TCC - ESTUDO DO COMPORTAMENTO DO CONCRETO COM ADIÇÃO DE FIBRAS DE POLIPROPILENO

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PROJETO DE TCC 
 
 
ESTUDO DO COMPORTAMENTO DO CONCRETO COM 
ADIÇÃO DE FIBRAS DE POLIPROPILENO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cabo Frio 
2020/2 
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ANDRÉ LUIZ CARVALHO MACHADO 
 
 
 
Projeto de TCC, realizado 
como requisito para obtenção de 
nota para aprovação – apresentado 
ao Professor Fernando Luiz Coelho 
Senra, Universidade Estácio de Sá 
– Campus Cabo Frio, - Curso de 
Graduação – Engenharia Civil. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cabo Frio 
2020/2 
 
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RESUMO 
 
Apesar do concreto ser um material amplamente utilizado na indústria da 
construção civil, as estruturas construídas com este material podem apresentar sérias 
patologias devido ao seu comportamento frágil. Inúmeras pesquisas têm sido realizadas 
com o intuito de minimizar essa característica do material. Uma das alternativas 
atualmente é a adição de fibras randomicamente dispersas no material. Pisos industriais 
são casos muito importantes dentro da realidade da construção civil e, devido a sua 
relação entre área e espessura, podem vir a apresentar sérios problemas. Dentre as 
principais patologias, podem ser destacadas as fissuras, a abrasão, o desgaste e o 
esborcinamento (fraturamento junto às bordas). Um piso industrial sofre a ação de 
diversos tipos de carregamentos, além de problemas de retração e variação térmica. Esses 
fatores influem para que a vida útil seja minimizada. Desta forma, esta pesquisa visa 
colaborar para o avanço dos estudos dos concretos reforçados com fibras, com uma 
atenção especial para os pisos industriais reforçados com fibras de polipropileno 
Este trabalho pretende abordar a influência da adição de fibras sintéticas nas 
primeiras idades em concretos empregados na confecção de pisos industriais e 
pavimentos rígidos, procurando mostrar as diferenças que têm ocorrido nesses materiais 
nas últimas décadas e a influência que essas mudanças afetam o seu comportamento, 
basicamente no estado fresco e nas primeiras idades. Apresenta de modo resumido alguns 
resultados de pesquisas desenvolvidas no exterior, bem como pretende apresentar alguns 
resultados de aplicações práticas conduzidas no Brasil. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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ABSTRACT 
 
Although concrete is a material widely used in the construction industry, 
structures built with this material can present serious pathologies due to its fragile 
behavior. Numerous researches have been carried out in order to minimize this 
characteristic of the material. One of the alternatives today is the addition of fibers 
randomly dispersed in the material. Industrial floors are very important cases within the 
reality of civil construction and, due to their relationship between area and thickness, 
they may come to present serious problems. Among the main pathologies, cracks, 
abrasion, wear and gutting (fracturing near the edges) can be highlighted. An industrial 
floor suffers the action of several types of loads, in addition to problems of retraction 
and thermal variation. These factors influence the useful life to be minimized. In this 
way, this research aims to collaborate for the advancement of fiber reinforced concrete 
studies, with special attention to industrial floors reinforced with polypropylene fibers. 
This work intends to address the influence of the addition of synthetic fibers in 
the early ages in concretes used in the manufacture of industrial floors and hard floors, 
trying to show the differences that have occurred in these materials in the last decades 
and the influence that these changes affect their behavior, basically in the fresh state and 
in the early ages. It briefly presents some results of research carried out abroad, as well 
as intends to present some results of practical applications conducted in Brazil. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Sumário 
1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 11 
2. OBJETIVOS............................................................................................................ 13 
3. REVISAO BIBLIOGRAFICA.................................................................................13 
 3.1. HISTÓRIA DO CONCRETO ............................................................................13 
 
 3.2. PISOS INDUSTRIAIS EM CONCRETO ..........................................................14 
 
 3.3. O CONCRETO PARA PISOS ...........................................................................15 
 
4. A INFLUENCIA DAS FIBRAS DE POLIPROPILENO NAS PROPRIEDADES 
DO CONCRETO ............................................................................................................ 17 
 4.1. EFEITO DA ADIÇÃO DE FIBRAS ..................................................................21 
 
