Direct shear strength of steel fiber reinforced concrete

O concreto convencional apresenta em seu comportamento mecânico baixas resistências à tração e ao cisalhamento quando comparadas com a resistência à compressão. Como forma de melhorar estas propriedades mecânicas, diversas pesquisas têm avaliado a combinação da matriz do concreto com fibras de aço, originando o compósito concreto reforçado com fibras de aço (CRFA), uma mistura heterogênea que visa unir de forma adequada as características de seus componentes e obter melhorias no comportamento mecânico do material, principalmente quando aplicado em estruturas. Este trabalho avalia o comportamento mecânico de peças de CRFA comparativamente ao concreto convencional. Para isto foi produzida uma mistura de concreto de referência, com resistência à compressão axial em torno de 40 MPa, na qual foram adicionadas fibras de aço retilíneas de 60 mm de comprimento, diâmetro de 0,75 mm e fator de forma igual a 80, com gancho nas extremidades, nas frações volumétricas de 0,5 e 1,0%, percentuais estes em relação ao volume total de concreto. Dezoito exemplares prismáticos de concreto (150mmx150mmx500mm) foram moldados e submetidos ao ensaio de cisalhamento direto até a ruptura, sendo avaliadas a tensão última e o deslocamento vertical do plano de cisalhamento. Os resultados demostraram uma redução da resistência à compressão axial devido à adição de fibras, porém, obteve ganhos na resistência à tração e ao cisalhamento e o aumento da tenacidade do concreto, evitando sua ruptura de forma brusca.Conventional concrete presents in its mechanical behavior low tensile and shear strengths when compared to the compressive strength. In order to improve these mechanical properties, several researches have evaluated the combination of concrete matrix with steel fibers, resulting the steel fiber reinforced concrete composite (SFRC), a heterogeneous mixture that aims to adequately unite the characteristics of its components and obtain improvements in the mechanical behavior of the material, especially when applied to structures. This work evaluates the mechanical behavior of SFRC specimens compared to conventional concrete. A reference concrete mixture with axial compressive strength around 40 MPa was produced, in which hooked end steel fibers of 60 mm in length, diameter of 0.75 mm and shape factor of 80 were added, in the volumetric fractions of 0.5 and 1.0%, percentages in relation to the total volume of concrete. Eighteen prismatic specimens (150mmx150mmx500mm) were cast and submitted to the direct shear test until rupture, and the ultimate stress and vertical displacement of the shear plane were evaluated. The results showed a reduction in the axial compressive strength due to the addition of fibers, however, it obtained gains in tensile and shear strength and increased concrete toughness, avoiding its sudden rupture

Influence of Distinct Curing Environments on the Compressive Strength of Concrete

This paper discusses the influence of different curing conditions on the compressive strength of concrete test specimens monitored for 365 days. Five cures were analyzed. Statistical tests were applied (variance analysis and Fisher’s) in order to evaluate the data. According to results, different curing conditions influence the compressive strength of concrete. The main novelty of this article is that the curing conditions affect the concrete compressive strength significantly only for ages over 28 days. Furthermore, this study shows that concrete specimens saturated with water have superior strength to concrete cured in a standard environment (moist chamber). The compressive strength of concrete decreases, respectively, with the following types of curing investigated: water tank, moist chamber, tank with water and lime, laboratory internal environment and external environment. The compressive strength gain over time also varies for each condition. The lower values found for the external environment confirm the greater difficulty of controlling the water loss on this environment, resulting in decrease of compressive strength

Utilização de resíduo de filtro de cervejaria para produção de concreto

A preservação do meio ambiente com a redução do consumo de recursos naturais tem impulsionado pesquisas sobre a utilização de resíduos como materiais de construção. Neste contexto, este trabalho objetivou avaliar a utilização do resíduo proveniente do filtro de cervejaria na produção de concreto, como material substituto à areia natural. O resíduo, composto por terra diatomácea, foi coletado no processo de limpeza dos filtros e submetido à caracterização físico-química. A partir de um traço de concreto de referência 1:2,46:2,86 (cimento:areia:brita), com relação água/cimento igual a 0,52, foram produzidas duas misturas com substituição em volume de areia natural por resíduo nas proporções de 5% e 10%. O concreto no estado fresco apresentou menor trabalhabilidade quando adicionado resíduo, inviabilizando a substituição na proporção de 10%. O concreto com substituição de 5% de areia por resíduo apresentou resistência à compressão axial média aos 28 dias igual a 34,23 MPa, 15% inferior ao concreto de referência, porém com possibilidade de utilização em peças não estruturais

