PT1694611E - Betão de fibras metálicas - Google Patents

Betão de fibras metálicas Download PDF

Info

Publication number
PT1694611E
PT1694611E PT04821087T PT04821087T PT1694611E PT 1694611 E PT1694611 E PT 1694611E PT 04821087 T PT04821087 T PT 04821087T PT 04821087 T PT04821087 T PT 04821087T PT 1694611 E PT1694611 E PT 1694611E
Authority
PT
Portugal
Prior art keywords
concrete
fibers
metal fibers
metal
mixture
Prior art date
Application number
PT04821087T
Other languages
English (en)
Inventor
Xavier Destree
Original Assignee
Trefilarbed Bissen Sa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Trefilarbed Bissen Sa filed Critical Trefilarbed Bissen Sa
Publication of PT1694611E publication Critical patent/PT1694611E/pt

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/38Fibrous materials; Whiskers
    • C04B14/48Metal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04CSTRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/01Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings
    • E04C5/012Discrete reinforcing elements, e.g. fibres
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Inorganic Fibers (AREA)
  • Aftertreatments Of Artificial And Natural Stones (AREA)
  • Manufacturing Of Tubular Articles Or Embedded Moulded Articles (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)
  • Forms Removed On Construction Sites Or Auxiliary Members Thereof (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

