Por que a dosagem de fibra de aço é importante no concreto
O concreto é forte sob compressão. É por isso que ele é usado em pisos, túneis, pontes, peças pré-moldadas, pavimentos e muitas outras estruturas. Mas o concreto tem um ponto fraco evidente. Ele não apresenta bom desempenho sob tensão. Quando se formam rachaduras, o material pode perder rapidamente a capacidade de carga.
Fibra de aço ajuda a resolver esse problema. Ele funciona dentro da matriz do concreto. Ele preenche as rachaduras. Resiste ao crescimento de rachaduras. Ajuda o concreto a continuar carregando carga após a fissuração. É por isso que o concreto reforçado com fibra de aço é usado em pisos industriais, concreto projetado, pavimentos externos, elementos pré-moldados e outros trabalhos de concreto exigentes.
Mas a fibra de aço não se trata apenas de adicionar mais material à mistura. A dosagem deve ser selecionada com cuidado. Se a dosagem for muito baixa, a rede de fibras pode não proporcionar controle suficiente de rachaduras. Se a dosagem for muito alta, a mistura pode se tornar muito pegajosa. Ela pode perder a capacidade de trabalho. Pode se tornar mais difícil de bombear, colocar ou dar acabamento.
É por isso que dosagem de fibra de aço no concreto é uma decisão técnica. Ela afeta o fluxo de concreto fresco. Afeta a distribuição das fibras. Afeta a orientação das fibras. Também afeta o resultado final do controle de fissuras.
Em Shandong Jianbang Chemical Fiber Co., Ltd., Fornecemos soluções de fibra de concreto sob a Ecocretefiber™ marca. Acreditamos que uma boa solução de fibra não se resume apenas à resistência à tração ou ao preço por quilograma. Uma boa solução deve ser compatível com a mistura de concreto, o método de colocação, o tipo de projeto e o desempenho esperado.
O que é concreto reforçado com fibra de aço?
Concreto reforçado com fibra de aço, O SFRC, muitas vezes chamado de SFRC, é um concreto misturado com fibras de aço curtas. Essas fibras são espalhadas pelo concreto. Elas criam uma rede de reforço tridimensional dentro da matriz.
A ASTM C1116 abrange o concreto reforçado com fibra entregue a um comprador com os ingredientes misturados uniformemente. Essa norma também abrange muitas formas de concreto reforçado com fibras, incluindo misturas que usam aço ou fibras sintéticas.
A fibra de aço não funciona como o vergalhão tradicional. O vergalhão é colocado em uma posição projetada. A fibra de aço é dispersa pelo concreto. Ela ajuda a controlar as rachaduras em várias direções. Ela pode melhorar a resistência, a absorção de energia e o desempenho pós-fissura.
Isso é importante em projetos reais. Um piso pode rachar devido ao encolhimento e à carga. O revestimento de um túnel pode sofrer pressão e impacto do solo. Um elemento pré-moldado pode rachar durante a desmoldagem ou o manuseio. Um pavimento pode enfrentar cargas repetidas de rodas. Nesses casos, a fibra de aço pode ajudar o concreto a resistir ao crescimento de rachaduras e manter uma melhor integridade.
Como a dosagem de fibra de aço altera o fluxo do concreto fresco
O concreto fresco deve ser trabalhável. Ele deve ser colocado, bombeado, compactado ou acabado antes de endurecer. Se o concreto não fluir bem, a estrutura final pode apresentar zonas fracas, alveolamento, má qualidade da superfície ou distribuição irregular das fibras.
A dosagem de fibra de aço tem um efeito direto no fluxo de concreto fresco.
Um estudo de pesquisa sobre concreto autocompactável reforçado com fibra de aço testou quatro teores de volume de fibra de aço: 0,4%, 0,6%, 0,8% e 1,0%. O estudo constatou que, quando o volume de fibra de aço aumentou, o fluxo do abatimento diminuiu de 685 mm para 595 mm. O fluxo do J-ring também diminuiu de 665 mm para 555 mm. Isso mostra que uma dosagem maior de fibra de aço pode reduzir a fluidez.
Isso acontece porque as fibras de aço aumentam o atrito interno no concreto. Elas tornam a mistura mais viscosa. Elas também interagem com o agregado, a pasta de cimento e outras fibras. Quando há mais fibras, o concreto precisa de um sistema de pasta mais forte e melhor controle de aditivos.
O mesmo estudo constatou que a viscosidade plástica e a tensão de escoamento aumentaram quase linearmente com o aumento do volume da fibra de aço. A viscosidade plástica aumentou de 25,3 Pa-s a 0,4% de volume de fibra para 48,1 Pa-s a 1,0%. A tensão de escoamento aumentou de 41,1 Pa para 62,0 Pa.
