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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA CIVIL Samuel Barbosa de Deus ANÁLISE EXPERIMENTAL DO COMPORTAMENTO DA ADERÊNCIA ENTRE O CONCRETO E BARRAS DE FIBRA DE VIDRO Santa Maria, RS 2018
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA
CENTRO DE TECNOLOGIA
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
Samuel Barbosa de Deus
ANÁLISE EXPERIMENTAL DO COMPORTAMENTO DA
ADERÊNCIA ENTRE O CONCRETO E BARRAS DE FIBRA DE VIDRO
Santa Maria, RS
2018
Samuel Barbosa de Deus
ANÁLISE EXPERIMENTAL DO COMPORTAMENTO DA ADERÊNCIA
ENTRE O CONCRETO E BARRAS DE FIBRA DE VIDRO
Trabalho de Conclusão de curso apresentado
ao Curso de Graduação em Engenharia Civil
da Universidade Federal de Santa Maria
(UFSM, RS), como requisito parcial para
obtenção do título de Engenheiro Civil.
Orientador: Prof. Dr. Rogério Cattelan Antocheves de Lima
Santa Maria, RS
2018
Samuel Barbosa de Deus
ANÁLISE EXPERIMENTAL DO COMPORTAMENTO DA ADERÊNCIA
ENTRE O CONCRETO E BARRAS DE FIBRA DE VIDRO
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado
ao Curso de Graduação em Engenharia Civil
da Universidade Federal de Santa Maria
(UFSM, RS), como requisito parcial para
obtenção do título de Engenheiro Civil.
Aprovado em 16 de agosto de 2018:
____________________________________
Rogério Cattelan Antocheves de Lima, Dr. (UFSM)
(Presidente/Orientador)
____________________________________
Almir Barros da Silva Santos Neto, Dr. (UFSM)
____________________________________
André Lübeck, Dr. (UFSM)
Santa Maria, RS
2018
RESUMO
ANÁLISE EXPERIMENTAL DO COMPORTAMENTO DA ADERÊNCIA
ENTRE O CONCRETO E BARRAS DE FIBRA DE VIDRO
AUTOR: Samuel Barbosa de Deu
ORIENTADOR: Rogério Cattelan Antocheves de Lima
Um dos maiores desafios na indústria da construção civil, atualmente, está relacionado com a
durabilidade das estruturas de concreto armado e com os respectivos custos de manutenção.
Geralmente, a queda na durabilidade destas estruturas está ligada ao fenômeno de corrosão,
sofrido pelas barras de aço. Para evitar reparos e futuros gastos com reforços estruturais, tem-
se buscado maior durabilidade através de novas técnicas e materiais inovadores. Assim sendo,
o emprego de armaduras provenientes de materiais não metálicos em substituição às barras de
aço no concreto armado torna-se uma alternativa atraente e ainda pouco estudada. A presente
pesquisa visa avaliar a aderência de armaduras compósitas, formadas por fibras de vidro
impregnadas com resina, GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer), ao concreto. Foram
realizados ensaios de arrancamento, baseados na RILEM/CEB/FIP RC6 (1983). Para efeitos
comparativos, também foram realizados ensaios de arrancamento em corpos de prova nas
mesmas condições, porém armados com barras de aço. As barras de GFRP utilizadas nos
ensaios apresentaram comportamento elástico-linear até a sua ruptura. Não foi possível
calcular a tensão de aderência exata, devido a fatores que comprometeram as leituras e os
resultados, todavia foi possível estabelecer um intervalo de tensões para a resistência de
aderência. Os modelos armados com PRFV apresentaram um maior deslizamento quando
comparados aos modelos armados com aço. A forma de ruptura dos corpos de prova foi de
arrancamento da barra para ambos os casos, sem que houvesse fendilhamento do concreto
circundante. Ao final do programa experimental foi possível concluir que as barras de GFRP
necessitam um comprimento de ancoragem maior que as barras de aço.
Palavras-chave: Fibra de vidro; tensão de aderência; arrancamento; compósito; GFRP.
ABSTRACT
EXPERIMENTAL ANALYSIS OF BOND BEHAVIOUR BETWEEN CONCRETE
AND GLAS FIBER POLYMER BARS
AUTHOR: Samuel Barbosa de Deus
ADVISOR: Rogério Cattelan Antocheves de Lima
One of the biggest challenges in the construction industry today is related to the
durability of reinforced concrete structures and their associated maintaining costs. Generally,
the decrease in durability of these structures is linked to the phenomenon of corrosion,
suffered by steel bars. To avoid repairs and future expenditures whit structural
reinforcements, we have sought greater durability through new techniques and innovative
materials. Therefore, the use of no-metallic reinforcing material replacing steel bars in
reinforced concrete becomes an attractive alternative for study. The present research aims to
evaluate the bond of composite reinforcement, formed by GFRP (glass fiber reinforced
polymer), to concrete. Pull-out test was performed, based on RILEM/CEB/FIP RC6 (1983).
For comparative purposes, pullout tests were also performed on test specimens under the
same conditions, but with steel bars. The GFRP bars used in the tests presented elastic-linear
behavior until rupture. It was not possible to calculate the exact bond strength due to factors
that compromised the readings and results, but it was possible to establish a range of tensions
for the bond strength. The GFRP models presented a greater slip when compared to the
models armed with steel. The shape of rupture of the specimens was of pulling of the bar for
both cases, without there was cracking of the concrete. At the end of the experimental
program it was possible to conclude that the GFRP bars require a longer anchoring length
than the steel bars.
Keywords: glass-fiber; bond strength; pull-out; composite; GFRP
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO .................................................................................................... 6 1.1 OBEJTIVOS ....................................................................................................... 7 1.2 JUSTIFICATIVA ............................................................................................... 7 1.3 ESTRUTURA DO TRABALHO ....................................................................... 8
2 BARRAS DE FIBRA IMPREGNADAS POR POLÍMEROS (FRP) .............. 9 2.1 DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO NA CONSTRUÇÃO CIVIL ........... 9 2.2 COMPÓSITO DE FRP ..................................................................................... 13 2.2.1 Matriz polimérica ........................................................................................... 14 2.2.2 Fibras ............................................................................................................... 15
2.3 PROCESSO DE FABRICAÇÃO DAS BARRAS DE FRP ............................ 16
2.4 PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS DAS BARRAS DE FRP ........ 18 2.4.1 Densidade ........................................................................................................ 19
2.4.2 Dilatação térmica ............................................................................................ 20 2.4.3 Resistência e módulo de elasticidade a tração.............................................. 20 2.4.4 Resistência e módulo de elasticidade a compressão .................................... 25
2.4.5 Resistência ao cisalhamento e à fadiga ......................................................... 25 2.5 DURABILIDADE ............................................................................................ 25 3 ADERÊNCIA ENTRE O CONCRETO E A ARMADURA .......................... 27
3.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS ........................................................................ 27 3.2 COMPONENTES DA ADERÊNCIA .............................................................. 28
3.2.1 Aderência por adesão ..................................................................................... 28 3.2.2 Aderência por atrito ....................................................................................... 29 3.2.3 Aderência mecânica ........................................................................................ 30
3.3 MODOS DE RUPTURA DA ADERÊNCIA ................................................... 30 3.3.1 Ruptura por fendilhamento e esmagamento do concreto ........................... 30
3.3.2 Ruptura por arrancamento da barra ........................................................... 31 3.4 FATORES INFLUENTES NA TENSÃO DE ADERÊNCIA ......................... 32
3.4.1 Forma da seção transversal da barra ........................................................... 33
3.4.2 Conformação superficial das barras ............................................................. 33 3.4.3 Módulo de elasticidade na direção longitudinal .......................................... 33
3.4.4 Posição das barras na seção transversal do elemento de concreto ............ 34 3.4.5 Cobrimento de concreto ................................................................................. 34 3.4.6 Diâmetro das barras ....................................................................................... 34
3.4.7 Resistência do concreto à compressão .......................................................... 35 3.5 ENSAIO DE ADERÊNCIA ............................................................................. 36 3.5.1 Ensaio de arrancamento direto (Pull-out test) ............................................. 36
3.5.2 Ensaio de viga ................................................................................................. 38
3.5.3 Ensaio de arrancamento segundo RHEM e ELIGEHAUSEN (1979) ....... 39 4 PROGRAMA EXPERIMENTAL .................................................................... 40 4.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS ........................................................................ 40
4.2 INVESTIGAÇÃO EXPERIMENTAL ............................................................. 40 4.3 PROPRIEDADES DO CONCRETO ............................................................... 40
4.3.1 Cimento ........................................................................................................... 40 4.3.2 Agregado miúdo .............................................................................................. 41 4.3.3 Agregado graúdo ............................................................................................ 42 4.3.4 Água ................................................................................................................. 42 4.3.5 Dosagem, mistura e controle ......................................................................... 43 4.4 BARRAS DE GFRP ......................................................................................... 44
4.5 ENSAIOS DE ARRANCAMENTO ................................................................ 50 4.5.1 Fôrmas, moldagem e cura .............................................................................. 50 4.5.2 Ensaio de arrancamento ................................................................................ 52 5 ANÁLISE DOS RESULTADOS E CONCLUSÃO ......................................... 57 5.1 RESULTADOS EXPERIMENTAIS ............................................................... 57
5.1.1 Barras de GFRP ............................................................................................. 57 5.1.2 Ensaios de arrancamento ............................................................................... 59 6 CONCLUSÃO ..................................................................................................... 63 6.1 BARRAS DE GFRP 63 6.2 ENSAIO DE ARRANCAMENTO .................................................................. 63
6.3 RECOMENDAÇÕES PARA TRABALHOS FUTUROS ............................... 64 REFERÊNCIAS .......................................................................................................... 65 APÊNDICE A – DISTRIBUIÇÃO GRANULOMÉTRICA DOS AGREGADOS70
A.1 – CURVA GRANULOMÉTRICA DO AGREGADO MIÚDO ........................... 70 A.2 – CURVA GRANULOMÉTRICA DO AGREGADO GRAÚDO ........................ 71 APÊNDICE B – RESULTADOS DOS ENSAIOS DE COMPRESSÃO AXIAL . 72 B.1 – RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO .................................................................... 72
APÊNDICE C – RESULTADOS DOS ENSAIOS DE TRAÇÃO DIRETA ......... 73 C.1 – ALONGAMENTO E DEFORMAÇÃO ESPECÍFICA ...................................... 73
C.2 – DIAGRAMAS TENSÃO X DEFORMAÇÃO ................................................... 84 APÊNDICE D -RESULTADOS DOS ENSAIOS DE ARRANCAMENTO ......... 86
D.1 – BARRAS DE GFRP ........................................................................................... 86 D.2 – BARRAS DE AÇO ............................................................................................. 92
6
1 INTRODUÇÃO
Na construção civil, as barras de aço são amplamente utilizadas como
armadura ativa e passiva nas estruturas de concreto. No entanto, sob certas condições
ambientais elas podem sofrer com a corrosão, causando sua deterioração ou até mesmo o
colapso progressivo dos elementos estruturais, conduzindo a elevados gastos para reparo e
reforço das estruturas deterioradas (COUTO, 2007).
A durabilidade das estruturas de concreto armado é muito influenciada por fatores
climáticos como elevadas umidades, variações bruscas de temperatura e ciclos de
congelamento de descongelamento que, em geral, contribuem para a ocorrência de
degradação do concreto por micro fissuração, lixiviação, e outras patologias. No Brasil,
devido ao seu vasto litoral, alguns dos fatores que afetam as estruturas de concreto armado
são o contato com a água salgada, maresia e outros agentes químicos (RIBEIRO et al, 2016).
De acordo com Beiral (2012), é sabido que a durabilidade de um material de uma
estrutura é fator crucial na determinação do custo total ao longo de sua vida útil e, assim, a
durabilidade continua com grande destaque nas pesquisas relativas ao concreto armado.
Conforme Tavares (2006), para a solução deste problema está sendo pesquisada uma
armadura constituída de materiais inertes à corrosão e a formação de campos
eletromagnéticos. Essa armadura consiste de um compósito formado por fibras impregnadas
por resina, as FRP (Fiber Reinforced Polymer) ou PRF em português.
Segundo Couto (2007), as propriedades físicas e mecânicas das barras influenciam no
mecanismo de transferência de tensões entre a armadura e o concreto, e controlam, o
espaçamento e a largura das fissuras, a espessura requerida de cobrimento e o comprimento de
aderência. Como salienta Bakis et al. (1998), a aderência entre as barras FRP e o concreto é
controlada pelas propriedades da barra, diferente da aderência entre as barras de aço
nervuradas e o concreto, onde a resistência à compressão do concreto é o parâmetro
controlador.
De acordo com Caetano (2008), o conceito da aderência engloba os mecanismos
responsáveis pela interação entre a armadura e o concreto e quando a aderência é efetiva,
ocorre a adequada transferência de esforços e a compatibilização das deformações.
Este estudo reflete o início do trabalho de aderência entre as barras de bibra de vidro
impregnada por Polímeros, GFRP, através de ensaios de arrancamento direto (pull-out)
baseados na RILEM/CEB/FIP RC6 (1983), sob o efeito de carregamento monotônico, no
7
Laboratório de Materiais de Construção Civil (LMCC), da Universidade Federal de Santa
Maria (UFSM).
1.1 OBEJTIVOS
OBJETIVO GERAL:
Este trabalho tem como objetivo geral realizar uma análise experimental do
comportamento da aderência entre o concreto e barras de GFRP.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
• Realizar uma abordagem sobre as barras de FRP, com ênfase nas barras de GFRP;
• Realizar ensaios de tração direta nas barras de GFRP;
• Abordar a diferença entre a tensão de aderência, em elementos armados com barras de
GFRP e em elementos armados com barras de aço.
1.2 JUSTIFICATIVA
A tecnologia em todas as áreas está sempre sendo atualizada com novos sistemas
produtivos, novos materiais e novos produtos são colocados à disposição do mercado.
Segundo Beiral (2012), nos últimos vinte e cinco anos têm-se assistido a um interesse
crescente em relação aos materiais de alto desempenho, tais como concreto de alta resistência,
aço de alta resistência e materiais compósitos, entre outros.
Conforme Couto (2007), a aderência entre as barras de aço e concreto tem sido
estudada há várias décadas, e uma extensa quantidade de trabalhos experimentais e teóricos
foram publicados nesse sentido. No entanto, as formulações utilizadas nas normas de projeto
de estruturas de concreto armado não fazem menção ao uso de outros materiais para
armadura, que não seja o aço.
A introdução das Barras de FRP, utilizadas como armadura para estruturas de
concreto, fez surgir a necessidade do desenvolvimento de normas abrangendo o uso de
armaduras compostas por diferentes materiais. Atualmente não se pode pensar em inserir um
material de importância primária em estrutura, como são as barras de FRP, sem que antes
8
tenham sido realizados estudos que garantam os aspectos de segurança e durabilidade
inerentes a todas as estruturas (TAVARES, 2006).
A pesar da grande quantidade de trabalhos envolvendo a interação entre o concreto e o
aço, ainda são escassos os trabalhos envolvendo materiais alternativos como armaduras. Este
tema se justifica como uma contribuição aos estudos de estruturas de concreto com armaduras
de FRP.
1.3 ESTRUTURA DO TRABALHO
No capítulo 1, está apresentada a introdução, justificativa, os objetivos gerais e
específicos e a estrutura do trabalho.
