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Influência das características das fibras no desempenho do betão

Ferreira, Nuno Filipe Mesquita January 2008 (has links)
Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (especialização em Materiais e Processos de Construção). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008
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Estudo da viabilidade técnica do uso de fibras metálicas, obtidas da reciclagem de embalagens em concretos

Costa, Henry Carlos Boero, 69-99995-7994 07 November 2017 (has links)
Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-05-03T13:47:37Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação Parcial (Cap. IV, V) - Henry C. B. Costa.pdf: 6733497 bytes, checksum: 817a53e0079fe88996c880cc201d0dbd (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-05-03T13:47:52Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação Parcial (Cap. IV, V) - Henry C. B. Costa.pdf: 6733497 bytes, checksum: 817a53e0079fe88996c880cc201d0dbd (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-03T13:47:53Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação Parcial (Cap. IV, V) - Henry C. B. Costa.pdf: 6733497 bytes, checksum: 817a53e0079fe88996c880cc201d0dbd (MD5) Previous issue date: 2017-11-07 / The metal packaging for finishing paints, such as PVA, they are usually discarded in dumps, taking about five years for their natural degradation, causing an impact on the environment. Without any kind of reuse. It is estimated that only in the city of Porto Velho 648,000 units are discarded per year. In order to do so, it was tried to show its use as a metallic fiber added in the concrete, subjecting the composite to the tests of mechanical resistance to axial compression, diametral compression resistance, and tensile strength in bending in prismatic bodies. The results obtained are, although still early, promising mainly in the results of the tests that are obtained at the 28th day of the test specimens with the addition of fibers subjected to axial compression, diametral traction and flexural traction. The addition of metallic fibers increased the resistance, in relation to the reference concrete, of up to 20.28%, in the flexural traction in prismatic bodies, being a good indicator so that the studies can continue, in the case of a material low cost and high index present in solid waste from construction. It was observed the importance of the adjustment in the form factor, of the steel fiber, necessary to further improve the performance of the concrete. In the tests carried out by Scanning and Optical Electron Microscopy, the evident reduction of fractures is verified as the percentage of fibers in the cement matrix increases and the fiber incorporates in the concrete. These results gain social and environmental interest, inserts the steel containers in the selective collection adding an economic value to the material and the income of the people who work in recycling, while at the same time reducing the number of cans of PVA paint discarded in the landfills. / As embalagens metálicas de acondicionamento de tintas de acabamento, como as de PVA, em geral são descartadas em lixões, levando cerca de cinco anos para a sua degradação natural, causando um impacto ao meio ambiente. Sem qualquer tipo de reaproveitamento. Estima-se que somente na cidade de Porto Velho são descartadas 648.000 unidades por ano, segundo a Associação Comercial de Rondônia. Para tanto, procurou-se mostrar a sua utilização como uma fibra metálica adicionada no concreto, submetendo o compósito, aos ensaios de resistência mecânica à compressão axial, resistência de compressão diametral, e a resistência à tração na flexão em corpos prismáticos. Os resultados obtidos são, embora que ainda iniciais, promissores principalmente nos resultados dos ensaios que se obtém aos 28º dias, dos corpos de prova com a adição de fibras submetidos a compressão axial, a tração diametral e a tração à flexão. A adição de fibras metálicas promoveu um aumento de resistência, em relação ao concreto de referencia, de até 20,28%, na tração à flexão em corpos prismáticos, sendo um bom indicador para que os estudos possam continuar, em se tratando de um material de baixo custo e de alto índice presente nos resíduos sólidos provenientes da construção civil. Observou-se a importância do ajuste no fator de forma, da fibra de aço, necessário para melhorar ainda mais o desempenho do concreto. Nos ensaios realizados através de Microscopia Eletrônica de Varredura e Óptica, verifica-se a evidente diminuição das fraturas a medida que se aumenta o percentual de fibras na matriz cimentícia e a boa incorporação das fibras no concreto dosado. Esses resultados ganham interesse social e ambiental, insere as embalagens de aço na coleta seletiva agregando um valor econômico ao material e a renda do catador, e ao mesmo tempo que diminui o numero de latas de tinta PVA descartadas nos “lixões”.
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Avaliação do comportamento de materiais compósitos de matrizes cimentícias reforçadas com fibra de aramida kevlar