Para uma empreiteira, esse resultado é muito prático. Mais fibra pode melhorar o potencial de controle de rachaduras, mas também pode tornar a mistura fresca mais difícil de manusear. O projeto da mistura deve ser ajustado. A proporção de areia, a classificação dos agregados, o redutor de água, o volume de pasta e o método de mistura devem trabalhar juntos.
Por que a distribuição de fibra é importante
A fibra de aço só pode funcionar bem se for distribuída corretamente. Se as fibras não estiverem bem dispersas, algumas partes do concreto podem ter fibras demais. Outras partes podem ter poucas fibras. Isso gera um desempenho desigual.
Uma rede de fibras bem distribuída ajuda o concreto a controlar as rachaduras de forma mais uniforme. Ela proporciona uma melhor ponte entre as fissuras. Ela também reduz o risco de uma fissura crescer muito rapidamente em uma zona fraca.
O estudo usou seções cortadas para contar as fibras de aço no concreto endurecido. Ele mostrou que a densidade das fibras não era a mesma em todas as direções. A densidade da fibra em dois planos de corte era maior do que no plano longitudinal. O estudo explicou que isso estava relacionado à direção do fluxo durante a moldagem. Como o concreto fluiu principalmente na direção horizontal, as fibras tenderam a se alinhar com o fluxo.
Esse ponto é importante para projetos reais. A distribuição das fibras não é decidida apenas pela dosagem. Ela também é decidida pelo fluxo do concreto, ponto de lançamento, formato da forma, efeito da parede e método de fundição.
Se um projeto usar concreto com fibra de aço para um piso, a direção de colocação e o processo de acabamento podem afetar a orientação das fibras perto da superfície. Se um projeto usar concreto projetado com fibra de aço, o ângulo de pulverização e o ressalto podem afetar a permanência das fibras na matriz. Se um projeto usar concreto pré-moldado, o formato do molde e a distância do fluxo podem influenciar o alinhamento das fibras.
É por isso que a Ecocretefiber™ recomenda a mistura experimental quando o projeto tem requisitos rigorosos de desempenho. Uma mistura de laboratório pode mostrar a capacidade de trabalho básica. Um teste de campo pode mostrar o comportamento real de colocação.
Dosagem e segregação de fibras
As fibras de aço são mais pesadas do que a pasta de cimento. Devido à gravidade, as fibras de aço podem se mover para baixo durante a fundição. Isso é chamado de segregação. A segregação pode reduzir a uniformidade. Ela pode tornar a parte inferior do elemento mais rica em fibras, enquanto a parte superior tem menos fibras.
O estudo constatou que as fibras de aço apresentaram segregação vertical em todas as dosagens testadas. Foram encontradas mais fibras na metade inferior da viga do que na metade superior. Mas o grau de segregação diminuiu à medida que o volume de fibras aumentou. A diferença entre as partes superior e inferior caiu de 38,4% para 27,4%.
Isso pode parecer surpreendente em um primeiro momento. Muitas pessoas acham que um maior teor de fibras sempre gera uma distribuição pior. Mas o estudo mostra um quadro mais detalhado. A maior dosagem de fibra aumentou a viscosidade plástica e a tensão de escoamento da mistura fresca. A mistura ficou mais coesa. Isso reduziu o movimento descendente das fibras.
Esse resultado fornece uma lição útil. A segregação não é controlada apenas pelo tipo de fibra. Ela é controlada por todo o sistema de concreto fresco. Uma mistura mais coesa pode reter melhor as fibras. Mas a mistura ainda deve ser suficientemente trabalhável para a colocação.
Em projetos reais, o objetivo é o equilíbrio. O concreto não deve ser muito fluido. Ele não deve permitir que as fibras ou os agregados se assentem. Mas também não deve ser muito rígido. Ele ainda precisa ser bombeado, colocado e acabado.
Orientação da fibra e desempenho do concreto
A orientação da fibra de aço é outro ponto importante. As fibras funcionam melhor quando fazem a ponte entre as fissuras e o plano da fissura. Se a maioria das fibras estiver alinhada em uma direção útil, o concreto poderá apresentar melhor comportamento pós-fissura nessa direção. Se as fibras estiverem mal orientadas, a mesma dosagem poderá proporcionar um desempenho inferior.
O estudo constatou que a orientação da fibra mudou com a dosagem. Com menor teor de fibra de aço, o ângulo entre as fibras e o eixo principal do feixe era menor. Isso significa que as fibras tinham maior probabilidade de se alinhar com o eixo do feixe. Com um teor mais alto de fibra de aço, o ângulo ficou maior e o fator de orientação ficou menor.