Os capítulos 2 e 3 tratam-se de revisões bibliográficas. O capítulo 2 traz uma
abordagem sobre os compósitos de FRP, seu desenvolvimento e uso na engenharia civil, os
materiais componentes do compósito, os métodos de fabricação, suas principais propriedades
físicas e mecânicas e questões de durabilidade do material. O capítulo 3 aborda o
comportamento da aderência, sua importância no concreto armado, suas parcelas
componentes, seus principais métodos de ruptura, alguns fatores que podem influenciar seu
comportamento, os principais métodos de ensaio para a determinação da tensão de aderência,
entre a armadura e o concreto.
No capítulo 4, são apresentados os materiais e métodos de estudos utilizados. São
aprofundados os procedimentos sobre os ensaios de tração e módulo de elasticidade em barras
de FRP, além do ensaio de arrancamento direto (pull-out) em corpos prismáticos de concreto.
O capítulo 5 é destinado à apresentação dos resultados obtidos no programa
experimental, as conclusões e, também, são apresentadas possíveis sugestões para atividades
futuras, visando uma continuidade e complementação à pesquisa.
9
2 BARRAS DE FIBRA IMPREGNADAS POR POLÍMEROS (PRF)
Este capítulo contém uma breve revisão bibliográfica relativa aos polímeros
reforçados com fibras, ou FRP. Foi adotada uma abordagem que envolveu a descrição dos
conceitos básicos sobre os compósitos de FRP, com foco especial no compósito de GFRP o
seu desenvolvimento e uso ao longo dos anos, suas principais aplicações no concreto e suas
principais características e propriedades.
2.1 DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO NA CONSTRUÇÃO CIVIL
Os materiais compósitos de FRP, já são utilizados na construção a mais de vinte anos,
todavia a maioria dos engenheiros não está familiarizada com suas propriedades e
características. Estes foram utilizados nas indústrias eletrônicas, aeroespacial e
automobilística durante várias décadas, mas sua aplicação na engenharia civil, como armadura
para o concreto armado, é relativamente recente (UMOTO et al., 2002).
A expansão do sistema rodoviário nos Estados Unidos da América (EUA) na década
de 1950 aumentou a necessidade de manutenção anual nas estradas, além disso, a aplicação de
sal se tornou comum durante o período de neve. Como resultado da adição do sal, a armadura
de aço, presente nessas estruturas, ficou vulnerável aos efeitos corrosão. Várias pesquisas
foram realizadas com a finalidade de solucionar o problema, incluindo cobertura galvanizada,
concreto polimérico, cobertura com epóxi e barras de GFRP. No entanto, as barras de GFRP
não foram consideradas uma solução economicamente viável até 70 (ACI 440 1R, 2006).
A indústria norte-americana “Marshall Vega” desenvolveu barras de GFRP como
armaduras para estruturas de concreto. Inicialmente, as barras de GFRP foram consideradas
uma alternativa de substituição das barras de aço em concretos polimérico, devido a não
compatibilidade entre os coeficientes de expansão térmica do concreto polimérico e das barras
de aço (ACI 440 1R, 2006).
Nos anos 80 ocorreu uma demanda de barras não metálicas na América do Norte,
principalmente em obras hospitalares onde são necessários materiais não-condutores
magnéticos, com isso, as barras de FRP se tornaram uma solução para este tipo de construção.
Em virtude do maior estudo e conhecimento das propriedades das barras não-metálicas, outros
tipos de construção começaram a utilizar esse tipo de armadura, especialmente estruturas
costeiras, pistas de decolagem dos aeroportos e laboratórios eletrônicos (BROWN e
BARTHOLOMEW, 1996 apud ACI 440 1R, 2006).
10
O primeiro a introduzir diretrizes de projeto para concreto armado com FRP foi o
Japão em 1996 (FIB TG 9.3, 2007). Em 1991 foi publicado nos EUA o Código Normativo do
American Concrete Institute (ACI), apresentando o Estado da Arte dos Compósitos de FRP
(ACI 440 R, 1996). Em 2003, foi publicado o Código Normativo que prevê o
dimensionamento de elementos estruturais em concreto armado com barras de FRP, o qual foi
revisado em 2006 (ACI 440 1R, 2006), e em 2004, o Código Normativo contendo os
procedimentos de ensaio de estruturas em concreto armado com barras de FRP (ACI 440 3R,
2004). Em 2002, no Canadá, a Canadian Standards Association (CSA), publicou seu Código
Normativo, prevendo o projeto e a construção de estruturas de concreto armado com
compósitos FRP (CSA S806, 2002).
No Brasil, em 1998 foram publicados dois artigos no III Congresso de Engenharia
Civil em Juiz de Fora, Minas Gerais: Barras de Armação em FRP: Discussão de parâmetros
para normalização (ALVEZ, A. B.; CASTRO, P. F., 1998) e Comportamento de Vigas de
Concreto de Alta Resistência com Armadura Não Metálica Tipo FRP (RAYOL, J. O.;MELO
G. S., 1998). Também foram publicadas dissertações de mestrados, envolvendo o tema,
devendo ser salientado os trabalhos de TAVARES (2006), COUTO (2007) e BEIRAL (2012).
Couto (2007) e Beiral (2012) analisaram o comportamento da aderência entre o concreto e
barras de GFRP. Tavares (2006) estudou o comportamento de vigas armadas com barras de
FRP submetidas à flexão, como apresenta a Figura 2.1.
Figura 2.1 - (a) Ensaios das vigas armadas com FRP; (b) Ensaio de arrancamento com barras
de FRP.
(a) (b)
Fonte: (a) TAVARES (2006); (b) COUTO (2007).
Segundo Umoto et al. (2002), uma das principais causas é a percepção de que o aço,
tanto em construções de concreto armado quanto protendido, está propenso à corrosão,
11
embora a patologia possa levar mais de vinte ou trinta anos para mostrar os sintomas. Essa
percepção, obviamente, estimula o desejo de usar materiais não corrosivos, como FRP,
especialmente em ambientes onde o aço se mostrou vulnerável.
A seguir serão apresentados alguns exemplos de aplicação das barras de FRP em
estruturas de concreto:
Hospital em San Antonio, Texas – EUA: em 1985, barras de GFRP foram usadas na
construção de pilares e vigas em hospitais no Texas (Figura 2.2). Optou-se pela utilização
deste tipo de armadura devido a sua não-condutividade magnética (ACI 440 R, 1996).
Figura 2.2 - (a) Hospital na cidade de San Antonio, Texas. (b) Armaduras de GFRP utilizadas
no hospital no Texas.
(a) (b)
Fonte: ACI 440 R (1996).
Sistema Railway de Levitação Magnética, Japão: No Japão, a maior parte nos
trabalhos inicias sobre o uso de compósitos em concreto foi impulsionada pelas pesquisas
sobre o sistema de levitação magnética ferroviária, Maglev (FIB TG 9.3, 2007). A Figura 2.3
apresenta o sistema Railway de levitação magnética.
12
Figura 2.3 - Sistema Railway de Levitação Magnética, Japão.
Fonte: FIB TG 9.3 (2007).
Lajes pré-moldadas na Geórgia, EUA: foi usada armadura de GFRP na confecção
de lajes pré-moldadas de um piso (Figura 2.4). Estas lajes estão de acordo com uma
especificação de aquisição federal dos EUA para uma carga de serviço de 3 kN/m² e um fator
de segurança de 4. As placas são concebidas utilizando as propriedades especiais das barras
de GFRP (ACI 440 R, 1996).
Figura 2.4 – Construção e execução de lajes pré-moldadas, Geórgia.
Fonte: ACI 440 R (1996).
Passarela de concreto armado com barras de GFRP, Reino unido: em 1996 um
projeto da EUROCRETE implantou a primeira passarela de concreto armado totalmente com
barras de PRFV, conforme ilustra a Figura 2.5 (FIB TG 9.3, 2007).
13
Figura 2.5 – A primeira passarela, da Europa, de concreto armada totalmente com FRP
Fonte: FIB TG 9.3 (2007).
Segundo Beiral (2012), as principais aplicações das barras de FRP são:
• Onde existem agentes químicos corrosivos;
• em construções onde a areia utilizada no concreto é salina;
• em obras construídas perto de água salgada;
• onde seja requerida baixa condutividade elétrica;
• onde se requeira transparência magnética;
• onde se use sal para derreter gelo.
De acordo com o ACI 440 R (1996), nos últimos anos, tem-se visto o aumento
contínuo no uso de obras de grande porte e de edificações, essencialmente aquelas próximas
ao ambiente de maresia, com o uso de barras de FRP, nos EUA e no Canadá. Infelizmente
ainda não é uma realidade expressiva no Brasil, devido ao baixo número de empresas
comercias que produzem estes materiais, sendo que algumas delas ainda então em fase de
implantação (BEIRAL, 2012).
2.2 COMPÓSITO DE FRP
O termo compósito pode ser aplicado a qualquer combinação de dois ou mais
materiais separados com uma interface identificável entre eles. Essa interface geralmente
recebe tratamento superficial para melhorar a adesão do componente com a matriz polimérica
(ACI 440 R, 1996).
As barras de FRP são feitas com fibras contínuas impregnadas com resina. Em
compósitos poliméricos fibrosos, fibras contínuas de altas resistência e alta rigidez são
14
incorporadas e unidas pela matriz polimérica de baixo módulo. No caso de compósitos de
PRF, as fibras de reforço constituem a base do material e determinam sua força e rigidez na
direção das fibras (FIB TG 9.3, 2007).
Figura 2.6 – Estrutura da seção transversal do compósito de GFRP.
Fonte: ACI 440 R (1996).
Segundo Couto (2007), alguns fatores que afetam o desempenho físico dos compósitos
de PRF são as propriedades mecânicas das fibras, sua orientação, seu comprimento, seu
tipo e sua composição, as propriedades mecânicas da matriz polimérica e a adesão entre as
fibras e a matriz.
2.2.1 Matriz polimérica
A matriz polimérica é necessária para cumprir as seguintes funções: unir as fibras e
proteger sua superfície de danos durante o manuseio, fabricação e vida útil, além de transferir
as tensões para as fibras. Existem duas classes de matrizes poliméricas usadas em compósitos
FRP, as de resina termoestáticas e as termoplásticas (FIB TG 9.3, 2007).
As matrizes utilizadas na produção das barras não metálicas são, na sua maioria, as
termoestáticas pela maior facilidade de manuseio dessas resinas, pois ao contrário das
termoplásticas, essas resinas são manuseadas em estado líquido viscoso. Nesse estado, é
possível obter boa impregnação das fibras. Dentre as resinas termoestáticas as resinas mais
utilizadas, são as de poliéster, vinil éster e as de epóxi (UOMOTO et al., 2002). A Tabela 2.1
apresenta algumas das principais propriedades de matrizes poliméricas, termoestáticas,
utilizadas em compósitos de FRP.
15
Tabela 2.1– Propriedades das matrizes poliméricas dos compósitos de FRP.
Fonte: adaptado FIB TG 9.3 (2003) apud COUTO (2007).
2.2.2 Fibras
Segundo Couto (2007), as propriedades dos compósitos são influenciadas pela escolha
das fibras. Na construção civil, três tipos de fibras podem ser usados no processo de
fabricação das barras de FRP: fibra de carbono, fibra de aramida ou fibra de vidro. A Tabela
2.2 apresenta algumas das principais propriedades das fibras utilizadas nos materiais de FRP.
Tabela 2.2 – Propriedades das fibras usadas em barras de FRP
Fonte: adaptado UMOTO et al. (2002) apud COUTO (2007).
16
Ainda de acordo com Couto (2007), as fibras de Vidro são as mais baratas quando
comparadas às fibras de carbono e de aramida. As fibras de vidro mais comuns são feitas de
Vidro-E, Vidro-S e Vidro-AR. O Vidro-E é o mais barato e possui uma ampla aplicação (FIB
TG 9.3, 2007).
Segundo o ACI 440 R (1996), as fibras de vidro reagem com água e possuem
superfície muito ativa. Elas podem ser facilmente danificadas durante o manuseio, assim um
filme protetor deve ser aplicado imediatamente após o processo de fabricação da fibra. Este
filme além de proteger a fibra contra umidade, também é responsável por aumentar adesão
entre a matriz polimérica. As fibras de vidro são vendidas em diversas formas, a Figura 2.8
ilustra alguns exemplos.
Figura 2.7 - Formas de comercialização da fibra de vidro: (a) Fibra em forma de fio; (b)
Manta de fibra distribuída de forma aleatória; (c) Tecido de fibra.
(a) (b) (c)
Fonte: ACI 440 R (1996).
2.3 PROCESSO DE FABRICAÇÃO DAS BARRAS DE FRP
O ACI 440 R (1996) descreve três tipos de processos produtivos para componentes
estruturais de PRF: O processo chamado “Filament Winding” para a fabricação de tubos,
tanques e outros materiais normalmente cilíndricos; O processo de compactação a vácuo para
a fabricação de laminados e o processo de pultrusão.
Segundo Couto (2007), as barras de FRP são, geralmente, fabricadas pelo processo de
pultrusão (Figura 2.8). Este processo produz barras de seção transversal constante com
comprimento limitado apenas pelo transporte e pelo tamanho do galpão da fábrica. Os
filamentos das fibras são submetidos a um banho com resina, catalisador e outros aditivos, as
fibras são impregnadas nesse banho e o excesso de resina líquida é removida. Após isto, elas
são estiradas para a formação do perfil (ACI 440 R, 1996).
17
Figura 2.8 – Processo de pultrusão de barras de FRP
Fonte: COUTO (2007).
De acordo com Bakis et al. (2002), para aumentar a aderência entre as barras de FRP e
o concreto, deformações superficiais são aplicadas na barra antes do seu endurecimento por
processos de: enrolar filamentos de fibra em forma de hélice ao longo do comprimento da
barra; moldando entalhes ao longo do comprimento da barra; enrolando um filme texturizado
ao longo do comprimento da barra, com posterior remoção deste; e impregnando agregados
finos na superfície da barra. A Figura 2.9 apresenta alguns tipos de superfícies de barras de
FRP.
Figura 2.9– Diferentes conformações superficiais das barras de FRP
Fonte: FIB TG 9.3 (2007).
18
A velocidade de produção do processo de pultrusão pode chegar a três metros por
minuto (3 m/min), de acordo com o produto. O volume de fibras e seção transversal produzida
varia de 35 – 50 %, e as resinas mais utilizadas são de poliéster e vinil éster (BAKIS et al.,
2002).
2.4 PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS DAS BARRAS DE PRF
Os materiais FRP possuem várias propriedades aprimoradas, tais como: a alta
resistência específica; a alta rigidez específica; a flexibilidade no projeto; a não corrosividade;
a alta resistência à fadiga e a facilidade de aplicação. Os compósitos de FRP têm chamado
atenção, também, para uso em estruturas protendidas, pois possuem alta resistência à tração,
baixa fluência e módulo de elasticidade moderado. Como os materiais FRP são não
magnéticos, não corrosivos e resistentes a vários tipos de produtos químicos, eles têm sido
cada vez mais utilizados no reforço externo das atuais estruturas de concreto armado
(BEIRAL, 2012).
Segundo Tavares (2006), a utilização de todo o material estrutural é intimamente
relacionada com as propriedades físicas e mecânicas do material. Para as barras de PRF as
variáveis envolvidas incluem a escolha dos constituintes, a quantidade da fração de fibra e
matriz, a orientação das fibras e o processo de produção. Efeitos dimensionais e o controle de
qualidade na produção também representam importantes fatores na determinação das
propriedades das barras. Estas propriedades estão sujeitas, também, às condições de
carregamento, temperatura e umidade da estrutura em questão (ACI 440 R, 1996). A Tabela
2.3 faz uma análise comparativa de algumas propriedades mecânicas de barras e cordoalhas
de FRP e aço.
