O concreto é um dos materiais de construção mais comuns usados na construção em todo o mundo devido à facilidade de moldagem em qualquer forma estrutural durável prevista.
Atualmente, as barras de aço em concreto armado estão sendo substituídas por diversos outros materiais, tais como as fibras curtas. Muitas propriedades do concreto podem ser melhoradas pela adição dessas fibras, como a resistência e a ductilidade.
Para introduzir o assunto, o concreto reforçado com fibras (FRC - fiber-reinforced concrete) é definido como “concreto de cimento hidráulico incorporando agregados finos ou finos e graúdos e fibras discretas irregulares”. As fibras podem ser de aço, plástico, vidro ou materiais naturais, e todos esses tipos são usados em concreto em várias formas e tamanhos.
As fibras orientadas aleatoriamente impedem o mecanismo de microfissuração e limitam a propagação da trinca. A adição de fibras curtas à mistura de concreto tem melhorado a resistência à compressão, durabilidade, resistência à tração, resistência à flexão e resistência ao impacto, produzindo uma matriz homogênea e isotrópica.
Além disso, a fração volumétrica e a área superficial específica das fibras devem ser consideradas como os parâmetros importantes mais afetados no concreto reforçado, assim como a relação entre o comprimento da fibra dividido pelo seu diâmetro.
A respeito do concreto reforçado com fibras, quando dois ou mais tipos de fibras são combinados de forma a produzir um compósito, este compósito é chamado de híbrido. Além disso, o reforço do concreto usando fibra híbrida dá a oportunidade de projetar um sistema mais forte, mais rígido, mais flexível e dúctil para melhorar a resistência à fissura e a resistência final em comparação com o concreto reforçado simples.
Nos últimos anos, a fibra híbrida tem sido considerada um dos materiais mais favoráveis para o reforço e reparo de construções de concreto. Em geral, o concreto simples tem baixa resistência à tração e baixa resistência à fissuração. A hibridização de fibras usa vários tipos de fibras para suportar a resistência dessas fissuras na construção de concreto.
A respeito dos materiais utilizados neste artigo, os autores citam os principais: o cimento utilizado foi o Cimento Portland (mais comum), fibra de vidro (GF - glass fiber) e fibras de polipropileno (PPF - polypropylene fibers). Os autores citam que o uso de fibras no concreto apresenta muitas vantagens, como facilidade de processamento, baixo peso específico, adsorção de água quase zero, boa resistência química, ampla disponibilidade e baixo custo.
Figura 1: Fibras utilizadas neste estudo: (1) fibra de vidro (GF - glass fiber) e (2) fibra de polipropileno (PPF - polypropylene fibers). Fonte: (Mohammed et al. 2022).
De acordo com os resultados dos testes obtidos pelos autores, as seguintes conclusões podem ser tiradas do artigo: o aumento do teor da fibra de vidro aumentou a resistência à compressão nos concretos reforçados com fibras (FRC), nos concretos de alta resistência (HSC) e nos concretos leves (LWC).
Em relação à influência das fibras na resistência à compressão, os autores citam que usando 0,7% em peso da fibra de vidro nos concretos leves (LWC) e nos de alta resistência (HSC) aumentou a resistência à compressão até 46% e 23%, respectivamente. Já o uso da fibra de polipropileno causou redução na resistência à compressão de ambos em 5% e 3%, respectivamente.
Entretanto, a mesma porcentagem em peso da fibra de vidro aumentou a resistência à tração do concreto leve (LWC) e do concreto de alta resistência (HSC) em até 47,62% e 21,1%, respectivamente.
Em relação às fibras híbridas, as fibras com teor de 0,5% em peso da fibra de vidro + 0,5% em peso da fibra de polipropileno, apresentaram melhor proporção híbrida e afetaram positivamente na resistência à tração de ambos os concretos.
Concluindo, este estudo traz uma visão importante para o desenvolvimento de novas formas de desenvolver concretos mais leves e mais resistentes para um setor da indústria que está sempre em atividade no mundo. Reforçando a importância da contribuição da engenharia de materiais para as áreas de pesquisa em materiais compósitos com a construção civil.
H. MOHAMMED; H. ABEER; M. AL-GBURI. "Utilization of hybrid fibers in different types of concrete and their activity" Journal of the Mechanical Behavior of Materials, vol. 32, no. 1, 2023, pp. 20220262. https://doi.org/10.1515/jmbm-2022-0262
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