Isso aconteceu porque a dosagem da fibra alterou a reologia do concreto fresco. Uma mistura de baixa viscosidade fluiu mais facilmente. O campo de fluxo teve um efeito mais forte no alinhamento das fibras. Uma mistura de viscosidade mais alta tinha maior resistência ao movimento das fibras. Como resultado, a orientação das fibras ficou menos alinhada com o eixo da viga.
O estudo também descobriu que a área central do feixe tinha um fator de orientação mais alto. Isso significa que as fibras no meio tinham maior probabilidade de se alinhar com o eixo do feixe. Nas extremidades da viga, os efeitos da parede mudaram a direção do fluxo, de modo que as fibras ficaram menos alinhadas com o eixo principal.
Para os engenheiros, esse é um lembrete útil. O desempenho da fibra não é apenas uma propriedade do material. É também um resultado da colocação. A mesma fibra de aço pode ter um desempenho diferente em duas estruturas se o caminho do fluxo e o formato do molde forem diferentes.
Como pensar na dosagem correta de fibra de aço
Não existe uma única dosagem perfeita de fibra de aço para todos os trabalhos com concreto. A dosagem correta depende do projeto.
Uma laje sobre o solo pode precisar de controle da largura das rachaduras, resistência ao impacto e transferência de carga nas juntas. Um projeto de concreto projetado para túneis pode precisar de absorção de energia e resistência residual. Um produto pré-moldado pode precisar de controle de rachaduras de manuseio e qualidade de superfície limpa. Uma argamassa de reparo pode precisar de controle de retração e boa ligação com o substrato antigo.
Uma boa decisão de dosagem deve considerar esses fatores:
| Fator de projeto | Por que é importante |
|---|---|
| Aplicação em concreto | Pisos, concreto projetado, pré-moldado, pavimento e concreto de reparo têm necessidades diferentes. |
| Desempenho exigido | O controle de rachaduras, a tenacidade, a força residual e a resistência ao impacto precisam de diferentes níveis de dosagem. |
| Meta de trabalhabilidade | Uma dosagem mais alta pode reduzir o fluxo e dificultar a colocação. |
| Projeto de mistura | O tamanho do agregado, o volume da pasta, o redutor de água e a proporção de areia afetam a dispersão da fibra. |
| Geometria da fibra | O comprimento, o diâmetro, a proporção e o formato da extremidade afetam a colagem e a capacidade de trabalho. |
| Método de fundição | O bombeamento, o derramamento, a pulverização e a vibração podem alterar a distribuição e a orientação. |
| Método de teste | Os testes de resistência à flexão e residual ajudam a confirmar o desempenho real. |
A ASTM C1609 avalia o desempenho de flexão do concreto reforçado com fibra por meio de dados de carga-deflexão de uma viga simplesmente apoiada sob carga de terceiro ponto. Esse tipo de teste é útil porque mede o comportamento após a fissuração, e não apenas na primeira fissuração.
Para fibras de aço vendidas em mercados relacionados à Europa, a EN 14889-1 também é importante. Essa norma especifica os requisitos para fibras de aço usadas para aplicações estruturais ou não estruturais em concreto, argamassa e calda de cimento.
Por que a mistura de testes é importante
A mistura experimental é uma das maneiras mais práticas de evitar problemas no projeto. Uma folha de dados técnicos fornece informações úteis, mas não pode mostrar todas as condições do local de trabalho.
Uma mistura de teste pode mostrar se a fibra se dispersa bem. Ela pode mostrar se o concreto ainda tem slump ou fluxo de slump suficientes. Pode mostrar se a mistura tem risco de esfarelamento. Pode mostrar se a bomba consegue lidar com a mistura. Também pode mostrar se o acabamento da superfície é aceitável.
Para o concreto autocompactável de fibra de aço, o controle de fluxo é ainda mais importante. O concreto deve se mover com seu próprio peso. Ele deve passar pelo reforço ou por espaços estreitos. Ele deve preencher a forma sem vibração forte. Se a dosagem de fibra for aumentada sem ajuste da mistura, o fluxo pode cair muito.
Na Ecocretefiber™, sugerimos que os compradores não se perguntem apenas: “Quantos quilogramas por metro cúbico devo usar?” A melhor pergunta é: “Qual é o desempenho de que preciso e como a mistura deve ser ajustada para alcançá-lo?”
Essa pergunta leva a uma resposta melhor. Ela ajuda a evitar a subdosagem. Também ajuda a evitar a superdosagem.