Como o tema principal deste trabalho é utilização das barras de GFRP, mesmo sendo
apresentadas as propriedades de outros tipos de barras de PRF, como as CFRP (carbon fiber
reinforced polymer) e as AFRP (aramid fiber reinforced polymer), apenas serão discutidas as
propriedades das barras de GFRP.
19
Tabela 2.3 – Propriedades de barras e cordoalhas de PRF comparadas ao aço.
Fonte: ACI 440 R (1996) apud Couto (2007).
2.4.1 Densidade
Segundo o FIB TG 9.3 (2007), a densidade do compósito pode ser obtida em termos
das densidades e da fração da quantidade de cada constituinte. A Tabela 2.4 apresenta a
densidade de barras com variação do volume das fibras de 50 a 70%.
Tabela 2.4 – Comparação entre a densidade típica para barras com volume de fibras entre 50 e
70 % e o aço (g/cm³).
Fonte: adaptado FIB TG 9.3 (2007).
AÇO
7,85
Tipo de Matriz GFRP
Epóxi 1,75 - 2,17
Pliéster 1,76 - 2,18
1,73 - 2,15Vinil éster
20
2.4.2 Dilatação térmica
Os coeficientes de expansão térmica das barras de GFRP dependem dos tipos de fibra
e a fração de volume dos constituintes. As matrizes poliméricas e as fibras de vidro podem ser
consideradas isotrópicas. O coeficiente de dilatação longitudinal (αL), é determinado pelas
propriedades das fibras, enquanto o transversal (αT), é determinado, principalmente, pela
matriz de resina (FIB TG 9.3, 2007). A Tabela 2.5 apresenta os coeficientes de dilatação
térmica de barras de GFRP e do aço.
Tabela 2.5 – Comparação entre os coeficientes de expansão térmica das barras de GFRP e do
aço.
Fonte: adaptado FIB TG 9.3 (2007).
De acordo com o ACI 440 R (1996), o concreto armado, em si, é um material
compósito onde a armadura atua como material de fortalecimento, e o concreto atuam como a
matriz. Portanto, é imperativo que o comportamento entre dois materiais influenciados por
tensões originadas pela mudança de temperatura seja semelhante para que as tensões
diferenciais ocorrentes sejam minimizadas.
2.4.3 Resistência e módulo de elasticidade a tração
Segundo Umoto et al. (2002), as propriedades mecânicas como a força e o módulo de
elasticidade de um produto, estão relacionadas às propriedades e proporções dos seus
materiais constituintes. Dado o fato de que barras de FRP são utilizadas, no concreto armado,
como material para absorver os esforços de tração, é importante que o comportamento das
barras sob tensão seja entendido com precisão.
As barras de FRP não apresentam um comportamento plástico, o comportamento das
barras, quando submetidas a uma força de tração, consiste em uma relação linear elástica até
Direção
Longitudinal (αL
Transversal (αL)
Coeficiente de dilatação
térmica (x10e-6/ºC)
GFRP AÇO
6,0 - 10 11
21,0 - 23,0 11
21
sua ruptura, a qual ocorre de forma brusca (ACI 440 1R, 2006). A Figura 2.10 apresenta os
diagramas tensão-deformação de barras FRP na direção das fibras e a Figura 2.11 apresenta a
forma de ruptura típica por tração de barras FRP.
Figura 2.10– Diagramas tensão-deformação de barras FRP com matriz epóxi: (a) GFRP; (b)
AFRP; (c) CFRP.
Fonte: Adaptado de FIB TG 9.3 (2007).
Figura 2.11– Ruptura típica por tração de barras de FRP.
Fonte: UMOTO et al. (2002).
22
Ao contrário das barras de aço, a resistência à tração das barras de FRP é função do
seu diâmetro (ACI 440 R, 1996). Conforme Couto (2007), em virtude do efeito “Shear Lag”,
as fibras localizadas próximas à superfície da barra estão submetidas a maiores tensões que as
fibras localizadas próximo ao centro da barra.
Este fenômeno resulta em eficiência reduzida em barras de maior diâmetro. Por
exemplo, para uma barra de GFRP, produzida por um fabricante norte americano, a
resistência à tração varia de aproximadamente 480 MPa, para uma barra de 28,7 mm, para
890 MPa, para barras de 9,5 mm (ACI 440 R, 1996).
Para a determinação da resistência à tração e do módulo de elasticidade das barras de
PRF, devem ser realizados ensaios de tração direta nas barras baseados nas normas
americanas ASTM D 3916-02 (2002) e ACI 440 3R (2004).
A ASTM D 3916-02 (2002), deve ser previsto a utilização de um dispositivo de
alumínio para a fixação da barra na prensa durante o ensaio (Figura 2.12). O adaptador, tem
como objetivo garantir que a barra não sofra uma ruptura prematura provocada pelas garras da
máquina de ensaio.
Figura 2.12 - Dispositivo para ensaio de tração segundo a ASTM 3916-02
Fonte: COUTO (2007)
23
Segundo Castro (1997), o adaptador, recomendado pela ASTM 3916-02, foi
desenvolvido para barras com superfícies lisas, e ensaios em barras com superfícies
preparadas para elevada aderência, entre a barra e o concreto, não apresentam repetibilidade e
reprodutibilidade de resultados significativos. Desta forma, Castro (1997) propôs um
adaptador para os ensaios de tração em barras de FRP nervuradas, conforme apresentado na
Figura 2.13.
Figura 2.13 – Adaptador para ensaio de tração direta
Fonte: CASTRO (1997)
O ACI 440 3R (2004), também prevê um adaptador de ancoragem, para facilitar o
agarramento das amostras de FRP pela máquina de ensaio, para vários testes realizados sob
carga de tração. O adaptador e as dimensões estabelecidas pelo ACI 440 3R, estão
apresentados na Figura 2.14 e na Tabela 2.6.
24
Figura 2.14 - Dispositivo de ancoragem para ensaios de tração ACI 440 3R
Fonte: adaptado ACI 440 3R (2004)
Tabela 2.6 - Dimensões para o dispositivo de ancoragem ACI 440 3R
Fonte: ACI 440 3R (2004)
25
O comprimento total da amostra deve ser o comprimento livre (L) mais duas vezes o
comprimento do dispositivo de ancoragem e comprimento livre deve ser de 40 vezes o
diâmetro da barra (db) ou maior (ACI 440 3R, 2004).
2.4.4 Resistência e módulo de elasticidade a compressão
Quando componentes de FRP são solicitados à compressão longitudinal, os modelos
aplicáveis ao comportamento à tração não são mais válidos, pois a ruína na compressão é
muitas vezes associada a micro fissuração das fibras com restrição da matriz polimérica.
Valores experimentais precisos da resistência à compressão são difíceis de serem obtidos, e
são altamente dependentes das propriedades dos materiais constituintes e do volume de fibras
(FIB TG 9.3, 2007).
Segundo o ACI 440 R (1996), o que se pode observar é que a resistência à compressão
para barras de FRP é menor que a resistência à tração. O módulo de elasticidade à compressão
para barras de FRP é em torno de 80% menor que o módulo à tração.
2.4.5 Resistência ao cisalhamento e à fadiga
Conforme Couto (2007), a resistência ao cisalhamento das barras de FRP é
determinada pelas propriedades da matriz polimérica e pela distribuição local das tensões, e
em geral é baixa. Um exemplo é a facilidade com que as barras de FRP podem ser cortadas
com serras comuns na direção perpendicular às fibras.
Barras de FRP possuem elevada resistência à fadiga. As barras de GFRP podem
suportar mais de quatro milhões de ciclos de carregamento antes de iniciar a ruptura na zona
de ancoragem (ACI 440 R, 1996).
2.5 DURABILIDADE
As propriedades mecânicas dos compósitos FRP degradam-se em condições
ambientais específicas, tais como: ambiente alcalino, umidade, altas temperaturas, ciclo de
congelamento e descongelamento, radiação ultravioleta (UV) e, ainda, sob elevadas cargas
permanentes (CRN-DT 203, 2007).
26
A absorção excessiva de água nos compósitos pode resultar em perda significativa de
resistência e rigidez. A absorção produz alterações na resina e pode causar inchaço e
deformações no material (ACI 440 R, 1996).
Segundo Couto (2007), os compósitos podem sofrer danos pela ação dos raios
ultravioletas os quais causam reações químicas na matriz polimérica levando à degradação de
suas propriedades. Todavia, este dano não afeta as barras de FRP quando utilizadas no interior
de estruturas de concreto, pois os raios solares não são incididos de forma direta.
Diferente das barras de aço, as barras de FRP não são afetadas pela deterioração
eletroquímica, resistem à corrosão pelo efeito dos ácidos, sal, e materiais agressivos sob
consideráveis mudanças de temperatura COUTO (2007). De acordo com Tavares (2006), as
barras de GFRP têm se mostrado uma alternativa viável para armar estruturas em condições
críticas de exposição. Porém, existe grande preocupação quanto à durabilidade das fibras de
vidro no ambiente alcalino do concreto, daí a importância de resinas resistentes à alcalinidade
para a proteção das fibras de vidro.
Nos casos em que os materiais de FRP são usados dentro do concreto convencional,
eles precisam apresentar alta durabilidade a um ambiente alcalino (UMOTO et al., 2002). As
fibras de vidro danificam-se por dois processos: ataque químico na fibra pela alcalinidade do
cimento e concentração e crescimento dos produtos de hidratação entre filamentos individuais
(TAVARES, 2006).
Embora muitos estudos tenham sido realizados nesta área, ainda é muito difícil prever
o desempenho da GFRP no que concerne à durabilidade. São muitas variáveis envolvidas: o
mecanismo de degradação do material de GFRP com diferentes combinações dos materiais
constituintes, num ambiente alcalino e submetida a carregamentos sustentados, a sinergia dos
efeitos de tensão, alcalinidade e umidade, o tipo de teste e o controle de qualidade das
amostras (BENMOKRANE et al., 2002).
A durabilidade de materiais FRP, no concreto, tem sido avaliada, predominantemente,
por métodos de testes acelerados, os quais expõem os espécimes a ambientes mais duros do
que normalmente encontrariam em situações de serviço. Esses dados são usados para
extrapolar estimativas do provável desempenho de longo prazo do material compósito.
Mudanças na resistência à tração, cisalhamento interlaminar e força de adesão e módulo
elástico, são os melhores indicadores indiretos da durabilidade de compósitos FRP (FIB TG
9.3, 2007).
27
3 ADERÊNCIA ENTRE O CONCRETO E A ARMADURA
Este capítulo tem como objetivo revisar, bibliograficamente, o comportamento da
aderência, entre o concreto e a armadura, em estruturas de concreto armado. Foi feita uma
revisão sobre os mecanismos da aderência entre o concreto e a armadura, as parcelas
componentes da aderência, seus modos de ruptura, fatores que podem influenciar o seu
comportamento, também serão apresentados alguns dos principais ensaios para a
determinação da aderência.
3.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS
A existência do concreto armado decorre essencialmente da solidariedade existente
entre os seus materiais componentes, concreto e armadura, a qual é garantida pela existência
de certa aderência entre os dois materiais (FUSCO 1995).
A aderência, no sentido mais literal, pode ser entendida como um fenômeno físico
derivado da atração molecular da superfície, que propicia certa união entre dois corpos e
impossibilita movimentos relativos entre duas partes. Este conceito também é válido para o
concreto armado, mas a aderência, neste caso, assume caráter mais complexo, devido às
variadas formas de interação entre a barra e a matriz de concreto circundante, que vão
permitir, em seu conjunto, que haja uma adequada transferência de tensões (CAETANO,
2008).
O fenômeno da aderência, desde o surgimento do concreto armado, sempre despertou
interesse em muitos pesquisadores. Conforme Alcântara et al. (2004), o estudo da tensão de
aderência é útil para que se possa compreender o comportamento mecânico e o desempenho
das estruturas de concreto armado, especialmente sob o ponto de vista da fissuração,
condições de trabalho e situações limites. A partir delas, são fixadas as hipóteses de cálculo,
as disposições dos elementos construtivos e demais aspectos construtivos que garante a
segurança da estrutura, como por exemplo, o comprimento de ancoragem.
O concreto e a armadura apresentam as mesmas deformações até que a tensão limite
do concreto seja atingida. Após este valor, nas regiões onde predominam as tensões de tração,
é a aderência que impede o deslocamento relativo entre os dois materiais. Esta ação solidária
entre os materiais é o que caracteriza o concreto armado e o define como material estrutural
(TAVARES, 2012).
28
Conforme TASSIOS (1979) apud REYES (2009), a eficiência da ligação armadura-
concreto pode ser favoravelmente quantificada mediante a relação de aderência versus
deslizamento, a qual expressa o deslizamento relativo esperado quando se aplica uma
determinada tensão na interface dos dois materiais.
De acordo com Caetano (2008), o estudo do problema da ancoragem de barras
solicitadas à tração, de forma a permitir que os esforços sejam transmitidos ao restante da
estrutura, é bastante complexo. Atualmente ele se baseia, em grande parte, na realização e
modelagem numérica dos resultados de ensaios de arrancamento de barras, geralmente de aço,
de blocos de concreto, cujo objetivo é verificar como responde uma barra isolada ao
incremento de tensões de tração.
3.2 COMPONENTES DA ADERÊNCIA
Segundo Vale Siva (2010), na literatura encontram-se vários autores que concordam
na divisão esquemática da aderência em parcelas. Entretanto, é importante ressaltar que a
separação do fenômeno de aderência é meramente didática, não sendo possível determinar
cada uma delas separadamente.
O fenômeno de aderência em uma peça de concreto armado é resultado da combinação
de efeitos de adesão superficial, atrito e de uma parcela dominante que se refere à aderência
mecânica (COUTO, 2007).
3.2.1 Aderência por adesão
De acordo com Tavares (2012), a parcela de aderência por adesão química é originada
do processo físico-químico que atua na interface entre concreto e a armadura durante as
reações de hidratação do cimento, estando ligada à rugosidade e à limpeza da superfície da
barra. Esta parcela não é suficiente para uma boa aderência, pois é destruída no caso de
pequenos deslocamentos. A Figura 3.1 apresenta um tipo de ensaio para determinar esta
parcela de aderência.
29
Figura 3.1 – Aderência por adesão
Fonte: FUSCO (1995).
3.2.2 Aderência por atrito
A aderência por atrito depende do coeficiente de atrito existente na interface concreto-
armadura, da rugosidade superficial da barra, bem como de pressões transversais que a barra
sofre por causa de retração, ou o confinamento do concreto e, também, por ações externas de
compressão (REYES, 2009). A Figura 3.2 apresenta essa parcela da aderência.
Figura 3.2 – Aderência por atrito.
Fonte: Fusco (1995).
30
3.2.3 Aderência mecânica
Para Rossi (2002), a aderência mecânica é a parcela de aderência decorrente da
formação de consoles de concreto entre as nervuras das barras. Os consoles impedem o
deslizamento rápido no interior do concreto, transformando esse tipo de aderência na ligação
mais efetiva das três relacionadas.
Segundo Fusco (1995), a aderência depende da irregularidade da superfície da barra.
Isto significa que, quanto mais nervurada a conformação superficial da barra, maior será a
aderência, pois ocorrerá o efeito chamado “efeito cunha”.
Figura 3.3 – Aderência mecânica
Fonte: Fusco (1995).
3.3 MODOS DE RUPTURA DA ADERÊNCIA
Segundo FIB TG 9.3 (2007), a aderência entre as barras lisas e o concreto é
influenciada principalmente pela adesão entre a superfície da barra e o concreto adjacente a
ela. Em virtude da pequena resistência de aderência das barras lisas, a maioria das barras de
FRP possui superfície rugosa (COUTO, 2007).
