Comportamento à flexão de lajes mistas de concreto reforçado com fibras de aço e fôrma permanente de polímero reforçado com fibras

Abstract

Nos últimos anos, estruturas com fôrmas permanentes fabricadas com materiais compósitos têm ganhado destaque nos meios acadêmicos e na indústria da construção civil. Este destaque é devido à resistência à corrosão, alta capacidade de carga, baixa densidade, resistência à fadiga e facilidade de manuseio do material. No entanto, por se tratar de um novo método, existem desafios a serem superados e escassez de dados experimentais disponíveis por se tratar de um novo método. Neste trabalho foi proposto um sistema de lajes mistas inovador, constituído por uma fôrma permanente de Polímero Reforçado com Fibra de Vidro (PRFV) e Concreto Autoadensável Reforçado com Fibras de Aço (CARFA). A fôrma proposta possui uma seção transversal trapezoidal e dupla função na laje mista, sendo fôrma no estágio inicial, e armadura nas condições de uso. Por outro lado, o CARFA foi escolhido para substituir a armadura tradicional utilizada para combater os efeitos da retração, geralmente constituída por uma tela de aço soldada. A escolha pelo CARFA também se deve às suas propriedades inerentes, possibilitando ganhos de produtividade no processo construtivo, e à hipótese levantada de que o uso do concreto com fibras pode conferir um comportamento mais dúctil para o elemento estrutural, a ser verificada nos testes realizados. O trabalho foi realizado de acordo com as seguintes etapas: 1) revisão bibliográfica; 2) elaboração de um modelo analítico e pré-dimensionamento das lajes; 3) produção das fôrmas permanentes de PRFV; 4) caracterização dos PRFV; 5) produção das lajes mistas; 6) caracterização do CARFA; 7) realização dos ensaios de flexão à quatro pontos e 8) análise dos resultados. O modelo analítico foi inspirado nas normas ABNT NBR 8800, ACI 440.R e ACI 440.2R, desprezando a resistência à tração do concreto e a resistência à compressão do polímero. A produção das fôrmas dividiu-se entre a fabricação de placas retas e a fabricação das fôrmas trapezoidais, sendo realizadas por meio do método de infusão de resina com auxílio do vácuo. Posteriormente, foram caracterizadas pela etapa subsequente por meio do ensaio de tração direta. Após a caracterização dos PRFV foi realizada a produção das lajes mistas, aplicando-se um tratamento de areia na superfície da fôrma permanente de PRFV. A caracterização do concreto se sucedeu após o período de 28 dias e a determinação do comportamento da laje mista se deu por meio do ensaio de flexão à quatro pontos para um vão livre de 1800 mm. Ao total foram analisados dois tipos de lajes mistas, tendo como parâmetro principal a variação da espessura da fôrma permanente por meio da concentração de fibras unidirecionais utilizadas. O comportamento de flexão da laje mista revelou um modo predominante de falha por flexão, com deslocamentos significativos e comportamento pseudo-dúctil. As lajes demonstraram uma ação compósita eficaz, com comportamento linear até a carga de desprendimento inicial da fôrma, influenciada pela espessura. Lajes com fôrmas mais espessas apresentaram cargas de desprendimento e deslocamentos menores. O estudo demonstra que a laje mista proposta apresenta comportamento estrutural adequado e tem potencial para ser aplicado na indústria da construção civil.