Desempenho de argamassas reforçadascom fibras acrílicas Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura Universidade da Beira Interior (UBI) Covilhã, Portugal
Fibras poliméricasem compósitos cimentícios Funções controle de fissuração por retracção plástica reduzir a fragilidade na ruptura, aumentar a durabilidade conferir propriedadesmecânicasnão encontradasnas argamassasconvencionais, relacionadasà capacidade de deformação e absorção de energia. alternativa àsfibrasde amianto no reforço de matrizesde base cimentícia Objectivo verificar a possibilidade de uso da fibra acrílica como alternativa àsfibrassintéticasmaiscorrentemente empregadas, como asfibrasde polipropileno e fibrasde vidro.
argamassa típica rica em cimento traço (em volume) 1:3de cimento e areia Desempenho de argamassas reforçadas com fibras acrílicas cimento Portland do tipo II classe 32,5 areia do Tejo Dmáx4,76mm; MF 2,07e MV2450 kg/m 3. Característicase propriedadesmecânicase químicas dasfibras usadas Tipo Diâmetro [µm] Comp. [mm] Massa Espec. [kg/m 3 ] Resist. Tracção [N/mm 2 ] Alonga. Ruptura [%] Resist. aos álcalis 14,4 690 20 Boa Acrílicas 27 4; 6; 12 1170 500 18 Boa 43 380 17 Boa Vidro AR ----- 12 2700 2800 3 Razoável Polipropileno 20 12 910 560 8 Boa
Determinação das propriedades físicas e mecânicas ensaiosde consistência para asargamassasno estado fresco EN 1015-3 massasvolúmicasna idade de 28dias EN 1015-10 absorção de água por capilaridade da argamassa endurecida EN 1015-18 resistência à compressão e à flexão EN 1015-11 nasidadesde 7e 28dias.
ensaio de retracção sistema acelerador túnel de vento (velocidade de 12km/h) duração: 24h, (Hr 40%, T 40ºC). Desempenho de argamassas reforçadas com fibras acrílicas Corpos de prova : (I) 4cm x(ii) 25cm x(iii) 32cm) Túnel de vento para a realização do ensaio de retracção. lajeta armada -malha soldada de aço, 6mm de diâmetro, espaçamento de 10cm
Procedimentos de Mistura Mistura a Húmido Mistura a Seco Desempenho de argamassas reforçadas com fibras acrílicas Procedimento típico em argamassadeira (cimento +fibras +areia +água) Os materiais(cimento +fibras+areia) são introduzidos faseadamente num recipiente 1 ª fase: O recipiente é agitado na direcção vertical e horizontal durante cerca de 1min. 2 ª fase: Amistura é executada mecanicamente com o auxilio de uma misturadora criada para o efeito durante cerca de 2minutos. 3 ª fase: O recipiente é agitado novamente, na direcção vertical e horizontal durante cerca de 1min. 4 ª fase : a mistura é complementada, na argamassadeira, com a adição da água
Índice de consistência Índice de Consistência (%) vs Aspect Ratio I c (%) 150 125 100 75 50 25 0 0 200 400 600 800 1000 l/d vf=0,20% vf=0,50%
f [N/mm 2 ] Resistência à flexão Resistência à flexão das argamassas ao traço 1:3 com fibras acrílicas versus índice de fibras. 5 4 3 2 1 0 Resistência à Flexão vs Índice de Fibras y = -0,0188x + 2,5295 R 2 = 0,0011 0 1 2 3 4 5 (l/d)* vf y = -0,1283x + 3,4012 R 2 = 0,0619 7dias 28dias f[n/mm2] 5 4 3 2 1 0 1 Mistura à seco Resistência à Flexão (Comparação das misturas) 25 19 1 25 7 28 Idades (Dias) 19 Amassadura nº1: Acrilicas;vf=0,2%; d=14,4;l=4mm Amassadura nº25: Mistura a seco Acrilicas;vf=0,2%; d=14,4;l=4mm Argamassa 19 : Sem fibras Melhora dispersão das fibras
Resistência à compressão Resistência à Compressão vs Índice de Fibras Resistência à Compressão: Vidro, Polipropileno e Acrílicas (vf=0,5%) Tensão média [N/mm2] 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0 1 2 3 4 5 (l/d)* vf 7dias 28dias Tensão média [N/mm2] 18 15 12 9 6 3 0 6 5 4 10 22 19 7 28 Idades (Dias) 6 5 4 22 10 19 Polipropileno; l=12mm Vidro; l=12mm Acrílicas; l=12mm;d=14,4 Acrílicas; l=12mm;d=27 Acrílicas; l=12mm;d=43 Sem Fibras Resistência à compressão dasargamassasao traço 1:3com fibrasacrílicasversusíndice de fibras.