5. MATERIAIS E METODO .........................................................................................22 
 
5.1. MATERIAIS ........................................................................................................ 23 
5.2. ENSAIO DE EXSUDAÇÃO ............................................................................... 24 
5.3. ENSAIO DE COMPRESSÃO UNIAXIAL ........................................................ 24 
6. RESULTADOS ....................................................................................................... 25 
6.1. EXSUDAÇÃO .................................................................................................... 25 
6.2. RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO UNIAXIAL ................................................ 26 
 6.3. DUREZA SUPERFICIAL ................................................................................... 27 
7. CONCLUSÃO ........................................................................................................ 28 
8. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ....................................................................29 
 
 
 
 
 
 
 
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1. INTRODUÇÃO 
 
 A indústria da construção civil está em constante aperfeiçoamento de suas 
técnicas e de seus materiais, criando alternativas que atendam às suas necessidades. 
Neste sentido, observa-se um amplo desenvolvimento em relação ao aperfeiçoamento 
dos materiais com base cimentícia (concretos, argamassas e groutes). Dentre todas as 
melhorias já realizadas, apresenta grande destaque a incorporação de fibras. Através da 
incorporação de fibras, o concreto, caracterizado por um comportamento frágil, passa a 
apresentar um comportamento pseudodúctil. Assim, a técnica de inserção de fibras na 
matriz cimentícia é utilizada nos casos em que existe a necessidade de melhorias nas 
propriedades do compósito, resultando em alguns 
ganhos, como o aumento no comportamento à tração na flexão e a resistência à abrasão. 
Desde a Antiguidade, a técnica de incorporar fibras para reforçar materiais de 
comportamento frágil na ruptura, como o concreto, tem sido utilizada. Porém, no último 
século, isto começou a ser feito em escala industrial, sendo desenvolvidos vários 
produtos comerciais com fibras (MEHTA; MONTEIRO, 1994). É possível observar 
esta tendência em casos como os de concretos projetados e peças pré-fabricadas. Em 
diversos tipos de pisos se pode utilizar o 
acréscimo das fibras, como é o caso de pisos de aeroportos e em pavimentos de ruas. 
Neste contexto, este trabalho interessa-se por dar um enfoque à análise da utilização de 
fibras para a melhoria do comportamento de pisos industriais de concreto. 
Pisos industriais em concreto são elementos de grande importância em obras de 
Engenharia. Por esta razão, fatores como desempenho estrutural, estética, durabilidade e 
economia devem ser observados a fim de se tomar os melhores cuidados para um bom 
desempenho do piso. Nestes pisos existem esforços em várias direções, causando 
diferentes reações. Contudo,ou as propriedades fundamentais devem permanecer 
inalteradas, ou os danos devem ser mínimos para que o comportamento global do piso 
industrial não fique comprometido. 
Existem muitos tipos de pisos industriais, entre eles os pisos em concreto: 
simples sem armaduras, simples com armadura descontínua de retração, estruturalmente 
armado, protendidos e reforçados com fibras (CHODOUNSKY; VIECILI, 2007). Neste 
trabalho, estão em foco os pisos reforçados com fibras. 
 O concreto apresenta grande resistência à compressão. Porém, quando submetido 
a esforços de tração, ele não se comporta de maneira eficaz. Se um piso industrial não for 
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corretamente dimensionado, podem surgir manifestações patológicas comprometedoras 
devido a esta deficiência da matriz cimentícia. Além desse problema, um piso industrial 
é apoiado em um meio compressível e não-uniforme, que são os solos. Os solos podem 
ter diferentes geomorfologias e apresentar diferentes comportamentos, também 
contribuindo para diminuir 
a vida útil de um piso. 
Todos os pisos sofrem com os problemas relacionados anteriormente, porém as 
cargas estáticas e dinâmicas são as principais causas de patologias. Grandes pallets com 
cargas na ordem de 10 ou 20 tf/m² são cargas estáticas que causam fissuras. Existem 
também as cargas dinâmicas, que são o impacto de materiais sobre o piso e veículos como 
empilhadeiras e carretas, causando também graves danos. Os pisos podem sofrer 
problemas de expansão. A dilatação do piso é classificada como um grande problema 
estrutural. Em cidades com uma grande variação térmica, como é o caso de Porto Alegre, 
este tipo de patologia pode causar danos irreversíveis (CHODOUNSKY; VIECILI, 
2007). 
Devido às características geométricas citadas anteriormente, o concreto utilizado 
em pisos industriais deve seguir algumas especificações técnicas. Desta forma buscando 
um melhor desempenho. Algumas destas características como: o tamanho do agregado, a 
espessura do piso, o teor de argamassa, o slump, a resistência característica, o fator de 
água cimento e o consumo de cimento, estimadas em valores e percentuais corretos 
podem melhorar o desempenho da matriz cimentícia. Com base na bibliografia foram 
escolhidos os melhores fatores para um melhor desempenho do concreto (DAL-MASO, 
2008; POLISSENI, 2008). 
Alguns dos problemas descritos anteriormente podem ser solucionados com a 
incorporação de fibras à matriz cimentícia, pois a sua inserção melhora muitas 
propriedades, como a resistência à compressão, à tração na flexão, ao impacto e à abrasão 
(BERNARDI, 2003). As fibras têm a capacidade de absorver a energia necessária à 
ruptura, atuando como pontes de transferência de tensões. As fibras também podem 
colaborar para o controle das fissuras, tornado-as mais estáveis (NUNES; AGOPYAN, 
1998). 
 
