O concreto racha porque é fraco em tensão. A retração gera estresse. A mudança de temperatura gera estresse. As cargas geram estresse. As fibras ajudam porque cobrem pequenas rachaduras. As fibras também espalham o estresse pela mistura. Esse é o principal objetivo da adição de fibras ao concreto.
A fibra não é apenas um produto. A fibra pode ser de aço, vidro, sintética ou natural. A ASTM classifica o concreto reforçado com fibra por tipo de fibra.
O que é concreto reforçado com fibra (FRC)?
O concreto reforçado com fibras é um concreto que contém fibras curtas misturadas no lote. A ASTM C1116 o descreve como concreto reforçado com fibras entregue a um comprador com ingredientes misturados uniformemente.
As fibras funcionam como “reforço distribuído”. O vergalhão funciona como “reforço colocado”. As fibras estão em toda parte da matriz. O vergalhão fica em zonas de tensão específicas. Essa diferença explica por que as fibras são fortes no controle de rachaduras, enquanto o vergalhão é forte na capacidade de tensão estrutural.
Objetivo 1: Reduzir rachaduras no início da idade
As rachaduras precoces podem começar nas primeiras horas. A rachadura por retração plástica pode ocorrer quando a superfície seca muito rápido. A orientação da NRMCA recomenda considerar as fibras sintéticas (ASTM C1116) para minimizar as rachaduras por retração plástica.
As fibras também ajudam a reduzir as rachaduras por assentamento plástico. A NRMCA lista a redução de rachaduras por assentamento plástico como um uso fundamental.
As microfibras de polipropileno são uma escolha comum para essa finalidade. A Concrete Society explica que essas fibras aumentam a homogeneidade da mistura, estabilizam o movimento das partículas e bloqueiam os canais de água de sangria. Isso retarda o sangramento e ajuda a reduzir o assentamento plástico. A mesma nota afirma que a rede de filamentos ajuda a reduzir as rachaduras por retração plástica quando a superfície seca rapidamente.
Finalidade 2: Melhorar a resistência após rachaduras
O concreto simples pode perder o desempenho rapidamente após a fissuração. O concreto com fibra pode continuar a suportar a carga após a primeira rachadura, dependendo do tipo e da dosagem da fibra.
A NRMCA lista “maior dureza e resistência ao impacto” como um dos principais motivos para usar fibras sintéticas.
A NRMCA também explica que as fibras preenchem as rachaduras e ajudam a manter o concreto firmemente unido, com benefícios mais fortes em dosagens mais altas do que as dosagens típicas de microfibras.
Essa finalidade é adequada:
- lajes industriais com tráfego de empilhadeiras
- calçadas e hardstands
- unidades pré-moldadas que lascam durante o manuseio
Objetivo 3: Fornecer reforço secundário de contração e temperatura em algumas lajes
Alguns projetos usam fibras como um sistema alternativo para encolhimento não estrutural ou reforço de temperatura. A NRMCA lista esse uso, com documentação, como uma finalidade válida.
A NRMCA também afirma que as fibras sintéticas podem servir como reforço secundário quando o produto atende aos critérios de concreto endurecido, apoiados por documentação como os resultados de resistência à flexão residual ASTM C1609.
Essa finalidade é comum em lajes sobre o solo, onde o principal risco é a rachadura por retração, e não a capacidade de flexão estrutural em membros suspensos.
Finalidade 4: Melhorar a estabilidade da colocação em solos difíceis
As fibras podem melhorar o suporte interno e a coesão do concreto fresco. A NRMCA lista isso como uma das principais finalidades, incluindo o concreto para inclinações íngremes, concreto projetado e colocações com forma de deslizamento.
Esse benefício é prático. As equipes geralmente veem uma mistura que se mantém mais unida. Isso ajuda a reduzir o desprendimento do concreto projetado. A Concrete Society também observa que as fibras de polipropileno são usadas no concreto pulverizado para melhorar as propriedades iniciais e reduzir o desprendimento e o ressalto.
Objetivo 5: Melhorar a durabilidade e o desempenho da superfície
O controle de rachaduras favorece a durabilidade porque a largura das rachaduras controla a entrada de água. Um padrão de rachaduras mais apertado pode reduzir os caminhos para os fluidos.
As fibras também podem contribuir para a qualidade da superfície. A Concrete Society observa que as fibras de polipropileno reduzem o sangramento e a segregação, o que ajuda a manter a relação água/cimento original da argamassa da superfície. Ela associa esse efeito a melhorias na camada superficial e a uma maior resistência à abrasão.
