Concreto com adições de fibras de aço

VIABILIDADE E VANTAGENS DA ADIÇÃO DE FIBRAS DE AÇO NO CONCRETO

Karline Carubim^[1]

Valéria Cristina da Motta^[2]

RESUMO

A utilização de fibras de aço no concreto tem como objetivo a diminuição de fissuras de pequeno porte na estrutura e a retardação de fissuras maiores prematuras. O concreto ganha maior resistência em relação à tração e também a compressão, porém esse ganho não é específico, varia de acordo com a aproximação das fibras em relação à tensão principal de tração. Seu uso aumenta a tenacidade e diminui a trabalhabilidade do concreto. O material obtido a partir dessa mistura possui vários fins de uso, como em túneis, pavimentações entre outros. Neste trabalho serão comentadas as vantagens e desvantagens dessas fibras, as aplicações mais utilizadas no mercado.

PALAVRAS-CHAVE: Fibras de aço. Concreto com adições.  Resistência. Fissuras.

1. INTRODUÇÃO

A utilização de compósitos no concreto para diferentes fins vem crescendo a cada dia dentro da engenharia civil, devido a grandes vantagens que os diferentes tipos compósitos propiciam, principalmente na redução de custos, viabilidade de outros tipos de construção, aumento da resistência e até mesmo diminuição das deficiências aparentes da estrutura, como fissuras.

O seguinte artigo mostra o comportamento do concreto e suas vantagens, também relatando se os resultados são os esperados em relação à mistura. Um dos principais motivos de tal adição é a diminuição de fissuras e consequentemente maior resistência. São analisadas as possíveis desvantagens, consequências e soluções do processo, tanto de produção quanto de execução. Por fim, são indicadas as aplicações mais comuns para esse tipo de concreto.

O artigo a seguir foi elaborado baseando-se no método indutivo de pesquisa, sendo todo o desenvolvimento avaliado em relação as pesquisas que já comprovam o uso do produto relatado.

2. CONCRETO COM ADIÇÕES

Com o avanço da tecnologia é possível sanar algumas deficiências encontradas no concreto, assim como a baixa resistência à tração, retração plástica, reações internas, expansibilidade, calor de hidratação, pouca ductilidade fissuração peso próprio elevado, corrosão das armaduras, entre outros, para o tratamento de tais deficiências pode-se utilizar adições de produto que venham a garantir a qualidade da boa resistência inerente ao concreto. Através de vários estudos na área, pode-se constatar a existência de vários materiais incorporados ao concreto onde os mesmos são substituídos pelos materiais usuais do concreto, ou até mesmo como adição, como no caso das fibras de aço, diminuindo significativamente uma das deficiências comum ao concreto, a resistência à tração. A eficácia do concreto reforçado foi comprovada através de décadas de estudo, onde pesquisas específicas tratando-se das propriedades mecânicas do compósito, da matriz cimentícia reforçada por diversas fibras (metálicas, poliméricas e minerais) comprovando sua excelência em relação ao desempenho quando comparado com outros materiais (FIGUEIREDO, 2000; NETO et al, 2010).

Os materiais compósitos vêm sendo utilizados na construção civil desde a antiguidade. Recentemente surgiram novas possibilidades tecnológicas, como os concretos reforçados com fibras de aço. Não só no concreto, mas também a adição de compósitos em outros elementos como em telhas e painéis verticais também é comumente usada hoje em dia na engenharia civil. No caso do artigo em questão o compósito a ser estudado é o de fibras de aço no concreto.

3. FUNÇÃO DAS FIBRAS DE AÇO NO CONCRETO

Como o concreto apresenta algumas limitações como o comportamento de ruptura frágil e pequena capacidade de deformação a adição de fibras de aço minimiza o comportamento frágil característico do concreto dando assim uma possibilidade de maior variedade na hora de sua utilização.

Para algumas aplicações o concreto reforçado com fibras apresenta vantagens tecnológicas e econômicas em relação ao convencional, como é o caso do revestimento de túneis e outras aplicações do concreto projetado, dos pavimentos, dos pré-moldados e outras.

No Brasil há três tipos mais comuns de fibra de aço para adição no concreto disponíveis no mercado, que são: fibra de aço corrugada, fibra de aço com ancoragem em gancho e seção quadrada, fibra de aço com ancoragem em gancho e seção circular solta e em pentes.

A fibra trabalha como uma ponte de transferência de tensões pelas fissuras, diminuindo a concentração das tensões nas extremidades destas, fazendo com que ocorra uma redução da velocidade com que se propagam, então o concreto passa a ser um material pseudo-dúctil, ou seja, continua apresentando uma resistência residual a esforços nele aplicados mesmo após sua fissuração. A alteração do comportamento é função das características das fibras e da matriz de concreto e da sua interação. Com isto o material passa a ter exigências específicas para seu controle da qualidade, dosagem e mesmo aplicação, diferentes do concreto convencional. Ao mesmo tempo, as possibilidades de aplicação do material são ampliadas.

A utilização de fibras diminui a incidência de fissuras no concreto, o que acarreta seu uso até em concretos armados convencionais. Estas não absorvem todas as fissuras possíveis do concreto, apenas certa quantidade que depende de vários aspectos, entre eles o seu comprimento e seu teor. O comprimento deve facilitar o posicionamento certo em relação à fissura, sendo superior a duas vezes a dimensão máxima do agregado.

Um erro grave é considerar que adicionando as fibras, o concreto não fissure, porém não existe no mercado um concreto com adições de qualquer material que não sofra deformações, especialmente por retração. As fibras atrasam a propagação de fissuras no concreto, bloqueando as microfissuras assim evitando o aparecimento antecipado de macro fissuras.

3.1. Vantagens

As vantagens das fibras de aço são: a obtenção destas é relativamente barato, possui vários fabricantes, tem boa aderência ao concreto, módulo de elasticidade alto, fácil manuseio, não prejudica o meio ambiente e a saúde humana e por fim o elemento concreto ganha maior desempenho estrutural.

Uma das grandes vantagens da utilização de concretos com reforços de fibras em pequeno volume (inferior a 1% em volume ou 80 kg/m3) é a sua pouca ou nenhuma influência nas propriedades da matriz de concreto (FIGUEIREDO, 1997).