3.1. Ensaios de compressão em corpos de prova cilíndricos

Os valores das propriedades mecânicas dos compósitos estão apresentados na Tabela 2: resistência média à compressão (f_cm), resistência média à tração por compressão diametral (f_ctm,sp) e o módulo de elasticidade (E_cs).

Tabela 2. Resultados médios da caracterização dos compósitos sobre compressão  

3.2. Ensaios de flexão - cargas e resistências

A tenacidade flexional dos compósitos foi determinada seguindo-se as recomendações da ^{Rilem (2002)} e os resultados são indicados na Tabela 3. O critério para avaliação da tenacidade é baseado na capacidade de absorção de energia, entendida como sendo a área sobre a curva carga (P) versus deslocamento vertical (δ).

Tabela 3. Cargas e resistências 

Segundo a Rilem, a contribuição das fibras para a tenacidade do compósito é avaliada através da subtração da parcela de tenacidade que provém da resposta da matriz cimentícia. Na Figura 4 ilustra-se uma resposta típica do comportamento à flexão de compósitos com fibras, juntamente com as expressões utilizadas para cálculo das resistências equivalentes à tração na flexão (f_eq,2 e f_eq,3) e das resistências residuais em flexão (f_R,1 e f_R,4). Os significados dos parâmetros apresentados nessa figura são:

Figura 4 - Critérios da ^{Rilem (2002)} para avaliação do comportamento de materiais com fibras  

Ainda de acordo com a ^{Rilem (2002)}, as parcelas de tenacidade (D^f _BZ,2 e D^f _BZ,3) são transformadas em resistências flexionais equivalentes (f_eq,2 e f_eq,3) para os diferentes níveis de deslocamentos δ₂ e δ₃. A capacidade de carga do material em relação a um valor pré-definido de flecha é avaliada através do conceito de resistências flexionais residuais (f_R,1 e f_R,4).

Na Tabela 3 é também apresentado o valor da força (F_M), que corresponde à força máxima alcançada pelo compósito ao longo do histórico de carregamento.

Fica evidenciado que a adição de fibras de aço contribuiu significativamente para o aumento da resistência definida pelo parâmetro (f_fct,L) que representa a parcela de resistência do compósito proveniente da contribuição da matriz cimentícia.

Ainda é possível afirmar que a adição de microfibras às fibras de aço resultou numa melhora ainda mais significativa nessa propriedade para os compósitos de argamassa em relação aos de microconcreto.

O desempenho dos compósitos de argamassa proveniente da parcela de contribuição das fibras (f_eq,2 e f_eq,3) foi melhorado com o aumento do volume da fibra A e potencializado quando da adição das microfibras de aço.

Para os compósitos de microconcreto é evidente a elevação dos níveis das resistências flexionais equivalentes (f_eq,2 e f_eq,3) por meio da adição das microfibras de aço à fibra A. Em grande parte desses compósitos, a resistência (f_eq,2) supera o valor da resistência (f_fct,L), denotando ganhos significativos de resistência após a fissuração da matriz.

3.3. Curvas P-CMOD

As curvas P-CMOD dos compósitos de argamassa são apresentados na Figura 5. A presença de fibras e microfibras de aço na matriz cimentícia de argamassa melhorou o seu comportamento, traduzido em termos de aumento da capacidade de absorção de energia e elevação dos níveis de resistência, antes e após a fissuração da matriz.

Figura 5. Curvas P-CMOD dos compósitos de argamassa 

O aumento no volume de fibras do tipo “A”, proporcionou melhora gradual na ductilidade dos compósitos de argamassa. Sobremaneira, a incorporação das microfibras de aço às fibras “A”, contribuiu ainda mais nesse sentido.

As curvas dos compósitos de microconcreto são apresentadas na Figura 6. A presença de fibras e microfibras melhorou principalmente a capacidade de absorção de energia desses compósitos. A capacidade resistente foi diminuída com a presença isolada da fibra A (compósito CPM1A).

Figura 6. Curvas P-CMOD dos compósitos de microconcreto 

3.4. Curvas de resistência ao fraturamento

Na Figura 7 mostram-se as curvas de resistência ao fraturamento dos compósitos de argamassa. Nas Figuras 8 e 9 são apresentadas as curvas de resistência dos compósitos de microconcreto produzidos nos estágios I e II, respectivamente. Onde “K_R” representa a resistência ao avanço da fissura (resistência ao fraturamento do compósito) e “a” é a profundidade da fissura (a) normalizada relativamente à altura (W) do corpo de prova pristático, ou seja, a = a/W.

Figura 7. Curvas de resistência ao fraturamento dos compósitos de argamassa 

Figura 8. Curvas de resistência ao fraturamento dos compósitos de microconcreto - Estágio I 

Figura 9. Curvas de resistência ao fraturamento dos compósitos de microconcreto - Estágio II 

O ganho de resistência ao fraturamento ficou bem evidenciado principalmente no regime de ruptura pós-pico (força máxima), aumentando-se entre os diferentes compósitos com o aumento do teor de fibras metálicas incorporadas a cada um deles. Exceções para os compósitos CPA1.5A3.5C e CPM1A2.5C em que suas resistências ao fraturamento ao longo do histórico de carregamento foram inferiores às dos compósitos CPA1.5A2.5C e CPM1A2C, respectivamente.

Também é possível notar que na fase de pós-pico de carregamento, os trechos finais das curvas de resistência para os compósitos de argamassa (CPA1.5A1.5C e CPA1.5A2.5C) e de microconcreto (CPM1A1C e CPM1A2C) são ascendentes, o que representa o elevado ganho de resistência à propagação da fissura proporcionado pela presença das fibras e microfibras de aço. Tal fato está associado à dissipação de energia envolvida no processo de arrancamento das fibras e microfibras da matriz cimentícia.