Avaliação das condições de superfície do pavimento flexível da br-163 entre os Municípios de Toledo e Marechal Cândido Rondon-PR / Evaluation of the surface conditions of the flexible flooring of br-163 between the Municipalities of Toledo and Marechal Cândido Rondon-PR

O modal rodoviário em nosso país é responsável pela maior parcela do transporte tanto de cargas como de passageiros. Por este motivo, são necessárias rodovias que atendam aos usuários de maneira satisfatória e que, além de tudo, apresentem alta durabilidade e baixos custos de manutenção. No entanto, estudos publicados por diversos órgãos demonstram que a grande maioria da malha rodoviária do Brasil apresenta alto grau de precariedade. Desta forma, o presente trabalho teve como objetivo avaliar as condições de superfície do pavimento da BR-163, entre os municípios de Marechal Cândido Rondon e Toledo - PR. Para isso, se fez necessário obter o índice de gravidade global, efetuar um estudo de tráfego, verificar as condições de drenagem, obter índices pluviométricos e montar um banco de dados com imagens fotográficas que evidenciam os defeitos encontrados na área de estudo. Os dados foram em sua maioria obtidos mediante visitas “in loco”, que aconteceram com periodicidade mensal. Após toda a coleta das informações e análise das mesmas, foram elencadas as principais causas e origens dos defeitos encontradas, onde verificou-se que a falta de elementos de drenagem associado aos altos índices pluviométricos e o tráfego intenso foram os principais responsáveis pelo surgimento dos defeitos. No que se refere a avaliação objetiva, o pavimento foi classificado como péssimo. Por fim, foram propostas algumas medidas e ações mitigadoras com a finalidade de contribuir na resolução dos problemas encontrados

Evaluation of direct shear strength of self-consolidating and conventional concretes

O concreto autoadensável apresenta propriedades que aperfeiçoam o processo construtivo e a sua principal característica é a capacidade de escoamento por ação de seu peso próprio e preenchimento das formas sem a necessidade de adensamento mecânico. Entretanto, incerteza sobre sua resistência ao cisalhamento, devido à diferenças no volume e dimensões do agregado graúdo em relação ao concreto vibrado convencional, é uma das principais barreiras em sua aceitação. Dosagens de concreto autoadensável requerem geralmente a redução do volume de agregado graúdo e a adição de materiais finos, para aumento da fluidez, e a utilização de agregados graúdos com menor granulometria, o que influencia diretamente no mecanismo de engrenamento dos agregados. Neste trabalho, duas misturas de concreto, convencional e autoadensável, foram utilizadas para moldagem de corpos de prova, submetidos ao ensaio de cisalhamento direto, visando avaliar a resistência ao cisalhamento direto destes concretos. Os resultados demonstraram uma redução da resistência ao cisalhamento no concreto autoadensável, atribuída à utilização de agregado graúdo de menor granulometria e em menor volume, combinada com o aumento de teor de finos na mistura. Os resultados experimentais foram comparados com equações propostas na literatura, verificando-se que para o concreto autoadensável estas equações subestimam as resistências últimas ao cisalhamento. Assim, este trabalho contribui para a formação de um banco de dados visando estabelecer equações para estimar a resistência do concreto autoadensável.Palavras-chave: Concreto autoadensável. Cisalhamento direto. Resistência. Tensões cisalhantes. Engrenamento

Shear Strength of Hybrid Fiber Reinforced Self-Compacting Concrete Beams

Self-compacting concrete has constructive advantages over conventional concrete, such as reducing labor and construction time, mainly because of its fluidity in the fresh state. However, in the hardened state, it maintains low performance when tensioned, and the fibers can be added to the mixture, maintaining a portion of the resistance after cracking. Steel fibers are usually added to concrete, but recently synthetic fibers have been used, due to their lower cost and non-corrosive nature, but with lower tensile strength. Thus, by combining the two types of fibers, the benefits of each material can be used. This work presents the results of an experimental program to evaluate the effect of the hybridization of metallic and synthetic fibers on the shear strength of self-compacting concrete beams without stirrups. The results demonstrate that both steel and hybrid fibers result in greater shear strength compared with the reference concrete without fibers before shear crack formation; however, the greatest advantages are attributed to post-cracking residual strength. The experimental results were compared with estimates calculated using equations published in the literature, demonstrating the feasibility of using some existing equations for concretes with the addition of hybrid fibers

