[pt] COMPORTAMENTO MECÂNICO DE COMPÓSITOS CIMENTÍCIOS DO TIPO SHCC UTILIZANDO REFORÇOS HÍBRIDOS

[en] MECHANICAL BEHAVIOUR OF HYBRID FIBER-REINFORCED STRAIN HARDENING CEMENTITIOUS COMPOSITES

[pt] MATHEUS PIMENTEL TINOCO

[pt] FIBRA DE ACO

[pt] SHCC

[pt] REFORCOS HIBRIDOS

[pt] FIBRAS DE POLIETILENO

[pt] FIBRA DE PVA

[en] STEEL FIBER

[en] SHCC

[en] HYBRID REINFORCEMENTS

[en] POLYETHYLENE FIBERS

[en] PVA FIBER

[pt] O presente trabalho investigou o comportamento mecânico de compósitos cimentícios do tipo SHCC (Strain Hardening Cementitious Composites) de resistência comum e alta resistência, reforçados com fibras de PVA, UHMWPE (polietileno de peso molecular ultra-elevado), aço e reforços híbridos. Para o estudo, o volume total de fibras foi mantido constante em 2,0 por cento, com objetivo de manter a trabalhabilidade dos compósitos. As fibras de PVA e polietileno foram parcialmente substituídas por fibras de aço na proporção de 0,5 por cento e 1,0 por cento e a resposta mecânica foi estudada a partir de ensaios de tração direta, flexão de quatro pontos em placas e ensaios de flexão de três pontos em prismas com entalhe. O padrão de fissuração foi analisado utilizando imagens de alta resolução. O efeito escala dos compósitos reforçados com fibras de PVA e polietileno também foi investigado através de ensaios de tração direta e de flexão de quatro pontos utilizando dois tamanhos de corpos de prova. Os resultados mostraram que as fibras de PVA têm melhor desempenho que as fibras de polietileno para matrizes de resistência comum e que para ambas as matrízes, a substituição parcial das fibras de polietileno e PVA por fibras de aço tem o benefício de aumentar a resistência, mas promove redução na capacidade de deformação dos compósitos. O estudo sobre o efeito-escala também mostrou que a resposta mecânica destes materiais muda com a geometria dos corpos de prova. Por último, os compósitos foram utilizados como materiais de reparo estrutural em vigas submetidas a dano prévio e os resultados mostraram a viabilidade da utilização do SHCC como material de reparo.

[en] The present work investigated the mechanical behavior of normal and highstrength Strain Hardening Cementitious Composites (SHCC) reinforced with PVA, UHMWPE (ultra-high molecular weight polyethylene), steel and hybrid fibers. For the study, the total volume of fibers was kept constant at 2.0 percent in order to maintain the workability of the composite system. PVA and polyethylene were partially replaced by steel fibers in 0.5 percent and 1.0 percent. The mechanical response was measured under direct tension tests, four-point bending tests on plates and three point-bending tests on notched specimens. The crack pattern was investigated using high resolution image capturing procedure. The size-effect of the composites reinforced with PVA and polyethylene fibers was also investigated under direct tension test and four-point bending tests using two sizes of specimens. The results have shown that PVA fibers have a better performance than polyethylene fibers for normal strength matrices and that for both normal and high strength matrices the partial replacement of polyethylene and PVA fibers by steel fibers has the benefit of increasing the strength, but it reduces the strain capacity of the composites. The investigation about the size-effect also have shown that mechanical response of these composites changes with the geometry of the specimens. Finally, the composites were used as structural repair in beams subjected to previous damage and the results verified the feasibility of SHCC as a repair material.

FLAVIO DE ANDRADE SILVA

FLAVIO DE ANDRADE SILVA

DANIEL CARLOS TAISSUM CARDOSO

LUIS ANTONIO GUIMARAES BITENCOURT JUNIOR

2020-09-15

2020-07-08

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.49421