[pt] Este trabalho discute experimentalmente a utilização de fibras naturais em compósitos cimentícios para o reforço de elementos estruturais de concreto. Para tal, foram analisadas a morfologia e a durabilidade de fibras de curauá, cânhamo e sisal, bem como suas propriedades mecânicas. Dentre as fibras estudadas, o curauá apresentou o melhor desempenho, o que justificou sua implementação como reforço nos compósitos cimentícios. Para o projeto do compósito, foi decidido que o volume de fibras seria aplicado dividido em três camadas paralelas, em um arranjo alinhado longitudinalmente, como um tecido unidirecional. Os compósitos cimentícios reforçados com tecido de curauá foram mecanicamente caracterizados por testes de tração, flexão, compressão e cisalhamento. Após a investigação no nível material, o compósito desenvolvido foi aplicado sobre a superfície das vigas estruturais como um laminado afim de aumentar a capacidade portante sob duas condições de carregamento: flexão e cisalhamento. Os resultados experimentais dos ensaios estruturais foram confrontados com modelos analíticos para comparação. Os compósitos apresentaram um comportamento mecânico de alta performance, tendo alcançado o comportamento strain-hardening em todos os casos. Como reforço estrutural, o compósito proporcionou às vigas aumentos de resistência e ductilidade. Foi observado também um atraso no escoamento dos vergalhões de aço. / [en] This work experimentally discusses the use of natural fibers in cement-based composites for the strengthening of concrete structural elements. For such, the morphology and durability of curauá, hemp, and sisal fibers were analyzed, as well as their mechanical properties. Among the studied fibers, the curauá presented the best performance, which justified its implementation as reinforcement for cement-based composites. For the composite design, it was decided that the volume of fibers would be applied splitted into three parallel layers, in a longitudinally aligned arrangement, like a unidirectional fabric. A layer of this fabric was performed under a tensile test aiming to better understand its mechanical behavior. The cement-based composites reinforced with curauá fabric were mechanically characterized by tensile, bending, combined load compression, and shear tests. After the investigation at the material level, the developed composite was applied over the surface of structural beams as laminates, seeking to provide its strengthening under two distinct loading conditions: bending and shear. The experimental results of the structural tests were confronted with analytical models for comparison. The composites showed a high mechanical performance, achieving the strain-hardening behavior in all cases. When used as a structural reinforcement, the composite provided to the beams increases of strength and ductility. It was also observed a yielding delay in the steel reabars.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:50644 |
| Date | 07 December 2020 |
| Creators | FELIPE PINHEIRO TEIXEIRA |
| Contributors | FLAVIO DE ANDRADE SILVA, FLAVIO DE ANDRADE SILVA, FLAVIO DE ANDRADE SILVA, FLAVIO DE ANDRADE SILVA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | English |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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