Concreto reforçado com fibras   Antônio Figueiredo [Politécnica da USP]
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Concreto reforçado com fibras Antônio Figueiredo [Politécnica da USP]


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ANTONIO DOMINGUES DE FIGUEIREDO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONCRETO REFORÇADO COM FIBRAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
São Paulo 
2011 
 
 
 
 
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ANTONIO DOMINGUES DE FIGUEIREDO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONCRETO REFORÇADO COM FIBRAS 
 
 
 
 
 
 
Texto apresentada à Escola Politécnica 
da Universidade de São Paulo para a 
obtenção do título de Livre Docente 
 
Cópia com correções 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
São Paulo 
2011 
 
 
 
 
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FICHA CATALOGRÁFICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figueiredo, Antonio Domingues de 
Concreto reforçado com fibras / A.D. de Figueiredo. -- São 
Paulo, 2011. 
248 p. 
 
Tese (Livre-Docência) - Escola Politécnica da Universidade 
de São Paulo. Departamento de Engenharia de Construção Civil. 
 
1. Concreto reforçado com fibras 2. Controle de qualidade 
3. Túneis 4. Tubos I. Universidade de São Paulo. Escola Politéc-
nica. Departamento de Engenharia de Construção Civil II. t. 
 
 
 
 
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Aos meus amores: Ivone, 
Thaís, Gabriel, Juliana e Maria 
 
 
 
 
 
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AGRADECIMENTOS 
O trabalho de um professor de uma universidade pública é fruto de um grande 
investimento do poder público. Por isso, muito devo agradecer à Escola 
Politécnica da Universidade de São Paulo que me supriu de todo apoio durante 
estes mais de vinte anos de carreira. 
Agradeço especialmente aos colegas professores do grupo de materiais e 
componentes, João Gaspar Djanikian, Vahan Agopyan, Paulo Helene, Sílvia 
Selmo, Vanderley John, Rafael Pileggi e Sérgio Ângulo, que muito me 
auxiliaram e auxiliam neste caminho. 
Agradeço de maneira muito especial ao trabalho dos co-autores dos trabalhos 
que possibilitaram a produção deste documento: Albert de la Fuente, Alírio 
Gimenez, Aluízio Caldas, Andréia Nince, Antonio Aguado, Aquiles Cravo, 
Bernat Viñolas, Bruno Franco, Carla Costa, Carlos Tango, Cleber Dias, Climent 
Molins, Cristiana Guimarães, Francisco Dantas, Frederico Mourad, Guilherme 
Paiva, Hernando Faria, Hugo Armelin, Ivie Pietra, Jorge Carvalho, Jussara 
Tanesi, Lúcia Higa, Luiz Prudêncio, Maira Tiguman, Marcelo Quinta, Marcos 
Ceccato, Maristela Silva, Nelson Nunes, Paola Torneri, Paulo Helene, Pedro 
Chama, Reginaldo da Silva, Renata Escariz, Renata Monte, Ricardo Telles, 
Rodrigo Kalil, Túlio Bittencourt, Vahan Agopyan, Valdir Pignatta e Vanderley 
John. 
Agradeço às entidades de fomento que proporcionaram os subsídios 
necessários para a condução de várias das minhas pesquisas, através de 
verbas de auxilio a projetos de pesquisa ou bolsas conferidas diretamente a 
mim ou a meus orientados: FAPESP, CAPES e CNPq. 
Além dessas entidades, tive a ventura de ser auxiliado por empresas que 
acreditaram na possibilidade de desenvolvimento tecnológico em parceria com 
a universidade, em especial à Companhia Brasileira de Projetos e Obras 
(CBPO), Vulkan do Brasil, Belgo Bekaert Arames Finos, Maccaferri do Brasil. 
 