Bernardi, Stefania Tesi January 2003 (has links)
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.
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Estudo numérico em concreto reforçado com fibras de aço utilizando o método dos elementos finitos e modelos constitutivos / Numerical study on steel fiber reinforced concrete using finite elements method and constitutive models

Faria, Thalles Morais 18 August 2017 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-10-27T20:15:42Z No. of bitstreams: 1 2017_ThallesMoraisFaria.pdf: 7238043 bytes, checksum: 07f5544e6b20436c15a5214c2811d3d9 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-01-16T17:28:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_ThallesMoraisFaria.pdf: 7238043 bytes, checksum: 07f5544e6b20436c15a5214c2811d3d9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-16T17:28:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_ThallesMoraisFaria.pdf: 7238043 bytes, checksum: 07f5544e6b20436c15a5214c2811d3d9 (MD5) Previous issue date: 2018-01-16 / Sabendo que o concreto possui um comportamento frágil, sendo esta uma peculiaridade negativa para projetos estruturais, a adição de fibras de aço no processo de produção vem se tornando uma das soluções em destaque para a diminuição dessa fragilidade. Isto posto, o concreto reforçado com fibras está, cada vez mais, presente em obras de Construção Civil como, por exemplo, túneis e obras de saneamento básico. Com a grande variedade de fibras, os ensaios experimentais, muitas vezes, torna-se inviável para avaliação do comportamento do compósito reforçado com diferentes tipos de fibra. Neste sentido, este trabalho apresenta simulações em elementos finitos de corpos de prova de concreto com adição de fibras de aço para os ensaios de arrancamento, tração e flexão. Para a inclusão das fibras de aço nos elementos sólidos foram utilizados o método embutido e o método semi-embutido. Nessas simulações, o concreto foi simulado utilizando modelos constitutivos não lineares de dano e de trinca embutida. Por sua vez, para as fibras, o modelo constitutivo utilizado foi o elástico perfeitamente plástico. Para simular o contato foi utilizado o modelo tensão cisalhante-deslizamento proposto pelo CEB-FIP. Por fim, os resultados obtidos numericamente apresentaram boa concordância quando comparados com ensaios experimentais. Palavras Chaves: Concreto reforçado, Fibras de aço, Elementos Finitos, Modelos constitutivos. / It is widely acknowledged that the concrete has a fragile behavior, which is a negative trait for structural projects. The addition of steel fibers on the production process is becoming one of the outstanding solutions for reducing this fragility. To that extent, the use of fiber reinforced concrete in constructions is growing rapidly. Experimental tests in this composite material, however, are not widely performed due to costs and the required time. In this sense, this work presents finite elements’ simulations of a set of concrete specimens with reinforcing steel fibers, these are: pull out tests, tensile tests and bending tests. The embedded and semi embedded methods were used to consider the steel fibers in the finite element mesh. In the simulations, the concrete was modeled using damage and embedded crack constitutive models. For the fibers an elastic-plastic constitutive model was used. Finally, to simulate the contact, the shear stress vs sliding model proposed by CEB-FIP was used. The numerical results were compatible with available experimental results.
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Avaliação do comportamento de materiais compósitos de matrizes cimentícias reforçadas com fibra de aramida kevlar

Bernardi, Stefania Tesi January 2003 (has links)
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.
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Avaliação de tubos de concreto reforçados com fibras de aço segundo a NBR 8890

