Tamara Nunes da Cunha Moreira
Título
INFLUÊNCIA DA FIBRA DE SISAL NA AUTO-CICATRIZAÇÃO SOB CARGA CONSTANTE DE FISSURAS EM MICROCONCRETOS JOVEM E MADURO DE ALTÍSSIMO DESEMPENHO REFORÇADO COM FIBRAS DE AÇO
Resumo
Neste trabalho foi estudado a auto-cicatrização de fissuras de 100 /zm em micro- concretos de cimento/escória de alta performance, jovens e maduros, reforçados com uma fração volumétrica de fibras curtas (Z/=13 mm) de aço dei,28% e utilizando uma fração volumétrica de 0,28% de sisal como agente facilitador da cicatrização. Os corpos de prova com dimensões de 30x60x300 mm e com entalhes de 10 mm em cada face foram extraídos de placas de 30x600x900 mm. Em um primeiro estudo, as amostras pré-fissuradas foram condicionadas em 3 e 7 ciclos de 24h de molha- gem e 24 h de secagem (M&S), seguidos de ensaios de tração direta. As amostras pré-fissuradas aos 4 dias obtiveram uma melhor performance comparada às de 2d. O segundo estudo foi realizado com indução de fissura em amostras com idade de 4 e 28 dias e mantidas sob carga constante de 40% e 80% referente a carga máxima obtida no ensaio de tração direta. Submeteu-se as amostras a 15 ciclos de M&S, monitorando-se por LVDTs posicionados no terço central das amostras. Amostras não fissuradas foram carregadas nas mesmas condições. Ensaios de tração direta foram realizados após o descarregamento. Adicionalmente, estudou-se a cicatrização, após 15 ciclos, de micro-fissuras entre 0.4 mm a 1.0 mm na interface fibra-matriz, induzidas em ensaios de arrancamento parcial. Tomografias computadorizadas foram realizadas para avaliar o grau de cicatrização dessas fissuras. Através da análise dos resultados, nota-se uma tenacidade pós primeira fissura similar nas amostras fissuradas aos 4 dias e tratadas àquelas não fissuradas e tratadas. As amostras fissuradas aos 4d de idades apresentaram melhores performance do que as obtidas com a fissuração aos 2d, sem diferença significativa entre 3 e 7 ciclos. Não houve grandes variações nas aberturas de fissura sob carga constante de 40% em nenhuma das misturas, alcançando um máximo de 10% da fissura original. Observou-se apenas selagem parcial nas fissuras sob carga constante com indução de fissura aos 4d e 28d. No ensaio de tração direta, as amostras cicatrizadas sob carga constante apresentaram abertura de uma nova fissura, enquanto as fissuras sem carga constante apresentaram abertura da fissura já existente. Já as amostras da mesma mistura com indução de fissura aos 4d, apresentaram resultados de tração direta similares pós-cicatrização nos corpos de prova submetidos e não submetidos a carga constante. Os resultados de arrancamento demonstraram uma recuperação mecânica das amostras e fechamento de fissura na interface, de acordo com análise de tomografia computadorizada.
Abstract
In this thesis were evaluate the self-healing assessement of 100 /zm cracks in high-performance cement/slag microconcrete, both young and mature, reinforced with a volumetric fraction of short fibers (Z/=13 mm) of 1.28% Steel and using a volumetric fraction of 0.28% sisal as a healing facilitating agent. The specimens with dimensions of 30x60x300 mm and within 10 mm notches on each face were extracted from 30x600x900 mm plates. In a first study, pre-cracked samples were conditioned in 3 and 7 cycles of 24 hours of wetting and 24 hours of drying (W&D), followed by direct tensile tests. Samples that were pre-cracked at 4 days had better performance compared to those at 2d. The second study was carried out with crack induction in samples aged 4 and 28 days and kept under constant load of 40% and 80% relative to the maximum load obtained in the direct tensile test. The samples were subjected to 15 cycles of W&D, monitored by LVDTs positioned in the central third of the samples. Uncracked samples were loaded under the same conditions. Direct tensile tests were carried out after unloading. Additionally, the healing of micro-cracks at the fiber-matrix interface was studied by induced cracks between 0.4 mm and 1.0 mm in partial pullout tests and submitted to 15 W&D cycles. Computed tomography scans were performed to assess the degree of healing of these fissures. Through analysis of the results, a similar tenacity after the first crack was noted in the samples cracked at 4 days and treated to those not cracked and treated. The samples cracked at age 4d showed better performance than those obtained with cracking at 2d, with no significant difference between 3 and 7 cycles. There were no major variations in crack openings under constant load of 40% in any of the mixtures, reaching a maximum of 10% of the original crack. Only partial sealing was observed in the cracks under constant load with crack induction at 4d and 28d. In the direct tensile test, the samples healed under constant load showed the opening of a new crack, while the cracks without constant load showed the opening of the existing crack. The samples from the same mixture with crack induction at 4d showed similar direct traction results post-healing in the specimens subjected and not subjected to constant load. The pullout results demonstrated a mechanical recovery of the samples and closure of the crack at the interface, according to computed tomography analysis.
