dc.contributor.advisor | Pimentel, Lia Lorena | |
dc.contributor.author | Sumitomo, Guilherme de Souza | |
dc.date.accessioned | 2022-04-06T14:18:30Z | |
dc.date.available | 2022-04-06T14:18:30Z | |
dc.date.issued | 2022-02-25 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.sis.puc-campinas.edu.br/xmlui/handle/123456789/16528 | |
dc.description.abstract | O concreto de ultra alto desempenho (UHPFRC) é um tipo especial de concreto que
apresenta elevada resistência mecânica e durabilidade, ductilidade, ausência de
agregados graúdos e uma microestrutura densa. Suas principais aplicações são em
pontes, passarelas, obras arquitetônicas e reparação estrutural. Em situações de
incêndio, é necessária a integridade da estrutura por tempo suficiente para que vidas
sejam salvas antes de seu colapso. Uma das maiores preocupações do concreto sob
elevadas temperaturas, além da perda de resistência, é o desplacamento, que tem
ocorrência mais acentuada em concretos de elevadas resistências. O uso de fibras
poliméricas é considerado benéfico para o controle do desplacamento, pois promove um
aumento da porosidade no compósito que diminuem a pressão interna gerada pelo vapor
de água, no entanto a adição de fibras poliméricas em UHPFRC podem reduzir
significativamente a resistência a tração. Este trabalho teve o objetivo de avaliar as
propriedades físicas e mecânicas do UHPFRC produzido com fibras metálicas e de PVA
quando submetidos à elevadas temperaturas. Para isso, o trabalho foi divido em duas
etapas: a primeira etapa consistiu em um delineamento fatorial para estudar o
comportamento da resistência à compressão e módulo de elasticidade do UHPFRC
frente a diferentes dosagens de fibras de aço e PVA e sob diferentes temperaturas de
exposição a fim de determinar um traço ótimo com ambas as fibras que apresentesse um
melhor comportamento antes e depois de tal exposição. A segunda etapa é a
caracterização física e mecânica desse traço ótimo e de um traço referência (somente
2,00% de fibras de aço) para avaliar seu desempenho. Durante o procedimento de
aquecimento dos traços na etapa 1, somente o uso das fibras de PVA não foram
suficientes para prevenir a ocorrência do desplacamento para temperaturas de 300ºC ou
superiores, causando danos em alguns corpos de prova desde pequenas fissuras até a
sua degradação total. Com base nos resultados obtidos, o traço (definido como ótimo)
que apresentou os melhores resultados de resistência a compressão e módulo de
elasticidade foram obtidos para a dosagem de 0,50% das fibras de PVA e 1,65% de
fibras de aço. Observou-se na etapa 2 que o traço ótimo apresentou, uma queda de 12%
e 0,04% de resistência à compressão e do módulo de elasticidade, respectivamente. O
traço ótimo foi classificado como UHPFRC 130/145, sendo uma classificação abaixo da
que o traço referência atingiu (UHPFRC 150/165). Para a resistência à tração por flexão
em quatro pontos, o traço ótimo apresentou um desempenho superior ao traço referência,
tendo o limite de elascitidade 40% acima, enquanto que para o ensaio em 3 pontos, o
comportamento entre os dois traços foi bastante semelhante, apresentando um
comportamento hardening limitado. O traço ótimo apresentou um comportamento
mecânico à tração por flexão semelhante ao traço referência, apesar de não ter
apresentado neste estudo, o resultado esperado para a proteção de estruturas de
UHPFRC em situação de incêndio. | pt_BR |
dc.description.abstract | Ultra High-Performance Fiber Reinforced Concrete (UHPFRC) is a special type of
concrete that features high mechanical strength and durability, ductility, absence of coarse
aggregates and a dense microstructure. Its main applications are in bridges, footbridge,
architectural works and structural repair. In fire situations, the integrity of the structure
must be long enough for lives to be saved before it collapses. One of the biggest concerns
of concrete at high temperatures, in addition to the loss of strength, is spalling, which is