Fugii, Ana Paula [UNESP] 12 May 2008 (has links) (PDF)
Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-05-12Bitstream added on 2014-06-13T18:21:13Z : No. of bitstreams: 1 fugii_ap_me_ilha_prot.pdf: 6559082 bytes, checksum: e1ddcb7044b10a47da7e5f917d6bce83 (MD5) / Os tubos de concreto são utilizados em larga escala nas canalizações dos sistemas de abastecimento de água em diâmetros superiores a 400 mm, esgoto sanitário, drenagem pluvial, bueiro e travessia. Suas vantagens e aplicabilidade têm motivado diversas pesquisas sobre esse produto, dentre as quais podemos destacar a utilização de tubos de concreto reforçados com fibras de aço em substituição total da armadura. As fibras de aço quando adicionadas ao concreto melhoram algumas propriedades, tais como: tenacidade, limitação de abertura de fissuras e resistência ao impacto. A pesquisa objetiva analisar o comportamento mecânico de protótipos de tubos de concreto confeccionados com diferentes teores de adições de fibras de aço, tais como: 10 kg/m3, 15 kg/m3, 20 kg/m3, 25 kg/m3 e 30 kg/m3, em substituição total da armadura. Também foram fabricados tubos de concreto simples e armados para uma análise comparativa do comportamento mecânico entre aqueles e os tubos com fibras. Os tubos de concreto possuem 600 mm de diâmetro nominal e 1,5 m de comprimento, destinados aos sistemas de drenagem de águas pluviais. As fibras de aço utilizadas possuem fator de forma igual a 75 e apresentam as seguintes características: 60 mm de comprimento médio e 0,80 mm de diâmetro médio. Os corpos-de-prova cilíndricos foram submetidos aos ensaios: resistência à compressão axial, resistência à tração na compressão diametral, e os corpos-de- prova prismáticos foram submetidos aos ensaios de tenacidade enquanto os tubos de concreto foram submetidos aos ensaios: resistência à compressão diametral e absorção de água (amostras retiradas dos tubos após ensaio de compressão diametral). Dos ensaios realizados se destaca o ensaio de compressão diametral pelo fato... / The concrete pipe is widely used in plumbing systems in water supplying in higher diameters 400 mm, sewage, water rain drainage, storm drain and crossing. Its advantages and functions have motivated a lot of researches about this product, among them can point out used concrete pipes reinforced with steel fibers replacing the conventional framework. The steel fibers when added concrete improvement some properties, such as: flexural toughness, limitation crack width and high strain rates strength. The current text refers to a study developed to evaluate the mechanical behavior of manufactured prototypes with steel fibers added in different contents, such as: 10 kg/m3, 15 kg/m3, 20 kg/m3, 25 kg/m3 e 30 kg/m3, replacing the conventional framework. Also were manufactured simple concrete pipes and concrete pipes with framework for analysis to compare the mechanical behavior between that one and steel fibers. The pipes used have 600 mm nominal diameter and 1,5 m length, used in systems in water rain drainage. The steel fibers used have aspect ratio 75 and present characteristics: 60 mm medium length and 0,80 mm medium diameter. The circular specimens were submitted the testing for: compressive strength, tensile strength by diametrical compressive, and the rectangular specimens were submittes the testing for flexural toughness while the concrete pipes were submitted the testing for: diametrical compressive strength and absorption of water (sample retreat of pipes after the testing for diametrical compressive strength). The testing for realized to point for diametrical compressive strength because the testing for the same concrete pipe and all particular characteristics for observed. The Brazilian specification NBR 8890 (ABNT, 2007) specify the testing for diametrical compressive... (Complete abstract click electronic access below)
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Avaliação do comportamento de materiais compósitos de matrizes cimentícias reforçadas com fibra de aramida kevlar

Bernardi, Stefania Tesi January 2003 (has links)
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.
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Estudo da aderência entre concreto e armadura: análise da influência das fibras de aço / Study of adhesion between concrete and reinforcement: influence of steel fibers