Carbonation of concretes containing LC³ cements with different supplementary materials

Due to the clinkerization process during the Portland cement production, large amounts of CO2 are emitted, increasing the effects related to climate change (approximately 5-10% of global CO2 emissions come from cement production), consequently, the seek for alternatives to mitigate these high emissions are necessary. The use of supplementary cementitious materials (SCM) to partial replace of Portand clinker/cement has been the subject of different research, including the use of LC3 cements (Limestone Calcined Clay Cements), where up to 50% of Portland clinker can be replaced, however, cement industry has already used other supplementary cementitious materials with pozzolanic activities in commercial cements. In this sense, this work evaluates the performance of concretes containing LC3 mixtures with the presence of different SCM (silica fume, fly ash, sugarcane bagasse ash and açaí stone ash) regarding durability issues by carbonation. The results showed that all concretes with LC3 presented higher carbonation fronts in relation to the reference concrete, with Portland cement, due to the lower availability of calcium to react with the CO2 that penetrates into the concrete pores, so the adoption of curing procedures and coatings are recommended

Detecção da exsudação do concreto autoadensável através da análise de ondas ultrassônicas

O concreto autoadensavel representa um avanco na tecnologia do concreto, pois e capaz de reunir desempenho, uniformidade e outros requisitos que nao se podem alcancar com o concreto convencionalmente vibrado. A principal caracteristica deste concreto e sua elevada fluidez, obtida utilizando materiais finos e aditivos modificador de viscosidade e superplastificante, entretanto, o excesso na dosagem deste ultimo torna a mistura suscetivel a segregacao e exsudacao, alterando suas propriedades no estado endurecido. Atualmente, ensaios nao destrutivos (END) sao empregados para avaliar as propriedades fisicas e mecanicas do concreto, sem causar danos ao elemento analisado, dentre os quais, destaca-se a ultrassonografia, que possibilita realizar uma avaliacao da homogeneidade do concreto atraves da velocidade de pulso ultrassonico, e, estudos recentes demostram que o formato de onda pode trazer parametros potencialmente mais eficazes na analise de concretos nao-homogeneos. Neste contexto, o presente estudo avaliou as propriedades de um traco de concreto autoadensavel com duas dosagens distintas de aditivo superplastificante, utilizando parametros advindos do formato de onda ultrassonica para identificar a exsudacao do concreto. Os resultados mostraram que a velocidade de grupo e a propagacao da energia pelo material apresentam-se como parametros sensiveis as variacoes da uniformidade do concreto, demonstrando capacidade na deteccao da exsudacao

Investigação dos mecanismos de resistência ao cisalhamento direto em peças de concreto com fibras de aço e PVA

Algumas propriedades mecânicas do concreto podem ser melhoradas com a adição de outros materiais, como a incorporação de fibras, o que resulta no aumento da resistência à tração e tenacidade, apresentando um comportamento pós-fissuração que contribui significativamente na transferência de tensões cisalhantes, principalmente em planos propícios à formação de fissuras. Para avaliar os efeitos da adição de fibra ao concreto na resistência última ao cisalhamento e nos mecanismos que a compõe, tais como coesão entre os materiais componentes, engrenamento dos agregados, atrito e efeito de pino, um programa experimental foi realizado, no qual a partir de um traço de concreto convencional foram produzidos outros dois traços com adição de 0,5% de fibras de aço e 0,2% de fibras sintéticas de PVA. Corpos de prova para ensaios de cisalhamento direto do tipo push-off foram moldados, tendo como variável a ausência ou existência da armadura transversal ao plano de cisalhamento e sua condição de aderência. Os resultados mostraram que a adição de fibras de aço conferiu um acréscimo significativo na resistência ao cisalhamento do concreto, efeito este não observado com as fibras de PVA. Os mecanismos de coesão e engrenamento dos agregados foram responsáveis por aproximadamente 70% da resistência última ao cisalhamento em todos os concretos utilizados, enquanto o restante foi atribuído ao atrito e ao efeito de pino