Estudo experimental e numérico de pilares mistos parcialmente revestidos com concreto de resíduos reciclados de concreto e fibras de aço

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Marques, Bruno Bianchi
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: agregados reciclados de concreto; análise experimental; composite structures; concreto reforçado com fibras; estruturas mistas; experimental analysis; fiber reinforced concrete; numerical simulation; recycled aggregate concrete; simulação numérica
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-22112022-115211/

A procura por soluções sustentáveis que permitam a redução do consumo de recursos naturais e de resíduos gerados pela construção civil se tornou uma preocupação crescente, tendo sido impulsionada pelo princípio da responsabilidade compartilhada introduzido pela Política Nacional dos Resíduos Sólidos. Neste contexto, a reciclagem de resíduos de concreto para a produção de agregados tem se mostrado uma alternativa interessante para a redução do impacto ambiental na construção. Este estudo traz como principais objetivos a investigação do comportamento estrutural de pilares mistos parcialmente revestidos com substituição dos agregados graúdos naturais por agregados reciclados de concreto e a viabilidade da substituição das barras de aço convencionais por concreto reforçado com fibras de aço. Após um estudo preliminar, em que foram investigados os impactos nas propriedades mecânicas e na trabalhabilidade perante a substituição de 30%, 50% e 100% do agregado graúdo natural por agregados de reciclados de concreto para concretos sem fibras e com 1,6% de fibras de aço com ganchos nas extremidades, foi determinado que o teor de 30% era o mais apropriado para ser empregado na segunda etapa do programa experimental. No tocante às peças estruturais, seis pilares foram ensaiados à compressão centrada e excêntrica com a finalidade de comparar o comportamento dos exemplares com concreto convencional, com concreto com agregados reciclados de concreto e com concreto com agregados reciclados de concreto reforçado com fibras de aço. Complementarmente, um modelo numérico foi desenvolvido no software ABAQUS® e, por meio de uma calibração, ampliaram-se os resultados dessa pesquisa com uma análise paramétrica. A adição do agregado reciclado ao concreto provocou queda nas suas propriedades mecânicas e a adição de fibras de aço causou diminuição na resistência à compressão, embora para as fibras tenha sido observado ganho significativo de tenacidade no compósito. Os resultados obtidos no programa experimental indicaram que o emprego do concreto com agregados reciclados de concreto não causou prejuízo na resposta estrutural do pilar misto mesmo com as penalizações nas propriedades mecânicas do concreto. A substituição da armadura convencional por concreto reforçado com fibras de aço também se mostrou interessante, já que não modificou o comportamento global do elemento ou afetou significativamente sua capacidade resistente, tendo ocorrido falha por esmagamento do concreto e plastificação do perfil de aço em todos os casos. Por fim, os resultados do programa experimental, tanto a substituição do agregado natural pelo reciclado de concreto em baixos teores quanto o emprego das fibras de aço no lugar de armaduras convencionais de barras se mostraram viáveis, resultando em perdas reduzidas na capacidade do elemento estrutural estudado.