transversal e se utiliza o seu diâmetro equivalente. Destarte, o nível de eficiência da fibra em função de sua geometria pode ser apreciado com esse índice de fator de forma (NUNES, 2006).
De acordo com a equação 4.1, se for mantido o mesmo comprimento da fibra, o aumento do fator de forma significa um menor diâmetro da fibra. Assim, haverá uma maior quantidade de fibras no compósito, consequentemente com menor espaçamento entre elas. Ao passo que, se mantivermos o mesmo diâmetro da fibra, com o aumento do fator de forma significa fibras mais longas.
4.3 Ancoragem mecânica
A aderência em fibras com geometria mais complexa, como, por exemplo, ganchos nas extremidades, é um resultado de ancoragens mecânicas e, desse modo, não pode ser interpretada como tensão de cisalhamento.
Durante o arrancamento das fibras, um volume bem maior da matriz é ativado para resistir à extração das fibras, como pode ser visto na figura 4.2, que mostra as fissuras se espalhando para dentro da matriz durante o arrancamento de uma fibra ancorada. Reparar as microfissuras em sua extensão, na zona de interface.
Durante a tensão de arrancamento com fibras com ancoragem mecânica, um volume maior de matriz resiste à extração das fibras quando comparada a uma fibra reta (sem a ancoragem mecânica). Dessa forma, a curva de tensão x flecha se comporta de modo mais
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eficiente, exigindo mais da matriz de concreto e redistribuindo melhor as tensões de arrancamento.
Figura 4.2 – Microfissuras próximas
Fonte: BENTUR e MINDESS (1990) Em estágios mais avançados de carga, d
atrito entre a fibra e a matriz. Esse processo é muito importante, pois a fibr
tensões de áreas fissuradas para áreas menos solicitadas, desempenhando seu papel de transferência de tensões
compósito, absorvendo energia de deformação antes de sua
Quando a tensão de cisalhamento por aderência elástica exceder a resistência ao cisalhamento da interface, há o descolamento da fibra e um posterior ‘escorregamento’ e arrancamento da mesma, com as tensões de cisalhamento sendo distribuídas unifor
longo da interface fibra-matriz. Os processos de tração
complexos, pois além das tensões elásticas e por atrito, há a adesão e ancoragens das fibras, tendo uma influência considerável na eficiência d
4.4 Múltipla fissuração
Nos compósitos reforçados com fibras, o principal papel das fibras ocorre após a
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Capítuloeficiente, exigindo mais da matriz de concreto e redistribuindo melhor as tensões de
Microfissuras próximas à fibra com ancoragem mecânica Fonte: BENTUR e MINDESS (1990).
Em estágios mais avançados de carga, depois da fissuração da matriz, começa a ocorrer o . Esse processo é muito importante, pois a fibra passa a
tensões de áreas fissuradas para áreas menos solicitadas, desempenhando seu papel no compósito. Com isso, há um aumento na absorvendo energia de deformação antes de sua ruptura.
Quando a tensão de cisalhamento por aderência elástica exceder a resistência ao cisalhamento da interface, há o descolamento da fibra e um posterior ‘escorregamento’ e arrancamento da mesma, com as tensões de cisalhamento sendo distribuídas unifor
matriz.
s processos de tração, com o arrancamento das fibras nos compósitos de cimento complexos, pois além das tensões elásticas e por atrito, há a adesão e ancoragens das fibras, tendo
na eficiência do compósito.
Múltipla fissuração
Nos compósitos reforçados com fibras, o principal papel das fibras ocorre após a
Capítulo 4 Fibras de Aço
eficiente, exigindo mais da matriz de concreto e redistribuindo melhor as tensões de
mecânica.
da matriz, começa a ocorrer o a passa a ‘transferir’ tensões de áreas fissuradas para áreas menos solicitadas, desempenhando seu papel como ponte Com isso, há um aumento na tenacidade do Quando a tensão de cisalhamento por aderência elástica exceder a resistência ao cisalhamento da interface, há o descolamento da fibra e um posterior ‘escorregamento’ e arrancamento da mesma, com as tensões de cisalhamento sendo distribuídas uniformemente ao arrancamento das fibras nos compósitos de cimento, são complexos, pois além das tensões elásticas e por atrito, há a adesão e ancoragens das fibras, tendo
propiciando uma redistribuição de esforços no compósito, mesmo usada em baixos teores (BENTUR e MINDESS, 1990; BALAGURU e SHAH, 1992; FIGUEIREDO, 2000).
A presença das fibras resulta em uma melhora na ductilidade pós-fissura, mas não na capacidade de suporte de carga pós-fissura.
Na prática, várias fibras irão transpassar pela fissura essa tensão excedida na matriz, transmitindo a tensão pelas bordas da fissura, aliviando a tensão naquela área.
Com a continuidade do carregamento, mais fissuras serão formadas ao longo do compósito, até a matriz ser dividida em pedaços, separados pelas fissuras. Esse estágio de carregamento é chamado de estágio de múltipla fissuração (BENTUR e MINDESS,1990; BALAGURU e SHAH, 1992).
O processo de múltipla fissuração é extremamente importante, já que controla a tenacidade dos compostos de cimento. O controle do espaçamento da fissura e da largura nesse estágio também tem considerável influência na utilização do compósito. Na figura 4.3 a seguir vemos o processo de múltipla fissuração com os respectivos desempenhos nas curvas tensão- deformação de cada estágio do compósito, até resultar em sua ruptura (curva z).
Figura 4.3 – Processo de múltiplas fissuras e a curva resultante em um compósito “fraco”. Fonte: BENTUR e MINDESS (1990).
Deformação Te ns ão ruptura Deformação Te ns ão Deformação Te ns ão ruptura
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Capítulo 4 Fibras de AçoQuando as fibras estiverem se deformando, evitando dessa forma uma ruptura, resultará em uma redistribuição da carga entre a matriz e as fibras. As fibras transferirão a tensão pelas bordas da fissura, aliviando a tensão na área solicitada. Com isso, há uma resistência ao aparecimento de novas fissuras e também à propagação das fissuras existentes.
Mais cargas resultarão em mais fissuras, até a matriz ser dividida em pedaços, estes separados pelas fissuras, ou seja, com múltiplas fissurações.
Quando não houver mais múltiplas fissurações adicionais, e a matriz estiver dividida em fissuras paralelas, uma carga adicional de tensão no compósito causará um efeito de tração ou arrebatamento das fibras.