 
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2. OBJETIVOS 
 
O objetivo principal deste trabalho é a verificação de teores ótimos de fibras de 
polipropileno através de ensaios mecânicos (tração na flexão, compressão e impacto), 
para utilização em projetos de pisos industriais. 
 
3. REVISAO BIBLIOGRAFICA 
 
3.1. HISTÓRIA DO CONCRETO 
Concreto é um material de construção feito pelo homem que se assemelha a uma 
pedra. Combinando cimento, agregado graúdo e água obtém-se o concreto. A água 
permite a fixação e união dos materiais. Diferentes misturas são adicionadas para que o 
concreto obtenha específicas características. O concreto é geralmente reforçado com o 
uso de barras de aço, antes de ser lançado nos moldes. De forma interessante, a história 
do concreto tem as primeiras evidências em Roma, a aproximadamente 2000 anos atrás. 
Concreto era essencialmente utilizado em aquedutos e estradas em Roma. 
Diz-se que os romanos usavam uma matéria prima especial para seus concretos. 
Tal mistura consistia de cascalho e areia grossa misturados com cal quente e água, e, às 
vezes, até mesmo sangue de animal. Para reduzir retrações, eles utilizavam cabelo de 
cavalo. Evidências históricas constatam que sírios e babilônios usavam argila como 
material ligante. Mesmo os Egípcios antigos são conhecidos por utilizar cal e cimento 
para o concreto. Argamassa de cal e cimento também foram usadas nas construções das 
pirâmides mundialmente aclamadas. 
Contudo, Romanos são conhecidos por terem feito amplo uso de concreto para 
construir estradas. É interessante notar que eles construíram aproximadamente 5.300 
milhas de estradas utilizando concreto. Concreto é um material de construção muito 
resistente. Evidências históricas também apontam que Romanos usavam pozolana, 
gordura animal, leite e sangue como aditivos em construções de concreto. 
O primeiro fato registrado aponta para o ano 1756, quando John Smeaton fez 
concreto misturando agregado graúdo e cimento. Em 1793, ele construiu o Eddystone 
Lighthouse in Cornwall (Inglaterra) com o uso de cimento hidráulico. Outro grande 
desenvolvimento aconteceu no ano 1824. O inventor inglês Joseph Aspdin desenvolveu 
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o cimento portlant. Ele fez concreto queimando giz com terra e finalmente argila, em um 
forno até que o dióxido de carbono evaporasse, resultando em um forte cimento. 
Foi na Alemanha que o primeiro teste sistemático de concreto aconteceu em 1836. 
O teste media a resistência à tração e à compressão do concreto. Outro importante 
ingrediente do concreto é agregado e isso inclui areia, brita, argila, cascalho, escolha e 
xisto. Concreto que faz uso de aço/metal é um concreto reforçado ou concreto armado. 
Foi Joseph Monier quem inventou o primeiro concreto armado em 1849. Ele foi quem 
quem fez cubas e tubos de concreto armado com o uso de aço. O concreto armado, 
portanto, combina a capacidade à tração do metal e à compressão do concreto para 
suportar elevadas cargas. Ele recebeu a patente por essa invenção em 1867. 
Em 1886, o primeiro forno rotatório foi introduzido na Inglaterra e tornou 
constante a produção de cimento. Em 1981, George Bartholomew fez a primeira rua em 
concreto em Ohio, USA. Por volta de 1920, concreto foi largamente utilizado em 
construções de estradas e construções. Foi em 1936 que as barragens de concreto Hoover 
e Grand Cooley foram construídas. 
Concreto, desde a idade moderna, é um caminho sem volta. Conhecido como o 
mais resistente material de construção, o concreto encontrou maior emprego em represas, 
rodovias, prédios, entre outros diferentes tipos de edificações e construções. 
 
