Publicação: Estudo experimental de concretos híbridos reforçados com fibra vidro e polipropileno armados com GFRP
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::CONSTRUCAO CIVIL, CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURAS
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Delalibera, Rodrigo Gustavo
Resumo
Este estudo investigou o desempenho de concretos reforçados com fibras híbridas de vidro álcali-resistentes (FV) e polipropileno (PP) em duas etapas experimentais. Na primeira etapa, avaliou-se o comportamento de diferentes traços de CRF em ensaios de resistência a tração na flexão e compressão. Os resultados indicaram que os traços T75-25 e T50-50 atingiram todos os critérios normativos, apresentando LOP de 4,33 MPa e 4,05 MPa, respectivamente, e resistências residuais superiores aos valores mínimos exigidos. O traço T75-25 foi selecionado para a segunda fase por combinar alto LOP e bom desempenho pós-fissuração, evidenciando a sinergia entre as fibras de vidro e polipropileno. Na segunda etapa, foram realizados ensaios de flexão em quatro pontos em vigas armadas utilizando o traço T75-25 da primeira fase. Foram comparadas três diferentes composições: referência com armadura de aço (V11-AR e V12-AR), superarmadas com GFRP (V21-GS e V22-GS) e com momento de inércia alterado (V31-GI e V32-GI). As vigas superarmadas com GFRP alcançaram força máxima de ruptura até 80% superior à das vigas de aço, mas apresentaram maiores deslocamentos. Já as vigas com momento de inércia alterado apresentaram comportamento mais próximo às vigas de aço, com deslocamentos reduzidos e força máxima de ruptura similar. A presença das fibras híbridas foi essencial para o controle das fissuras, retardando a formação inicial e evitando ruínas catastróficas, especialmente nas vigas com GFRP. Os resultados destacam o papel das fibras de vidro no aumento da resistência inicial à fissuração e o efeito das fibras de polipropileno na integridade estrutural pós-fissuração. O uso combinado de CRF e GFRP demonstra potencial para melhorar o desempenho de elementos estruturais, conciliando capacidade resistente e controle de deformações, especialmente em ambientes agressivos.
Abstract
This study investigated the performance of concrete reinforced with hybrid alkali-resistant glass fibers (GF) and polypropylene (PP) in two experimental phases. In the first stage, the behavior of different CRF mixtures was evaluated in flexural and compressive tensile strength tests. The results demonstrated that traits T75-25 and T50-50 met all the normative requirements, with LOPs of 4.33 MPa and 4.05 MPa, respectively, and residual strengths higher than the minimum values required. The T75-25 mixture was selected for the second phase because it combined high LOP and good post-cracking performance, demonstrating the synergy between glass and polypropylene fibers. In the second phase, four-point bending tests were carried out on reinforced beams using the T75-25 mixture from the first phase. Three different compositions were compared: reference with steel reinforcement (V11-AR and V12-AR), super-reinforced with GFRP (V21-GS and V22-GS) and with altered moment of inertia (V31-GI and V32-GI). The beams super-reinforced with GFRP reached maximum rupture strengths up to 80% higher than the steel beams, but showed greater displacements. However, the beams with an altered moment of inertia had a behavior closer to the steel beams, with reduced displacements and a similar maximum rupture force. The presence of hybrid fibers was essential for controlling cracks, delaying their initial formation and preventing catastrophic ruin, especially in the GFRP beams. The results highlight the role of glass fibers in increasing initial crack resistance and the effect of polypropylene fibers on post-cracking structural integrity. The combined use of CRF and GFRP demonstrates potential for improving the performance of structural elements, combining strength and deformation control, especially in aggressive environments.
Palavras-chave
Concreto reforçado com fibras, Fiber-reinforced concrete, Fibra de vidro, Glass fiber, Fibra de polipropileno, Polypropylene fiber, Fibras híbridas, Hybrid fibers, GFRP, GFRP, Engenharia civil
Citação
RIBEIRO, Arthur Francisco Claro. Estudo experimental de concretos híbridos reforçados com fibra vidro e polipropileno armados com GFRP. 2024. 152 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2025.5518.
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