CONCRETO TRANSLÚCIDO COM FIBRA ÓPTICA POLIMÉRICA: …

IV EREECTeresina - PI

15 a 17 de agosto de 2018

CONCRETO TRANSLÚCIDO COM FIBRA ÓPTICA POLIMÉRICA: ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DA FIBRA NA RESISTÊNCIA À

COMPRESSÃO

Barbara Hellena Pereira Pertile ([email protected])Crisnam Kariny da Silva Veloso ([email protected])

Nayra Cristina Gomes Leal ([email protected])Paula Cecília Torres de Moura Sousa ([email protected])

Acilayne Freitas de Aquino ([email protected])

Resumo: O concreto é um dos maiores representantes de desenvolvimento tecnológico, justamente por contribuir para as descobertas das propriedades especificas e para inclusão de novos materiais no mercado. A adição de fibras ópticas à matriz cimentícia apresentam efeitos de grande relevância. Eles reforçam o compósito sobre todos os esforços que vem a receber em forma de carregamento, além de conduzir luz por meio de um feixe de fibra óptica por longas distâncias. Logo, este trabalho analisa a influência da fibra óptica na resistência à compressão do concreto, tendo como parâmetro a resistência de blocos de mesmas características, mas sem adição de fibras. O presente estudo teve como amostra oito blocos de concreto moldados, sendo cinco com fibra óptica polimérica e três sem ela. Além da resistência à compressão, foram realizados ensaios de granulometria dos agregados, massa unitária e massa especificam da areia. Aos 14 dias de cura, os corpos de provas foram rompidos, tendo sido determinadas suas resistências. Com os resultados dos ensaios verificou-se que a resistência média à compressão dos blocos de concreto sem adição de fibra foi de 11,90 Mpa, enquanto que o concreto com adição de fibras resultou em 9,00 Mpa. Conclui-se, que houve uma perda na resistência de aproximadamente 2,9 Mpa. No entanto, uma das vantagens da adição de fibras ao concreto é a melhoria no seu desempenho à ruptura, tornando-a mais plástica e não frágil, a exemplo do concreto simples. Outra vantagem está relacionada à sua estética, pois o concreto translúcido alia encanto e funcionalidade. Palavras-chave: Concreto translúcido. Fibra óptica. Resistencia à compressão.

INTRODUÇÃO

O concreto atualmente é o material estrutural de maior uso na construção civil. Se comparado ao aço não possui tanta resistência, porém é bastante resistente à água, fazendo com que seja destinado ao controle, esto-que e transporte da mesma. As primeiras aplicações consistem em aquedutos e muros de contenção de água desenvolvidos por romanos (MEHTA; MONTEIRO, 1994).

Nas últimas décadas o avanço tecnológico tem possibilitado uma grande evolução da ciência de ma-teriais, empregada para o desenvolvimento e aperfeiçoamento dos materiais a fim de cumprir as funções de-sejadas com bastante e eficiência. O desenvolvimento futuro dos mesmos é resultado da intensa aplicação de conhecimentos da ciência de materiais e seus conceitos (GLEIZE, 2007).

As fibras conjuntamente com a matriz cimentícia apresentam dois efeitos de grande relevância, refor-çam o compósito sobre todos os esforços que vem a receber em forma de carregamento, esses induzem tração indireta, cisalhamento e flexão. Como também acarretam melhoria em relação à ductilidade da matriz que tem suas características em estado de fragilidade (JOHNSTON, 1994).

O que se tem buscado no mercado atual são novas formas de produção dos materiais, onde o processo visa consciência ambiental. O concreto translúcido, por viabilizar o acesso de luz por meio das fibras do am-biente externo para o ambiente interno, agregando potencial estético, ele também acarreta a economia de ener-gia (GIACOMELLI; MANTOVANI, 2014).

Revista FENEC - 2(2): 231-237, agosto/setembro, 2018 231


Barbara H. P. P.; Crisnam K. da S. V.; Nayra C. G. L.; Paula C. T. de M. S.; Acilayne F. de A. Concreto translúcido com fibra óptica polimérica: análise da influência da fibra na resistência à compressão

Essa nova viabilidade de utilizar o concreto translúcido até o momento não é tão conhecida, devido ao alto valor empregado na realização deste material, em função do elevado custo da fibra ótica e em questão ao tempo de fabricação. Em contrapartida, suprime a necessidade de rebocos e acabamento, pois para que se tenha o efeito de translucidez não pode haver acabamento, a fibra não deve ter sua extremidade coberta (RESTREPO, 2013).