 
 
3.2. PISOS INDUSTRIAIS EM CONCRETO 
 
Analisando a evolução dos pisos e pavimentos nos últimos vinte anos, observa-se 
que as dimensões dos panos destes pisos e pavimentos aumentaram, exigindo dos 
projetistas, construtores e fabricantes de materiais, novas tecnologias, novos métodos de 
cálculo, novos materiais e novos equipamentos que aliados às boas técnicas, são 
responsáveis por vencer vãos maiores objetivando atender às necessidades atuais. 
Frente a este cenário, pode se dizer que toda a evolução baseia-se na busca de uma 
maior vida útil de um piso industrial, sendo que entre os principais fatores que contribuem 
para isto estão: a redução do número de juntas de retração, utilização de concreto com 
adequada resistência à abrasão e características compatíveis da sub-base. 
Segundo Vasconcelos (1979), pode-se afirmar que: 
 
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“que a durabilidade de um piso ou pavimento de concreto diminui 
quando aumenta o número de juntas, seja pelas condições extremas de 
impacto devido ao trânsito de equipamentos e veículos, seja pela infiltração 
de água pelas juntas, que percolando pelo terreno, provocando saída das 
partículas finas, tornando a base mais recalcável e, portanto, favorecendo 
o aumento das solicitações da placa sob a ação dos carregamentos a que 
esta está submetida. Os defeitos que aparecem nos pisos e pavimentos de 
concreto quase sempre aparecem nas juntas ou em fissuras de retração”. 
 
 Segundo Bina e Teixeira (2002), pode-se afirmarque: 
 “se a maioria das futuras patologias dos pisos e pavimentos está 
ligada diretamente às juntas, e se as juntas são as principais responsáveis 
pelas interdições e redução da vida útil do piso, criou-se a necessidade pela 
busca de uma solução capaz de atender a esse requisito, neste caso a 
solução está diretamente relacionada a um melhor método construtivo que 
permite a redução do número de juntas”. 
 
Segundo Schmid (1997), “as juntas de dilatação, maior fonte de quebras na placa 
convencional, podem ser distanciadas de até 150 m umas das outras, sendo, porém de 
execução mais sofisticada”. 
Frente a estas considerações, a utilização do concreto com fibra sintética para 
execução de pisos industriais, constitui-se de tecnologia que pode oferecer uma 
alternativa tecnicamente superior, com elevada durabilidade e economicamente 
competitiva. 
 
3.3. O CONCRETO PARA PISOS 
 
Quando falamos em concreto para pisos, procuramos caracterizá-lo como um 
concreto diferente do concreto empregado em estruturas, o que realmente ele é, pois 
apresenta distintas formas de aplicação e sempre tem uma grande área, em relação ao seu 
volume, em contato com o ar, permitindo que ocorra uma perda de água muito mais 
severa, quer em velocidade como um resultado global, do que o concreto convencional. 
Como parâmetros mínimos de dosagem, temos: 
 
a) Consumo de cimento: 320 kg/m3; 
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b) Teor de argamassa entre 49% e 52%; 
c) Abatimento mínimo entre 80mm e 100mm; 
d) Ar incorporado inferior a 3%. 
 
