flow inside a formwork, passing through the reinforcement and filling it completely, without using of any special equipment. This research is characterized as an experimental study of steel-concrete bond, using SCC, through beam tests standardized by Rilem-Ceb-Fip model. According to the results, the behavior of the beams tests were very similar to the reference beams with ordinary concrete, with the well know advantages for the SCC in fresh state.
Keywords: bond, self-compacting concrete, pull-out, beams, tests.
Linha de Pesquisa: Estruturas de Concreto e de Alvenaria.
1 Pós-doutorando em Engenharia de Estruturas - EESC-USP, ffilho@sc.usp.br
2 Professor do Departamento de Engenharia de Estruturas da EESC-USP, analucia@sc.usp.br
Fernando Menezes de Almeida Filho & Ana Lúcia Homce de Cresce El Debs 26
1 INTRODUÇÃO
Desde o início da utilização do concreto armado, a aderência entre aço e concreto tem sido objeto de estudo de diversos pesquisadores. Essa interação entre os materiais é o mecanismo que caracteriza o concreto armado, pois a condição de que haja aderência entre a superfície da barra de aço e o concreto adjacente define o comportamento das estruturas obtidas.
Com o passar dos anos, houve um grande desenvolvimento tecnológico dos materiais empregados na construção civil, dando origem aos concretos de alto desempenho e do tipo auto-adensável, que dispensa a etapa de vibração no canteiro de obras. No estudo da aderência, entretanto, pouco foi observado com relação ao comportamento dessa ligação com a utilização de concretos auto-adensáveis.
O concreto auto-adensável, ou CAA, é uma mistura que pode ser adensada em qualquer local na fôrma, apenas por meio da acomodação devida ao seu peso próprio e sem necessidade de vibração. Do mesmo modo, pode ser definido como um concreto capaz de fluir dentro de uma fôrma, passando pelas armaduras e preenchendo a mesma, sem o uso de equipamentos de vibração. Assim, o uso do CAA aumenta a produtividade, reduz a mão de obra exigida e melhora o ambiente de trabalho (Gomes, 2002).
O objetivo geral desta pesquisa foi estudar o comportamento da aderência aço-concreto mediante ensaios de vigas submetidas à flexão, onde o concreto a ser estudado era do tipo auto-adensável. A principal motivação para a realização desta pesquisa se fundamentou na necessidade de maiores informações a respeito do comportamento da aderência em concretos de alta resistência e em vigas submetidas à flexão; e, por haver ausência de dados a respeito, da tecnologia de concretos auto-adensáveis no país e de sua influência no comportamento da aderência aço-concreto (Almeida Filho, 2006).
2 METODOLOGIA
A metodologia adotada para esta pesquisa consistiu de uma investigação experimental sobre o comportamento de modelos de viga, padronizados pelo Rilem-Ceb-Fip (1973), com barra de aço de 10 mm, utilizando concretos auto-adensáveis de 30 e 60 MPa de resistência à compressão na data do ensaio. O modelo de viga foi instrumentado de acordo com a normativa citada onde se utilizavam dois LVDT´s para medir o deslizamento da barra (Figura 1). Após os ensaios, os modelos foram comparados com modelos similares confeccionados em concreto convencional de mesma resistência à compressão.
3 DESENVOLVIMENTO
Para a elaboração da composição do concreto auto-adensável, foi utilizada a proposta de Gomes (2002), a qual propõe para a elaboração do traço a otimização separada da pasta, esqueleto granular e concreto. A Tabela 1 ilustra o traço utilizado para o concreto auto-adensável e para o concreto convencional.
Avaliação do comportamento da aderência entre barras de aço e concretos...
Cadernos de Engenharia de Estruturas, São Carlos, v. 8, n. 32, p. 25-28, 2006 27
Tabela 1 – Composição do traço e resultados para o estado fresco do CAA
Material CC1 CC2 CAA1 CAA2 Ensaios CAA1 CAA2
A Figura 1 ilustra o layout dos modelos de viga e o seu ensaio.
LVDT LVDT
Figura 1 – Modelo esquemático da viga e modelo durante ensaio.
As vigas utilizaram barras de aço de 10 mm de diâmetro onde a tensão de escoamento, determinada a partir de ensaios, foi igual a 576 MPa e Es igual a 207,05 GPa.
4 RESULTADOS OBTIDOS
A Figura 2 ilustra os resultados dos ensaios de viga com barra de 10 mm em concreto convencional e concreto auto-adensável.
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Figura 2 – Comportamento dos ensaios de viga.
Fernando Menezes de Almeida Filho & Ana Lúcia Homce de Cresce El Debs 28
O comportamento dos modelos de viga esteve de acordo com a literatura técnica, onde os modelos com menor resistência à compressão do concreto apresentaram ruptura por deslizamento da barra, enquanto que para os modelos com maior resistência à compressão ocorreu o escoamento da barra de aço, independente do tipo de concreto utilizado. Foi constatado que as tensões de aderência foram maiores para os modelos com maior resistência à compressão. Ainda, O comportamento das vigas, ou seja, o comportamento dos diagramas força vs.
deslizamento e força vs. flecha foi semelhante, independente do tipo de concreto utilizado, foi muito semelhante, demonstrando que o CAA trabalha de forma semelhante ao CC.
5 CONCLUSÕES
De acordo com os resultados dos ensaios de viga, em CC e em CAA, a forma de ruptura foi semelhante em ambos os casos, mostrando que o comportamento do CAA no estado endurecido é semelhante ao do CC. Ainda, o ensaio de viga é o que melhor caracteriza o fenômeno da aderência para as estruturas usuais em concreto armado, porém é de difícil execução, devendo ser reservado para casos específicos.
Portanto, pode-se afirmar que o comportamento da aderência entre as barras de aço e o concreto auto-adensável é equivalente ao do concreto convencional, podendo para a sua avaliação serem utilizados os mesmos procedimentos aplicados ao concreto convencional.
6 AGRADECIMENTOS
O grupo de pesquisa gostaria de expressar seu agradecimento a FAPESP, a CAPES e ao CNPq pelo auxílio financeiro. Ainda, aos técnicos do Laboratório de Estruturas e às empresas Holcim, Brasil Minas S.A., Elken e Grace Brasil pela doação de material para a realização dos ensaios.
7 REFERÊNCIAS
ALMEIDA FILHO, F. M. (2006). Contribuição ao estudo da aderência entre barras de aço e concretos auto-adensáveis. 291p. São Carlos Tese (Doutorado) - Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo.
GOMES, P. C. C. (2002). Optimization and characterization of high-strength self-compacting concrete. 140p. Barcelona. Tese (Doutorado) - Universitat Politècnica de Catalunya, Escola Tècnica Superior D’Enginyers de Camins, Canals i Ports de Barcelona.
RILEM-FIP-CEB. (1973). Bond test for reinforcing steel: 1-Beam test (7-II-28 D). 2-Pullout test (7-II-128): Tentative recommendations. RILEM Journal Materials and Structures, v. 6, n. 32, Mar./Apr., p. 96-105.
ISSN 1809-5860
Cadernos de Engenharia de Estruturas, São Carlos, v. 8, n. 32, p. 29-32, 2006