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332 IBRACON Structures and Materials Journal • 2013 • vol. 6 • nº 2
Influence of steel fibers on the reinforcement bond of straight steel bars
3.3 Ensaios de fendilhamento do concreto
Os resultados dos ensaios de fendilhamento do concreto, isto é,
com barras de diâmetro superior a 10 mm, bem como das proprie-
dades mecânicas do concreto são mostrados na Tabela 5. Nesses
ensaios, o comprimento aderente foi mantido constante e igual a
10f, pois se buscava a ruptura da ancoragem por fendilhamento
do concreto e não a determinação da tensão de aderência entre a
barra e o concreto.
Analisando a influência do cobrimento do concreto, nota-se que
nos ensaios com barras de 12,5 mm de diâmetro (c⁄f = 5,5) todos
os corpos de prova apresentaram ruptura da aderência entre a
barra e o concreto, visto que a barra foi arrancada sem a presença
de fendilhamento no concreto. Já nos ensaios com as barras de
16 mm de diâmetro (c⁄f = 4,2), dois corpos de prova romperam por
fendilhamento do concreto (Figura 8) e em um deles a barra foi
arrancada sem que houvesse o fendilhamento do concreto.
Como o ensaio anterior não foi conclusivo quanto à ruptura por
fendilhamento do concreto, o diâmetro da armadura foi aumenta-
do para 20 mm, o que representa uma relação entre o cobrimento
e o diâmetro da armadura (c⁄f) igual a 3,25. Observa-se na Tabe-
la 5 que devido à redução do cobrimento, em todos os ensaios
foi observado o fendilhamento do concreto. Por essa razão, esse
diâmetro foi utilizado para analisar a influência das fibras na resis-
tência ao fendilhamento do concreto.
Vale observar que, com a barra de 20 mm, o comprimento ade-
rente era de 20 cm e igual à altura do corpo de prova. Com isso,
não havia o trecho sem aderência da barra com o concreto. Re-
sultados anteriores de ensaios com esse mesmo corpo de prova
e barra de 20 mm de diâmetro, porém com comprimento aderente
igual a 10 cm (ou 5f ), apresentaram tensão de aderência muito
superior aos valores reais. Isso aconteceu devido à forma de mol-
dagem do corpo de prova que introduziu mecanismos resistentes
adicionais que não apenas a aderência entre a barra e o concreto
[37]. Por essa razão, optou-se por manter a altura do corpo de
prova, mesmo sem o trecho não aderente.
Dos resultados dos ensaios, pode-se concluir que a incorporação
de 1% de fibras à matriz propiciou um aumento médio de 100%
na força de ruptura, enquanto a incorporação de 2% aumentou
em 157% essa mesma força. Realizando uma análise de variân-
cia nesses resultados (com um intervalo de confiança de 95%),
conclui-se que tanto a adição de fibras quanto o seu volume ti-
veram influência significativa na resistência ao fendilhamento do
concreto.
Esse aumento da resistência ao fendilhamento do concreto está
relacionado com o aumento da resistência à tração do concre-
to determinado do ensaio de tração por compressão diametral.
A partir da teoria da elasticidade [38], é possível escrever a
Eq. (9) que fornece a tensão máxima circunferencial (sq,max ) em uma
seção circular, de raio b, com um furo circular, de raio a, ao qual é
aplicada uma pressão interna pi.distribuída ao longo de todo o furo
interno. Neste caso, a tensão máxima ocorre na face do furo interno.
(9)  
2 2
2 2
i
max , a b
b aP


 

Substituindo nessa expressão as dimensões do corpo de pro-
va ensaiado, isto é, a = 10 mm (metade do diâmetro da barra)
Tabela 5 – Resultados da caracterização do concreto e do ensaio de fendilhamento
Corpo
de prova
fcm
(MPa)
fctm,sp
(MPa)
Ecm
(MPa)
G f
2 (N.m/m )
Fmax
(1) (kN)
Forma
de ruptura
CP12,5.10.0.A1
CP12,5.10.0.A2
CP12,5.10.0.A3
CP16.10.0.A1
CP16.10.0.A2
CP16.10.0.A3
CP20.10.0.A1
CP20.10.0.A2
CP20.10.0.A3
CP20.10.1.A1
CP20.10.1.A2
CP20.10.1.A3
CP20.10.2.A1
CP20.10.2.A2
CP20.10.2.A3
53,0±7,67
60,77±4,71
58,90±3,32
58,70±3,86
73,20±2,72
73,07±3,43
77,97±2,02
67,80±0,98
4,99±0,95
5,94±0,28
4,84±0,44
5,98±0,05
8,76±0,24
9,38±0,04
9,84±1,23
11,10±0,46
29,60±0,62
31,00±0,82
29,03±0,48
28,33±0,35
30,83±0,23
30,15±0,49
31,10±0,53
30,27±0,32
0,080±0,034
0,040±0,012
ND
0,062±0,019
–
–
–
–
61,2
55,7
58,4
95,1
81,0
88,6
64,2
61,3
68,9
119,7
131,1
139,1
179,7
180,1
140,0
Arrancamento
Arrancamento
Arrancamento
Fendilhamento
Fendilhamento
Arrancamento
Fendilhamento
Fendilhamento
Fendilhamento
Fendilhamento
Fendilhamento
Fendilhamento
Fendilhamento com escoamento
Fendilhamento com escoamento
Fendilhamento
ND: valor não determinado. (1) Representa a força última obtida no ensaio que, no caso do concreto fibroso, é maior que
força de fissuração da matriz.