A fixação do consumo mínimo de cimento está associada à resistência superficial do 
piso, pois na fase de acabamento deve haver uma quantidade de pasta suficiente para o 
fechamento e alisamento superficial, embora este fator não seja o único responsável pela 
resistência à abrasão. Resumidamente a resistência superficial pode ser correlacionada 
diretamente com a resistência à compressão, mas pode ser fortemente afetada pela 
exsudação do concreto, que levaria a uma maior relação água-cimento gerando, portanto, 
uma menor resistência superficial. A fixação do consumo mínimo de cimento é, muitas 
vezes polêmica, mas vamos ver o que dizem as normas: a da ABNT (ABNT, 1986) fixa 
o consumo mínimo de 320kg/m3 ; o ACI 302-1R (ACI, 1996) estabelece valores entre 
280kg/m3 , quando a dimensão máxima do agregado for 38mm e 360kg/m3 , quando a 
referida dimensão for 10mm. Mais objetiva esta norma fixa valores de resistência 
mecânica entre 21MPa e 31MPa, dependendo da classe do piso. 
O teor de argamassa está associado a trabalhabilidade necessária nas operações 
com o rodo de corte e outros equipamentos, para garantir o índice de planicidade do piso. 
Teores baixos deixam os agregados graúdos muito próximos da superfície tornando-os 
visíveis em função da alteração de coloração a argamassa que está sobre ele; teores muito 
elevados podem causar a delaminação da camada superficial. 
O abatimento, da mesma forma que o teor de argamassa, e função das 
necessidades de lançamento e acabamento superficiais. Misturas mais rígidas tornam 
difíceis as operações com régua vibratória, fazendo com que o lançamento seja muito 
lento, além do que a baixa potência de vibração desse equipamento não permita que a 
quantidade de argamassa superficial seja suficiente às operações de acabamento. Por 
outro lado, misturas excessivamente plásticas, com abatimento superior a 12 são 
facilmente segregáveis quando não se emprega critérios de dosagens adequados e 
normalmente essas misturas mais fluidas exigem quase sempre o emprego de aditivos 
mais caros e não justificando o seu emprego. 
Finalmente, a limitação do teor de ar incorporado é relativamente recente e é 
imposta em função da ocorrência da delaminação, patologia muito séria e que tem como 
uma de suas causas o teor de ar incorporado na mistura. Essa limitação tem causado 
alguma confusão junto aos especificadores, pois no Brasil é comum o emprego de ar 
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incorporado em concretos de pavimentação e não há ocorrência de delaminação nessas 
obras; a diferença fundamental é que nos pavimentos a textura superficial é aberta – 
acabamento vassourado – permitindo a saída do ar, enquanto nos pisos ela é fechada – 
acabamento vítreo – retendo o ar sob essa camada superficial mais densa. 
 