BETÃO DE f:
Introdução A presente invenção diz respeito a uma mistura de betão de fibras metálicas para o fabrico de elementos em betão, nomeadamente, para aplicações estruturais.
Estado da técnica
Os constituintes do betão são muito frágeis sob o efeito de um esforço de tracção ou de cargas de impacto e foi sempre necessário, portanto, reforçar o betão para ter em conta esta falta de maleabilidade. Em numerosos casos, o elemento de betão é mantido intacto através de uma armadura de barras denteadas ou de redes metálicas. Em certas aplicações, são também utilizadas fibras, de um modo geral em complemento da armadura tradicional.
Na prática, a necessidade de recorrer a estas armaduras é bastante restritiva, nomeadamente nas construções em que os elementos de betão são vazados em cofragens no local. Aquando da realização de lajes para pavimento, por exemplo, num edifício, a adaptação e colocação das barras de aço ou das redes metálicas na cofragem são operações complexas e requerem, no planeamento de cada piso do edifício, um tempo de realização considerável.
Afim de poder evitar a utilização da armadura tradicional na realização de pavimentos, foi proposta a utilização de lajes reforçadas apenas com fibras metálicas.
Uma técnica deste tipo é utilizada correntemente para a realização de lajes industriais sobre solos de má qualidade, sendo necessário, para se beneficiar de um apoio estável, apoiar essas lajes sobre uma rede de estacas cravadas em solo mais estável a vários metros de profundidade. De acordo com esta técnica, o pavimento, armado unicamente com fibras de aço, é colocado sobre estacas com uma distância entre si de 2/40 a 6 m, conforme os casos, para espessuras de 20-25 cm a 30-40 cm, respectivamente, o que se caracteriza, portanto, por uma relação de elegância largura/espessura, compreendida entre 15 e 20.
Um pavimento deste tipo foi realizado, por exemplo, com fibras conhecidas sob o nome de "TWINCONE" (fibras lineares com extremidades cónicas), conforme é descrito no artigo "Twincone SFRC Structural Concrete" de Xavier Destrée (cf. Fiber Reinforced Concrete, Modern Developments, Editeurs: N.Banthia, S.Mindess, University of British Columbia, Vancouver, B.C. Canada, Mars 1995, pp. 77-86). Trata-se de uma largura de 5/66 m por 6 m para uma laje de 35 cm de espessura, ou seja, com uma relação de 600/35=17, com uma espessura adicional de 15 cm por 1 m x 1 m por baixo de cada estaca e utilizando um betão armado de 45 kg/m3 de fibras de aço TWINCONE.
Um outro exemplo deste tipo de pavimento é apresentado no artigo intitulado "Strutural Application Of Steel Fibre As Principal Reiforcing: Conditions-Design-Examples" por Xavier Destrée (cf. RILEM Proceedings PRO 15, of tbe Fifth International Rilem Symposium, Fibre-Reinforced Concrets (FRC) BEFIB 2000, Lyon, France 13-15 Setembro 2000, Editeurs P. Rossi e G. Chanvillard, pp. 291-301). É aí descrita uma realização de um pavimento com largura de 3/60 m por 3 / 6 0 m e com espessura de 25 cm, portanto com uma relação de 360/25=14,4, armado de 45 kg/m3 de fibras de aço. Para esta aplicação foram utilizadas fibras de aço com um comprimento entre 54 mm e 60 mm e com um diâmetro de 1 mm, com concentrações ponderais compreendidas entre 40 e 50 kg/m3, conforme os casos.
Estes exemplos de realizações de elementos estruturais de betão reforçado unicamente com fibras metálicas são deveras limitados e dizem respeito a relações largura/espessura entre 15 e 20. Por outro lado, as concentrações de fibras utilizadas são, na prática, as máximas possíveis na condição de se utilizar uma fórmula de betão óptima que permita ainda a obtenção de uma praticabilidade compatível com as técnicas de mistura, de transporte e de colocação do betão em estaleiro.
Se esta técnica de lajes sobre estacas é interessante para a realização de pavimentos industriais, não é transponível para a construção de lajes de pavimento para edifícios, por exemplo, nos quais nos deparamos com relações largura/espessura mais elevadas, da ordem de 25 a 35.
Com o objectivo de armar lajes de pavimento com uma relação largura/espessura de 25 a 35, seria necessário, portanto, aumentar a eficácia do reforço obtido pelas fibras de aço. De acordo com a abundante literatura científica respeitante aos betões armados com fibras de aço, parece que um factor importante é o aumento do coeficiente de forma (comprimento/diâmetro) das fibras (cf. Perumalsamy N. Balaguru, Surendrah P. Shah em "Fiber
Reinforced Cement Composites", 1992 McGraw-Hill, p. 54 Capítulo 3) permitindo assim aumentar o desempenho. Em consequência, e de acordo com a prática habitual, seria necessário aumentar o coeficiente de forma, reduzindo o diâmetro das fibras e aumentando o seu comprimento e poderíamos, em contrapartida, melhorar a sua ancoragem ou ainda aumentar a concentração ponderai em fibras de aço.
Nas aplicações conhecidas, acima descritas, de lajes estruturais com fibras de aço como única armadura, não é possível, na prática, aumentar o coeficiente de forma e a concentração sob pena de tornar inutilizãvel o betão nas condições de estaleiro, por ausência de praticabilidade e mistura imperfeita das fibras.
Outros ensaios (cf. "Bending Test and Interpretation" por Lucie Vandewalle e David Dupont, Rilem proceedings PR031 "Test and Design Methods for Steel Fibre Reinforced Concrete-Background and Experiences", 2003, Editado por B. Schnutgen e L. Vandewalle, pp. 1-13) mostraram que betões de fibras, entre os que possuem melhor desempenho, do tipo C25/30, com 75 kg/m3 com fibras com diâmetro de 0,9 irm e comprimento de 60 mm (C/d=65), de acordo com os ensaios de flexão P-Cmod (crack mouth opening displacement), apresentam apenas um aumento de 30% de resistência final em relação à resistência de fissuração.
Este suplemento de resistência, deveras limitado, apesar do aumento significativo na concentração em fibras e do coeficiente de forma, não permite responder às exigências de dimensionamento de uma laje de pavimento com uma relação largura/espessura entre 25 e 35.
