O efeito das elevadas temperaturas em concretos com fibras de aço submetidas a tratamento superficial com nanosílica: comportamento ao arrancamento, propriedades mecânicas e simulação numérica

• Processo: 22/14045-5
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2025
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Civil - Construção Civil
• Pesquisador responsável: Ramoel Serafini
• Beneficiário: Ramoel Serafini
• Instituição Sede: Unidade Mooca. Universidade São Judas Tadeu (USJT). São Paulo , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Luís Antônio Guimarães Bitencourt Júnior ; Renan Pícolo Salvador
• Assunto(s): Fibra de aço Simulação numérica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: arrancamento | deposição de nanosílica | Elevadas Temperaturas | Fibras de Aço | Simulação Numérica | Concretos Reforçados com Fibras

Resumo

O uso de concreto reforçado com fibras de aço (CRFA) como substituição total ou parcial ao concreto armado tem se popularizado nas últimas décadas, especialmente para produção de elementos pré-moldados. No entanto, estruturas de CRFA estão suscetíveis a ocorrência de incêndios durante a sua vida útil, o que dá origem a processos de deterioração das propriedades mecânicas e perda de capacidade resistente e as normativas correntes não apresentam parâmetros suficientes para o dimensionamento destas estruturas em situação de incêndio. Mais, o entendimento dos mecanismos que governam o comportamento pós-fissuração do CRFA exposto às elevadas temperaturas ainda é um tema pouco explorado na literatura, especialmente no que tange as alterações mineralógicas na interface fibra-matriz e sua correlação com o comportamento mesoescala. Nesse sentido, o tratamento superficial das fibras de aço pode trazer benefícios em termos de desempenho do material quando exposto ao fogo. Visando garantir uma maior segurança de estruturas de CRFA, o presente estudo tem como objetivo avaliar a influência do tratamento superficial com deposição de nanosílica e das elevadas temperaturas no comportamento ao arrancamento de fibras de aço. Ensaios de arrancamento com múltiplas fibras e bloco duplo serão realizados para temperaturas de 150, 300, 450 e 600 °C. A interface fibra-matriz será avaliada por meio de técnica de MEV/EDS com a intenção de caracterizar as alterações microestruturais em função da temperatura. De forma complementar, o efeito do tratamento superficial e das elevadas temperaturas nas propriedades à compressão e à tração será avaliado. Por fim, os resultados irão servir de base para um modelo numérico com representação explícita e discreta das fibras na matriz com o objetivo de simular o comportamento de estruturas de CRFA expostas ao fogo. Espera-se que, com os resultados obtidos, será possível realizar avaliações mais precisas a fim de garantir a segurança, a eficiência e a economia em estruturas de CRFA. (AU)

Publicações científicas

(5)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

CORONEL, STEFANY DOS ANJOS; SERAFINI, RAMOEL; RAMBO, DIMAS ALAN STRAUSS; SALVADOR, RENAN PICOLO; BITENCOURT JUNIOR, LUIS ANTONIO GUIMARAES. Effect of DEWS test simplification on the design post-crack parameters of steel fiber reinforced concrete with different fiber contents. CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS, v. 470, p. 11-pg., 2025-02-27. (22/03179-0, 22/14045-5, 23/09896-9)

SALVADOR, RENAN P.; SERAFINI, RAMOEL; RAMBO, DIMAS A. S.; SANT'ANNA, ALESSANDRA S.; QUARCIONI, VALDECIR A.; FIGUEIREDO, ANTONIO D.. Effect of external sulfate attack on the tensile properties of fiber-reinforced sprayed concrete. MAGAZINE OF CONCRETE RESEARCH, v. 76, n. 15, p. 10-pg., 2024-02-14. (22/14045-5)

FELIPE AUGUSTO DA SILVA BARBOSA; RAMOEL SERAFINI; ANTONIO DOMINGUES DE FIGUEIREDO; LUÍS ANTÔNIO GUIMARÃES BITENCOURT JÚNIOR. Efeito escala sobre o comportamento à flexão de vigas de UHPFRC e vigas de concreto armado reforçadas com UHPFRC. Rev. IBRACON Estrut. Mater., v. 18, n. 1, 2025-01-17. (22/14045-5, 22/03179-0)

MAIA, JONATAS SANTANA; SERAFINI, RAMOEL; MINEIRO, MARIA LUISA RIBEIRO; BATISTA, ALICIA MARTINEZ; AGRA, RONNEY RODRIGUES. Influence of Test Configuration on the Bond-Slip Behavior of Hooked-End Steel Fibers in Concrete: Quantity, Inclination, and Spacing. BUILDINGS, v. 15, n. 6, p. 20-pg., 2025-03-11. (22/14045-5)

MONTEBUNHULI, JORGE ALEXANDRE PETRYSZIN; RAMBO, DIMAS ALAN STRAUSS; SERAFINI, RAMOEL; SALVADOR, RENAN PICOLO; SILVA, FLAVIO DE ANDRADE. Neodymium magnets for orientation of steel fibers in concrete: Physical properties, mechanical behavior and image analysis. CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS, v. 472, p. 10-pg., 2025-04-18. (23/09896-9, 22/14045-5)