DANIN, Alice Ribeiro 26 August 2010 (has links)
Made available in DSpace on 2014-07-29T15:18:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alice R Danin.pdf: 6735635 bytes, checksum: 83074636897a87ed0fde2dad5be57d94 (MD5) Previous issue date: 2010-08-26 / Bond between steel bars and concrete allows the use of reinforced concrete as a construction material. If the bond is appropriate, the cracks will be as little as possible, so the reinforcing bar will be protected by the surrounded concrete. Therefore, the aim of this research was to analyse the influence of steel fiber on mechanical properties of concrete and on bond strength. To this end, forty eight pull-out tests had been performed. A single test‟ bar was cast into the centre of a specimen, which measured 300 mm × 200 mm × 150 mm. It had been used four bars diameters: 10 mm, 12,5 mm, 16 mm and 20 mm. The test bars were pulled out of the concrete block using a 300 kN capacity universal testing machine (UTM) operated in displacement control. The tests were performed varying the length of mounting bar tested (for five and ten times the diameter) and the presence of steel fibers. The fiber content, as in volume, ranged from 0%, 1% and 2%. It was used coarse aggregate with maximum size of 12,5 mm and concrete with target compressive strength of 60 MPa at 28 days. It was previously characterized by tests of compressive strength, modulus of elasticity, tensile strength and diametrical compression strength with displacement control. For the concrete without fibers, it was determinate the fracture energy, and for the ones with steel fiber reinforcement the toughness was determinate. There were used short steel hooked fibers, which were 35 mm long. The tests determined the bond stress in the bar in each of the specimens, which concludes that the addition of fiber in the proposed amount had just a little influence on the results of the pull-out tests for the 10 mm diameter specimens. / A aderência entre a barra de aço e o concreto permite que haja a compatibilização entre os dois materiais, validando o seu uso como material de construção. Quanto melhor a aderência, menores são as aberturas das fissuras e mais protegida fica a armadura. Assim, busca-se neste trabalho investigar a influência das fibras de aço nas propriedades mecânicas do concreto e na aderência aço-concreto. Para tanto, foram ensaiados quarenta e oito corpos de prova prismáticos, com dimensões de 200 mm x 300 mm x 150 mm, dos quais foi arrancada uma barra de aço neles concretada. As variáveis analisadas foram o diâmetro da barra (10 mm, 12,5 mm, 16 mm e 20 mm), o comprimento de ancoragem (cinco e dez vezes o diâmetro da barra) e o volume de fibras de aço adicionadas ao concreto (0%, 1% e 2%). Foram utilizadas fibras de aço com ganchos nas extremidades, comprimento de 30 mm e relação de aspecto igual a 65. O concreto utilizado apresentava resistência à compressão média de 60 MPa aos 28 dias, tendo o mesmo sido previamente caracterizado por meio de ensaios de resistência à compressão, modulo de elasticidade, resistência à tração por compressão diametral, compressão com controle de deslocamento, flexão sob três pontos de carga com entalhe no meio do vão (para determinação da energia no modo I de fratura do concreto sem fibras) e flexão sob quatro pontos de carga (para a determinação da tenacidade do concreto fibroso). Dos ensaios de arrancamento foi determinada a forma e a força de ruptura em cada um dos corpos-de-prova. Mantendo as dimensões do corpo de prova e alterando o diâmetro da barra, foi avaliada qual a relação cobrimento/diâmetro mudava a forma de ruptura de arrancamento da barra para fendilhamento do concreto. Adicionalmente, foram feitas simulações computacionais dos ensaios realizados com barra de 10 mm e 20 mm. Foram variados o tamanho do apoio do corpo de prova, o comprimento de ancoragem e o volume de fibras. Tanto os resultados dos ensaios experimentais quanto da modelagem mostraram que as fibras estudadas exercem pequena influência na resistência ao arrancamento para corpos de prova com barra de 10 mm. Por outro lado, a influência das mesmas na resistência ao fendilhamento do cobrimento de concreto é significativa.
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Desenvolvimento de cerâmicas refratárias com substituição da argila refratária por sílica da casca de arroz, microfibras cerâmicas e fibras de aço: caracterização das propriedades físicas, mecânicas e térmicas