Com efeito, numa laje de pavimento, a tensão de flexão resultante dos momentos de flexão é proporcional à U/*K' o quadrado da relação entre largura e espessura, e seria necessário portanto mais do que uma duplicação da resistência à flexão para permitir uma relação largura/espessura entre 25 e 35. Desta forma, os betões de fibras tradicionais não permitiram, até ao presente, a realização de elementos estruturais com tal relação.
Em definitivo, a utilização de betões de fibras metálicas para a realização de elementos estruturais permanece muito limitada. Com efeito, considera-se que, em geral, as fibras não podem constituir uma alternativa ao reforço convencional, desempenhando apenas um papel de reforço complementar. Em consequência, e de acordo com a prática geral, o reforço convencional de barras de aço deve ser colocado de forma a suportar os esforços de tracção, de corte e de compressão, enquanto que o papel das fibras consiste em melhorar a resistência da matriz. Nos betões de fibras metálicas tradicionais, a dosagem em fibras é tipicamente da ordem dos 30 a 50 kg/m3, e são aplicadas fibras apresentando um coeficiente de forma entre 50 e 100.
Uma excepção aos betões de fibras tradicionais é constituída pelo betão maleável com um desempenho ultra elevado (BUHP), tal como descrito em WO 95/01316. Trata-se de betão de alta tecnologia com um comportamento particular e que é preparado a partir de uma mistura que inclui elementos granulares maiores ou iguais a 800 μπι e fibras metálicas com um comprimento entre 4 e 20 mm. A relação entre o comprimento das fibras e a espessura máxima dos elementos granulares é menor ou igual a 10 e o volume das fibras metálicas é, de um modo preferido, de cerca de 2,5% do volume de betão após a presa, ou seja, da ordem dos 200 kg/m3. Esta mistura permite fabricar os elementos de betão sem a armadura metálica clássica. De notar que o BUHP não ê comparável com o betão tradicional, uma vez que não inclui os granulados tradicionais (todos os seus componentes minerais são de tamanho inferior a alguns milímetros), e contêm fibras de pequenas dimensões numa proporção muito superior à normal. 0 BUHP já foi utilizado num certo número de aplicações de referência, mas deve-se compreender que o BUHP é um betão de alta tecnologia, o que implica um custo de aplicação elevado e que, portanto, não está adaptado a uma utilização corrente nas construções clássicas.
Parece portanto que, com excepção do caso do BUHP, os betões de fibras metálicas sem armadura passiva, são de utilização reduzida e não permitem, nomeadamente, a realização de elementos estruturais do tipo laje de pavimento, com uma relação largura/espessura superior a 20.
Seria positivo dispor de uma mistura de betão de fibras metálicas fácil de executar e pouco dispendiosa, que permita a fabricação de elementos de tipo plano com uma relação largura/espessura elevada adaptada a aplicações estruturais e sem qualquer tipo de armadura tradicional.
Descrição geral da invenção reivindicada com as suas principais vantagens
De acordo com a invenção, uma mistura de betão de fibras metálicas à base de cimento, elementos granulares, água e fibras metálicas compreende fibras metálicas com um diâmetro entre 1 /15 mm e 1,8 mm e um coeficiente de forma entre 35 e 45. A quantidade destas fibras metálicas na mistura é tal que a sua massa é de, pelo menos, 80 kg/m3 de betão endurecido. A quantidade de fibras metálicas é aqui dada em relação ao volume de betão endurecido (após a presa), como é usual para os betões. A expressão "coeficiente de forma" diz respeito à relação entre o comprimento e o diâmetro da fibra. Se a fibra não tiver uma forma cilíndrica, podemos ter em conta o diâmetro correspondente ao de um cilindro de secção equivalente. Para além disso, no caso em que a fibra não seja linear, podemos utilizar como comprimento a medida da distância que separa as extremidades. A mistura de betão, de acordo com a invenção, é preparada misturando e amassando os constituintes sólidos com água de forma contínua. Uma tal mistura, após ter sido amassada, vazada e endurecida num molde ou cofragem, produz um corpo sólido de betão de fibras metálicas. A presente invenção diz respeito, igualmente, a um betão de fibras metálicas que inclui um corpo de matriz cimenteira que inclui fibras metálicas e que é obtido através do endurecimento de uma mistura hidráulica à base de cimento e de água, na qual as fibras metálicas têm um diâmetro de, pelo menos, 1,15 mm e um máximo de 1,8 mm, um coeficiente de forma entre 35 e 45 e são doseadas na proporção de, pelo menos, 80 kg/m3 de betão.
Será analisado que a mistura de betão, de acordo com a invenção, permite a realização de um elemento de betão de fibras metálicas com uma relação largura/espessura superior a 20, e nomeadamente da ordem de 25 a 35, que apresenta um bom reforço na flexão e no esforço de corte e é, portanto, utilizável em aplicações estruturais.
Desta forma, a mistura de betão de acordo com a invenção permite a realização de elementos de betão com utilização estrutural e com uma relação largura/espessura elevada e isto sem armaduras tradicionais. A presente invenção, que propõe portanto um reforço recorrendo apenas à utilização de fibras metálicas em vez de as utilizar em complemento de barras ou redes metálicas, recorre, em contrapartida, a um dimensionamento de fibras pouco habitual. Com efeito, de forma surpreendente e contrariamente à prática convencional, os desempenhos do betão, de acordo com a invenção, são obtidos através de fibras metálicas com um fraco coeficiente de forma e com um diâmetro maior do que é habitual. Além disso, as fibras são adicionadas em quantidades sensivelmente superiores à prática habitual.