Tipo de mistura Tipo de Fibras Resultados dos ensaios de absorção de água por capilaridade. 7 dias 28 dias Fibra Média [Kg/ Coef. Variaç. Média [Kg/ Desvio Padrão Desvio Padrão l[mm] d[µm] % (m 2 *min 0,5 )] (%) (m 2 *min 0,5 )] Coef. Variaç. (%) Seco S/Fib. ----- ----- ---- 0,53 3,79E-02 7,2 0,51 1,05E-02 2,1 Húmido Acríl. 4 14,4 0,2 0,66 2,79E-02 4,2 0,37 9,90E-02 26,8 Húmido Acríl. 4 14,4 0,5 0,68 4,04E-02 6,0 0,39 9,42E-02 23,9 Húmido Acríl. 12 14,4 0,2 0,58 2,17E-02 3,8 0,51 1,37E-02 2,7 Húmido Acríl. 12 14,4 0,5 0,59 1,60E-02 2,7 0,47 2,07E-02 4,4 Húmido Vidro 12 ----- 0,5 0,45 2,79E-02 6,2 0,41 3,06E-02 7,5 Húmido Polip. 12 ----- 0,5 0,46 2,76E-02 6,0 0,39 1,63E-02 4,2 Húmido Acríl. 4 43 0,2 0,41 4,59E-02 11,3 0,39 1,67E-02 4,3 Húmido Acríl. 4 43 0,5 0,37 1,22E-02 3,3 0,41 2,88E-02 7,1 Húmido Acríl. 12 43 0,2 0,36 1,72E-02 4,8 0,41 8,94E-02 2,2 Húmido Acríl. 12 43 0,5 0,44 1,33E-02 3,0 0,38 3,45E-02 9,0 Seco Acríl. 4 27 0,5 0,54 3,27E-02 6,1 0,42 2,06E-02 4,9 Seco Acríl. 12 27 0,5 0,63 2,66E-02 4,2 0,49 3,86E-02 7,8 Seco Acríl. 6 27 0,5 0,61 5,02E-02 8,2 0,53 3,58E-02 6,8 Seco Polip. 12 ----- 0,2 0,58 2,12E-02 3,7 0,52 2,22E-02 4,3 Seco Acríl. 4 14,4 0,2 0,66 3,12E-02 4,7 0,55 3,93E-02 7,1 Seco Acríl. 4 43 1 0,54 3,10E-02 5,7 0,46 3,06E-02 6,7 Seco Acríl. 4 14,4 1 0,63 2,32E-02 3,7 0,51 2,19E-02 4,3 Seco Acríl. 4 27 1 0,45 2,43E-02 5,4 0,34 1,82E-02 5,4
Resultados dos ensaios de absorção de água por capilaridade. a) Lajeta de argamassa ao traço 1:3com fibrasacrílicas. (vf=0.05%; d=14.4mm; l=4mm); b) Pormenor da lajeta. Mapas de fissuração obtidos após realização dos ensaios de retracção no túnel de vento.
Resultados dos ensaios de absorção de água por capilaridade. Aincorporação de qualquer tipo de fibra tende a diminuir o índice de consistência das argamassas. Amassa volúmica da argamassa endurecida não é significativamente alterada pela adição de fibrasnosvolumese dimensõesexperimentados; Foram obtidos valoresmaisaltos de resistência à flexão para asargamassas com fibrasacrílicas, quando comparadas com asargamassascom fibrasde vidro e polipropileno de comprimento e volume de fibrasigual (0,5%) aos28dias. Aresistência à compressão tende a ser significativamente influenciada por valoresde l/d maiorese quanto maioresaspercentagensde fibras Asfibrasacrílicasque melhor contribuíram para resistência à flexão da argamassa foram asfibrasde comprimento de 12mm, sendo o diâmetro de 43e de 27 µ m daquelesque ofereceram resultadosmáximospara o volume de 0,2%e 0,5%, respectivamente. Asfibrasacrílicasapresentam muito bom desempenho no controle de fissuração nasprimeiras idadesdemonstrando um grande potencial de melhoria da qualidade em painéise revestimento de fachadase de muros.