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Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Produção e análise de compósitos epóxi e fibras vegetais para reforço à flexão em vigas de concreto armado
Alternate title (s): Production and analysis of epoxy composites and vegetable fibers for flexural reinforcement in reinforced concrete beams
Author: Francklin, Henrique Machado
First Advisor: Motta, Leila Aparecida de Castro
First coorientator: Cunha, Jesiel
First member of the Committee: Bittencourt, Túlio Nogueira
Second member of the Committee: Santos, Antonio Carlos dos
Summary: O presente trabalho tem por objetivo analisar a viabilidade técnica da produção e aplicação de polímeros reforçados com fibras vegetais (PRFVeg) como reforço de estruturas em concreto armado. Para tanto, desenvolveu-se um programa experimental, onde compósitos com teores de aproximadamente 50%, 60% e 70% em volume de fibras foram produzidos, e suas propriedades mecânicas à tração foram determinadas para avaliar o teor de fibras e tipo de reforço com melhor desempenho mecânico. Foram adotadas na produção dos PRFVeg, matriz epóxi e fibras vegetais de rami e sisal e seu desempenho foi comparado com compósitos de matriz epóxi reforçada com fibras de carbono (PRFC). O programa experimental foi constituído por duas fases, uma primeira onde foram produzidos e caracterizados os PRFVeg. Na segunda fase, com o objetivo de comparação de desempenho estrutural, foram produzidos os reforços vegetais e aplicados em vigas de concreto armado com diversos tipos de PRF (carbono, rami e sisal), que foram submetidas ao ensaio de flexão, em três pontos, até a ruptura. Os reforços foram ancorados nas vigas de duas formas, pela colagem do reforço na superfície do concreto (CSCC) e em entalhes na camada de cobrimento (CEC), avaliando a melhor condição de reforço e método de ancoragem. Paralelamente ao programa experimental, foram realizadas simulações numéricas, utilizando o método dos elementos finitos, para dimensionar os reforços nas vigas e simular aplicações diferentes das experimentais, estendendo o estudo da aplicação dos compósitos propostos como reforço em estruturas de concreto armado. Os resultados obtidos mostraram que os PRFVeg apresentaram desempenho similar aos já consagrados compósitos com fibras de carbono, aplicados como reforço à flexão de vigas de concreto armado, obtendo incremento de carga de até 76% para os reforços de rami ancorados pela técnica CSCC.
Abstract: The present study aims to analyze the production and application of vegetable fibers reinforced polymers (VegFRP) to the reinforcement of reinforced concrete structures. It has been produced composites with contents of about 50% 60% and 70% in fiber volumes. The composites tensile mechanical properties have been determined to evaluate the fiber content and arrangement with the best mechanical performance. Epoxy matrix and ramie and sisal vegetable fibers have been adopted in the production of VegFRP and their performance has been compared to epoxy matrix composites reinforced with carbon fibers (CFRP). The experimental program had been constituted by two phases, the first one in which VegFRP have been produced and characterized. In the second phase, vegetable reinforcements have been produced and applied in reinforced concrete beams, which have been subjected to threepoint flex testing. The reinforcements have been anchored to the beams in two forms, glued to the concrete surface and in notches on the covering layer. In parallel to the experimental program it has been performed numerical simulations using the finite elements method to dimension the reinforcements in the beams and simulate applications different from the experimental ones. The obtained results have showed that VegFRP have presented similar performance to the composites with carbon fiber applied as bending reinforcement of reinforced concrete beams. The load increase up to 76% to the ramie VegFRP anchored by the bonding technique of reinforcement on the concrete surface.
Keywords: Engenharia civil
Concreto armado - Estrutura
Compósitos poliméricos
Fibras de celulose
Reforço estrutural
Estruturas de concreto armado
Compósitos com fibras de carbono
Compósitos com fibras vegetais
Structural reinforcement
Reinforced concrete structures
Carbon fibers composites
Vegetable fibers composites
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil
Quote: FRANCKLIN, Henrique Machado. Produção e análise de compósitos epóxi e fibras vegetais para reforço à flexão em vigas de concreto armado. 2017. 176 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017.
Document identifier: .
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/20696
Date of defense: 24-Feb-2017
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Civil

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