Apreciaremos ainda que a mistura de betão, de acordo com a invenção, permite a realização de um betão armado e pronto a utilizar, que apresenta uma grande praticabilidade e boas caracteristicas de bombagem e é, portanto, compatível com as técnicas de mistura, transporte e colocação de betão em estaleiro.
Enquanto, em geral, se considera que os betões de fibras tradicionais sem armaduras não podem ser utilizados como betões de estrutura, isto é, para o fabrico de vigas, pilares ou lajes, o betão, de acordo com a invenção, constitui, pelo contrário, um material particularmente bem adaptado para estas aplicações. Verificaremos também que, graças ao seu comportamento melhorado, o betão, de acordo com a invenção, está particularmente adaptado para elementos estruturais planos, tais como lajes de pavimento cuja relação largura/espessura pode ir além de 35. A mistura de betão, de acordo com a invenção, poderá, portanto, ser utilizada com vantagem para a real-ização de lajes de pavimento vazadas em local em cofragens, eliminando assim a necessidade de recorrer a armadura tradicional e simplificando sensivelmente a realização de numerosas construções.
Propondo uma mistura que permite a realização desses elementos de betão, a presente invenção ultrapassa o preconceito técnico de acordo com o qual um reforço recorrendo apenas à utilização de fibras não é suficiente para aplicações estruturais. Para além disso, as dimensões das fibras metálicas e a dosagem seleccionadas para a realização da mistura de betão, de acordo com a invenção, vão de encontro às considerações habituais, que recomendam um aumento do coeficiente de forma para incrementar a eficácia do reforço. Por fim, as dimensões das fibras metálicas na mistura, de acordo com a invenção, permitem trabalhar com dosagens elevadas sem comprometer a praticabilidade da mistura.
Na prática, a eliminação de barras de aço e de redes metálicas simplifica sensivelmente a realização dos elementos de betão. Tal é particularmente evidenciado no caso da realização de elementos vazados em local em cofragem, uma vez que as condições em estaleiro podem ser difíceis mas sendo-o também no caso de elementos prefabricados.
De um modo preferido, as fibras metálicas têm um coeficiente de forma da ordem de 40 e o seu comprimento está compreendido entre 45 e 65 mm. A quantidade de fibras metálicas é tal que representa, de um modo preferido, entre 80 e 180 kg/m3 de betão endurecido. Uma mistura de betão baseada nestes valores preferenciais permite, nomeadamente, garantir uma boa praticabilidade e boas características de bombagem da mistura. Isto permite uma utilização fácil da mistura, de acordo com a invenção, à semelhança de um betão pronto a utilizar.
Utilizaremos, de um modo preferido, fibras metálicas fabricadas de fio de aço, obtidas por exemplo por trefilagem ou laminagem. Se bem que sejam preferidas fibras de aço trefilado lineares e lisas, pode-se utilizar uma variedade de fibras metálicas com uma forma e uma rugosidade superficial diferentes, desde que tenham um coeficiente de forma e um diâmetro minimo de acordo com a invenção. Poderão ser utilizadas, por exemplo, fibras onduladas, denteadas, com ganchos ou com as extremidades achatadas, ou apresentando uma combinação destas formas de fixação.
Para além das fibras metálicas, os outros componentes do betão são, de um modo preferido, os mesmos dos betões tradicionais. Tipicamente, o cimento tem grãos com uma dimensão compreendida entre 1 e 100 μπι e os elementos granulares incluem elementos finos e grossos, como por exemplo, areia com grãos com uma dimensão entre 1 e 5 mm, bem como granulados de grossura entre 5 e 25 mm (em que os granulados com uma grossura de 5/15 mm constituem, de um modo preferido, dois terços da massa dos elementos grossos).
Adicionalmente, a mistura de acordo com a invenção poderá incluir um certo número de adjuvantes convencionais tais como, plastificante, super plastificante, acelerador de endurecimento, retardador de presa, agente introdutor de ar, etc. A mistura de betão, de acordo com a invenção, está adaptada, para além do exemplo particular das lajes de pavimento, à realização de uma diversidade de elementos de betão, quer sejam estruturais quer decorativos. A invenção revela-se, contudo, particularmente interessante para a realização de elementos estruturais, uma vez que a utilização de armaduras tradicionais deixa de ser necessária. Será de notar, portanto, que a mistura de acordo com a invenção pode ser utilizada para a realização de elementos de betão do tipo: lajes de pavimento, vigas, muros de sustentação, sapata de fundação, pilares ou colunas.
Um outro exemplo de aplicação de um betão, de acordo com a invenção, diz respeito às construções de fundo gerais que são constituídas por uma laje geral sobre a qual se erguem as colunas ou as vigas após a conclusão do nível de fundação. A referida construção de fundo é construída sob toda a superfície da planta do edifício, portanto, ao longo de todo o seu comprimento e de toda a sua largura. A espessura da referida construção de fundo é, no essencial, também função da natureza do solo e da sobrecarga provocada pelo edifício. Em geral, a espessura para os edifícios correntes está entre 300 mm e 1000 mm. Uma tal construção de fundo pode ser obtida através de uma mistura de betão de acordo com a invenção, em que o betão armado de fibras substitui por completo o betão armado tradicional.
Descrição com recurso às figuras
Outras particularidades e características da invenção sobressairão da descrição pormenorizada de algumas formas de realização vantajosas apresentadas a seguir, a título ilustrativo, e com referência aos desenhos anexos. Estes mostram:
Fig.l: uma curva carga - flecha para uma laje (A) circular de 1/ 5 0 m de diâmetro fabricada com a mistura 1;
Fig.2: uma curva carga - flecha para uma laje (A) circular de 1,50 m de diâmetro fabricada com a mistura 2;