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RESUMO 
O concreto reforçado com fibras (CRF) é um compósito que pode ser utilizado 
como uma alternativa ao uso do concreto armado para estruturas contínuas e 
pré-moldados. Estas aplicações do CRF estão associadas a obras de infra-
estrutura com grande demanda social, como as de saneamento básico e de 
transportes, envolvendo pavimentos e túneis. No entanto, o CRF tem as 
especificidades de um compósito que devem ser observadas para a aplicação 
de engenharia do material de maneira segura. Este trabalho tem por objetivo 
apresentar uma revisão sistematizada, circunstanciada e crítica da produção de 
pesquisa do autor que cobriu os principais aspectos tecnológicos do compósito, 
de modo a garantir o uso otimizado do material nas suas principais aplicações. 
Para tal, é apresentada uma revisão dos conceitos fundamentais, abordando 
os materiais básicos e a interação entre fibra e matriz, especialmente no que se 
refere comportamento pós-fissuração. São analisados fatores determinantes 
para o desempenho do compósito, como a influência do teor de fibra, de suas 
características físicas e mecânicas e da resistência da matriz. As contribuições 
para os principais métodos de ensaio destinados ao controle do material são 
discutidas em conjunto com os principais aspectos relacionados à garantia da 
confiabilidade, bem como suas limitações e possibilidades de aplicação. A 
fundamentação dos métodos de dosagem desenvolvidos para os CRF, 
objetivando atender as exigências específicas de desempenho, também é 
apresentada. Neste sentido, apresenta-se com detalhes o método proposto 
para os concretos plásticos destinados a pavimentos e a aduelas pré-moldadas 
para o revestimento de túneis pelo sistema TBM. Também são abordadas as 
especificidades da dosagem do concreto projetado reforçado com fibras de aço 
que exige utilização do sistema de projeção para tal. Estes conceitos gerais 
são a fundamentação para a aplicação do material em outras condições de uso 
de maior demanda tecnológica. Este é o caso do revestimento de túneis NATM, 
onde se deve dar especial atenção às exigências específicas de desempenho, 
como é o caso da evolução da tenacidade nas primeiras horas. Finalmente, 
aborda-se a utilização de fibras em tubos de concreto para obras de 
saneamento, cuja discussão foi mais detalhada pelo fato de ser um 
componente e pelo enfoque diferenciado desenvolvido pelo autor nesta área de 
pesquisa. As contribuições visaram a uma melhor compreensão do 
comportamento mecânico e dos meios para obter melhores condições de 
controle do material, além da otimização do consumo de fibras garantindo o 
desempenho final adequado do componente. A partir do panorama de pesquisa 
levantado foi possível apontar parâmetros tecnológicos fundamentais a serem 
transferidos à sociedade e, em especial, à indústria da construção, que ainda 
não foi capaz de por em prática muitos dos conceitos necessários à correta 
aplicação do CRF. 
 
Palavras-chave: Concreto com fibras. Controle da qualidade. Comportamento 
mecânico. Dosagem. Pavimentos. Túneis. Tubos de concreto. 
 
 
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ABSTRACT 
The fiber reinforced concrete (FRC) is a composite that can be used as an 
alternative to the ordinary reinforcement for continuous concrete structures and 
pre-cast components. These applications of FRC are associated to 
infrastructure projects with high social demand such as sanitation and transport 
systems, involving pavements and tunnels. However, the FRC has the 
composite characteristics that must be taken in account for safe engineering 
application. This work aims to present a systematic review, and detailed 
assessment of the research production of the author. This research production 
had covered the main composite technology aspects in order to ensure the 
optimized use of the material in its main applications. So, a review of 
fundamental concepts is presented addressing the row-materials and the 
interaction between fiber and matrix, especially regarding to post-cracking 
behavior. A review of the factors influencing the performance of the composite 
as the influence of fiber content, the physical and mechanical characteristics of 
the fibers, and the matrix strength is presented. Contributions to the quality 
control test methods are presented in conjunction with the main aspects related 
to their reliability, as well as its limitations and possibilities of application. The 
rationale for the mix-design methods developed specifically for FRC in order to 
fit specific performance requirements is also presented.