 
4. A INFLUENCIA DAS FIBRAS DE POLIPROPILENO NAS 
PROPRIEDADES DO CONCRETO 
 
O concreto reforçado com fibras de polipropileno é um tipo de compósito fibroso. 
Conforme sugerido nas seções anteriores o concreto e as fibras de polipropileno são 
materiais que se complementam porque ao serem combinados formam um material mais 
completo e versátil. Procura-se nas próximas seções, com base no arcabouço teórico 
anteriormente apresentado, justificar os efeitos das fibras de polipropileno em algumas 
das propriedades do concreto no estado plástico. 
As fibras plásticas são empregadas no concreto de piso, sendo que a propriedade 
mais facilmente notada é o aumento da coesão da mistura fresca. Sua função principal é 
minimizar a fissuração que ocorre no estado plástico e nas suas primeiras horas de 
endurecimento, não devendo substituir os habituais reforços para o combate da retração 
hidráulica, pois apresentam pouca influência sobre as propriedades do concreto 
endurecido (ACI, 1996). 
A Portland Cement Association (PCA, 1995) desenvolveu gráficos para estimar a 
nível de evaporação em função da umidade relativa do ar, temperatura do concreto e 
velocidade do vento. Segundo esse trabalho, se a taxa de evaporação atingir 1litro/m2 
/hora é recomendada que sejam tomadas precauções contra a fissuração por retração 
plástica. Para exemplificar, a condição climática com temperatura do ar em 250C, 
umidade relativa dor ar de 40%, temperatura do concreto de 30 0C e velocidade de vento 
de 15 km/h é suficiente para se atingir um nível de evaporação de 1litro/m2 /hora. 
As fissuras de retração plástica são causadas pela mudança de volume do concreto 
no estado plástico. As retrações que ocorrem no concreto antes do seu endurecimento 
podem ser dividias em quatro fases (Wang et al, 2001): 
Primeira fase - assentamento plástico: ocorre antes da evaporação da água do 
concreto; quando do lançamento, o espaço entre as partículas sólidas está preenchido com 
água; assim que essas partículas sólidas assentam, existe a tendência da água subir para a 
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superfície formando um filme e esse fenômeno é conhecido por exsudação. Neste estágio 
a mudança de volume do concreto é muito pequena. A retração por assentamento plástico 
ocorre quando a exsudação é elevada e o cobrimento da armadura é reduzida. A 
combinação destes fatores provoca elevado grau de assentamento do concreto e se ele for 
restringido pela armadura, a ponto de gerar tensões internas de tração, certamente 
ocorrerão fissuras originadas do assentamento plástico. Deve-se notar que estas fissuras 
são independentes da evaporação e da secagem da superfície. Além da espessura do 
cobrimento, quanto maior o abatimento do concreto e o diâmetro da armadura maior a 
possibilidade da ocorrência de fissuras de assentamento plástico (Suprenant, 1999). As 
fibras de polipropileno reduzem a exsudação diminuindo o nível de assentamento, 
formando um micro reforço tridimensional que “suspende” ou “sustenta” os agregados, 
impedindo que eles assentem sob a ação da gravidade e, além disso, as fibras, conforme 
mencionado anteriormente, aumentam a resistência à tração nas primeiras idades. Com 
isso as fissuras por assentamento plástico são minimizadas. 
Segunda fase - retração plástica primária ou retração por exsudação: é a fissura 
plástica clássica. A água superficial começa a evaporar-se por razões climáticas – calor, 
vento, insolação – e quando a taxa de evaporação excede a da exsudação, o concreto 
começa a contrair-se. Este tipo de retração ocorre antes e durante a pega e é atribuída às 
pressões que desenvolvem nos poros capilaresdo concreto durante a evaporação. 
 Terceira fase - Retração Autógena5 : neste caso, quando a hidratação do cimento 
se desenvolve, os produtos formados envolvem os agregados mantendo-os unidos; nessa 
fase, a importância da capilaridade decresce e o assentamento plástico e a retração plástica 
primaria decrescem, tomando seu lugar a retração autógena, que quando o concreto está 
ainda no estado plástico é pequena, ocorrendo quase que totalmente após a pega do 
concreto. No passado essa parcela da retração era praticamente desprezada, mas hoje, 
principalmente com o emprego de baixas relações água/cimento, a retração autógena 
ganhou destaque importante. 
Quarta fase - retração plástica secundária: ocorre durante o início do 
endurecimento do concreto. Assim que o concreto começa ganhar resistência, a retração 
plástica tende a desaparecer. 
As combinações mais comuns de ocorrência da retração plástica são as três 
primeiras fases: assentamento plástico, retração por exsudação e a autógena. Sempre que 
há restrições a essas variações volumétricas, tanto internas como externas, desenvolvem-
