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Tipo do documento: Dissertação
Título: Estudo de compósitos cimentícios do tipo SHCC com o uso da metacaulinita e a sua avaliação quando utilizado no encamisamento de concretos
Título(s) alternativo(s): Study of strain-hardening cementitious composites (SHCC) with metakaolin incorporation and their evaluation for concrete jacketing
Autor: Santana, Luana Godinho Ladeira de 
Primeiro orientador: Magalhães, Margareth da Silva
Primeiro membro da banca: Souza, Regina Helena Ferreira de
Segundo membro da banca: Lima, Paulo Roberto Lopes
Resumo: Na presente pesquisa foram desenvolvidos e caracterizados experimentalmente compósitos cimentícios do tipo SHCC reforçados com fibras curtas de PVA com elevados teores de metacaulinita, com o objetivo de utilizá-los para reabilitação de estruturas de concreto. O Compósito Cimentício Reforçado com Fibras do tipo Strain Hardening (SHCC) é um material recente com enorme potencial no ramo da recuperação de estruturas, por possuir elevada ductilidade e o comportamento de enrijecimento na tração e na flexão. No entanto, este compósito contém elevado teor de cimento, cerca de duas a três vezes mais que o concreto convencional. Para contornar o impacto econômico da sua produção, e ao mesmo tempo melhorar suas propriedades, normalmente, em sua fabricação é utilizado, como material suplementar, a cinza volante, contudo, neste trabalho foi estudada uma outra alternativa de material suplementar, sendo desenvolvido o compósito SHCC com alto teor de metacaulinita, visto a alta capacidade pozolânica desta adição e sua abundância de recursos no Brasil. Para o desenvolvimento dos compósitos foram estudados parâmetros como, a variação do teor de metacaulinita, água, areia e do comprimento da fibra de PVA. O SHCC com o teor de substituição parcial de 50% de cimento por metacaulinita apresentou melhor relação desempenho mecânico e economia, levando em conta o elevado teor de substituição do cimento pela metacaulinita, com resistência à compressão de aproximadamente 59 MPa e à tração de 4 MPa, além de uma capacidade de deformação de 1,3%. Uma mistura do SHCC com a adição de um aditivo polimérico, com o objetivo de aumentar a aderência concreto-reparo, foi também testada. Corpos de prova de concreto com duas resistências (19 MPa e 28 MPa) foram confinados com o SHCC. No experimento foram variados os parâmetros: espessura da camada do reparo (1,7 cm e 2,2 cm), nível do dano nos concretos (50% e 80% da sua resistência à compressão, e sem dano), e a idade do reparo (7 e 28 dias). Em todos os casos estudados, o confinamento com o SHCC foi capaz de aumentar a resistência à compressão dos corpos de prova e reduzir o módulo de elasticidade, apresentando fator de eficiência em relação a resistência na faixa de 1,19-1,27, e se mostrando um excelente material para a reabilitação de estruturas de concreto.
Abstract: In this research, an experimental study was performed aiming to develop and characterize a Strain Hardening Cementitious Composite (SHCC), reinforced with short PVA fibres and high metakaolinite content, with the purpose of using them to rehabilitate concrete structures. The SHCC is an innovative material with enormous potential in the field of structural rehabilitate due to its high ductility and strain hardening and deflection hardening behaviour. However, this composite is fabricated with an elevated cement content, around two to three times more than conventional concrete. To overcome the economic impact, and improve its mechanical properties, fly ash is normally used as a supplementary material in its manufacture. However, in this work another alternative supplementary material was studied. The SHCC composite with an elevated metakaolinite content was developed in this study, given the high pozzolanic activity of this addition and its abundance of resources in Brazil. In this study, the parameters, metakaolinite, water and sand content and the PVA fiber length were studied. The SHCC with a partial replacement of 50% cement by metakaolinite showed the best mechanical performance and economy ratio, taking into account the high replacement content of cement with metakaolinite, with compressive strength of approximately 59 MPa, tensile strength of 4 MPa and strain capacity of 1,3%. One polymeric additive to increase the adhesion of cementitious materials was also tested in this experiment. Concrete specimens with 100 mm diameter and 200 mm height, and with two compressive strengths (19 MPa and 28 MPa) were prepared and tested to 50% and 80% of the load-carrying capacity under compression loads. The damaged and non-damaged specimens were repaired using the SHCC, by using 1,7 cm and 2,2 cm SHCC thickness. The effectiveness of the repairing schemes was evaluated by comparing load-carrying capacities under compressive loads at 7 and 28 days. In all the cases studied, confinement with SHCC was able to increase the compressive strength of the specimens and reduce the modulus of elasticity, showing a confinement effectiveness in the range of 1.19-1.27 and proving to be an excellent material for reinforcing concrete structures.
Palavras-chave: Engenharia civil
Cimento
Concreto
Recalque de estruturas
Construção mista
Civil engineering
Cement
Concrete
Settlement of structures
Composite construction
Área(s) do CNPq: ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURAS
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
Citação: SANTANA, Luana Godinho Ladeira de. Estudo de compósitos cimentícios do tipo SHCC com o uso da metacaulinita e a sua avaliação quando utilizado no encamisamento de concretos. 2023. 170 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Faculdade de Engenharia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2023.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/21506
Data de defesa: 28-Nov-2023
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia Civil



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