Nunes, Alessandro da Silva 25 April 2017 (has links)
Submitted by Cátia Araújo (catia.araujo@unipampa.edu.br) on 2017-09-29T12:26:35Z No. of bitstreams: 1 Alessandro da Silva Nunes - 2017.pdf: 6741171 bytes, checksum: d73d33e3d451f8c04927bd5a122638d5 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlucy Farias Medeiros (marlucy.farias@unipampa.edu.br) on 2017-09-29T16:24:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Alessandro da Silva Nunes - 2017.pdf: 6741171 bytes, checksum: d73d33e3d451f8c04927bd5a122638d5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-29T16:24:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alessandro da Silva Nunes - 2017.pdf: 6741171 bytes, checksum: d73d33e3d451f8c04927bd5a122638d5 (MD5) Previous issue date: 2017-04-25 / O presente trabalho tem o objetivo de desenvolver novos materiais cerâmicos refratários, através do aproveitamento de resíduos derivados da geração de energia elétrica a partir da queima da casca de arroz. Microfibras cerâmicas foram introduzidas com o intuito de melhorar a resistência ao choque térmico. Os corpos de prova foram produzidos pelo método de prensagem uniaxial (20MPa), com substituição da argila refratária por sílica da casca de arroz (20%), e microfibras cerâmicas (20%) ou fibras de aço (1,9%, 3,8% e 5,6%). A sinterização ocorreu na temperatura de 1300º C. As propriedades físicas foram avaliadas através dos ensaios de porosidade aparente, absorção de água, densidade de massa, retração linear de queima, variação de massa e condutividade térmica. As propriedades mecânicas foram avaliadas pelos ensaios de resistência à compressão e resistência à flexão em três pontos. As propriedades térmicas foram avaliadas pelo ensaio de resistência ao choque térmico. As análises de XRD mostraram que houve transformação de parte da sílica presente na mistura em mulita e o restante permaneceu como quartzo. Além disso, a adição de sílica de casca de arroz resultou em uma microestrutura com baixa porosidade, alta retração de queima e elevada resistência mecânica. As cerâmicas com fibras apresentaram porosidade elevada, menor retração de queima e menor condutividade térmica do que a cerâmica de referência. Relativamente à resistência ao choque térmico, as cerâmicas com fibras de aço apresentaram desempenho significativamente superior em relação às cerâmicas sem fibras. / This study aims to develop new refractory ceramic materials, through the use of waste resulting from the electricity generation from rice husk burning. Ceramic microfibers were introduced with the aim of improving the resistance to thermal shock. The samples are produced by uniaxial pressing method (20MPa), by replacing refractory clay for ashes of rice husks (20%), ceramic microfibers (20%), and steel fiber (1,8%, 3,8% and 5,6%). The sintered occurred at temperature of 1300º C. Samples physical properties will be evaluated through the apparent mass density tests, apparent porosity, water absorption, linear shrinkage after burning, mass variation and thermal conductivity. The mechanical properties are evaluated by the compressive strength test and three points flexural test. The thermal properties will be evaluated by the thermal shock resistance test. XRD analyzes showed that some silica was present in the mullite mixture and the rest remained as quartz. The results show that the addition of SCA resulted in a microstructure with low porosity and with high firing shrinkage. The ceramics with fibers presented high porosity and low firing shrinkage and thermal conductivity, even, lower than the reference ceramic. The ceramics with SCA presented high mechanical resistance, while the ceramics with steel fibers had more ductile behavior. Regarding the thermal shock resistance, the ceramics with steel fibers presented a significantly superior performance in relation to the ceramics without fibers.
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Análise comparativa de desempenho mecânico de tubos de concreto reforçados com macrofibras poliméricas e fibras de aço. / Comparative evaluation of the mechanical performance of polymeric fibers and steel fibers reinforcement concrete pipes.