Fibra de aço versus fibra sintética macro
A fibra de aço não é a única opção de fibra para concreto. A fibra macro sintética também é usada em muitos projetos. Cada fibra tem seu próprio valor.
A fibra de aço tem alto módulo e forte ponte de rachaduras. É frequentemente selecionada para alta resistência, pisos industriais, concreto projetado e outras aplicações pesadas. Ela pode proporcionar um bom desempenho residual quando a dosagem e o projeto da mistura estão corretos.
A fibra sintética Macro é livre de corrosão. É mais fácil de manusear em muitos ambientes expostos. Pode ser usada em lajes, concreto projetado, concreto pré-moldado e concreto de reparo onde o risco de corrosão, a segurança ou o manuseio são uma preocupação.
A melhor opção depende das condições do projeto. Alguns projetos precisam de fibra de aço. Alguns projetos são mais adequados para macrofibra sintética. Alguns projetos podem usar um sistema de fibra híbrida. É por isso que a Shandong Jianbang Chemical Fiber Co., Ltd. se concentra na seleção prática de fibras, e não em uma resposta simples para cada projeto.
Conselhos práticos para compradores
Ao comprar fibra de aço para concreto, não leve em conta apenas o preço unitário. Uma fibra mais barata pode custar mais se precisar de uma dosagem maior ou se criar problemas de mistura. Uma fibra mais forte pode reduzir a dosagem, mas ainda assim deve se dispersar bem. Uma fibra longa pode preencher melhor as rachaduras, mas também pode reduzir a capacidade de trabalho se a mistura não for ajustada.
Antes de fazer o pedido, os compradores devem confirmar esses detalhes:
| Pergunta | Por que isso ajuda |
|---|---|
| O que é o aplicativo do projeto? | Diferentes aplicações precisam de diferentes tipos de fibra. |
| Qual é a dosagem-alvo? | A dosagem controla tanto o desempenho quanto a trabalhabilidade. |
| Qual é o grau de resistência do concreto? | A resistência da matriz afeta a ligação da fibra e o comportamento da rachadura. |
| Qual é o tamanho do agregado? | Agregados grandes podem afetar o movimento e a dispersão das fibras. |
| O concreto é bombeado, derramado ou pulverizado? | O método de colocação altera a distribuição da fibra. |
| É necessário um teste de desempenho de flexão? | Os testes confirmam o desempenho pós-fissura. |
| A corrosão é uma preocupação? | A fibra de aço e a fibra sintética têm perfis de durabilidade diferentes. |
Um fornecedor profissional deve ajudar os clientes a refletir sobre essas questões. Isso reduz os riscos antes do início do projeto.
Por que escolher o Ecocretefiber™?
Ecocretefiber™ é a marca de fibra de concreto da Shandong Jianbang Chemical Fiber Co., Ltd. Fornecemos fibras de reforço de concreto para empreiteiras, produtores de mistura pronta, fábricas de pré-moldados, distribuidores e projetos de infraestrutura.
Entendemos que a fibra não é apenas um aditivo. Ela faz parte do sistema de concreto. A fibra deve combinar com a mistura. Deve corresponder ao método de colocação. Deve corresponder ao objetivo de desempenho.
Nossa equipe pode ajudar os clientes com a seleção de produtos, opções de embalagem, serviço de OEM e comunicação técnica. Podemos ajudar os clientes a comparar fibra de aço, macrofibra sintética, microfibra de polipropileno e outras soluções de fibra de concreto com base nas necessidades do projeto.
Para os compradores, isso significa menos suposições. Também significa melhor controle da qualidade, do custo e do desempenho da construção.
Conclusão
A dosagem de fibra de aço tem um forte efeito sobre o desempenho do concreto. Ela altera o fluxo do concreto fresco. Altera a viscosidade plástica e a tensão de escoamento. Afeta a distribuição, a segregação e a orientação da fibra. Também influencia o controle de fissuras do concreto após o endurecimento.
A principal lição é clara. Mais fibra nem sempre é melhor por si só. O resultado correto vem do equilíbrio certo entre a dosagem de fibra, o projeto da mistura, o método de colocação e o teste de desempenho.
Se o seu projeto precisar de concreto reforçado com fibra de aço, fibra para concreto projetado, fibra para pisos industriais ou uma solução de reforço de concreto diferente, Shandong Jianbang Chemical Fiber Co., Ltd. pode ajudá-lo a escolher uma opção prática no âmbito do Ecocretefiber™ marca.
Uma melhor escolha de fibra começa antes de o concreto ser derramado. Ela começa com a compreensão da dosagem, da trabalhabilidade, da distribuição e do controle de rachaduras.