Conforme Lutz e Gergeley (1967) apud CAETANO (2008), o deslizamento de barras
nervuradas pode ocorrer de duas formas distintas: pelo esmagamento do concreto, provocado
pelo “efeito de cunha”, ou pode romper o consolo de concreto por cisalhamento.
3.3.1 Ruptura por fendilhamento e esmagamento do concreto
De acordo com Caetano (2008), a tentativa de movimentação de uma barra submetida
a esforços de tração mobilizada a área de concreto entre as nervuras e a cunha de apoio que se
desenvolve a partir das nervuras. Esta configuração de esforços gera forças de compressão no
31
concreto, que podem ser decompostas, em relação à inclinação da nervura, em duas
componentes: uma de atrito e a outra de compressão perpendicular às nervuras.
Segundo Fusco (1995), as tensões radiais de tração oriundas das tensões diagonais de
compressão ocasionam uma pressão no concreto em torno da barra, tornando esta região
microfissurada e sujeita ao fendilhamento paralelo ao eixo da armadura, conforme apresenta a
Figura 3.4. Conforme Couto (2007), como a conformação superficial das barras de FRP é
mais amena que as nervuras das barras de aço, o início das microfissuras transversais é
relativamente atrasado.
Para Al-Jahdali et al. (1994), o fendilhamento consiste da ruptura do prisma no
concreto junto à barra. Isso ocorre em devido ao aumento das tensões que superam a
capacidade resistente da peça, dando origem à fissuração intensa nas direções transversal e
longitudinal. Esse tipo de ruptura é caracterizado como frágil ou brusca.
Figura 3.4 – Fissuras transversais e de fendilhamento.
Fonte: TASSIOS (1979).
3.3.2 Ruptura por arrancamento da barra
Conforme Almeida Filho (2006), a ruptura por arrancamento só surge quando existe
um bom confinamento da armadura, o que permite atingir tensões que gerem o corte do
concreto entre as nervuras. A ruptura por arrancamento ocorre quando os consoles de
concreto são rompidos, permitindo o deslizamento da barra do interior do bloco de concreto.
Isto ocorre porque, ao mesmo tempo em que são gerados esforços nas cunhas, são geradas
solicitações de corte nos consoles de concreto (CAETANO, 2008), como ilustra a Figura 3.5.
32
Figura 3.5 – Configuração esquemática da zona submetida ao maior esforço cortante nos
consoles de concreto.
Fonte: CAETANO (2008).
De acordo com Achillides e Pilakoutas (2004), os quais estudaram o comportamento
da aderência de diferentes barras de FRP por meio de ensaios de arrancamento, as barras de
FRP estudadas, apresentaram ruptura da aderência por arrancamento da barra. A resistência
ao cisalhamento, entre as fibras e a resina, controla a resistência de aderência, entre as barras
de FRP e o concreto, e a ruptura da aderência pode se desenvolver na interface entre as
diversas camadas de fibras, como apresenta a Figura 3.6.
Figura 3.6 – Ruptura nas camadas das barras de FRP.
Fonte: ACHILLIDES; PILAKOUTAS (2004).
3.4 FATORES INFLUENTES NA TENSÃO DE ADERÊNCIA
Estes fatores se comportam de modo diferente nas barras de FRP em relação as de aço,
por estas barras possuírem diferente propriedades mecânicas e capacidade de resistência
anisotrópica (BEIRAL, 2012). Conforme Couto (2007), a avaliação correta da influência
desses fatores no comportamento da aderência é crucial para o seu entendimento e para a
determinação do comprimento de ancoragem requerido. Os principais parâmetros são:
33
3.4.1 Forma da seção transversal da barra
De acordo com Achillides et al. (1997) apud FIB TG 9.3 (2003), barras de seção
quadrada apresentam melhor resistência de aderência quando comparadas a barras de seção
circular, isto porque as arestas da seção transversal aumento o efeito de cunha.
A pesar das barras de seção quadrada desenvolver boa resistência de aderência, elas
podem levar ao aumento de forças de fendilhamento no concreto adjacente (COUTO, 2007).
3.4.2 Conformação superficial das barras
As conformações superficiais (rugosidades) das barras de FRP são importantes no
desenvolvimento da ancoragem mecânica e na mobilização da pressão lateral. As
conformações superficiais podem consistir em apenas resina, em fibras reforçando resinas ou
em resina contendo fibras contínuas na direção longitudinal (COUTO, 2007).
Ainda conforme Couto (2007), barras com pequena rugosidade superficial transferem
forças de aderência de pequena intensidade. Porém, quando submetidas a tensões elevadas, as
barras se tornam mais finas em virtude do efeito de Poisson, e ruptura por fendilhamento pode
se desenvolver no cobrimento do concreto.
Segundo FIB TG 9.3 (2003), o tamanho e inclinação das nervuras não determinam
apenas a magnitude da aderência mecânica, mas também a magnitude das forças de tração
responsáveis pelo fendilhamento do concreto. Barras com maior rugosidade apresentam
grande resistência de aderência sob boas condições de confinamento e maior tendência à
ruptura por fendilhamento do concreto quando comparadas às barras com superfície
impregnada por areia.
3.4.3 Módulo de elasticidade na direção longitudinal
Conforme Achillides (1998) apud FIB TG 9.3 (2003), as barras com pequeno módulo
de elasticidade (barras de GFRP) desenvolvem menores resistências de aderência que as
barras com maior módulo de elasticidade (barras de CFRP).
A deformabilidade das barras determina a geometria, o espaçamento o comprimento
das fissuras e consequentemente afeta a transferência de cisalhamento do concreto ao longo
das fissuras (COUTO, 2007).
34
3.4.4 Posição das barras na seção transversal do elemento de concreto
Com a exsudação da água de amassamento, há acúmulo de água sob as barras
posicionadas horizontalmente, ainda, os agregados graúdos, durante o processo de
adensamento deslocam-se para a parte inferior da barra, e com a evaporação da água de
amassamento surgem vazios na parte inferior das mesmas como indica a Figura 3.7 (COUTO,
2007).
Figura 3.7 – Formação de espaços vazios e poros sob barras horizontais.
Fonte: LEONHARDT; MÖRNNIG (1997).
3.4.5 Cobrimento de concreto
De acordo com Beiral (2012), o cobrimento de concreto para uma armadura influencia
o mecanismo de ruptura de aderência em virtude do seu efeito de confinamento, embora este
aspecto seja menos importante para as barras de diâmetros maiores. Este efeito é semelhante
ao observado em elementos de concreto armados com barras de aço.
O cobrimento de concreto é uma consideração importante que deve ser feita nos
projetos para prevenir o fendilhamento, além disto, cobrimentos adequados devem ser
determinados para condições ambientais e proteção das barras de FRP à exposição ao fogo
(FIB TG 9.3, 2003).
3.4.6 Diâmetro das barras
Segundo Couto (2007), barras com diâmetros maiores apresentam em geral menores
resistências de aderência que barras de diâmetros pequenos. Isto acontece devido ao efeito
35
“shear lag”, quando uma barra de FRP está submetida a uma força axial, de arrancamento por
exemplo, podem ocorrer deformações diferenciais entre as fibras situadas no centro da barra e
as próximas da superfície, resultando em uma distribuição não uniforme de tensões normais
na seção transversal da barra, como apresenta a Figura 3.8.
Figura 3.8 – Distribuição da tenção normal na seção transversal de uma barra de FRP sob
carregamento axial.
Fonte: ACHILLIDES; PILAKOUTAS (2004) apud COUTO (2007).
3.4.7 Resistência do concreto à compressão
Conforme Beiral (2012), o efeito da resistência à compressão do concreto não é
totalmente entendido para amostras com barras de FRP, uma vez que há apenas dados
limitados disponíveis para estas amostras. Nanni et al. (1995) investigou qual o efeito da
resistência do concreto sobre o comportamento da aderência utilizando amostras com ensaio
pull out e descobriu que a resistência do concreto não tem qualquer influência sobre a
resistência da aderência.
Para Couto (2007), a resistência do concreto circunvizinho está diretamente
relacionada com a ruptura da aderência durante o arrancamento. O valor da resistência do
concreto e a resistência ao cisalhamento da superfície da barra afetam o modo de ruptura do
FRP.
36
3.5 ENSAIO DE ADERÊNCIA
Não existem ainda normas consolidadas para ensaio de arrancamento no Brasil. Dada
a falta de um corpo normativo estável e bem difundido, foi desenvolvida uma gama muito
grande de ensaios para a avaliação da aderência, resultantes da introdução de modificações,
propostas por vários pesquisadores, nos métodos tradicionais de ensaio (CAETANO, 2008).
Segundo Reyes (2009), a eficiência aderência pode ser convenientemente quantificada
através da observação da curva tensão de aderência versus deslizamento da barra, que
representa a mudança de tensão local na barra (τb) versus o deslocamento total da barra em
relação ao concreto adjacente.
Conforme Couto (2007), as propriedades da aderência são complexas e dependem de
diversos fenômenos, sendo necessários recorrer-se a análise experimental. Existem diversos
ensaios para se estimar os valores da tensão de aderência e deslocamento relativo da barra em
relação ao concreto e, além disto, verificar a influência de diversos fatores (resistência à
compressão do concreto, diâmetro da barra, sentido do carregamento, entre outros) no
comportamento da aderência.
Não existe ensaio padrão para avaliar o comportamento de aderência entre as barras de
FRP e o concreto, por isto recorre-se aos ensaios comumente realizados com barras de aço
(COUTO, 2007). Neste item serão abordados alguns dos principais ensaios de arrancamento,
os quais podem ser utilizados com as barras de FRP.
3.5.1 Ensaio de arrancamento direto (Pull-out test)
De acordo com Vale Silva (2010), um dos mais tradicionais ensaios de aderência,
consiste em arrancar uma barra posicionada no centro de um corpo de prova de concreto,
colocado sobre placas de apoio de uma máquina de ensaio. As duas extremidades da barra são
projetadas para fora do corpo de prova, medindo-se a força de tração aplicada a um dos
extremos e o escorregamento no outro extremo. Este ensaio de arrancamento é normalizado
pela RILEM/CRB/FIP RC6 (1983). A Figura 3.9 ilustra o formato do corpo de prova e a
Figura 3.10 representa as distribuições de tensões dentro do corpo de prova.
Conforme Barbosa et al. (2000) apud COUTO (2007), este ensaio possui vantagens
como: pequeno custo, simplicidade do corpo de prova, possibilidade de isolar variáveis que
37
influenciam a aderência e a possibilidade de uma visualização do comprimento mínimo de
ancoragem.
É importante analisar a normalização do ensaio, pois alguns itens como forma e
dimensões do prisma, comprimento de ancoragem e direção da concretagem podem alterar
substancialmente os resultados (COUTO, 2007).
Figura 3.9 – Prisma para ensaio pull-out.
Fonte: Adaptado RILEM/CEB/FIP RC6 (1983).
Figura 3.10 – Ensaio de arrancamento e desenvolvimento das tensões no corpo de prova.
Fonte: LEONHARDT; MÖNNIG (1979) apud ALMEIDA FILHO (2006).
Com o rompimento da ligação, a barra se desloca com mais ou menos facilidade
dentro do bloco de concreto dependendo da rugosidade da sua superfície envolvida. O valor
38
do pico de resistência permite calcular convencionalmente a tensão última da ligação (τbu),
obtida pela divisão da força máxima aplicada pela superfície nominal de ancoragem (VALE
SILVA, 2010).
Segundo Almeida Filho (2006), os ensaios de arrancamento direto (pull-out) e o
ensaio de viga (beam test) apresentam pouca variabilidade de resultados, os tornando
confiáveis.
3.5.2 Ensaio de viga
Conforme Caetano (2008), os ensaios em viga caracterizam-se por aproximar o campo
de tensões ao que surge em estruturas reais. Este tipo de ensaio simula a aderência em um
elemento inteiro, representando melhor as tensões e deformações. As principais desvantagens
desta técnica de ensaio são a complexidade de confecção e o tamanho de cada elemento, o que
dificulta o transporte e impossibilita, muitas vezes, a execução do ensaio em equipamentos
que permitam controlar de forma mais adequada a velocidade da aplicação da carga.
Segundo Danin (2010), o corpo de prova consiste em dois blocos retangulares de
concreto armado com uma barra na parte inferior (cuja aderência é estudada) e um perfil de
aço funcionando como rótula na parte superior. São feitas diferenciações nas dimensões do
corpo de prova conforme o diâmetro da barra. São aplicadas duas forças iguais e simétricas
em relação ao perfil de aço, medindo-se os deslocamentos em cada extremidade livre da barra
após cada incremento de força. A Figura 3.11 ilustra o corpo de prova segundo o
RILEM/CEB/FIB (1973).
Figura 3.11 – Corpo de prova para o modelo de viga.
Fonte: RILEM/CEB/FIB (1973).
39
3.5.3 Ensaio de arrancamento segundo RHEM e ELIGEHAUSEN (1979)
Rhem e Eligehausen (1979), realizaram ensaios em corpos de prova cilíndricos
submetidos a ações de carregamento cíclico e o trecho de aderência variava de 3 a 18 vezes o
diâmetro da barra. O prisma deste ensaio de arrancamento consiste em um cubo de concreto
com uma barra centrada, possuindo dois trechos sem aderência nas duas extremidades do
prisma (COUTO, 2007). A Figura 3.12 ilustra o corpo de prova do ensaio.
Figura 3.12 – Prisma para ensaio de arrancamento segundo RHEM.
Fonte: RHEM; ELIGEHAUSEN (1979) apud COUTO (2007).
40
4 PROGRAMA EXPERIMENTAL
4.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS
A investigação Experimental do comportamento da aderência entre as barras de GFRP
e o concreto foi realizado utilizando ensaios de arrancamento baseados na RILEM/CEB/FIP
RC6 (1983). Este ensaio foi escolhido por ser de simples realização e, também, por ser
comumente utilizado no meio técnico.
Foi utilizado concreto com resistência média à compressão de 19 MPa, e barras de
GFRP com diâmetro de 5 mm, além de barras de aço, as quais serão comparadas as de GFRP,
de 8 mm de diâmetro escolhidas devido à força de escoamento ser a mais próxima da força de
ruptura da barra de GFRP. O deslocamento foi medido através de um relógio comparador com
precisão de 1 micrômetro. Todos os ensaios foram realizados no Laboratório de Materiais de
Construção Civil (LMCC), da Universidade Federal de Santa Maria.
4.2 INVESTIGAÇÃO EXPERIMENTAL
A investigação experimental foi dividida nas seguintes etapas:
• Ensaios preliminares para determinar as propriedades dos materiais constituintes
do concreto;
• Dosagem do concreto;
• Ensaio de compressão axial do concreto;
• Ensaios de tração e módulo de elasticidade das barras de GFRP;
• Ensaios de arrancamento das barras, de GFRP e barras de aço.
4.3 PROPRIEDADES DO CONCRETO
4.3.1 Cimento
Para a dosagem do concreto, foi utilizado o cimento CP IV – RS (Cimento Portland
Resistente aos Sulfatos), da marca Cimpor, da empresa Intercement. Não foi encontrada a
ficha técnica das propriedades do cimento. A empresa fornece, apenas, a informações de que
o cimento apresenta propriedades acima das estabelecidas pelas normas: ABNT NBR 5736:
41
Cimento Portland pozolânico (1991) e ABNT NBR 5737: Cimento Portland resistente a
sulfatos (1992).
Foi realizado o ensaio de massa específica do cimento, conforme estabelece a ABNT
NBR 16605: Cimento Portland e outros materiais em pó – Determinação da massa específica
(2017), o qual resultou em um valor de 2,93 g/cm³.
