos seguintes conclusões: (1) ambas as fibras aumentam a ductilidade e a tenacidade do compósito; (2) fibras de caráter extensivo, as do tipo I, são mais efetivas na melhoria das características de pós-ruptura do compósito; (3) as do tipo II, que apresentaram caráter inextensível, são mais efetivas na redução da deformabilidade e no aumento de resistência de pico; (4) o efeito da inclusão das fibras é mais evidente para comprimentos maiores. Utilizando-se dos valores de módulos encontrados e das respectivas relações de fadiga, foram dimensionadas 48 estruturas de pavimento semi-rígido variando-se os parâmetros de tráfego e módulo do subleito e, para tanto, foi utilizado o software ELSYM5 – “Elastic Layered System”. Os resultados indicaram uma significativa redução na espessura da camada cimentada quando se utilizam reforços fibrosos do tipo I. / Unconfined compression, splitting tension, resilient modulus, linear shrinkage, flexural strength, fatigue and drained triaxial compression tests with local measurements of strain were carried out to evaluate the effects of randomly distributed polymeric fibers inclusion, on the strength and deformability properties of a soil-cement matrix. Searching such aims, a sandy soil was mixed with a rapid- hardening Portland cement and two kinds of polypropylene fibers with different physical and mechanical features. The first kind of fiber (type I) is formed by little filaments and the second type (II) has the format of a mesh. The cemented samples had 3,5 and 7,0% cement content in relation to the weight of dry soil. Fibers 12 and 36 mm long were used, added in the mixture with 0,25, 0,50 and 0,75% in relation to the weight of the soil-cement mixture. Multiple regression approach was carried out to allow a more reliable interpretation of the tests results: (1) both fibers increase the ductibility and the tenacity of the composite; (2) extensible fibers (type I), are more effective in the improvement of the ultimate strength characteristics of the composite; (3) the type II fibers, which are less extensive, are more effective in the reduction of the deformability, increasing peak strength; (4) the effect of the inclusion of fibers is more evident for longer fiber lengths. Using the values of resilient modulus and the respective fatigue relation, 48 structures of semi-rigid pavement were designed, changing the parameters of traffic and subgrade modulus. Software ELSYM5 - " Elastic Layered System " was used in such analysis. Results indicated a reduction in the thickness of the cemented layer when type I fibers are employed.

Esse trabalho aborda a questão de materiais compósitos reforçados com fibras (fiber reinforced concrete) com enfoque em matrizes cimentícias reforçadas com fibra de aramida Kevlar. O objetivo é caracterizar o potencial da fibra de aramida Kevlar como elemento de reforço a ser adicionado ao concreto. O trabalho busca caracterizar o desempenho dos compósitos formados, identificando as alterações decorrentes da incorporação em função do comportamento mecânico e da resistência ao impacto. Os objetivos são verificar a potencialidade de utilização dessa fibra em termos de trabalhabilidade e resistência mecânica; definir como deve ser a forma de incorporação, verificar a aderência da fibra à matriz através de microscopia eletrônica de varredura por elétrons secundários e determinar a resistência ao impacto, comparando matrizes sem adição de fibra com corpos-de-prova moldados com vários tipos e teores de fibra (aço, sisal, vidro, polipropileno e aramida). Como vantagens da incorporação das fibras de aramida Kevlar, constata-se um incremento na resistência à compressão dos compósitos aos 28 dias em relação aos espécimes sem adição de fibra. Observam-se, também, reduções na massa específica e na trabalhabilidade dos espécimes com adição de fibra de aramida Kevlar em comparação aos sem adição. Em relação à resistência ao impacto, conclui-se que os compósitos com adição de fibra de aço e fibra de aramida são os que apresentaram melhor comportamento dinâmico em relação a energia de ruptura acumulada e à energia para aparecimento da primeira fissura, respectivamente.

Este trabalho apresenta um estudo para a previsão de comportamento quanto à fissuração e seu controle pelo uso das fibras de aço, em elementos de superfície de concreto restringidos, ou seja, submetidos às tensões de tração induzidas pela retração restringida. Neste estudo, foi desenvolvido um método analítico para calcular o consumo de um determinado tipo de fibra de aço em função do potencial de retração da matriz de concreto e da máxima abertura de fissura, determinada em função de parâmetros de durabilidade e aceitabilidade sensorial. Posteriormente, foram realizados ensaios para caracterização do potencial de fissuração de matrizes de concreto utilizadas em obras de elementos de superfície, onde testou-se um método de estimativa das tensões induzidas por retração restringida no concreto, no momento da primeira fissura. Na etapa final do trabalho, foi realizado um programa experimental, com a construção de pistas de concreto reforçado com fibras de aço (CRFA), com consumos de fibras de 10 kg/m3, 30 kg/m3 e 60 kg/m3, construídas sobre bases com duas condições de restrição: superfície desempenada e superfície jateada com exposição dos agregados. A fissuração destas pistas, nas primeiras idades, foi monitorada através da medida da abertura e do comprimento das fissuras. Com os resultados desta etapa experimental, foi realizada uma retroanálise do método onde concluiu-se que a consideração de valores característicos na previsão da resistência à tração do concreto era um ajuste necessário e coerente com a observação prática. Com o ajuste, os resultados experimentais de abertura de fissura ficaram dentro da faixa de previsibilidade do método, considerando um intervalo de confiança de 90%. Com o desenvolvimento deste método, buscou-se contribuir para a aplicação do CRFA no controle da fissuração por retração restringida de elementos de superfície, ampliando a fronteira do conhecimento no aspecto da escolha e dosagem da fibra para um determinado desempenho esperado quanto à fissuração. / This work presents a study for crack prediction and use of steel fibers to crack control in concrete surface elements submitted to tension stress induced by restrained shrinkage. In this study, a method was developed where a certain steel fiber type could be quantified, as function of concrete matrix shrinkage potential and maximum crack width, determined from human sensorial and durability criteria. Afterwards, an experimental program was done in order to characterize the crack potential of concrete matrices commonly used in surface elements. In this program, a method to predict tension stress induced by restrained shrinkage, at first crack moment, was tested. In the final step of this work, another experimental program was done, where steel fiber reinforced concrete (SFRC) tracks were built, with fiber contents of 10 kg/m3, 30 kg/m3 and 60 kg/m3, over substrates with two restriction conditions: smooth surface and rough surface, with exposition of surface aggregates. Lengths and widths of the early age shrinkage cracks in the tracks were monitored. The results obtained in this program were useful to analyze the method, adjusting it with the consideration of characteristic values in prediction of tension strength. With this adjust, experimental crack width results were more compatible with 90% confidence interval for crack width values predicted by the method. With this study, the goal was the contribution to use SFRC in the control of restrained shrinkage cracks in surface elements, amplifying the knowledge border in the aspect of fiber selection and proportioning, for a determined and expected performance in terms of crack width.