Fig.3: uma curva carga - flecha para uma laje (B) circular de 2/ 0 0 m de diâmetro fabricada com a mistura 1; e
Fig.· 4: uma curva carga - flecha para uma laje (B) circular de 2,00 m de diâmetro fabricada com a mistura 2.
Alguns exemplos de realização de lajes fabricadas com um betão de acordo com a invenção são descritos com maior pormenor em seguida.
Estas lajes são obtidas a partir de variantes preferidas da presente mistura de betão e são à base de cimento, de elementos granulares finos e grossos e de água, e incluem fibras metálicas que têm um diâmetro entre 1/15 mm e 1,8 mm, um coeficiente de forma entre 35 e 45, e são doseadas a um nível de, pelo menos, 80 kg/m3 de betão endurecido.
Um elemento de betão obtido com uma mistura de acordo com a invenção apresenta uma resistência elevada à fissuração, para relações largura/espessura âté 35 e é utilizado com vantagem como laje de pavimento, viga, muro de sustentação, pilar, sapata de fundação, construção de base ou para qualquer tipo de elemento estrutural ou decorativo.
Exemplo 1:
Dois tipos de misturas (misturas 1 e 2), de acordo com a invenção, foram realizados para a execução de lajes circulares, um dos tipos (tipo A) com 1,50 m de diâmetro e 15 cm de espessura, e outro (tipo B) com 2,00 m de diâmetro e 20 cm de espessura.
As proporções para estas duas misturas sao apresentadas na tabela l abaixo:
Tabela 1
mistura 1 mistura 2 teor em cimento 36 0 kg/m3 36 0 kg/m3 granulados de 0 a 15 mm 1800 kg/m3 1800 kg/m3 relação Água/Cimento '»* Λ L? hv 0, ss super plastificante 1% da quantidade de cimento 1% da quantidade de cimento fibras de aço (em fio de aço ondulado com resistência à tracção de 850 M/mé} dosagem: 120 fei/M'* 12'0 kçf/íít diâmetro: i l ílS MS .1, 3 sm comprimento: 43 8S& $0 OT
De notar que estas formulações são relativamente clássicas no que concerne aos constituintes tradicionais do betão, quer dizer, em relação ao cimento, aos granulados e à água. As misturas obtidas apresentavam uma fluidez que permite a colocação e a bombagem do betão sem qualquer dificuldade.
As lajes circulares obtidas a partir destas duas misturas foram submetidas a ensaios de flexão. Estas lajes foram apoiadas ao longo do seu bordo e submetidas a uma carga pontual central, com registo da flecha no centro das mesmas. Os resultados dos ensaios são ilustrados nas Figs. 1 a 4, nas quais os índices 1, 2 e 3 indicam, respectivamente, a carga de fissuração, a carga máxima registada e a carga residual para uma flecha de, respectivamente, 15 mm e 20 mm.
Os ensaios de flexão sobre as lajes circulares mostram que se obtêm cargas pontuais de primeira fissuração de 90 kN para o diâmetro de 1,50 m com as misturas 1 e 2 (ver Figs. 1 e 2) e de 180 kN para o diâmetro de 2,00 m com as misturas 1 e 2 (ver Figs. 3 e 4).
Obtêm-se, igualmente, cargas pontuais de ruptura de 180 kN e de 350 kN, respectivamente.
Para deflexões medidas de mais de 15 e 20 mm, respectivamente, para a laje com diâmetro de 1/50 m e 2/00 m, a carga pontual residual excedia, de forma apreciável, a carga de primeira fissura.
De notar ainda que, em todos os casos, a face perimétrica das lajes após o fim do ensaio, apresentava entre 15 e 30 fissuras radiais e, por último, que não se verificou, em qualquer dos casos, a perfuração das lajes.
Estas verificações revelam um comportamento destas laj es como sendo estável e controlado, muito para além dos limites elásticos e ultrapassando estes em mais de 100% e não apenas em 30%, segundo a técnica anterior de reforço de fibras, descrita no artigo "Bending Test and Interpretation" de Lucie Vanderwalle e David Dupont (ver mais acima).
Uma mistura de betão, do tipo 1 ou 2, é conveniente para a realização de uma laje de pavimento de andar tipo, de espessura de 20 cm e suportada em pilares de 25 cm x 25 cm de secção e afastadas de 6 m nas duas direcções x e y. Este pavimento suporta uma carga de serviço de, pelo menos, 7 kíí/SP v
Exemplo 2
Um outro exemplo de betão de acordo com a invenção permite a realização de uma laje de pavimento de 20 cm de espessura, suportada em pilares de 25 cm x 25 cm de secção, e separadas de 7 m segundo x e y. Este pavimento é submetido a uma carga repartida de 10 kN/m2. O betão, neste caso, tem uma formulação idêntica ao precedente (exemplo U .. mas está armado por meio de 150 kg/m3 de fibras de aço onduladas com um diâmetro de 1,6 mm e um comprimento de 60 mm.
Exemplo 3
Um terceiro exemplo diz respeito a uma construção de base para fundação instalada sob um edifício de escritórios ou de apartamentos, com 11 pisos no total, estando os pilares ou vigas separadas de 6 m e estando a construção de base apoiada sobre um solo que admite uma pressão de serviço de 0,1 N/mm2. A sobrecarga sobre os pilares atinge 3500 kN neste caso. Uma construção de base de 600 mm de espessura está prevista.
As proporções da mistura são as seguintes: cimento: 350 kg/m3 * granulados: areia 0/4 mm : 800 kg/m3 gravilha 4/14 mm : 800 kg/m3 gravilha 7/20 mm : 250 kg/m3 água: 175 kg/m3 super plastificante: 5 kg/m3 fibras de aço; diâmetro: 1,3 mm; comprimento: 50 mm; tipo ondulado e fio constitutivo de 800 N/mm2. Dosagem: 100 kg/m3. A fim de assegurar boas condições de bombagem, esta formulação inclui, de um modo preferido, pelo menos, 450 kg/m3 de matérias finas, passando num filtro de 200 gm, incluindo o cimento. Em caso de necessidade, pode-se compensar a falta de matérias finas, adicionando um produto de enchimento adequado.
Exemplo 4
Uma outra mistura de betão, de acordo com a invenção, é proposta a seguir:
Cimento: 350 kg/rrf, e o resto como no exemplo 3, mas armado de fibras de aço com 1,5 mm de diâmetro e 60 mm de comprimento, de forma ondulada ou com extremidades achatadas, misturas numa proporção de 140 kg/m3, permitindo a realização de um pavimento de andar com: pilares de 300 x 300 mm * uma distância entre as colunas: 7 m uma espessura da laje: 220 mm uma sobrecarga de exploração: 8kN/m2
Lisboa, 11 de Outubro de 2007