4.3.2 Agregado miúdo
O agregado miúdo, empregado na dosagem do concreto, é uma areia fina quartzosa
proveniente da região de Santa Maria – RS. Sua composição granulométrica é apresentada na
Tabela 4.1, realizada seguindo as especificações da ABNT NBR 7217: Agregados -
Determinação da composição granulométrica (1987). As massas, específica e unitária, do
agregado miúdo, foram determinadas seguindo, respectivamente, as recomendações das
normativas: ABNT NBR 9776: Agregados – Determinação da massa específica de agregados
miúdos por meio do frasco Chapman (1987) e ABNT NBR NM 45: Agregados –
Determinação da massa unitária e do volume de vazios (2006).
Tabela 4.1 - Análise granulométrica do agregado miúdo
Fonte: Autor
0 0 100
0 0 100
1,32 1,32 98,68
4,54 5,87 94,13
11,76 17,63 82,37
16,40 34,03 65,97
42,14 76,16 23,84
18,71 94,87 5,13
4,98 100 0
4,75
2,30
1,55
2,63Massa Específica do Material (g/cm³)
Propeiedades Granulométricas do Agregado Miúdo
Peneira (mm)
9,5
Porcentagem
Acumulada
Módulo de Finura
Massa Unitária do Material Solto (g/cm³)
6,3
4,75
2,36
1,18
0,6
0,3
0,15
Fundo
Porcentagem
Retida
Dimensão Máxima Cracterística (mm)
Porcentagem Passante
42
4.3.3 Agregado graúdo
O agregado graúdo, empregado na dosagem do concreto, é uma brita 0 de origem
basáltica, proveniente das pedreiras da região de Santa Maria – RS. Sua composição
granulométrica é apresentada na Tabela 4.2, e foi realizada seguindo as especificações da
ABNT NBR 7217, (1987). As massas, específica e unitária, do agregado miúdo, foram
determinadas seguindo as recomendações da ABNT NBR NM 53: Agregado graúdo -
Determinação da massa específica, massa específica aparente e absorção de água (2009), e
ABNT NBR NM 45, (2006).
Tabela 4.2 - Análise granulométrica do agregado graúdo
Fonte: Autor
O APÊNDICE A, apresenta a curva de distribuição granulométrica dos agregados,
miúdo e graúdo, juntamente com as curvas limites, estabelecidas pela ABNT NBR 7211:
Agregados para concreto - Especificação (2005).
4.3.4 Água
A água empregada na mistura é proveniente da rede pública de abastecimento de Santa
Maria – RS.
0 0 100
0 0 100
2,55 2,55 97,45
47,49 50,03 49,97
30,62 80,65 19,35
17,78 98,43 1,57
1,37 99,80 0,20
9,5
1255,03
2,41
19
12,5
9,5
6,3
4,75
Propeiedades Granulométricas do Agregado Graúdo
Peneira (mm)Porcentagem
RetidaPorcentagem Acumulada Porcentagem Passante
Massa Específica do Material (g/cm³)
Massa Unitária do Material Solto (Kg/m³)
Fundo 0,20 100
2,36
1,18
Dimensão Máxima Cracterística (mm)
0
43
4.3.5 Dosagem, mistura e controle
A dosagem dos matérias para a confecção do concreto foi realizada segundo o método
do IBRACON (TUTIKIAN; HELENE, 2011). O teor de argamassa foi fixado em 52%, a
Tabela 4.3 apresenta o traço do concreto utilizado, a Figura 4.2 apresenta o crescimento da
resistência do concreto a compressão.
O APÊNDICE B, apresenta os resultados dos ensaios de compressão axial do
concreto. Para os ensaios de compressão foram moldados 3 corpos de prova para cada idade
seguindo as recomendações da ABNT NBR 5738: Concreto – Procedimento para moldagem e
cura de corpos de prova (2015). Os corpos de prova foram rompidos seguindo a ABNT NBR
5739: Concreto – Ensaio de compressão de corpos de prova cilíndricos (2018).
Os corpos de prova foram moldados na posição vertical e o adensamento foi realizado
em mesa vibratória. Foram desmoldados após 48 horas após a concretagem e levados para
câmara úmida, onde permaneceram até sua ruptura.
Tabela 4.3 - Traço em massa do concreto
Fonte: Autor
Figura 4.1 - Resistência do concreto para diferentes idades
Fonte: Autor
Traço em massa (Kg)
1: 2,12: 2,88: 0,62
44
O abatimento do concreto foi fixado em 10 cm, com variação de 2 cm para mais e para
menos, e foi determinado seguindo a ABNT NBR NM 67: Concreto – Determinação da
consistência pelo abatimento do tronco de cone (1998). A mistura do concreto foi feita em
betoneira de eixo inclinado e os materiais foram adicionados na seguinte ordem:
• Mistura de toda a brita e 50% da água, por 1 minuto;
• Adição do cimento, misturando por mais 1 minuto;
• Adição da areia e do restante da água, misturando o traço por 3 minutos.
4.4 BARRAS DE GFRP
Para a realização da investigação experimental, foram utilizadas barras de fibra de
vidro, com diâmetro de 5 mm. Dados como: o processo de fabricação, o tipo de fibra de vidro
e a resina, utilizada nas barras, e as propriedades mecânicas, fornecidas pelo fabricante, não
puderam ser. Desta forma, as propriedades investigadas neste trabalho se limitam a resistência
a tração das barras de GFRP e seu módulo de elasticidade. As barras de GFRP utilizadas,
neste trabalho, são apresentadas na Figura 4.2
Figura 4.2 - Barras de GFRP
Fonte: Autor
Para a determinação da resistência à tração e do módulo de elasticidade das barras,
foram realizados ensaios de tração direta nas barras baseados nas normas americanas ASTM
D 3916-02 (2002) e ACI 440 3R (2004).
45
Devido às limitações impostas pela prensa hidráulica universal, a qual limitava o
diâmetro externo máximo do tubo de aço em 18 mm e um comprimento de amostra em torno
de 60 cm, não foi possível a utilização das recomendações do ACI 440 3R (2004) e da ASTM
3916-02 (2002).
Desta forma, foi utilizado o adaptador de ensaio proposto por CASTRO (1997),
todavia o adesivo de alta resistência, por possuir elevada aderência, foi colocada diretamente
em contato com a barras de GFRP. A Figuras 4.3 e 4.4 apresentam as dimensões e os corpos
de prova utilizados nos ensaios de tração e módulo de elasticidade, respectivamente.
Figura 4.3 - Dimensões da amostra para os ensaios de tração
Fonte: Autor
46
Figura 4.4 - Barras de GFRP utilizadas nos ensaios de tração
Fonte: Autor
O material para ancoragem utilizado foi o Adesivo Estrutural Tecbond MF
(Figura4.5), da empresa Quartzolit. Foi escolhido este produto devido a sua elevada
aderência, resistência e fluidez, o que permitia uma grande facilidade na moldagem dos
corpos de prova. A Tabela 4.4, apresenta as principais propriedades do produto.
Figura 4.5 - Adesivo estrutural Tecbond MF
Fonte: <www.quartzolit.weber>
47
Tabela 4.4 - Propriedades e características do adesivo estruturas
Fonte: <www.quartzolit.weber>
Os ensaios de tração direta foram realizados em uma máquina hidráulica universal
Amsler, com capacidade de 20 toneladas. As normas da ASTM 3916-02 (2002), e do ACI 440
3R (2004) determinam que devem ser ensaiados no mínimo cinco corpos de prova para a
determinação da tensão ruptura e do módulo de elasticidade.
Neste trabalho, foram ensaiados noves corpos de prova para a determinação da
resistência última de ruptura e seis corpos de prova para a determinação do módulo de
elasticidade. A determinação do módulo de elasticidade foi realizada com o auxílio de um
extensômetro removível, as leituras de alongamento das barras foram realizadas até
aproximadamente 50% da carga de ruptura. A Figura 4.6 ilustra o ensaio de tração direta nas
barras de GFRP.
48
Figura 4.6 - Ensaio de tração direta nas barras de GFRP
Fonte: Autor
Houve dois modelos distintos de ruptura desenvolvidos pelas barras de GFRP durante
os ensaios de tração direta. O primeiro consiste na ruptura das nervuras das barras de GFRP
devido ao cisalhamento entre as camadas de resina e fibra, já descrito por Achillides e
Pilakoutas (2004) e ilustrado na Figura 3.6. O segundo consiste na ruptura completa das
barras de GFRP como apresenta a Figura 4.7.
Figura 4.7 - Ruptura completa da barra de GFRP
Fonte: Autor
A Tabela 4.5 apresenta os resultados médios obtidos nos ensaios de tração direta, os
quais determinaram as propriedades das barras de GFRP utilizadas nos ensaios de
49
arrancamento. A Figura 4.8 ilustra o comportamento do diagrama tensão x deformação das
barras de GFRP.
Tabela 4.5 - Propriedades médias das barras de GFRP
Fonte: Autor
Figura 4.8 - Diagrama tensão x deformação das barras de GFRP
Fonte: Autor
O APÊNDICE C, apresenta os resultados individuais do ensaio de tração direta de
todas as amostras de GFRP.
53,28
2697,22
1373,68
Carga de Ruptura (kgf)
Tensão de Ruptura (Mpa)
Mósulo de Elasticidade (Gpa)
Propriedades médias das barras de GFRP
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014
Ten
são
(M
Pa)
Deformação Específica ε (mm/mm)
Diagrama tensão x deformação
Amostra 4
Amostra 5
Amostra 6
Amostra 7
Amostra 8
Amostra 9
50
4.5 ENSAIOS DE ARRANCAMENTO
Os ensaios de arrancamento foram realizados baseados nos procedimentos da
RILEM/CEB/FIP RC6 (1983). Os modelos de arrancamento foram ensaiados 28 dias, após
sua concretagem. Foram realizados ensaios em 12 corpos de prova armados com barras de
GFRP e 6 corpos de prova armados com barras de aço, totalizando 18 corpos de prova para os
ensaios de arrancamento. A Tabela 4.6 traz o resumo dos ensaios realizados.
Tabela 4.6 - Resumo do ensaio de arrancamento
Fonte: Autor
4.5.1 Fôrmas, moldagem e cura
Para a moldagem dos corpos de prova, foram utilizadas fôrmas de madeira, em forma
de prisma, que permitiam a concretagem de até seis corpos de prova, a Figura 4.9 apresenta o
detalhamento das fôrmas utilizadas. As armaduras eram dispostas na direção horizontal e o
trecho não aderente das barras, foi obtido através da introdução de um tubo de plástico.
51
Figura 4.9 – Detalhamento das fôrmas para os modelos de arrancamento (em cm)
Fonte: Autor
Os modelos de arrancamento foram moldados na direção horizontal (Figura 4.10). O
concreto foi lançado em duas camadas e adensado através de vibrador mecânico, o qual era
colocado na face externa das fôrmas. Para evitar a perda de água para o ambiente, após a
concretagem, os corpos de prova eram cobertos por uma manta plástica. Após dois dias, os
modelos eram desmoldados e levados até câmara úmida, onde ficavam até sete dias antes da
sua data de ensaio devido a cura do adesivo estrutural do dispositivo de ancoragem. A Figura
4.11 ilustra o corpo de prova para os ensaios de arrancamento.
Figura 4.10 - Moldagem dos modelos de arrancamento
Fonte: Autor
52
Figura 4.11 - Corpo de prova para ensaio de arrancamento (em cm)
Fonte: Autor
4.5.2 Ensaio de arrancamento
Os ensaios foram realizados aos 28 dias de idade do concreto. O prisma de concreto
foi apoiado em uma placa metálica, a qual possuía um orifício central que permitia a
passagem tanto da barra quanto do dispositivo de ancoragem. O ensaio foi realizado em uma
máquina hidráulica universal da marca Amsler, com capacidade de 20 toneladas.
Uma estrutura metálica foi feita para que houvesse a possibilidade de prender o prisma
à Amsler. A Figura 4.12 ilustra a estrutura feita para a fixação do prisma na prensa hidráulica
e o esquema de ensaio. Os ensaios foram realizados com o controle do deslocamento do
prisma de concreto em relação a barra. Os deslocamentos foram medidos através de um
relógio comparador.
53
Figura 4.12 - Estrutura de fixação e esquema do ensaio de arrancamento
Fonte: Autor
A velocidade de aplicação da carga foi calculada seguindo as recomendações da
RILEM/CEB/FIP RC6 (1983), conforme a Equação 4.1. Devido a taxa de carregamento
calculada ser muito baixa, fazendo com que a prensa apresentasse uma queda na força
aplicada, ela teve que ser aumentada passando de 75 kgf/minuto para 120 kgf/minuto. A
Figura 4.13 apresenta a realização do ensaio.
𝑣𝑝 = 5. 𝜑2 (𝑘𝑔𝑓) (4.1)
Onde:
𝑣𝑝 – velocidade de aplicação da carga;
𝜑 – diâmetro da barra em cm.
54
Figura 4.13 - Ensaio de arrancamento
Fonte: Autor
Para a realização do ensaio, foi necessário realizar um carregamento prévio dos corpos
de prova, pois era necessário que o relógio comparador estabilizasse e os efeitos do
alongamento das barras de fibra de vidro fossem diminuídos, evitando, assim, que ele afetasse
as leituras. Desta forma, foram realizadas leituras até os primeiros milímetros de
escorregamento por dois motivos: devido às limitações do cursor do relógio e pela
proximidade da carga de ruptura, para evitar danos ao relógio comparador. As Figuras 4.14 e
4.15 apresentam o comportamento das curvas tensão de aderência x deslizamento, dos ensaios
de arrancamento, dos modelos de GFRP e ACO.
55
Figura 4.14 – Diagrama tensão de aderência x deslizamento modelos GFRP
Fonte: Autor
Figura 4.15 - Diagrama tensão de aderência x deslizamento modelos ACO
Fonte: Autor
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8
Ten
são
de
ader
ênci
a (M
Pa)
Deslizamento (mm)
Curva de aderência das barras de GFRP
GFRP - 1
GFRP - 2
GFRP - 3
GFRP - 4
GFRP - 5
GFRP - 6
GFRP - 7
GFRP - 8
GFRP - 9
GFRP - 10
GFRP - 11
GFRP - 12
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
Ten
são
de
ader
ênci
a (M
Pa)
Deslizamento (mm)
Curva de aderência das barras de aço
ACO -1ACO -2ACO -4
56
Devido aos resultados apresentados pelos modelos ACO-3 e ACO-5, os quais ficaram
dispersos dos demais, ambos foram descartados e não participaram da análise de resultados. O
APÊNDICE D, apresenta todos os resultados obtidos nos ensaios de arrancamento.
A ruptura da aderência apresentada pelos corpos de prova, tanto os armados com
GFRP quando os de aço, foi a de arrancamento da barra. A barras de GFRP, tiveram seu
arrancamento devido a ruptura das suas nervuras, consequência do cisalhamento entre as
camadas de resina e fibra, ilustrada na Figura 3.6. As barras de aço tiveram seu arrancamento
como consequência do cisalhamento do concreto, provocado pelas solicitações de corte, as
quais são geradas juntamente com o efeito de cunha, debatido no Capítulo 3.3.2.
A Tabela 4.7 apresenta a tensão média de ruptura da aderência, por arrancamento,
paras os modelos GFRP e ACO. A Figura 4.16 apresenta a ruptura por arrancamento da barra
de GFRP.
