Estudo do comportamento à flexão de vigas de concreto com fibras sintéticas armadas com barras de polímero reforçado com fibras de vidro

Abstract

As barras de Polímero Reforçados com Fibras de Vidro (GFRP) são uma alternativa viável para o reforço de concreto devido às suas características como elevada resistência à tração, baixo peso específico, baixa condutividade térmica, transparência eletromagnética, instalação fácil e rápida e maior durabilidade em ambientes agressivos. Entender o comportamento mecânico das barras de GFRP e dos elementos estruturais, em que as barras são associadas, é de suma importância para a confiabilidade e aplicação no mercado nacional. Com esta perspectiva, este trabalho avaliou o comportamento à flexão de vigas de concreto armado com barras longitudinais de GFRP e estribos de aço, com e sem adição de macrofibras de polipropileno e armadura de confinamento. Na primeira etapa deste trabalho foram realizados ensaios de caracterização das barras de GFRP como resistência à tração, módulo de elasticidade e aderência das barras ao concreto. Os resultados encontrados, para todos os diâmetros ensaiados, foram superiores aos recomendados pela Prática Recomendada IBRACON/ABECE (2021). A resistência à tração e o módulo de elasticidade apresentaram uma tendência de queda com o aumento do diâmetro. O comportamento à flexão foi caracterizado pelo ensaio de flexão a quatro pontos em vigas de seção transversal de 15 x 30 cm e 200 cm de comprimento. Foram ensaiadas quatro vigas: G-SF-SC (sem adição de fibras e sem armadura de confinamento); G-SF-C (sem adição de fibras e com armadura de confinamento); G-F-SC (com fibras e sem armadura de confinamento); e G-F-C (com fibras e armadura de confinamento). As vigas de concreto armado com barras de GFRP apresentaram comportamento bilinear para a carga versus deslocamento vertical. A adição de 1% de macrofibras de polipropileno e armadura de confinamento melhoraram a capacidade de carga e conferiram maior ductilidade as vigas. Também contribuíram para a redução dos deslocamentos verticais e abertura de fissuras, até a carga de serviço.

Glass Fiber Reinforced Glass Bars (GFRP) are viable alternatives to increase the durability of a reinforced concrete structure due to its strength-to-strength characteristics and for being a corrosive material. It also has the advantages of low specific weight, low thermal conductivity and electromagnetic transparency. Understanding the behavior of the mechanical application of GFRP bars and the structural elements, in which the bars are associated, is of paramount importance for reliability and in the national market. With this perspective, this work on the flexural behavior of reinforced concrete beams with longitudinal GFRP evaluation bars and steel stirrups with and without the addition of polypropylene fibers and confining concrete. The first step of this work, were carried out about focused on the characterization of the bars, performing tests of tensile and compressive strenght, and young’s modulus, and bond strenght by pull out tests. The results found were positive in all tested diameters, being higher than those recommended by the Prática Recomendada IBRACON/ABECE (2021) The tensile strength and Young’s the modulus of elasticity values decreased showed a downward trend with increasing diameters The flexural behavior was characterized by the four-point bending test on beams with cross-section of 15 x 30 cm and 200 cm in length. Four beams were tested: GSF-SC (without addition of fibers and without confining concrete); G-SF-C (without addition of fibers and with confining concrete); G-F-SC (with fibers and without confining concrete); and G-F-C (with fibers and confining concrete). The reinforced concrete beams with GFRP bars showed bilinear behavior for load versus mid-span deflection. The addition of 1% of polypropylene macrofibers and confining concrete improved the load capacity and conferred greater ductility to the beams. They also contributed to the reduction of the deflections and crack opening, at the service load.