Análise experimental da durabilidade de vigas de concreto armado reforçadas com fibras de aço e sintéticas submetidas a ensaios de corrosão induzida

Abstract

Um dos maiores problemas na durabilidade das estruturas de concreto armado é a corrosão das armaduras por contaminação com cloretos em ambiente marinho. Com base nesse contexto, o objetivo do presente trabalho é analisar a durabilidade de vigas de concreto armado sem fibras em comparação às amostras com adição de fibras de aço e fibras sintéticas sob corrosão induzida, verificando a influência da adição de fibras na matriz do concreto em relação ao início de propagação da corrosão. Avaliando se as fibras retardam o início de propagação em relação as amostras de referência. Portanto, o programa experimental tem por finalidade analisar o comportamento de vigas de concreto armado reforçadas com fibras sob corrosão induzida, bem como contribuir com a regulamentação e o controle para aplicação do material. Inicialmente foram realizados ensaios de caracterização do compósito, quais sejam: consistência, absorção capilar, porosidade, densidade, resistência à compressão axial, resistência à tração na flexão e tenacidade do concreto. Foram produzidas 24 vigas de concreto armado sem armadura transversal e com seção transversal de 150 mm x 300 mm de comprimento; as amostras foram divididas em 3 séries: concreto armado (CA), concreto reforçado com fibras de aço (CRFA) e concreto reforçado com fibras sintéticas (CRFS); 8 amostras por série, onde as armaduras longitudinais foram submetidas a ensaios de indução à corrosão. Foi adotado um teor de fibra de 0,5% em volume de concreto. Estão sendo analisados dois parâmetros diretamente ligados à durabilidade, a relação água/cimento e a abertura de fissura. As vigas foram confeccionadas com os parâmetros relação água/cimento e limite de abertura de fissura normatizados segundo a classe de agressividade ambiental e com esses mesmos parâmetros sendo irregulares, ou seja, fora de norma, como forma de verificar a eficácia da adição de fibras no controle de início de propagação da corrosão. Diante dos resultados obtidos, analisados segundo os parâmetros adotados, foi observado que o início de propagação da corrosão começou mais cedo para as amostras com abertura de fissura de 0,5 mm em relação às amostras com abertura de fissura de 0,2 mm. Em referência ao parâmetro relação a/c não foi observado diferenças significativas tanto para a série sem fibras quanto para a série com fibras. Verifica-se também que, as amostras com fibras demoraram mais tempo a dar indícios de corrosão em relação às vigas de referência. Destacando um melhor comportamento para a série CRFS. Portanto, indicando melhor comportamento em relação à durabilidade para as vigas reforçadas com fibras sintéticas.

One of the biggest problems with the durability of reinforced concrete structures is the corrosion of reinforcement by contamination with chlorides in the marine environment. Based on this context, the objective of the present work is to analyze the durability of reinforced concrete compared to concrete reinforced with steel fibers and synthetic fibers under induced corrosion, verifying the influence of the addition of fibers in the concrete matrix in relation to the beginning of propagation corrosion, that is, to evaluate if the fibers delay the beginning of propagation in comparison to the reference samples. Therefore, the experimental program aims to analyze the behavior of reinforced concrete beams reinforced with fibers under induced corrosion, and to contribute to the regulation and control for the application of the material. Initially, tests were carried out to characterize the composite: consistency, capillary absorption, porosity, density, axial compression strength, flexural tensile strength and concrete toughness. Twenty-four reinforced concrete beams were produced without transverse reinforcement and with a cross section of 150 mm x 300 mm in length; the samples were divided into three series: reinforced concrete (RC), concrete reinforced with steel fibers (SFRC), and concrete reinforced with synthetic fibers (PFRC); 8 samples per series, where the longitudinal reinforcements were subjected to corrosion induction tests. The fiber content of 0.5% by volume of concrete was adopted. Two parameters directly linked to durability are being analyzed, the water/cement ratio and the crack opening. The beams were made with the parameters water-cement ratio and crack opening limit standardized according to the class of environmental aggressiveness and with these same parameter being irregular, that is, out of the norm, as a way of verifying the effectiveness of the addition of fibers in the control of corrosion spread. In view of the obtained results, analyzed according to the adopted parameters, it was observed that the beginning of the corrosion propagation started earlier for the samples with a crack opening of 0.5 mm in relation to the samples with a crack opening of 0.2 mm. Regarding the w/c relation parameter, no significant differences were observed for both the series without fibers and the series with fibers. It’s also noted that the samples from the PFRC series took longer to show signs of corrosion compared to the RC and SFRC series. Therefore, indicating better behavior concerning durability for beams reinforced with synthetic fibers.