Escariz, Renata Campos 09 December 2011 (has links)
O Brasil necessita de uma ampla implantação de sistemas de saneamento básico, como os de águas pluviais e, principalmente, coleta e tratamento de esgoto. Para resolver este problema pode ser interessante o emprego de tubos de concreto. Apesar de recente, o estudo de tubos de concreto reforçados com fibras já possibilitou a revisão da norma brasileira NBR 8890:2007 que prevê a utilização das fibras como único reforço do componente. No entanto, apenas fibras de aço são permitidas. Apesar de terem um potencial de durabilidade maior do que os tubos convencionalmente armados, ainda há a possibilidade de ampliar sua vida útil se forem utilizadas macrofibras poliméricas, que são resistentes à corrosão eletrolítica e hoje se encontram disponibilizadas no mercado Nacional. A dúvida que permanece é se essas fibras conseguem apresentar o mesmo desempenho mecânico das fibras de aço. Assim, esta dissertação de mestrado tem por objetivo principal realizar uma avaliação comparativa de desempenho mecânico das macrofibras poliméricas e das fibras de aço destinadas ao reforço de tubos de concreto para obras de saneamento básico. De forma a possibilitar estas avaliações foi feita uma verificação de desempenho por meio do ensaio de compressão diametral, com controle de deslocamentos, em tubos de concreto reforçados com fibras. Complementarmente, foram feitos o ensaio de absorção de água, a determinação do teor de fibra incorporado ao concreto por meio de testemunhos extraídos dos tubos e o ensaio de compressão axial em corpos-de-prova moldados. Os resultados demonstraram que as macrofibras poliméricas não obtiveram desempenho mecânico satisfatório, principalmente no que se refere à resistência residual pós-fissuração do tubo. Tal desempenho só foi obtido com a utilização de fibras de aço, o qual apresentou o dobro da capacidade resistente residual das macrofibras poliméricas para o mesmo teor em volume. Dessa forma, os tubos de concreto de 1 m de diâmetro reforçado com fibras, analisados neste estudo, apresentaram dificuldade de obtenção do desempenho pós-fissuração, o que dificultou a aprovação nos critérios da NBR 8890:2007. Assim, para que estes tubos pudessem atingir as cargas especificadas nesta norma seria preciso aumentar o teor ou o comprimento das fibras, o que iria dificultar a moldagem dos tubos. / Brazil requires a wide deployment of systems for drainage and, especially, sewage collection and treatment. To resolve this issue may be interesting the use of concrete pipes. Although recent, the study of fiber reinforced concrete pipes has already enabled the revision of the Brazilian standard NBR 8890:2007. This standard allows the use of fibers as the sole reinforcement for the components. However, only steel fibers are allowed. Despite the possibility that fibers can provide a potential higher durability compared to the conventionally reinforced concrete pipes, there is also the possibility of extension of the pipe lifetime by the use of polymeric fibers. This kind of fiber is resistant to electrolytic corrosion and, nowadays, is available in the Brazilian market. The remaining doubt is if these fibers can provide the same mechanical performance of steel fibers. Thus, this work has the main objective of carried out a comparative evaluation of the mechanical performance of polymeric fibers and steel fibers reinforcement for drainage concrete pipes. In order to enable these assessments, a verification of mechanical performance was made through the crushing test, where the diametric displacement of the pipes was also measured. In addition, tests were made in order to measure the concrete water absorption, the fiber actual consumption determination in cores extracted from the pipes, and compressive strength determination. The results showed that the polymeric macrofibers did not reach satisfactory performance, especially regarding to the residual post-crack strength. Only the steel fiber reinforced concrete pipes were able to fit the requirements, which had twice the post-crack residual strength presented by the polymeric fibers with the same content by volume. Thus, the fibers reinforced concrete pipes with diameter of one meter, used in this experimental program, showed difficult to obtaining the post-cracking behavior, which turns difficult the approval in the Brazilian standard criteria. So, the pipes reinforced with polymeric fibers could only possibly reach the load levels specified for post-crack strength by the use of a higher content or an increased length of fibers, which would turns much more difficult the concrete pipes production.

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