Avaliação da utilização do concreto de pós reativos reforçado com fibras de aço em vigas de concreto armado

Abstract

Para controlar o avanço de manifestações patológicas em elementos de concreto armado, são realizadas intervenções, como recuperação e reforço, para reestabelecer o desempenho da estrutura. Neste cenário, o Concreto de Pós Reativos (CPR) surge como uma opção viável a ser utilizado com esse propósito. O CPR é um material caracterizado pela sua granulometria fina e elevada resistência mecânica, boa durabilidade e tenacidade. Sendo assim, este trabalho teve como objetivo a avaliação do desempenho do CPR com adição de fibras de aço como material de reforço de uma viga de concreto armado (CC), na região onde predominam os esforços de flexão. Para isso, foram produzidas vigas de CC de dimensões reduzidas, solicitadas até o Estado Limite de Serviço e, posteriormente, reforçadas com um encamisamento de CPR, com adição de fibras na região de flexão pura. Previamente a esse estudo, foram confeccionados corpos de prova prismáticos de CPR variando-se a proporção das fibras em 0%, 6%, 10% e 14%, com o intuito de encontrar uma dosagem que melhor aprimorasse o desempenho à flexão do material, para ser utilizada no modelo de reforço. Observou-se que o aumento da dosagem de fibras não influenciou na resistência à flexão do CPR ao nível de significância de 5%, porém aumentou sua ductilidade, evitando a ruptura brusca e explosiva. Os resultados dos ensaios de flexão nas vigas reforçadas indicaram um aumento da rigidez dos elementos reforçados durante o carregamento, obtendo-se, ao menos, uma recuperação completa da resistência original das vigas de classe C30, e um ganho de resistência de até 40% para vigas de classe C20. Além disso, foi constatada uma boa aderência entre o CPR e o substrato de CC até cerca de 80% da carga última da viga, sendo observado o desplacamento da camada de reforço, antes do colapso do elemento. Dessa maneira, concluiu-se que a utilização do CPR como material de reparo e reforço de vigas de concreto armado foi eficaz. O material contribuiu para o aumento da rigidez e da resistência à flexão do elemento reforçado, além de reduzir a flecha no centro do vão durante o carregamento. Palavras-chave: concreto de pós reativos, reparo, reforço, flexão, fibras de aço.To control the progress of pathological manifestations in reinforced concrete elements, interventions are carried out, such as repair and reinforcement, to reestablish the performance of the structure. In this scenario, Reactive Powder Concrete (RPC) appears as a viable option to be used for this purpose. RPC is a material characterized by its fine granulometry and high mechanical strength, good durability and toughness. Therefore, this work aims to evaluate the performance of RPC with the addition of steel fibers as a reinforcing material for a reinforced concrete beam (RC), in the region where bending stresses predominate. For this, RC beams of reduced dimensions were produced, loaded to the Service Limit State and, later, reinforced with a RPC jacket, with addition of fibers in the pure bending region. Prior to this study, prismatic RPC specimens were made, varying the proportion of the fibers by 0%, 6%, 10% and 14%, in order to find a dosage that would better improve the flexural performance of the material, to be used in the reinforcement model. It was observed that the increase in fiber dosage did not influence the flexural strength of the RPC at the 5% significance level, but it increased its ductility, preventing sudden and explosive rupture. The results of the bending tests on the reinforced beams indicated an increase in the stiffness of the reinforced elements during loading, obtaining, at least, a complete recovery of the original strength of the C30 class beams, and a strength gain of up to 40% for class C20 beams. In addition, good adhesion was observed between the RPC and the RC substrate up to about 80% of the ultimate load of the beam, with the detachment of the reinforcement layer being observed before the collapse of the element. Thus, it was concluded that the use of CPR as a material for repairing and reinforcing reinforced concrete beams was effective. The material contributed to increase the stiffness and flexural strength of the reinforced element, in addition to reducing the deflection in the center of the span during loading. Keywords: reactive powder concrete, repair, reinforcement, bending, steel fibers.