A intenção dos pesquisadores brasileiros é conseguir minimizar o custo de fabricação do concreto trans-lúcido, para que ele seja comercializado mais facilmente, tendo em vista que o elevado custo do concreto trans-lúcido se deve ao fato de que ele aplica concreto auto adensável com fibras ópticas (RESTREPO, 2013).

O concreto translúcido é um material composto por matriz (formada por cimento e água), elemento de reforço (agregados como areia e brita), e por fibras ópticas. Podendo ter na mistura, aditivos, adições e pigmen-tos, sendo formado por 96% de concreto e 4% de fibra óptica (RIBEIRO, 2010).

A pesquisa tem como objetivo analisar a influência da fibra óptica na resistência à compressão do con-creto e fazer um comparativo do mesmo com o concreto convencional.

1. MATERIAIS

Os ensaios foram realizados no laboratório de Materiais de Construção Civil do Centro Universitário Santo Agostinho (UNIFSA), através da mistura de mistura de aditivo plastificante, brita, areia, Cimento Por-tland Composto (CPII-Z-F32) e fibra ótica polimérica.

2. METODOLOGIA

Quanto aos procedimentos, a pesquisa é considerada experimental. Foram realizados ensaios tecnológi-cos em laboratório, determinando granulometria da areia e da brita, massa unitária e específica da areia e por fim o rompimento dos corpos de prova para averiguar os resultados e fazer um comparativo entre eles.

Moldou-se oito corpos de prova, sendo cinco com fibra óptica polimérica e três corpos de prova sem fi-bra, os quais, após a cura, passaram por teste de resistência á compressão por meio de rompimento dos corpos de prova, no intuito de comparar as resistências dos mesmos e destes com as normas vigentes.

2.1 Traço do concreto

O traço foi realizado com a ajuda do laboratorista, tendo como base o traço do concreto convencional e outros artigos.

Tabela 1. Traço de estudo

Cimento (kg) Brita (kg) Areia (kg) Água (ml) Aditivo (g) 1,00 2,062 2,082 500 22

Fonte: Autoras, 2018.

2.2 Moldagem e desmoldagem dos corpos de prova

A partir do traço pronto, começou-se a modelagem dos corpos de prova em caixotes de isopor. Em cada molde foram postas quatro camadas de concreto e três de fibra intercalando o concreto, cada camada com um centímetro de espessura, sendo possível a quantidade de camadas para a dimensão da forma, pois além da fibra possuir uma proporção milimétrica, ela também ia submergindo na matriz cimentícia. Já nos corpos de pro-va sem fibra, não houve necessidade de fazer camadas, as formas foram apenas preenchidas com o concreto.

Após 24 horas os corpos de prova foram desmoldados e postos em um tanque com água para que ficas-sem submersos e obter a cura com maior eficácia, uma vez que a água presente no tanque impede que a água presente nos corpos de prova evapore e venha causar patologias posteriores. A cura se deu em um período de tempo de 14 dias.



3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

3.1 Ensaio de granulometria

Conforme os ensaios granulométricos realizados, foi comprovada a uniformidade dos agregados, pos-suindo uma boa distribuição dos grãos (agregado miúdo e graúdo). A respeito da areia, obtivemos uma média, onde seu módulo de finura atingiu 2,8 %, estando entre 2,20 e 2,90, conforme a norma ABNT NBR 7211:2009.

Figura 1. (I) Sequência de peneiras, (II) 2 kg de agregado miúdo, (III) 2 kg de agregado graúdo


3.2 Ensaio de massa unitária da areia

Alguns cuidados foram necessários para realização desse ensaio, não houve necessidade de o agregado passar pelo processo de secagem na estufa, pois já se encontrava no estado seco. O método escolhido para o ensaio foi o C.

Figura 2. Pesagem do agregado




O procedimento foi realizado com um recipiente cilíndrico, foram tiradas as medidas para quantificar o volume com o auxílio de um paquímetro. O cálculo foi realizado por meio da subtração da massa do recipiente somada com agregado pela massa do recipiente, dividido pelo volume, encontrando a massa unitária do agre-gado miúdo de 0,51 g/cm³.