Claims (15)

1. Mistura de betão de fibras metálicas à base de cimento, elementos granulares e água, caracterizada por incluir fibras metálicas com: um diâmetro entre 1/15 mm e 1,8 mm, um coeficiente de forma entre 35 e 45, e no qual a quantidade destas fibras metálicas é tal que a sua massa é de, pelo menos, 80 kg/m3 de betão endurecido.
2. Mistura de betão, de acordo com a reivindicação l, caracterizada por as fibras metálicas terem um coeficiente de forma da ordem dos 40.
3. Mistura de betão, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por as fibras metálicas terem um comprimento entre 45 e 65 mm.
4. Mistura de betão, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada por a dosagem de fibras metálicas estar entre 80 e 180 kg/m3.
5. Mistura de betão, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada por os grãos do cimento terem uma dimensão entre 1 e 100
6. Mistura de betão, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada por os elementos granulares incluírem areia com grãos de dimensão entre 1 e 5 mm.
7. Mistura de betão, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada por os elementos granulares incluírem elementos grossos com a grossura entre 5 e 25 mm.
8. Mistura de betão, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada por as fibras metálicas serem fibras de fio de aço.
9. Mistura de betão, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada por as fibras metálicas terem uma forma linear, ondulada, denteada ou com ganchos, ou uma combinação destas formas.
10. Elemento de betão de fibras metálicas, caracterizado por ser obtido pelo vazamento e endurecimento de uma mistura de betão, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores.
11. Elemento de betão, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por ser obtido por vazamento numa cofragem ou molde.
12. Elemento de betão, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado o referido elemento por ter uma forma, de uma maneira geral, plana e uma relação largura/espessura até 35 e não incluir armaduras tradicionais.
13. Utilização de um elemento de betão, de acordo com qualquer das reivindicações 10 a 12, caracterizado o elemento de betão por ser um elemento estrutural ou decorativo numa construção, nomeadamente como laje de pavimento, viga, muro de sustentação, poste, pilar, sapata de fundação ou construção de base.
14. Utilização de uma mistura de betão, de acordo com qualquer das reivindicações la 9, caracterizada por ser utilizada para a realização, por vazamento num molde ou cofragem, de um elemento estrutural de betão, tal como uma laje de pavimento, uma viga, um muro de sustentação, uma sapata de fundação, uma construção de base, um poste ou um pilar.
15. Utilização de uma mistura de betão, de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 9, caracterizada por a mistura ser considerada como betão pronto a utilizar. Lisboa, 11 de Outubro de 2007
PT04821087T 2003-12-16 2004-12-10 Betão de fibras metálicas PT1694611E (pt)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP03104736A EP1544181A1 (fr) 2003-12-16 2003-12-16 Béton de fibres métalliques

