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15 de outubro de 2016
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Concreto Hoje

Concreto reforçado com fibras é usado em saneamento urbano

Pesquisa da USP indica ensaios menos custosos, podendo o material ser aplicado na validação de tubulações de água e esgoto

Para  Renata Monte, são necessários uma estrutura de normalização e laboratórios capacitados para o controle do concreto reforçado com fibra, a fim de oferecer mais segurança ao projetista

Doutorada pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (Poli-USP) no ano passado, a engenheira Renata Monte cruzou duas informações importantes em sua pesquisa: o grande volume de tubos de concreto demandado pela área de saneamento urbano e a limitada normalização sobre uso de fibras nesse tipo de produto. Hoje, as metodologias de caracterização do chamado concreto reforçado com fibra (CRF) são caras e produzem muito material residual. Uma avaliação precisa e menos custosa poderia ampliar o uso do CRF, com forte apelo social em função de o país ter um grande déficit de coleta e de tratamento de esgoto.

Adicionalmente, a disponibilidade de boas fibras de aço, sintéticas e de vidro no mercado brasileiro é um sinal de que há material suficiente para ser usado como aditivo para concreto. “No Brasil, 90% do mercado de fibras é direcionado para uso em pavimentos. Para crescer em outras aplicações, tornam-se necessários uma estrutura de normalização e laboratórios capacitados para o controle do material, oferecendo segurança ao projetista para a especificação do concreto reforçado com fibras (CRF)”, avalia Renata.

Segundo ela, existem atualmente duas normas técnicas relacionadas ao assunto, sendo uma de especificação das fibras de aço e a outra de tubos de concreto para obras pluviais e de saneamento, que contemplam o uso de fibras de aço. “Contudo, não existem normas técnicas nacionais de métodos de ensaio para a caracterização do concreto com fibras”, explica. Os ensaios mais utilizados baseiam-se na flexão de pequenas vigas, com adoção de normas japonesa JSCE-SF4 (1984), americana ASTM C1609 (2012) e europeia EN 14651 (2007). Mas aqui pesam as diferenças de mercado: a moldagem dessas vigas com o concreto de produção dos tubos é inviável devido sua consistência mais seca.

“A falta de um modelo simplificado de caracterização e controle do concreto com fibras para tubos faz com que a definição do reforço ótimo, ou seja, do teor de fibras para atender determinado comportamento mecânico, seja realizada por meio de tentativa e erro no ensaio de compressão diametral do componente”, resume a pesquisadora, que justamente pesquisou modelos de ensa


Para  Renata Monte, são necessários uma estrutura de normalização e laboratórios capacitados para o controle do concreto reforçado com fibra, a fim de oferecer mais segurança ao projetista

Doutorada pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (Poli-USP) no ano passado, a engenheira Renata Monte cruzou duas informações importantes em sua pesquisa: o grande volume de tubos de concreto demandado pela área de saneamento urbano e a limitada normalização sobre uso de fibras nesse tipo de produto. Hoje, as metodologias de caracterização do chamado concreto reforçado com fibra (CRF) são caras e produzem muito material residual. Uma avaliação precisa e menos custosa poderia ampliar o uso do CRF, com forte apelo social em função de o país ter um grande déficit de coleta e de tratamento de esgoto.

Adicionalmente, a disponibilidade de boas fibras de aço, sintéticas e de vidro no mercado brasileiro é um sinal de que há material suficiente para ser usado como aditivo para concreto. “No Brasil, 90% do mercado de fibras é direcionado para uso em pavimentos. Para crescer em outras aplicações, tornam-se necessários uma estrutura de normalização e laboratórios capacitados para o controle do material, oferecendo segurança ao projetista para a especificação do concreto reforçado com fibras (CRF)”, avalia Renata.

Segundo ela, existem atualmente duas normas técnicas relacionadas ao assunto, sendo uma de especificação das fibras de aço e a outra de tubos de concreto para obras pluviais e de saneamento, que contemplam o uso de fibras de aço. “Contudo, não existem normas técnicas nacionais de métodos de ensaio para a caracterização do concreto com fibras”, explica. Os ensaios mais utilizados baseiam-se na flexão de pequenas vigas, com adoção de normas japonesa JSCE-SF4 (1984), americana ASTM C1609 (2012) e europeia EN 14651 (2007). Mas aqui pesam as diferenças de mercado: a moldagem dessas vigas com o concreto de produção dos tubos é inviável devido sua consistência mais seca.