Tabela 4.7 - Tensão média de ruptura da aderência
Fonte: Autor
Figura 4.16 - Ruptura por arrancamento da barra de GFRP
Fonte: Autor
AÇO 1375,00 10,94
Tipo de
Armadura
Carga de Ruptura
(kgf)
Tensão de Ruptura
(MPa)
GFRP 1085,00 13,81
57
5 ANÁLISE DOS RESULTADOS E CONCLUSÃO
5.1 RESULTADOS EXPERIMENTAIS
Neste capítulo, serão discutidos os resultados obtidos por meio da investigação
experimental. Os resultados obtidos serão comparados com resultados obtidos por outros
autores e com informações contidas na literatura.
5.1.1 Barras de GFRP
A Tabela 5.1 apresenta os resultados do módulo de elasticidade e da tensão de ruptura
do material obtidos no programa experimental. A Figura 5.1 ilustra o comportamento médio
das curvas tensão x deformação para as barras de GFRP.
Tabela 5.1 - Resultados dos ensaios das barras de GFRP
Fonte: Autor
Desvio padrão 186,53 95,00 0,51
C.V (%) 6,92 6,92 0,95
52,37
53,30
53,08
53,25
53,84
53,24
A6
A7
A8
A9
Média
AMOSTRACARGA DE
RUPTURA (kgf)
Tensão de Ruptura
(MPa)
Módulo de Elastcidade
(MPa)
1497,33
1291,06
1293,61
1201,94
1373,68
-
-
-
53,60
1359,82
1431,12
1436,21
1451,49
1400,562750
2940
2535
2540
2360
2697,2
2670
2810
2820
2850
A1
A2
A3
A4
A5
58
Figura 5.1 - Curva média tensão x deformação das barras de GRFP
Fonte: Autor
De acordo com os resultados obtidos nos ensaios experimentais, apresentados na
Tabela 5.1, as barras de GFRP apresentaram um comportamento homogêneo, com um
coeficiente de variação menor que 7%, para a tensão última de ruptura, e menor que 1% para
o módulo de elasticidade, indicando que os resultados encontrados são aceitáveis. Além disto,
os resultados estão de acordo com os limites apresentados pelo ACI 440 R (1996), os quais
são apresentados na Tabela 2.3.
A Tabela 5.2 apresenta resultados de ensaios de tração direta obtidos por TAVARES
(2006) e COUTO (2007).
Tabela 5.2 - Resultados encontrados na literatura
Fonte: adaptado TAVARES (2006); COUTO (2007)
0,00
100,00
200,00
300,00
400,00
500,00
600,00
700,00
800,00
0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014
Ten
são
(M
Pa)
Deformação Específica ε (mm/mm)
Diagrama médio tensão x deformação
MÉDIA
Linear (MÉDIA)
Módulo de
Elasticidade (GPa)
37,17
38,16
42,7
44,9
9,53
15,88
GFRP
Tensão Última de
Ruptura (MPa)
598,04
510,72
714
624
Diâmetro (mm)
TAVARES6,8
10
Autor
COUTO
Tipo de
Armadura
59
Os valores encontrados no programa experimental deste trabalho estão acima dos
valores encontrados por TAVARES (2006) e COUTO (2007). Uma pequena parcela pode ser
explicada pelo efeito “shear lag”, já debatido nos capítulos 2.4.3 e 3.4.6. Outros fatores
importantes que devem ser considerados são: os tipos de resina e fibra utilizados, a relação de
fibra-resina que compõem a barra e sua conformação superficial.
5.1.2 Ensaios de arrancamento
Conforme LEONHARD; MÖRNNIG (1977) e RILEM/CEB/FIP (1983), o valor de
cálculo da resistência de aderência (τb) corresponde ao valor referente ao deslizamento de 0,1
mm, conforme apresenta a Equação 5.1.
τb = P(0,1 mm) / π . lb . φ Eq. 5.1
Onde:
τb – Resistência da aderência;
P(0,1 mm) – Carga equivalente ao deslizamento de 0,1 mm;
lb – Comprimento da aderência;
φ – Diâmetro da barra.
Segundo COUTO (2007), a tensão última de aderência (τu) é muito maior que o valor
de cálculo, especialmente nos casos com barras de aderência mecânica, alcançando até o
dobro desse valor e deslocamentos de até 1mm. Assim como CAETANO (2008), se adotará
como critério de avaliação, para os ensaios de arrancamento simples, a máxima tensão obtida
nos ensaios. Também será apresentado os resultados para o deslizamento de 1mm
Para a análise dos resultados de arrancamento, será feita a avaliação do coeficiente de
variação (C.V) apresentado pelas amostras. Conforme ALMEIDA FILHO (2006), o qual
estabeleceu três valores limites para o coeficiente de variação visando um maior controle de
qualidade dos resultados e das amostras estudadas, para a classe A (bom), será aceito um
limite de 10% para o coeficiente de variação. Para a classe B (médio), o limite do coeficiente
de variação será de 15%. Para a classe C (ruim), será adotado como limite máximo 20%.
As Tabelas 5.3 e 5.4 apresentam os resultados obtidos nos ensaios de arrancamento.
60
Tabela 5.3 - Resultados do ensaio de arrancamento das barras de GFRP
Fonte: Autor
Tabela 5.4 - Resultados do ensaio de arrancamento das barras de Aço
Fonte: Autor
Os resultados da tensão de aderência, para o deslocamento de 1 milimetro
apresentaram um coeficiente de variação muito alto, tanto para as barras de GFRP quanto para
as barras de aço, apresentando resultados ruins. Um dos motivos pode ser a forma como
foram feitas as leituras, o relógio comparador possuía base magnética a qual ficava fixada
diretamente à máquina hidráulica, podendo, desta forma, resultar em leituras incorretas.
Média
1,91150,12
13,811085,0
1000 12,73
1180 15,02
1150 14,64
1370 17,44
840 10,70
1050 13,37
870 11,08
1210 15,41
1150 14,64
1140 14,51
C.V (%) 25,74 25,74 13,84 13,84
GFRP - 9 275 3,50
GFRP - 10
GFRP - 11
GFRP - 12
230 2,93
185 2,36
158 2,01
Desvio padrão 52,30 0,67
1100 14,01
2,59203,2
GFRP - 7 210 2,67
GFRP - 8 195 2,48
GFRP - 5 285 3,63
GFRP - 6 185 2,36
GFRP - 3 165 2,10
GFRP - 4 160 2,04
GFRP - 1 270 3,44
GFRP - 2 120 1,53
960 12,22
AMOSTRACarga pra 1mm
(kgf)
Tensão para 1mm
(MPa)
Carga de Ruptura
(kgf)
Tensão de Ruptura
(MPa)
Desvio padrão 171,14 1,36 175,01 1,39
C.V (%) 29,07 29,07 12,73 12,73
Tensão para 1mm
(MPa)Carga Última (kgf)
Tensão de Ruptura
(MPa)
Média 588,8 4,69 1375,0 10,94
4,58
-
3,74
ACO - 1
ACO - 2
ACO - 3
ACO - 4
ACO - 5
ACO - 6 1310 10,42
1210 9,63
1210 9,63
1570 12,49
475
835
-
575
-
470
3,78
6,64
-
AMOSTRACarga pra 1mm
(kgf)
1610 12,81
1340 10,66
61
De acordo com Almeida Filho (2006), a grande variabilidade pode estar atribuída à
pequena dimensão dos corpos de prova e do comprimento de aderência, pois uma variação,
mesmo que pequena, no comprimento de ancoragem pode gerar grandes variações nos
resultados.
A tensão última da aderência apresentou resultados satisfatórios para ambos os
modelos. O desvio padrão teve resultado abaixo de 15%, indicando resultados de média
qualidade seguindo os limites estabelecidos por Almeida Filho (2006).
Couto (2007) realizou ensaio de arrancamento direto e mediu as tensões de aderência
correspondentes aos deslocamentos de 0,01, 0,01 e 1 milímetros. A Tabela 5.5 apresenta
resultados obtidos por Couto (2007) em ensaios de arrancamento direto com barras de GFRP
de 9 milímetros e concreto com resistência a compressão de 30 MPa. A Tabela 5.6 apresenta
resultados obtidos por Couto (2007) em ensaios de arrancamento com barras de GFRP de 9
milímetros e concreto com resistência a compressão de 60 MPa.
Tabela 5.5 - Resultados obtidos por COUTO para concreto C30
*Ruptura por arrancamento
Fonte: COUTO (2007)
62
Tabela 5.6 - Resultados obtidos por COUTO para concreto C60
Fonte: COUTO (2007)
As variações nas tenções de aderência encontradas por Couto (2007) e as encontradas
no programa experimental, principalmente a tensão de última (τu), podem ser justificadas,
principalmente, pela resistência do concreto, a conformação superficial das barras de GFRP e
pelo diâmetro das barras.
63
6 CONCLUSÃO
6.1 BARRAS DE GFRP
Devido à baixa resistência ao cisalhamento transversal das barras, foi necessário a
introdução de um dispositivo de ancoragem para que pudesse ser realizado o ensaio de tração
direta. O dispositivo apresentou pouca eficiência, pois não conseguiu impedir que as barras
rompessem devido ao acúmulo de tensões nesta região de ancoragem.
As barras de GFRP apresentaram comportamento elástico-linear até a sua ruptura, a
qual ocorreu de forma brusca sem qualquer tipo de patamar de escoamento. Houveram duas
formas de rupturas desenvolvidas pelas barras de GFRP: a ruptura completa e a ruptura das
nervuras devido ao cisalhamento das camadas de fibra e resina.
As barras de GFRP apresentaram resistência a tração muito elevada e um módulo de
elasticidade muito baixo, o que justifica seu comportamento elástico-linear. Os resultados
encontrados são satisfatórios, pois encontram-se dentro de limites estabelecidos por
normativas e próximos a resultados experimentais apresentados por outros autores.
6.2 ENSAIO DE ARRANCAMENTO
Devido as leituras realizadas, possivelmente de forma inadequada devido à
interferência do alongamento das barras e da estabilização do relógio comparador, não foi
possível calcular o valor exato da tensão de aderência. Todavia pode-se estabelecer um
intervalo de valores de tensão para a resistência da aderência, o que em trabalhos futuros pode
ser de alguma importância. Utilizando as curvas de aderência encontrados no programa
experimental, o intervalo encontrado foi de 0,5 a 1,7 MPa para o deslizamento de 0,1 mm,
para as barras de GFRP, e 0,6 e 1,5 MPa para as barras de aço, o que não representa um
resultado satisfatório.
A forma de ruptura dos modelos foi a de arrancamento da barra sem que houvesse o
fendilhamento do concreto, indicando que o cobrimento de concreto era suficiente para
absorver as tensões geradas pelo arrancamento da barra. As barras de GFRP apresentaram
ruptura das nervuras da barra, gerada pelo cisalhamento das camadas de fibra e resina, e as
barras de aço por cisalhamento do concreto, gerado juntamente com o efeito de cunha.
64
A corpos de prova armados com barras de GFRP apresentaram maiores deslocamentos
do que os armados com barras de aço. Isto justifica a maior tensão de aderência apresentada
pelos modelos de aço para o deslizamento de 1 milimetro.
Os modelos de GFRP apresentaram uma tensão ruptura da aderência maior que os
armados com aço. Uma das explicações pode ser o tamanho da nervura, a qual era maior na
nas barras de GFRP, favorecendo o efeito de cunha e aumentando a aderência, todavia são
necessários mais ensaios para que se possa entender os reais motivos.
De forma geral, os modelos de aço apresentaram um comportamento melhor que os
modelos de GFRP. Os maiores deslocamentos desenvolvidos pelas barras de GFRP, em
comparação às barras de aço, indicam a necessidade de comprimentos maiores de ancoragens
para elementos de concreto armados com este tipo de barra.
6.3 RECOMENDAÇÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
A seguir são apresentadas algumas propostas para estudos futuros:
• Realizar ensaios de aderência com outros tipos de barras de FRP, com o objetivo
de avaliar o comportamento de barras, com diferentes tipos de fibras, com o
concreto;
• Realizar ensaios de aderência com barras de conformações superficiais diferentes;
com o objetivo de avaliar o efeito das diferentes superfícies;
• Realizar ensaios com diferentes classes de concreto, para avaliar os efeitos da
resistência do concreto na tensão de aderência;
• Realizar ensaios com diferentes modelos de determinação da tensão de aderência,
como o ensaio em viga por exemplo;
• Realizar ensaios em elevadas temperaturas, com o objetivo de avaliar o
desempenho residual da aderência, em modelos armados com barras de FRP.
65
REFERÊNCIAS
ACHILLIDES, Z; PILAKOUTAS, K. Bond behavior of fiber reinforced polymers bars under
direct pullout conditions. Journal of composites for Construction, v. 8, n. 2. p. 173-181.
2004.
AL-JAHDALI, F. A.; WAFA, F. F.; SHIHATA, S. Development length for straight deformed
bar in high-strength concrete (SP-149). Special publication (ACI), v. 149, 1994.
ALCÂNTARA, M. A. M.; LORRAIN, M. S.; BARBOSA, M. P. Avaliação da posição da
armadura no desenvolvimento das tensões de aderência na interface entre o concreto auto-
adensável e a armadura. In: 46° Congresso Brasileiro do Concreto. Florianópolis – Brasil, 14
a 18 de agosto de 2004. Anais Volume V – Pré-Fabricados em Concreto. Trabalho CBC0165,
p 76-90.
ALMEIDA FILHO, F. M. Contribuição ao estudo da aderência entre barras de aço e
concretos auto-adensáveis. Tese de Doutorado, Escola de Engenharia de São Carlos,
Universidade de São Paulo, São Carlos - SP, 2006.
AMERICAN CONCRETE INSTITUTE. ACI 440 R: state-of-the-art report on fiber
reinforced plastic (FRP) reinforcement for concrete structures. Unites States, 1996.
AMERICAN CONCRETE INSTITUTE. ACI 440 1R: guide for design and construction of
structural concrete reinforced whit FRP bars. Unites States, 2006.
AMERICAN CONCRETE INSTITUTE. ACI 440 3R: guide test methods for fiber-
reinforced-polymer (FRPs) for reinforcing or strengthening concrete structures. Unites States,
2004.
AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM D 3916-02: standard
test method for tensile properties of pultuded glass-fiber-reinforced plastic rod. Unites States,
2002.
66
BAKIS, C. E. et al. Fiber reinforced Polymer composites for construction – State of the art
review. Journal of composites for Construction, v. 6, n. 2. P. 73-87. 2002.
BEIRAL, W. V. Aderência entre concreto e barras lisas de polímero reforçado com fibra
de vidro. Tese (Mestrado em Engenharia Civil) – Centro de Ciência e Tecnologia, UENF,
Campos dos Goytacazes - RJ, 2012.
BENMOKRANE, B. et al. Durability of glass fiber-reinforced polymer reinforcing bars in
environment. Journal of composites for Construction, v. 6, n. 3. p. 143-153. 2002.
CAETANO, L. F. Estudo do comportamento da aderência de elementos de concreto
armado em condições extremas. Dissertação (Mestrado em Engenharia) – Programa de Pós-
Graduação em Engenharia Civil, UFRGS, Porto Alegre, 2008.
CANADIAN STANDADS ASSOSSIATION. CAN S806: Design and construction of
building components whit fiber-reinforced polymers. Canada, 2002.
CASTRO, P. F. Barras de FRP: avaliando o módulo de elasticidade não
destrutivamente. Polímeros: Ciência e tecnologia. São Carlos, v. 7, n. 2, p. 58-65, 1997.
CONSIGLIO NAZIONALE DELLE RICERCHE. CRN-DT 203: Istruzioni per la
progettazione, l’Esecuzione ed il controllo di strutture di calcestruzzo armato con barre di
materiale composito fibrorinforzato. Roma, 2007.
