Os avanços na utilização do concreto reforçado com fibras (CRF) para fins estruturais trazem cada vez mais a necessidade de se desenvolver ensaios práticos que possam controlar o material, analisando a capacidade resistente residual do compósito para diferentes níveis de abertura de fissura. O ensaio de duplo puncionamento (EDP) é uma promissora alternativa nesta direção, uma vez que haja uma correlação já comprovada com outros métodos de ensaio bem estabelecidos. Este trabalho objetivou investigar a repetibilidade e reprodutibilidade do EDP, considerando os parâmetros de cargas de fissura da matriz cimentícia e cargas residuais, verificando se existe igualdade de médias e igualdade de variâncias nas diferentes situações criadas, para 95% de confiabilidade. A repetibilidade foi avaliada por meio de um programa experimental, com moldagem dos corpos de prova no Centro de Pesquisa e Desenvolvimento da Construção Civil - CPqDCC, da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, envolvendo dois teores de fibra de aço com ancoragem em gancho (30 kg/m³ e 55 kg/m³) em três séries iguais de moldagem. A reprodutibilidade foi avaliada em um programa interlaboratorial, com participação de 6 laboratórios independentes e empregando a mesma fibra e teores. Como ferramentas para comparação dos resultados e avaliar se houve repetição e reprodução dos parâmetros do ensaio, foi utilizada análise de variância (ANOVA) e a metodologia da ASTM E691. Os resultados mostraram que foi possível obter repetibilidade e reprodutibilidade de médias para os parâmetros de cargas residuais com um número limitado de corpos de prova. No entanto, as variâncias são mais sensíveis que as médias, e não mostraram repetição total quando a homogeneização das fibras no volume total do concreto é prejudicada. Ainda, as cargas de fissuração do ensaio (Pf) não se mostraram totalmente repetíveis e nem reprodutíveis, pois podem ser afetadas pela máquina de ensaio e operador. / The advances in the use of fiber reinforced concrete (CRF) for structural applications bring the need to develop more practical tests to control the FRC by analyzing the residual strength of the composite for different crack openings levels. The double punch test (DPT) is a promising alternative in that sense, once a correlation with already proven test methods is achievable. This work aimed to investigate the repeatability and reproducibility of the DPT, considering the parameters of crack load and residual loads, verifying if there is equality of means and equality of variances in the different situations created, for 95% reliability. The repeatability was evaluated by an experimental program, with the specimens molding at the Research and Development Center in Civil Construction - CPqDCC, at the Polytechnic School of the University of São Paulo, involving two hooked end steel fiber contents (30 kg/m³ and 55 kg / m³), in three equal molding series. The reproducibility was evaluated in an interlaboratory program, with the participation of six independent laboratories, and using the same fiber and contents. The analysis of variance (ANOVA) and the ASTM E691 methodology were applied as a tool to compare the results and to evaluate if there were repetition and reproduction of the test parameters occurred. Together with these tools, an inductive test was used on the reproducibility specimens to verify the scatter of the fiber among them. The results showed that it was possible to obtain repeatability and reproducibility of means for the parameters related to the residual loads. However, the variances are more sensitive than the means, and did not show total repetition when the homogenization of the fibers in the total volume of the concrete is compromised. Moreover, the cracking loads of the test (Pf) were not totally repeatable and reproducible, as they can be affected by the testing machine.