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PT1694611E true PT1694611E (pt) 2007-10-23

Family

ID=34486390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PT04821087T PT1694611E (pt) 2003-12-16 2004-12-10 Betão de fibras metálicas

Country Status (12)

Country Link
US (1) US7419543B2 (pt)
EP (2) EP1544181A1 (pt)
AT (1) ATE367366T1 (pt)
AU (1) AU2004313706B2 (pt)
BR (1) BRPI0417713A (pt)
CA (1) CA2547694C (pt)
DE (1) DE602004007687T2 (pt)
DK (1) DK1694611T3 (pt)
ES (1) ES2289603T3 (pt)
PL (1) PL1694611T3 (pt)
PT (1) PT1694611E (pt)
WO (1) WO2005068388A1 (pt)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE530721T1 (de) 2008-12-29 2011-11-15 Ct Dopravniho Vyzkumu V V I Kapseln aus einzelnen aufgewickelten fasern mit einer umhüllung aus klebstoff, methode ihrer produktion und methode zur herstellung von verstärkten beton mit nutzung dieser kapseln
EP2206692B1 (en) 2008-12-29 2013-12-11 Centrum dopravniho vyzkumu, v.v.i. Capsules for concrete from a fiber and ice and method of their production
US8697780B2 (en) 2009-07-21 2014-04-15 Paul E. Bracegirdle High strength concrete made with PVA reinforcement fibers and its associated method of manufacture
KR101253249B1 (ko) * 2009-11-11 2013-04-16 한국건설기술연구원 물결형 강섬유와 직선형 강섬유를 혼입한 초고성능 강섬유 보강 시멘트 복합체의 제조방법
US9231394B2 (en) * 2009-12-11 2016-01-05 British Columbia Hydro And Power Authority Cementitious fibre reinforced composite cross arm
US8715409B2 (en) 2010-05-07 2014-05-06 Pkl Corporation Fast setting low permeability cement and concrete
US20120261861A1 (en) * 2010-06-28 2012-10-18 Bracegirdle P E Nano-Steel Reinforcing Fibers in Concrete, Asphalt and Plastic Compositions and the Associated Method of Fabrication
WO2012075071A1 (en) 2010-12-02 2012-06-07 Cemex Research Group Ag Reinforced wall system and method
EP2372034B1 (en) 2010-12-16 2013-02-13 Centrum Dopravního Vyzkumu, V.v.i. Device for coiling and cutting reinforcing fibres and for the production of capsules made of a coiled fibre and a wrapper of glue or frozen water
US8288459B2 (en) * 2011-01-18 2012-10-16 Empire Technology Development Llc Corrosion-resistant metal-reinforced composites
KR101292173B1 (ko) * 2011-11-30 2013-08-01 한국건설기술연구원 하이브리드 강섬유를 사용한 초고성능 섬유보강 콘크리트 조성물 및 이의 제조방법
CL2012000288A1 (es) * 2012-02-03 2012-11-16 Com Tcpavements Ltda Metodo para pavimentacion de caminos o senderos de bajo trafico con una losa de pavimentacion que se vierte in situ, que comprende disponer de un camino para pavimentar que no tenga una carpeta de rodado de asfalto o de hormigon, nivelar y homogeneizar.
US20130212974A1 (en) * 2012-02-21 2013-08-22 John T. Sullivan Interlocking reinforcement inclusions usable in ultra-high performance concrete and other applications, improved uhpc material and method of making same
FR3057590B1 (fr) * 2016-10-18 2020-10-09 Hsols Ind Dalle structurelle avec fibres metalliques