Essa finalidade é adequada:
- pisos de armazéns
- rampas e compartimentos de carga
- lajes expostas a abrasão ou limpeza frequente
Objetivo 6: Reduzir o risco de fragmentação explosiva no fogo para concreto denso
O concreto denso pode se fragmentar em um incêndio. A umidade se transforma em vapor. A pressão do vapor pode aumentar rapidamente. As fibras de polipropileno são amplamente utilizadas para reduzir esse risco em projetos específicos.
Uma revisão revisada por pares explica um mecanismo comum: quando as fibras derretem, formam-se poros. A permeabilidade aumenta. O vapor pode escapar. A pressão do vapor cai. O risco de fragmentação diminui.
Essa finalidade é comum em especificações de túneis e em misturas de alto desempenho em que a exposição ao fogo faz parte da base do projeto.
Para que as fibras não devem ser usadas
O concreto com fibra não é um atalho para o projeto estrutural. A NRMCA afirma que as fibras sintéticas não devem ser usadas para substituir o reforço de aço estrutural ou de resistência ao momento. A NRMCA também afirma que as fibras não devem ser usadas para aumentar a resistência estrutural à compressão ou à flexão.
As fibras também não permitem automaticamente:
- maior espaçamento entre juntas
- placas mais finas sobre o piso
- colunas reduzidas A NRMCA lista essas expectativas como “não usar”.
Como escolher a finalidade e o tipo corretos de fibra
Uma decisão simples começa com uma pergunta. Que problema você quer reduzir?
Se o problema for rachaduras precoces na superfície
As microfibras sintéticas são um ajuste comum. A ACI define as fibras microssintéticas como fibras com diâmetro inferior a 0,3 mm (ou equivalente).
Se o problema for a resistência e o desempenho pós-fissura
As macrofibras sintéticas ou as fibras de aço geralmente se adaptam melhor. A ACI define as fibras macrossintéticas como 0,3 mm ou mais.
Se o problema for o risco de fragmentação por fogo em concreto denso
As microfibras de polipropileno são amplamente utilizadas nessa função, especialmente em túneis.
O comprador também deve planejar o controle da trabalhabilidade. A Concrete Society adverte que as fibras podem reduzir o slump porque elas agem como um agente espessante.
Padrões que suportam a especificação e a aceitação
Se você precisar de uma especificação de compra limpa, comece com a ASTM C1116. A ASTM afirma que ela abrange o concreto reforçado com fibra fornecido com ingredientes misturados uniformemente. Ela também classifica o concreto com fibra por tipo de fibra (aço, vidro, sintética, natural).
Se o seu objetivo for o desempenho pós-fissura, você deve especificar as metas de desempenho, e não apenas “adicionar fibra”. A NRMCA aponta para a documentação que usa testes de resistência à flexão residual, como o ASTM C1609, para fibras usadas como reforço secundário.
Orientação especializada
Um projeto de fibra é bem-sucedido quando a finalidade e o tipo de fibra coincidem.
Um fluxo de trabalho prático funciona bem:
- O proprietário define o ponto problemático: rachaduras precoces, danos nas juntas, impacto, risco de incêndio.
- O engenheiro seleciona a função: somente controle de trincas, reforço secundário, capacidade pós-trinca.
- A equipe escolhe o tipo de fibra: micro ou macro e, em seguida, define a dosagem com dados do fornecedor e testes. A ACI fornece faixas de dosagem típicas por volume para fibras sintéticas micro e macro.
- O empreiteiro controla a mistura e a cura. As fibras reduzem o risco, mas a cura ainda controla a tensão de contração.
Ecocretefiber™ | Shandong Jianbang Chemical Fiber Co., Ltd.
O Ecocretefiber™ apóia esse processo, primeiro com orientações gerais e, depois, com a correspondência de produtos:
- microfibras para encolhimento de plástico e controle de rachaduras de assentamento
- fibras macrossintéticas para objetivos de resistência e controle pós-fissura
- suporte de documentação alinhado com a linguagem de fornecimento ASTM C1116, além de dados de desempenho, quando necessário
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Conclusão
O objetivo de adicionar fibras ao concreto é claro. As fibras controlam as rachaduras iniciais, especialmente a retração plástica e o assentamento plástico.
As fibras melhoram a tenacidade e a resistência ao impacto quando o tipo de fibra e a dosagem visam o comportamento pós-fissura.
As fibras podem servir como reforço secundário em algumas aplicações de lajes quando a documentação comprovar o desempenho.
Em concreto denso exposto ao fogo, as fibras de polipropileno podem reduzir o risco de fragmentação ao aumentar a permeabilidade após a fusão.
Uma boa especificação começa com a finalidade. Um bom resultado vem da seleção correta das fibras, da mistura controlada e da cura disciplinada.