Um modelo de controle de qualidade é confiável quando devidamente vinculado a um modelo de dimensionamento de estruturas. O fib Model Code 2010 apresentou um modelo de dimensionamento e controle do concreto reforçado com fibras (CRF) para fins estruturais baseado no ensaio de flexão de prismas com entalhe (EN 14651), mas indica que outros métodos de ensaio podem ser aplicados através de correlação comprovada com o método de referência. Há dificuldades para a utilização do ensaio EN 14651 no Brasil, pois demanda máquinas de ensaio sofisticadas que dificilmente são encontradas em laboratórios de controle tecnológico. O ensaio de duplo puncionamento é um método alternativo para o controle do comportamento mecânico do CRF e utiliza máquinas de ensaio mais simples. No entanto, alguns estudos observaram que podem ocorrer instabilidades após a ruptura da matriz quando são usados CRFs com elevada força da matriz e baixa força residual pós-fissuração. Estas instabilidades ocorrem devido a alguns fatores dentre eles o sistema de controle de ensaio. As instabilidades podem comprometer a avaliação do material. Assim, esta pesquisa estudou os sistemas de controle para o ensaio de duplo puncionamento. Os ensaios foram realizados em máquinas com sistema aberto e fechado e com controle por deslocamento vertical da máquina e deformação do corpo de prova, para verificar se as instabilidades causadas após a fissuração da matriz comprometem a determinação da resistência residual. Os resultados mostraram que, quando os ensaios de duplo puncionamento são realizados em máquinas com sistema aberto, a instabilidade pós-fissuração é maior. No entanto, não influencia negativamente a determinação da resistência residual. Portanto, o ensaio de puplo puncionamento, mesmo realizado em máquinas com sistema aberto, pode ser utilizado como uma alternativa confiável para o controle tecnológico do CRF, estabelecendo como parâmetros de controle valores de forças residuais para determinados deslocamentos verticais. / A quality control model is reliable when properly linked to a structural design model. The fib Model Code 2010 presented a design model of fiber reinforced concrete (FRC) for structural applications where the control of the material is based on the notched beam test (EN 14651). However, this Code indicates that other test methods can be applied as long as proven correlation with the reference method. There are obstacles to the use of the EN 14651 test method in Brazil, as it requires sophisticated testing machines that are difficult to find in laboratories dedicated to quality control. The double punch test is as an alternative test method to control the mechanical behavior of FRC and requires simpler test machines. However, some studies have observed post-peak instabilities in FRC with high matrix strength and low post-crack residual strength low fiber contents are used. These instabilities occur due to some factors including the test control system. The instabilities may compromise the evaluation of the material. Thus, this research studied the control systems for the double punch test. Tests were performed in open and closed-loop test machines and with control by machine displacement and by deformation of the specimen to verify if the instabilities caused after the matrix cracking compromise the determination of residual strength. Results showed that when open-loop test machines are employed, post-crack instability is greater. However, it does not influence the determination of residual strength negatively. Therefore, the double punch test, even when performed in open-loop test machines, may be used for the routine analysis and characterization of FRC, establishing as control parameters residual forces values for certain axial displacement.

[pt] O presente trabalho investigou o comportamento mecânico do concreto projetado com fibras aplicado nas escavações da mina Cuiabá e o seu controle tecnológico através do ensaio de duplo puncionamento. Para essa pesquisa utilizouse o traço desenvolvido pelos engenheiros da mina Cuiabá com dois tipos diferentes de fibra sintética e uma fibra de aço. Inicialmente, caracterizou-se o material compósito através de ensaios de flexão em prismas (EN 14651) e de arrancamento. Em seguida, os resultados obtidos foram utilizados em conjunto com os ensaios de flexão em painéis circulares (ASTM C1550), quadrados (EN 14488-5) e de larga escala para o dimensionamento do sistema de suporte utilizado na mina Cuiabá. As frações mais baixas de fibras sintéticas são mais indicadas nos locais onde a qualidade da rocha é razoável ou boa, enquanto as fibras de aço podem ser aplicadas onde a qualidade do maciço rochoso é classificada como muito fraca. Em relação ao controle tecnológico do concreto com fibras, os ensaios de duplo puncionamento realizados em máquinas mais rígidas são mais eficientes em diminuir a extensão da instabilidade pós-fissuração, limitar os erros nas correlações com os ensaios de flexão (EN 14651) e em reduzir a variação das propriedades mecânicas do material. A aplicação do ensaio de duplo puncionamento com controle fechado pela corrente extensométrica foi o método mais efetivo em limitar a instabilidade pós-fissuração independente da máquina de ensaios selecionada. / [en] The present work investigated the mechanical behavior of the fiber reinforced shotcrete applied at the Cuiabá mine excavation and its quality control through the double punch test. For this research, the mix composition was developed by Cuiabá mine Engineers with the addition of two different types of synthetic fibers and one steel fiber. Firstly, the cement based composite was studied at the material level through bending (EN 14651) and pullout tests. Thereafter, the support system of the Cuiabá mine excavation was designed based on round (ASTM C1550), square (EN 14488-5) and large scale panel tests. The application of lower synthetic fiber volume fractions was more suited for the areas with good quality rock indexes, while steel fibers were better suited at field with lower rock classes. Regarding the quality control of FRC, the double punch tests that were conducted in stiffer testing machines were more effective in reducing the post-peak instability, in limiting the errors in the correlations with bending tests (EN 14651) and in reducing the mechanical properties variations of the material. Finally, the application of the double punch test with closed-loop control of the circumferential extensometer turned to be the most effective method in limiting the post-peak instability regardless of the selected machine.