Conforme a norma ABNT/NBR NM 45 (2006), foi feita uma média com os três valores encontrados no ensaio, onde o valor inicial não pode ultrapassar 1% em relação à média. Os valores do presente ensaio esti-veram dentro do percentual especificado por norma. Com o ensaio foi possível obter a precisão de volume do material.

3.3 Ensaio de massa específica da areia

Por meio do ensaio foi obtivo o valor de volume após a adição da areia, e aplicado na seguinte fórmula para encontrar a massa específica da areia de 2,63 g/cm³.

Figura 3. Frasco Chapman com areia


Portanto, foi possível observar que o resultado equivalente a 2,63 g/cm³ esteve dentro das especificações da norma, onde a os valores das amostras não diferiram mais de 0,02 g/cm³ e é recomendado também que o valor final seja registrado com a aproximação de 0,01 g/cm², ou seja, o valor encontrado para a massa especí-fica da areia foi de 2,64 g/cm³.

3.4 Ensaio de compressão dos corpos de prova

Como exigido pela norma NBR 5739 (2007), o rompimento dos corpos de prova foi utilizado uma má-quina de ensaio a compressão, onde os corpos foram locados no eixo da máquina, alinhados juntamente com os pratos de compressão, de modo que ficassem fixados e não deslizasse durante o recebimento de carga, a máquina atendeu os valores máximos admissíveis, a espessura dos corpos de prova não era menor que 3 cm.



Figura 4. Máquina de ensaio à compressão


No decorrer do ensaio a carga foi aplicada em uma velocidade constante, sem choque, até o rompimento dos oito corpos de prova tendo início do concreto convencional e por seguinte o concreto adicionado de fibra. Após o rompimento dos três corpos de prova convencional, realizou-se a média das resistências.

Figura 5. Corpos de prova com fibra


O cálculo de tensões é dado pela razão entre a força de rompimento pela área, obtendo uma porcenta-gem, resultado em MPa.



Tabela 2. Resistências dos corpos de prova em MPa

Sem fibra Com fibra CP1 11,26 CP1 11,26 CP2 11,76 CP2 9,08 CP3 12,7 CP3 9,67 CP4 7,17 CP5 7,82

Médias 11,91 9,00


Conforme os dados obtidos nos ensaios em laboratório, se faz notável a influência que a fibra óptica po-limérica tem sobre as propriedades mecânicas do concreto. Comparando o concreto translúcido com o concre-to referência, pode-se observar uma perda de resistência no concreto translúcido, onde a quantidade de MPa desejada era de aproximadamente 11,90, enquanto o valor obtido no concreto com a presença de fibra foi de 9,00 MPa, constatando os ensaios de pesquisas já realizadas, onde houve a minimização de resistência do con-creto com fibra.

Foi tomada como base a norma NBR 15270-1 (2005), na qual especifica uma resistência mínima à com-pressão de 3,0 MPa. Portanto os blocos executados na presente pesquisa são capazes de ser aplicados em pa-redes de vedação.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

Conforme os ensaios realizados, o concreto com adição de fibra, apesar de ter tido uma resistência à compressão inferior ao sem adição de fibras, onde a diferença entre a média das resistências obtidas ficou em torno de 2,9 MPa, ele tem capacidade de ser aplicado em paredes de vedação. Outra vantagem está na melhoria no desempenho do mesmo à ruptura, tornando-o mais plástico e não frágil, a exemplo do concre-to simples.

Dentre as limitações encontradas durante a pesquisa pode-se destacar a dificuldade em conseguir as fi-bras, motivo pelo qual a cura e o rompimento tenham sido possíveis somente ao décimo quarto dia. Previa-se também fazer formas em acrílico de modo a passar a fibra em um caminho de ida e volta de uma extremidade a outra da fôrma, porém o comprimento das fibras era apenas de 15 cm.

A contribuição social desta pesquisa tem maior importância na economia de energia elétrica, por permi-tir passagem de luz. Exemplos dessa característica podem ser observadas em quebra-molas com finalidade de sinalização, sendo a luz perceptível por baixo do concreto, pode ser empregado em presídios, evitando o con-tado dos detentos com lâmpadas que podem virar instrumentos cortantes, como também para fins estéticos em fachadas de edifícios e divisórias.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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