COUTO, I. A. Análise teórica e experimental do comportamento da aderência entre o
concreto e barras de fibra de vidro impregnada por polímero. Dissertação Mestrado,
Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos - SP, 2007.
DANIN, A. F. Estudo da aderência entre concreto e armadura: análise da influência de
fibras de aço. Dissertação de Mestrado, Escola de Engenharia Civil, Universidade Federal do
Goiás, Goiânia - GO, 2010.
67
FERNANDES, R. M. A influência das ações repetidas na aderência aço-concreto.
Dissertação (Mestrado em Engenharia de Estruturas) - Escola de Engenharia de São Carlos,
Universidade de São Paulo, São Carlos - SP, 2000.
FEDERATION INTERNATIONALE DU BETON. FIB 9.3 TG: FRP reinforcement in RC
structures. Sheffield, England. 2003.
FEDERATION INTERNATIONALE DU BETON. FIB 9.3 TG: FRP reinforcement in RC
structures. Thecnical report, Laussane, Switzerland. 2007.
FUSCO, P. B. Técnica de armar as estruturas de concreto. 1ª Ed. São Paulo: PINI, 1995.
REYES, F. E G. Análise da aderência entre barras de aço e concretos (CC, CAA,
CAAFAA), sob influência de ações monotônicas e cíclicas. Dissertação Mestrado, Escola
de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos - SP, 2009.
LEONHARDT, F; MÖNNIG, E. Construções de concreto: Princípios básicos do
dimensionamento de estruturas de concreto armado. 1ª Ed. Rio de Janeiro: Interciência,
vol. 1 e 3, 1997.
NANNI, A.; AL-ZAHARANI, M. M.; AL-DULAIJAN, S. U; BAKIS, C. E.; BOOTHBY, T.
E; Bond of FR reinforcement to concrete: experimental results. Proceedings of the Second
International RILEM Symposium on Non-Metallic Reinforcement for Concrete
Structures (FRPRCS-2), Ghent, Belgium, p. 135-145,1995.
REHM, G; ELIGEHAUSEN, R. Bond of ribbed bars under repeated loads. Report 291,
German Institute for Reinforced Concrete, Berlin, 1979.
REYES, F. E G. Análise da aderência entre barras de aço e concretos (CC, CAA,
CAAFAA), sob influência de ações monotônicas e cíclicas. Dissertação Mestrado, Escola
de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos - SP, 2009.
68
RIBEIRO, S. E. C.; JÚLIO, E. R.; RICCIO, V. A. Estudo comparativo entre o
dimensionamento de vigas biapoiadas de concreto armado com aço e com polímero reforçado
por fibras (FRP). Ciência e Engenharia (Science & Engineering Journal), v. 25, n. 2. 2016.
RILEM/CEB/FIP. 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,
p. 96-105, 1973.
ROSSI, N. Resistência de aderência concreto-aço: Efeitos da resistência à compressão do
concreto e do comprimento de aderência. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil-
Edificações). Universidade Estadual de Campinas, Campinas - SP, 2002.
TAVARES, A. J. Aderência aço-concreto: análise numérica dos ensaios pull-out e
APULOT. Dissertação Mestrado, Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, Universidade
Estadual Paulista, Ilha Solteira - SP, 2012.
TAVARES, D. H. Análise teórica e experimental de vigas de concreto armadas com
barras não metálicas de GFRP. Dissertação Mestrado, Escola de Engenharia de São Carlos,
Universidade de São Paulo, São Carlos - SP, 2006.
TUTIKIAN, B. F.; HELENE, P. Dosagem dos concretos de cimento Portland. Concreto:
Ciência e Tecnologia. IBRACON, 2011.
VALE SILVA, B. Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out para
estimativa da resistência a compressão do concreto. Dissertação Mestrado, Faculdade de
Engenharia de Ilha Solteira, Universidade Estadual Paulista, Ilha Solteira - SP, 2010.
UMOTO, T.; MUTSUYOSHI, H.; KTSUKI, F.; MISRA, S. Use of fiber reinforced polymer
as reinforcing material for concrete. Journal of Materials in Civil Engineering, v. 14, n. 3.
p. 191-209. 2002.
69
APÊNDICE
70
APÊNDICE A – DISTRIBUIÇÃO GRANULOMÉTRICA DOS AGREGADOS
A.1 – CURVA GRANULOMÉTRICA DO AGREGADO MIÚDO
71
A.2 – CURVA GRANULOMÉTRICA DO AGREGADO GRAÚDO
72
APÊNDICE B – RESULTADOS DOS ENSAIOS DE COMPRESSÃO AXIAL
B.1 – RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO
Resistência a compressão
Corpo de
Prova
Idade
(dias)
Carga de
Ruptura
(Kgf)
Área (cm²)
Tensão de
Ruptura
(Mpa)
Tensão de
Ruptura Média
(Mpa)
CP7-1
7
7900
78,54
10,06
10,23 CP7-2 7600 9,68
CP7-3 8600 10,95
CP14-1
14
10400
78,54
13,24
13,33 CP14-2 11000 14,01
CP14-3 10000 12,73
CP28-1
28
15000
78,54
19,10
19,29 CP28-2 15400 19,61
CP28-3 15050 19,16
CP37-1
37
18600
78,54
23,68
24,87 CP37-2 20000 25,46
CP37-3 20000 25,46
73
APÊNDICE C – RESULTADOS DOS ENSAIOS DE TRAÇÃO DIRETA
C.1 – ALONGAMENTO E DEFORMAÇÃO ESPECÍFICA
Amostra 4
Carga
(Kgf)
Alongamento Tensão
(Mpa)
Deformação
Específica ε Alongamento (1/100
mm)
Alongamento
(mm)
70 0 0 35,651 0
90 5 0,05 45,837 0,00025
130 10 0,1 66,208 0,0005
150 15 0,15 76,394 0,00075
180 20 0,2 91,673 0,001
200 25 0,25 101,859 0,00125
220 30 0,3 112,045 0,0015
250 35 0,35 127,324 0,00175
290 40 0,4 147,696 0,002
300 45 0,45 152,789 0,00225
320 50 0,5 162,975 0,0025
350 55 0,55 178,254 0,00275
390 60 0,6 198,625 0,003
400 65 0,65 203,718 0,00325
440 70 0,7 224,090 0,0035
460 75 0,75 234,276 0,00375
490 80 0,8 249,555 0,004
520 85 0,85 264,834 0,00425
540 90 0,9 275,020 0,0045
580 95 0,95 295,392 0,00475
600 100 1 305,577 0,005
620 105 1,05 315,763 0,00525
650 110 1,1 331,042 0,0055
680 115 1,15 346,321 0,00575
700 120 1,2 356,507 0,006
74
720 125 1,25 366,693 0,00625
730 130 1,3 371,786 0,0065
780 135 1,35 397,251 0,00675
805 140 1,4 409,983 0,007
830 145 1,45 422,716 0,00725
860 150 1,5 437,994 0,0075
890 155 1,55 453,273 0,00775
910 160 1,6 463,459 0,008
940 165 1,65 478,738 0,00825
960 170 1,7 488,924 0,0085
990 175 1,75 504,203 0,00875
1020 180 1,8 519,482 0,009
1040 185 1,85 529,668 0,00925
1060 190 1,9 539,854 0,0095
1090 195 1,95 555,132 0,00975
1120 200 2 570,411 0,01
1140 205 2,05 580,597 0,01025
1170 210 2,1 595,876 0,0105
1200 215 2,15 611,155 0,01075
1220 220 2,2 621,341 0,011
1250 225 2,25 636,620 0,01125
1290 230 2,3 656,992 0,0115
1300 235 2,35 662,085 0,01175
1330 240 2,4 677,363 0,012
1360 245 2,45 692,642 0,01225
1400 250 2,5 713,014 0,0125
75
Amostra 5
Carga
(Kgf)
Deformação Tensão
(Mpa)
Deformação
Específica ε Alongamento (1/100
mm)
Alongamento
(mm)
90 0 0 45,837 0
110 5 0,05 56,023 0,00025
130 10 0,1 66,208 0,0005
160 15 0,15 81,487 0,00075
180 20 0,2 91,673 0,001
200 25 0,25 101,859 0,00125
230 30 0,3 117,138 0,0015
260 35 0,35 132,417 0,00175
290 40 0,4 147,696 0,002
310 45 0,45 157,882 0,00225
340 50 0,5 173,161 0,0025
360 55 0,55 183,346 0,00275
390 60 0,6 198,625 0,003
400 65 0,65 203,718 0,00325
430 70 0,7 218,997 0,0035
460 75 0,75 234,276 0,00375
490 80 0,8 249,555 0,004
510 85 0,85 259,741 0,00425
540 90 0,9 275,020 0,0045
560 95 0,95 285,206 0,00475
600 100 1 305,577 0,005
610 105 1,05 310,670 0,00525
640 110 1,1 325,949 0,0055
670 115 1,15 341,228 0,00575
700 120 1,2 356,507 0,006
720 125 1,25 366,693 0,00625
750 130 1,3 381,972 0,0065
770 135 1,35 392,158 0,00675
800 140 1,4 407,437 0,007
76
820 145 1,45 417,623 0,00725
850 150 1,5 432,901 0,0075
880 155 1,55 448,180 0,00775
900 160 1,6 458,366 0,008
930 165 1,65 473,645 0,00825
950 170 1,7 483,831 0,0085
980 175 1,75 499,110 0,00875
1000 180 1,8 509,296 0,009
1030 185 1,85 524,575 0,00925
1050 190 1,9 534,761 0,0095
1090 195 1,95 555,132 0,00975
1110 200 2 565,318 0,01
1140 205 2,05 580,597 0,01025
1160 210 2,1 590,783 0,0105
1180 215 2,15 600,969 0,01075
1200 220 2,2 611,155 0,011
1230 225 2,25 626,434 0,01125
1260 230 2,3 641,713 0,0115
1280 235 2,35 651,899 0,01175
1310 240 2,4 667,178 0,012
1340 245 2,45 682,456 0,01225
1370 250 2,5 697,735 0,0125
1400 255 2,55 713,014 0,01275
Amostra 6
Carga
(Kgf)
Deformação Tensão
(Mpa)
Deformação
Específica ε Alongamento (1/100
mm)
Alongamento
(mm)
80 0 0 40,744 0
100 5 0,05 50,930 0,00025
125 10 0,1 63,662 0,0005
150 15 0,15 76,394 0,00075
77
175 20 0,2 89,127 0,001
200 25 0,25 101,859 0,00125
225 30 0,3 114,592 0,0015
250 35 0,35 127,324 0,00175
275 40 0,4 140,056 0,002
300 45 0,45 152,789 0,00225
325 50 0,5 165,521 0,0025
350 55 0,55 178,254 0,00275
375 60 0,6 190,986 0,003
400 65 0,65 203,718 0,00325
430 70 0,7 218,997 0,0035
460 75 0,75 234,276 0,00375
490 80 0,8 249,555 0,004
520 85 0,85 264,834 0,00425
540 90 0,9 275,020 0,0045
575 95 0,95 292,845 0,00475
600 100 1 305,577 0,005
625 105 1,05 318,310 0,00525
650 110 1,1 331,042 0,0055
675 115 1,15 343,775 0,00575
700 120 1,2 356,507 0,006
725 125 1,25 369,239 0,00625
750 130 1,3 381,972 0,0065
775 135 1,35 394,704 0,00675
800 140 1,4 407,437 0,007
825 145 1,45 420,169 0,00725
850 150 1,5 432,901 0,0075
875 155 1,55 445,634 0,00775
900 160 1,6 458,366 0,008
925 165 1,65 471,099 0,00825
950 170 1,7 483,831 0,0085
975 175 1,75 496,563 0,00875
1000 180 1,8 509,296 0,009
78
1030 185 1,85 524,575 0,00925
1060 190 1,9 539,854 0,0095
1100 195 1,95 560,225 0,00975
1120 200 2 570,411 0,01
1150 205 2,05 585,690 0,01025
1180 210 2,1 600,969 0,0105
1200 215 2,15 611,155 0,01075
1225 220 2,2 623,887 0,011
1250 225 2,25 636,620 0,01125
1275 230 2,3 649,352 0,0115
1300 235 2,35 662,085 0,01175
1325 240 2,4 674,817 0,012
1350 245 2,45 687,549 0,01225
1375 250 2,5 700,282 0,0125
1400 255 2,55 713,014 0,01275
Amostra 7
Carga
(Kgf)
Deformação Tensão
(Mpa)
Deformação
Específica ε Alongamento (1/100 mm) Alongamento
(mm)
80 0 0 40,744 0
100 5 0,05 50,930 0,00025
130 10 0,1 66,208 0,0005
155 15 0,15 78,941 0,00075
180 20 0,2 91,673 0,001
205 25 0,25 104,406 0,00125
230 30 0,3 117,138 0,0015
250 35 0,35 127,324 0,00175
280 40 0,4 142,603 0,002
305 45 0,45 155,335 0,00225
330 50 0,5 168,068 0,0025
355 55 0,55 180,800 0,00275
79
380 60 0,6 193,532 0,003
405 65 0,65 206,265 0,00325
435 70 0,7 221,544 0,0035
460 75 0,75 234,276 0,00375
485 80 0,8 247,008 0,004
520 85 0,85 264,834 0,00425
550 90 0,9 280,113 0,0045
585 95 0,95 297,938 0,00475
600 100 1 305,577 0,005
625 105 1,05 318,310 0,00525
655 110 1,1 333,589 0,0055
680 115 1,15 346,321 0,00575
705 120 1,2 359,054 0,006
730 125 1,25 371,786 0,00625
760 130 1,3 387,065 0,0065
785 135 1,35 399,797 0,00675
810 140 1,4 412,530 0,007
835 145 1,45 425,262 0,00725
865 150 1,5 440,541 0,0075
890 155 1,55 453,273 0,00775
910 160 1,6 463,459 0,008
940 165 1,65 478,738 0,00825
970 170 1,7 494,017 0,0085
995 175 1,75 506,749 0,00875
1015 180 1,8 516,935 0,009
1040 185 1,85 529,668 0,00925
1060 190 1,9 539,854 0,0095
1100 195 1,95 560,225 0,00975
1115 200 2 567,865 0,01
1150 205 2,05 585,690 0,01025
1165 210 2,1 593,330 0,0105
1195 215 2,15 608,609 0,01075
1220 220 2,2 621,341 0,011
80
1250 225 2,25 636,620 0,01125
1265 230 2,3 644,259 0,0115
1295 235 2,35 659,538 0,01175
1320 240 2,4 672,270 0,012
1350 245 2,45 687,549 0,01225
1370 250 2,5 697,735 0,0125
1395 255 2,55 710,468 0,01275
Amostra 8
Carga
(Kgf)
Deformação Tensão
(Mpa)
Deformação