more pronounced in high-strength concretes. The use of polymeric fibers is considered
beneficial for the control of spalling, as it promotes an increase in the porosity in the
composite that reduces the internal pressure generated by the water vapor, however the
addition of polymeric fibers in UHPFRC can significantly reduce the tensile strength. This
work aimed to evaluate the physical and mechanical properties of UHPFRC produced with
metallic and PVA fibers when subjected to high temperatures. For this, it was divided into
two stages: the first stage consisted of a factorial design to study the behavior of the
compressive strength and modulus of elasticity of UHPFRC against different dosages of
steel and PVA fibers and under different exposure temperatures in order to determine an
optimal mix with both fibers and that it presented a better behavior before and after such
exposure. The second step is the physical and mechanical characterization of this optimal
mix and a reference mix (only 2,00% steel fibers) to assess its performance. During the
heating procedure of the mixes in step 1, only the use of PVA fibers was not enough to
prevent spalling at temperatures of 300ºC or higher, causing damage to some specimens
from small cracks to their total degradation. Based on the results obtained, the mix
(defined as optimal) that presented the best results of compressive strength and modulus
of elasticity was obtained for the dosage of 0.50% of PVA fibers and 1.65% of steel fibers.
It's observed the optimal mix showed a decrease of 12% and 0,04% of compressive
strength and Young's modulus, respectively. The optimal mix was classified as UHPFRC
130/145, being one classification lower than the reference mix (UHPFRC 150/165). In
four-point bending test, the optimal mix performed better than the reference mix, with limit
of elasticity 40% above, while in three-point bending test the performance between the
mixes was quite similar, exhibiting a limited strain hardening behavior. The optimal mix
presented a flexure tensile mechanical behavior similar to the reference mix, despite it
doesn’t have presented in this study the expected result for the protection of UHPFRC
structures in fire situation. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | pt_BR |
dc.language.iso | por | pt_BR |
dc.publisher | Pontifícia Universidade Católica de Campinas (PUC-Campinas) | pt_BR |
dc.rights | Acesso aberto | pt_BR |
dc.subject | Concreto de ultra alto desempenho | pt_BR |
dc.subject | UHPC | pt_BR |
dc.subject | Resistência ao fogo | pt_BR |
dc.subject | Desplacamento | pt_BR |
dc.subject | Concreto reforçado com fibras | pt_BR |
dc.subject | Delineamento fatorial | pt_BR |
dc.subject | Ultra high performance concrete | pt_BR |
dc.subject | Fire resistance | pt_BR |
dc.subject | Spalling | pt_BR |
dc.subject | Fiber reinforced concrete | pt_BR |
dc.subject | Factorial design | pt_BR |
dc.title | Estudo do comportamento mecânico do UHPFRC produzido com fibras de aço e de PVA submetidos a elevadas temperaturas | pt_BR |
dc.title.alternative | Study of the mechanical behavior of UHPFRC produced with steel and PVA fibers subjected to high temperatures | pt_BR |
dc.type | Dissertação de mestrado | pt_BR |
dc.contributor.institution | Pontifícia Universidade Católica de Campinas (PUC-Campinas) | pt_BR |
dc.identifier.lattes | 3604718862083666 | pt_BR |
puc.advisorLattes | 5903115211598895 | pt_BR |
puc.advisorLattes | 8531563804368352 | pt_BR |
puc.referee | Forti, Nadia Cazarim da Silva | |
puc.referee | Masuero, Angela Borges | |
puc.refereeLattes | 1211820041737175 | pt_BR |
puc.refereeLattes | 4034282889667153 | pt_BR |
puc.center | Centro de Ciências Exatas, Ambientais e de Tecnologias (CEATEC) | pt_BR |
puc.graduateProgram | Sistemas de Infraestrutura Urbana | pt_BR |
puc.embargo | Online | pt_BR |
puc.undergraduateProgram | Não se aplica | pt_BR |
puc.contributor.co-advisor | Jacintho, Ana Elisabete Paganelli Guimarães de Avila | |