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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2023.tde-26032024-085922
Document
Author
Full name
Amanda Tafuri Costa
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2023
Supervisor
Committee
Figueiredo, Antonio Domingues de (President)
Araújo, Daniel de Lima
Gachet, Luísa Andréia
Title in Portuguese
Concreto com agregado reciclado de concreto reforçado com fibras de aço: da caracterização do material à aplicação estrutural.
Keywords in Portuguese
Agregado reciclado
Comportamento mecânico
Elementos estruturais
Fibras de aço
Resistência pós-fissuração
Abstract in Portuguese
Materiais como o concreto com agregado reciclado (CAR) estão sendo estudados devido à crescente necessidade de reduzir a exploração de recursos naturais e diminuir o volume de resíduos de concreto descartados em aterros. Porém, os agregados reciclados (AR) podem resultar em uma significativa redução de propriedades mecânicas do concreto devido a sua maior porosidade. Em paralelo, sabe-se que a utilização desse agregado em concretos reforçados com fibras de aço (CRFA) não representam uma redução tão significativa das propriedades mecânicas na condição de pós-fissuração, e pode ajudar a viabilizar o material em aplicações específicas. A parametrização do comportamento do concreto com agregados reciclados reforçado com fibras de aço (CARRFA), segundo os critérios recentes de códigos de dimensionamento para fins estruturais, ainda não foi realizada. Nesse contexto, esta pesquisa realizou a caracterização do CARRFA com diferentes percentuais de substituição de agregados naturais por reciclados e diferentes teores de fibras de aço por meio de ensaios de flexão, de compressão axial, de módulo de elasticidade, massa específica, absorção de água e índice de vazios. Além disso, foram usados programas computacionais como uma ferramenta de extrapolação do comportamento e seus resultados foram comparados com os resultados experimentais. Foi observado que o uso de AR não influenciou na resistência residual de elementos estruturais de CARRFA quando sujeitos a flexão, mesmo com a redução das propriedades mecânicas do material como a resistência à compressão e massa específica. Os resultados experimentais e numéricos mostraram boa correlação entre si, ambos aplicados em um elemento estrutural fletido e demonstrando que o CARRFA apresenta vantagens no dimensionamento tanto no Estado Limite Último (ELU) quanto no Estado Limite de Serviço (ELS) em relação ao concreto de referência.
Title in English
Untitled in english
Keywords in English
Mechanical behaviour
Postcracking resistance
Recycled aggregate
Steel fibre
Structural elements
Abstract in English
Materials such as concrete with recycled aggregate (RAC) are being studied due to the increasing need to the exploitation of natural resources and reduce the volume of construction and demolition waste disposed of in landfills. However, the recycled aggregates show a reduction in mechanical properties due to its higher porosity. In parallel, it is known that the use of this aggregate in steel fiber reinforced concrete (SFRC) does not represent such a significant reduction of the mechanical properties in the post-cracking condition; moreover, it can help to make feasible the use of RAC in specific applications. The parameterization of the behavior of steel fibers-reinforced recycled coarse aggregates concrete (SFRCAC), according to the recent criteria of design codes for structural purposes, has not been carried out yet. In this context, the study aims to characterize the RAC with different percentages of substitution of natural aggregates for recycled ones and different contents of steel fibers by means of flexion tests (EN 14651), axial compression, modulus of elasticity and specific mass. Furthermore, computational programs were used as a behavior extrapolation tool and their results were compared to the experimental ones. Finally, a full-size beam was designed for each fiber and aggregate replacement ratio in both the Ultimate Limit State (ULS) and Service Limit State (SLS). It was observed that the use of AR did not influence the SFRCAC structural element residual resistance when subjected to bending, even reducing the mechanical properties of the material, such as compressive strength and specific mass. The experimental and numerical results showed good correlation between them, both applied in a beam and showing that the SFRCAC presents design advantages for both ULS and SLS when compared to the reference concrete.
 
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Publishing Date
2024-03-28
 
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