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

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)