“A falta de um modelo simplificado de caracterização e controle do concreto com fibras para tubos faz com que a definição do reforço ótimo, ou seja, do teor de fibras para atender determinado comportamento mecânico, seja realizada por meio de tentativa e erro no ensaio de compressão diametral do componente”, resume a pesquisadora, que justamente pesquisou modelos de ensaios de menor escala para parametrizar o comportamento do tubo de concreto com fibras.

Em sua tese Renata não parte do zero. Pelo contrário. A pesquisadora – que trabalha desde o ano 2000 como especialista de laboratório na Poli-USP – buscou a referência no fib Model Code para estruturas de concreto, código modelo europeu que serve de referência para futuras normalizações. “Na sua última edição, publicada em 2013, ele apresenta a filosofia para a parametrização do comportamento pós-fissuração do concreto com fibras para fins estruturais e, na minha pesquisa, eu indiquei que essa filosofia pode ser aplicada no ensaio de tubos, adaptando-se o procedimento de ensaio como a encontrada na norma brasileira vigente”, explica.

De acordo com Renata, a metodologia mais simplificada de caracterização dos tubos de CRF foi validada com ensaios em escala real.  Resultado: os dados mostraram que a parametrização do concreto com fibras usando-se o ensaio Barcelona pode ser utilizada para prever a resposta do tubo no ensaio de compressão diametral. Com isso, os ensaios de compressão diametral – mais custosos – podem ser usados somente para controle de aceitação ou para a validação final de um novo componente projetado.

O ensaio Barcelona foi normalizado na Espanha e pode ser considerado como uma promissora alternativa para o controle corriqueiro do concreto com fibras, na avaliação de Renata. “Neste ensaio é realizado um duplo puncionamento de corpos de prova cilíndricos ou cúbicos e de dimensões bem menores que as dos prismas, permitindo também a extração de testemunhos de estruturas”, detalha a especialista.

Apesar do procedimento experimental mais simples e de terem sido alcançados resultados positivos em estudos acadêmicos, a difusão do ensaio Barcelona ainda carece do estabelecimento de correlações com os parâmetros de projeto. A pesquisadora lembra que, no Brasil, são considerados ensaios já consagrados, como os de flexão de vigas ou punção de placas, quando se especifica um parâmetro de controle para o concreto com fibras, seja em termos de resistência residual ou tenacidade.

Ela destaca que o ensaio Barcelona pode ser a melhor alternativa para o controle, mas ainda prescinde de um estudo prévio de correlação com ensaios já consagrados para o concreto com fibras a ser produzido. “As correlações já obtidas entre o ensaio Barcelona e os ensaios de flexão de vigas são muito boas, mas ainda não podem ser consideradas correlações gerais, pois dependem do tipo de fibra e da matriz de concreto utilizados”.

Mesmo com as ressalvas técnicas destacadas acima, Renata avalia que o potencial do ensaio Barcelona para a caracterização e controle do concreto com fibras é viável. “Ainda estamos estudando diversos aspectos, pois as referências principais são os ensaios de flexão e, até o momento, a correlação Barcelona x Flexão não é geral para qualquer tipo de fibra. Além disso, um trabalho interlaboratorial do ensaio Barcelona deverá ser realizado em breve”, finaliza a especialista.

Especialistas discutem a aplicação estrutural do CRF

Renata Monte lembra que um comitê técnico (CT 303) do Ibracon (Instituto Brasileiro do Concreto), em conjunto com a Abece (Associação Brasileira de Engenharia e Consultoria Estrutural), está atualmente trabalhando na produção de práticas recomendadas para a aplicação estrutural 011111do CRF. O documento baseia-se justamente no código modelo europeu (fib Model Code 33332010). Ela acredita que o comitê deve propor novas normas técnicas para as comissões de estudo da ABNT.

 

 

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