Específica ε Alongamento (1/100 mm) Alongamento
(mm)
85 0 0 43,290 0
110 5 0,05 56,023 0,00025
135 10 0,1 68,755 0,0005
160 15 0,15 81,487 0,00075
185 20 0,2 94,220 0,001
210 25 0,25 106,952 0,00125
235 30 0,3 119,685 0,0015
260 35 0,35 132,417 0,00175
285 40 0,4 145,149 0,002
310 45 0,45 157,882 0,00225
340 50 0,5 173,161 0,0025
365 55 0,55 185,893 0,00275
390 60 0,6 198,625 0,003
415 65 0,65 211,358 0,00325
440 70 0,7 224,090 0,0035
460 75 0,75 234,276 0,00375
495 80 0,8 252,101 0,004
525 85 0,85 267,380 0,00425
555 90 0,9 282,659 0,0045
580 95 0,95 295,392 0,00475
81
605 100 1 308,124 0,005
635 105 1,05 323,403 0,00525
660 110 1,1 336,135 0,0055
685 115 1,15 348,868 0,00575
705 120 1,2 359,054 0,006
735 125 1,25 374,332 0,00625
760 130 1,3 387,065 0,0065
785 135 1,35 399,797 0,00675
815 140 1,4 415,076 0,007
840 145 1,45 427,808 0,00725
870 150 1,5 443,087 0,0075
895 155 1,55 455,820 0,00775
920 160 1,6 468,552 0,008
950 165 1,65 483,831 0,00825
975 170 1,7 496,563 0,0085
995 175 1,75 506,749 0,00875
1015 180 1,8 516,935 0,009
1050 185 1,85 534,761 0,00925
1070 190 1,9 544,947 0,0095
1100 195 1,95 560,225 0,00975
1130 200 2 575,504 0,01
1150 205 2,05 585,690 0,01025
1180 210 2,1 600,969 0,0105
1200 215 2,15 611,155 0,01075
1230 220 2,2 626,434 0,011
1250 225 2,25 636,620 0,01125
1280 230 2,3 651,899 0,0115
1300 235 2,35 662,085 0,01175
82
Amostra 9
Carga
(Kgf)
Deformação Tensão
(Mpa)
Deformação
Específica ε Alongamento (1/100 mm) Alongamento
(mm)
115 0 0 58,569 0
140 5 0,05 71,301 0,00025
170 10 0,1 86,580 0,0005
190 15 0,15 96,766 0,00075
215 20 0,2 109,499 0,001
240 25 0,25 122,231 0,00125
270 30 0,3 137,510 0,0015
290 35 0,35 147,696 0,00175
320 40 0,4 162,975 0,002
350 45 0,45 178,254 0,00225
380 50 0,5 193,532 0,0025
400 55 0,55 203,718 0,00275
430 60 0,6 218,997 0,003
455 65 0,65 231,730 0,00325
480 70 0,7 244,462 0,0035
510 75 0,75 259,741 0,00375
540 80 0,8 275,020 0,004
565 85 0,85 287,752 0,00425
590 90 0,9 300,485 0,0045
620 95 0,95 315,763 0,00475
645 100 1 328,496 0,005
670 105 1,05 341,228 0,00525
695 110 1,1 353,961 0,0055
720 115 1,15 366,693 0,00575
745 120 1,2 379,425 0,006
770 125 1,25 392,158 0,00625
800 130 1,3 407,437 0,0065
830 135 1,35 422,716 0,00675
855 140 1,4 435,448 0,007
83
880 145 1,45 448,180 0,00725
905 150 1,5 460,913 0,0075
935 155 1,55 476,192 0,00775
965 160 1,6 491,470 0,008
990 165 1,65 504,203 0,00825
1015 170 1,7 516,935 0,0085
1040 175 1,75 529,668 0,00875
1070 180 1,8 544,947 0,009
1095 185 1,85 557,679 0,00925
1120 190 1,9 570,411 0,0095
1145 195 1,95 583,144 0,00975
1170 200 2 595,876 0,01
1190 205 2,05 606,062 0,01025
1220 210 2,1 621,341 0,0105
1245 215 2,15 634,073 0,01075
1270 220 2,2 646,806 0,011
1300 225 2,25 662,085 0,01125
1330 230 2,3 677,363 0,0115
1355 235 2,35 690,096 0,01175
1385 240 2,4 705,375 0,012
1405 245 2,45 715,561 0,01225
1430 250 2,5 728,293 0,0125
1455 255 2,55 741,025 0,01275
84
C.2 – DIAGRAMAS TENSÃO X DEFORMAÇÃO
y = 53602x + 34,727R² = 0,9997
0,000
100,000
200,000
300,000
400,000
500,000
600,000
700,000
800,000
0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014
Ten
são
(M
Pa)
Deformação Específica ε (mm/mm)
Amostra 4
y = 52369x + 39,894R² = 0,9998
0,000
100,000
200,000
300,000
400,000
500,000
600,000
700,000
800,000
0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014
Ten
são
(M
Pa)
Deformação Específica ε (mm/mm)
Amostra 5
y = 53304x + 35,155R² = 0,9998
0,000
100,000
200,000
300,000
400,000
500,000
600,000
700,000
800,000
0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014
Ten
são
(M
Pa)
Deformação Específica ε (mm/mm)
Amostra 6
85
y = 53076x + 38,521R² = 0,9998
0,000
100,000
200,000
300,000
400,000
500,000
600,000
700,000
800,000
0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014
Tensão (
MP
a)
Deformação Específica ε (mm/mm)
Amostra 7
y = 53247x + 40,765R² = 0,9999
0,000
100,000
200,000
300,000
400,000
500,000
600,000
700,000
0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014
Ten
são
(M
Pa)
Deformação Específica ε (mm/mm)
Amostra 8
y = 53835x + 57,527R² = 0,9999
0,000
100,000
200,000
300,000
400,000
500,000
600,000
700,000
800,000
0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014
Tensão (
Mpa)
Deformação Específica ε (mm/mm)
Amostra 9
86
APÊNDICE D -RESULTADOS DOS ENSAIOS DE ARRANCAMENTO
D.1 – BARRAS DE GFRP
GFRP - 1
Carga (Kgf) Escorregamento
Tensão (Mpa) μm mm
0 0 0 0,000
20 60 0,06 0,255 40 100 0,1 0,509
60 210 0,21 0,764 80 290 0,29 1,019
100 400 0,4 1,273
120 490 0,49 1,528 140 550 0,55 1,783
160 640 0,64 2,037 180 710 0,71 2,292
200 780 0,78 2,546
220 840 0,84 2,801 240 900 0,9 3,056
260 970 0,97 3,310 280 1030 1,03 3,565
300 1090 1,09 3,820 320 1170 1,17 4,074
340 1200 1,2 4,329
360 1280 1,28 4,584 380 1340 1,34 4,838
400 1410 1,41 5,093 400 1600 1,6 5,093
87
GFRP - 2
Carga (Kgf) Escorregamento
Tensão (Mpa) μm mm
Pré tensão
0 0 0,000
20 0 0,255
40 0 0,509
60 0 0,764
80 0 0 1,019
100 210 0,21 1,273
120 680 0,68 1,528
120 700 0,7 1,528
120 800 0,8 1,528
120 900 0,9 1,528
120 1000 1 1,528
120 1200 1,2 1,528
GFRP - 3
Carga (Kgf) Escorregamento
Tensão (Mpa) μm mm
Pré Tensão
0 0 0,000
20 0 0,255
40 0 0,509
60 0 0,764 80 0 0 1,019
100 330 0,33 1,273
120 590 0,59 1,528
140 790 0,79 1,783
160 970 0,97 2,037
180 1080 1,08 2,292
200 1310 1,31 2,546
220 1480 1,48 2,801
88
GFRP - 4
Carga (Kgf) Escorregamento
Tensão (Mpa) μm mm
Pré Tensão
0 0 0,000
20 0 0,255
40 0 0,509
60 0 0,764
80 0 0 1,019
100 300 0,3 1,273
120 540 0,54 1,528
140 870 0,87 1,783
160 1050 1,05 2,037
180 1230 1,23 2,292
200 1400 1,4 2,546
GFRP - 5
Carga (Kgf) Escorregamento
Tensão (Mpa) μm mm
Pré Tensão
0 0 0,000
20 0 0,255
40 0 0,509
60 0 0,764
80 0 1,019
100 0 0 1,273
120 150 0,15 1,528
140 300 0,3 1,783
160 390 0,39 2,037
180 510 0,51 2,292
200 620 0,62 2,546
220 700 0,7 2,801
240 810 0,81 3,056
260 910 0,91 3,310
280 990 0,99 3,565
300 1090 1,09 3,820
89
GFRP - 6
Carga (Kgf) Escorregamento
Tensão (Mpa) μm mm
Pré Tensão
0 0 0,000
20 0 0,255
40 0 0,509
60 0 0,764
80 0 1,019
100 0 0 1,273
120 350 0,35 1,528
140 600 0,6 1,783
160 800 0,8 2,037
180 960 0,96 2,292
200 1120 1,12 2,546
220 1290 1,29 2,801
240 1390 1,39 3,056
260 1500 1,5 3,310
GFRP - 7
Carga (Kgf) Escorregamento
Tensão (Mpa) μm mm
Pré Tensão
0 0 0,000
20 0 0,255
40 0 0,509
60 0 0,764
80 0 1,019
100 0 0 1,273
120 270 0,27 1,528
140 480 0,48 1,783
160 670 0,67 2,037
180 830 0,83 2,292
200 940 0,94 2,546
220 1060 1,06 2,801
240 1190 1,19 3,056
260 1330 1,33 3,310
280 1430 1,43 3,565
300 1550 1,55 3,820
90
GFRP - 8
Carga (Kgf) Escorregamento
Tensão (Mpa) μm mm
Pré Tensão
0 0 0 0,000
20 0 0 0,255
40 0 0 0,509
60 0 0 0,764
80 0 0 1,019
100 320 0,32 1,273
120 500 0,5 1,528
140 690 0,69 1,783
160 840 0,84 2,037
180 950 0,95 2,292
200 1100 1,1 2,546
220 1220 1,22 2,801
240 1330 1,33 3,056
260 1470 1,47 3,310
GFRP - 9
Carga (Kgf) Escorregamento
Tensão (Mpa) μm mm
Pré Tensão
0 0 0,000
20 0 0,255
40 0 0,509
60 0 0,764
80 0 1,019
100 0 1,273
120 0 0 1,528
140 180 0,18 1,783
160 300 0,3 2,037
180 430 0,43 2,292
200 590 0,59 2,546
220 670 0,67 2,801
240 790 0,79 3,056
260 920 0,92 3,310
280 1030 1,03 3,565
300 1150 1,15 3,820
91
GFRP - 10
Carga (Kgf) Escorregamento
Tensão (Mpa) μm mm
Pré Tensão 0 0 0,000
20 0 0,255
40 0 0 0,509
60 200 0,2 0,764
80 370 0,37 1,019
100 500 0,5 1,273
120 610 0,61 1,528
140 680 0,68 1,783
160 760 0,76 2,037
180 830 0,83 2,292
200 900 0,9 2,546
220 960 0,96 2,801
240 1050 1,05 3,056
260 1120 1,12 3,310
280 1180 1,18 3,565
300 1250 1,25 3,820
GFRP - 11
Carga (Kgf) Escorregamento
Tensão (Mpa) μm mm
Pré Tensão
0 0 0,000
20 0 0,255
40 0 0,509
60 0 0,764
80 0 1,019
100 0 0 1,273
120 430 0,43 1,528
140 630 0,63 1,783
160 840 0,84 2,037
180 980 0,98 2,292
200 1150 1,15 2,546
220 1270 1,27 2,801
240 1400 1,4 3,056
92
GFRP - 12
Carga (Kgf) Escorregamento
Tensão (Mpa) μm mm
Pré Tensão
0 0 0,000
20 0 0,255
40 0 0,509
60 0 0 0,764
80 240 0,24 1,019
100 470 0,47 1,273
120 630 0,63 1,528
140 880 0,88 1,783
160 1020 1,02 2,037
180 1200 1,2 2,292
200 1350 1,35 2,546
220 1470 1,47 2,801
D.2 – BARRAS DE AÇO
ACO - 1
Carga (Kgf) Escorregamento
Tensão (Mpa) μm mm
Pré Tensão
0 0 0,000
20 0 0,159
40 0 0,318
60 0 0,477
80 0 0,637
100 0 0 0,796
120 200 0,2 0,955
140 300 0,3 1,114
160 380 0,38 1,273
180 430 0,43 1,432
200 490 0,49 1,592
220 530 0,53 1,751
240 580 0,58 1,910
260 620 0,62 2,069
280 655 0,655 2,228
300 690 0,69 2,387
93
320 710 0,71 2,546
340 720 0,72 2,706
360 740 0,74 2,865
380 760 0,76 3,024
400 790 0,79 3,183
420 810 0,81 3,342
440 840 0,84 3,501
460 870 0,87 3,661
480 1020 1,02 3,820
500 1040 1,04 3,979
ACO - 2
Carga (Kgf) Escorregamento
Tensão (Mpa) mm
Pré Tensão
0 0 0,000
20 0 0,159
40 0 0,318
60 0 0,477
80 0 0 0,637
100 70 0,07 0,796
120 130 0,13 0,955
140 170 0,17 1,114
160 190 0,19 1,273
180 210 0,21 1,432
200 240 0,24 1,592
220 250 0,25 1,751
240 270 0,27 1,910
260 285 0,285 2,069
280 295 0,295 2,228
300 305 0,305 2,387
320 315 0,315 2,546
340 330 0,33 2,706
360 340 0,34 2,865
380 360 0,36 3,024
400 370 0,37 3,183
420 380 0,38 3,342
440 400 0,4 3,501
460 415 0,415 3,661
94
480 430 0,43 3,820
500 450 0,45 3,979
520 470 0,47 4,138
540 495 0,495 4,297
560 520 0,52 4,456
580 550 0,55 4,615
600 580 0,58 4,775
620 610 0,61 4,934
640 650 0,65 5,093
660 670 0,67 5,252
680 720 0,72 5,411
700 745 0,745 5,570
720 790 0,79 5,730
740 820 0,82 5,889
760 840 0,84 6,048
780 860 0,86 6,207
800 945 0,945 6,366
820 970 0,97 6,525
840 1010 1,01 6,685
860 1060 1,06 6,844
880 1090 1,09 7,003
ACO - 4
Carga (Kgf) Escorregamento
Tensão (Mpa) mm
Pré Tensão
0 0 0,000
20 0 0,159
40 0 0,318
60 0 0,477
80 0 0,637
100 0 0,796
120 0 0 0,955
140 80 0,08 1,114
160 170 0,17 1,273
180 230 0,23 1,432
200 270 0,27 1,592
220 300 0,3 1,751
240 330 0,33 1,910
260 380 0,38 2,069
95
280 420 0,42 2,228
300 450 0,45 2,387
320 480 0,48 2,546
340 510 0,51 2,706
360 560 0,56 2,865
380 610 0,61 3,024
400 660 0,66 3,183
420 690 0,69 3,342
440 730 0,73 3,501
460 780 0,78 3,661
480 810 0,81 3,820
500 840 0,84 3,979
520 890 0,89 4,138
540 930 0,93 4,297
560 970 0,97 4,456
580 1010 1,01 4,615
600 1050 1,05 4,775
ACO - 6
Carga (Kgf) Escorregamento
Tensão (Mpa) mm
Pré Tensão
0 0 0,000
20 0 0,159
40 0 0,318
60 0 0,477
80 0 0,637
100 0 0,796
120 0 0,955
140 0 0 1,114
160 190 0,1 1,273
180 280 0,19 1,432
200 360 0,27 1,592
220 390 0,3 1,751
240 460 0,37 1,910
260 530 0,44 2,069
280 600 0,51 2,228
300 685 0,595 2,387
320 760 0,67 2,546
340 800 0,71 2,706
96
360 860 0,77 2,865
380 895 0,805 3,024
400 940 0,85 3,183
420 990 0,9 3,342
440 1025 0,935 3,501
460 1080 0,99 3,661
480 1130 1,04 3,820
500 1180 1,09 3,979
520 1220 1,13 4,138
540 1260 1,17 4,297
560 1310 1,22 4,456
580 1370 1,28 4,615
600 1410 1,32 4,775
620 1470 1,38 4,934