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE791262A (fr) * 1971-11-11 1973-03-01 Battelle Development Corp Perfectionnements aux elements de construction en beton
JPS5387532A (en) * 1976-07-24 1978-08-02 Shiyunichi Akazawa Method of mixing steel fibers within concrete or mortar
JPS53105646A (en) * 1977-02-25 1978-09-13 Asahi Seiko Co Ltd Balllanddroller bearing
NL8001609A (nl) * 1979-04-10 1980-10-14 Bekaert Cockerill Nv Sa Draadstuk uit staal voor mortel- of betonwapening.
US4366255A (en) * 1981-03-23 1982-12-28 Wahl Refractory Products, Company Highly reinforced refractory concrete with 4-20 volume % steel fibers
EP0130191B1 (fr) * 1982-12-30 1986-05-14 Eurosteel S.A. Elements filiformes utilisables pour le renforcement de materiaux moulables en particulier pour le beton
CA2112934A1 (en) * 1993-01-21 1994-07-22 Robert Hugo Jacob Over Reinforcement fibre for reinforcing concrete
BE1009638A3 (nl) * 1995-09-19 1997-06-03 Bekaert Sa Nv Staaldraadelement voor het mengen in achteraf verhardende materialen.
DE19654502A1 (de) * 1996-12-18 1998-06-25 Holzmann Philipp Ag Hochfester Beton mit verbesserter Duktilität und Verfahren zu seiner Herstellung
BR9807869A (pt) * 1997-02-28 2000-02-22 Bekaert Sa Nv Fibra de aço para reforço de concreto de alta performance
FR2771406B1 (fr) * 1997-11-27 2000-02-11 Bouygues Sa Beton de fibres metalliques, matrice cimentaire et premelanges pour la preparation de la matrice et du beton
JP2000281402A (ja) * 1999-03-31 2000-10-10 Taiheiyo Cement Corp 高強度組成物補強用鋼繊維
FR2813601B1 (fr) * 2000-09-01 2003-05-02 Lafarge Sa Betons fibres a tres hautes resistances et ductilite
JP4288013B2 (ja) * 2001-02-16 2009-07-01 東京製綱株式会社 コンクリート補強用鋼繊維
GB2412402B (en) * 2001-12-24 2005-11-09 Univ Sheffield Fibre reinforced concrete

Also Published As

Publication number Publication date
DE602004007687D1 (de) 2007-08-30
US7419543B2 (en) 2008-09-02
EP1694611B1 (fr) 2007-07-18
EP1694611A1 (fr) 2006-08-30
DK1694611T3 (da) 2008-01-02
CA2547694C (en) 2012-07-03
PL1694611T3 (pl) 2007-12-31
BRPI0417713A (pt) 2007-03-20
AU2004313706B2 (en) 2009-09-17
CA2547694A1 (en) 2005-07-28
WO2005068388A1 (fr) 2005-07-28
DE602004007687T2 (de) 2008-04-30
AU2004313706A1 (en) 2005-07-28
ATE367366T1 (de) 2007-08-15
EP1544181A1 (fr) 2005-06-22
ES2289603T3 (es) 2008-02-01
US20070289502A1 (en) 2007-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3591395A (en) Hydraulic cementitious compositions reinforced with fibrillated plastic film
PT1694611E (pt) Betão de fibras metálicas
CN207878783U (zh) 复合装配式墙板及装配建筑体
Salau et al. Characteristic strength of concrete column reinforced with bamboo strips
CN205822823U (zh) 一种砌体结构抗震加固结构
DE19642780A1 (de) Wandbauelement
CN110130501A (zh) 一种适用于组合混凝土结构的水泥基材料的焊接施工方法
JP2558100B2 (ja) ハイブリツド型繊維補強軽量コンクリ−ト構造物
WO2006138224A1 (en) Fabric reinforced concrete
Hameed et al. Upgrading of normal concrete service life by using SIFCON layers
JP6802219B2 (ja) プレキャストコンクリート部材の施工方法及びプレキャストコンクリート部材の接合構造
JP6865511B2 (ja) ハニカムコンクリート構造
Anand et al. Study of hardened properties of hybrid fibre reinforced concrete using steel and glass fibre
Skupien Composite slab made from precast, pre-tensioned concrete planks and lightweight concrete
KR100873515B1 (ko) 고인성 콘크리트 거푸집을 이용한 구조물 시공방법
JP2005226248A (ja) 合成部材
Ganesan et al. HFRHPC interior beam-column-joints with slab under reverse cyclic loading
Raouf et al. In-plane shear strengthening of masonry walls after damage
Lim et al. Shear behaviour of 0.6% and 0.7% steel fibre reinforced concrete beams without stirrups
Prakash STEEL FIBER REINFORCED CONCRETE
JPH0642031Y2 (ja)
Chandramouli et al. Flexural Behaviour of Lightweight Reinforced Concrete Beams Internally Reinforced with Welded Wire Mesh. Buildings 2022, 12, 1374
Karle et al. Experimental Study on properties of Lightweight Sandwich Concrete Blocks using EPS Sheet
BSCE15060 et al. ENHANCEMENT OF DUCTILITY OF CONCRETE THROUGH THE INCLUSION OF NATURAL JUTE FIBER.
Blakey Cast gypsum as a structural material