se tensões de fração com probabilidade da ocorrência de fissuras. 
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 Nos últimos anos temos observado um aumento significativo das patologias 
associadas à retração plástica do concreto, que podem estar ligadas a relações 
água/cimento mais baixas e ao emprego de cimentos de finura mais elevada, além do 
emprego de outros materiais cimentícios adicionados a ele, como a escória de alto forno, 
pozolanas, filer calcário, que são geralmente extremamente finos; é sabido que essas 
adições incrementam a retração do concreto (Kejin et al, 2001 e Neville, 1997). 
Esse aumento na retração plástica geralmente está associado a três fatores: baixas 
taxas de exsudação, elevada retração autógena e elevadas pressões capilares provenientes 
das altas finuras dos materiais cimentícios. 
Há algum tempo, imaginava-se que as fissuras de retração plásticas eram 
inofensivas, pois apresentavam pequena profundidade, não progredindo com o pavimento 
em utilização. Isso com certeza era verdadeiro quando as tensões de retração hidráulica 
eram baixas e as tensões de utilização – aquelas oriundas dos carregamentos – eram 
pequenas devido principalmente às elevadas espessuras. 
Hoje em dia, além das expressivas retrações dos concretos modernos, os pisos são 
na sua totalidade empregados com reforços, com telas soldadas ou fibras de aço, que 
levaram a uma redução na espessura com o incremento das tensões atuantes, além do que, 
a necessidade na redução de custos tem imposto espessuras mais arrojadas. 
Como consequência, observa-se hoje um grande número de fissuras, cujo aspecto 
só pode ser explicado pela evolução das antes inofensivas fissuras plásticas. O emprego 
de fibras sintéticas como auxiliares no combate ou redução das fissuras de retração 
plástica tem sido largamente difundido por diversos pesquisadores, embora o mecanismo 
como isso ocorre não seja bem conhecido, havendo vertentes que advogam que os 
complexos mecanismos da pressão dos poros capilares desempenham importante papel 
na redução da retração e consequentemente das fissuras, enquanto outros preferem 
atribuir às fibras a redução dos efeitos danosos da retração (Padron et al, 1990); 
provavelmente e pelos resultados de pesquisas experimentais ambas teorias são válidas, 
sendo que a questão da redução da porosidade capilar irá afetar basicamente a retração 
por exsudação, enquanto que a fibra, como material de reforço deve atuar nos estágios 
subsequentes, enquanto o módulo de elasticidade da fibra plástica for superior ao da pasta 
de cimento. 
 Por exemplo, Padron e Zollo (Padron et al, 1990) pesquisando concretos e 
argamassas com reforços de fibras de polipropileno e acrílico obtiveram, para o concreto, 
que a redução da quantidade de fissuras variou entre 18% a 23%, enquanto que a retração 
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total dos corpos de prova variou de 52% a 100% com relação ao padrão de concreto 
simples. Curiosamente, a amostra com fibras que apresentou a mesma retração do padrão, 
foi a que exibiu menor quantidade de fissuras, 18% da observada no concreto simples; 
vemos que esses dados indicam que os dois fatores estiveram presentes. O mecanismo 
principal de atuação das fibras pode ser modelado como: 
a) O concreto simples, logo após o lançamento, é fluído. Aos poucos o 
concreto endurece e com isso perde sua fluidez e, consequentemente, sua 
capacidade de deformação, 
b) Em contra partida, com a evaporação da água de exsudação a retração 
aumenta até que em determinado momento o nível de deformação de retração 
é maior que a capacidade do concreto absorver estas deformações, e então, as 
fissuras aparecem; 
c) O concreto com fibras de polipropileno é mais deformável nas primeiras 
idades. As fibras com 80% de deformação de ruptura transferem esta 
capacidade de deformação para o concreto. A deformação devido à retração é 
a mesma, porém não maior que a do concreto com fibras. Assim as fissuras são 
inibidas ou sua frequência e tamanhos são reduzidos. 
 
Na pesquisa citada (Padron et al, 1990), os autores efetuaram as medidas após 16 
horas de exposição em túnel de vento, sendo que as primeiras fissuras foram observadas 
cerca de duas horas após a moldagem. Uma das dificuldades que se observa nessas 
diversas pesquisas é o tipo de ensaio que foi empregado, pois os normalizados, como o 
ASTM C1576 , não são adequados à determinação da retração nas primeiras idades e na 
verdade cada pesquisador acaba por adotar um procedimento diferente e, portanto os 
ensaios tem valor comparativo, mas não são na maioria dos casos, intercambiáveis. Em 
comum esses ensaios têm o emprego de câmaras de vento, umidade e temperatura 
controladas e a amostra é submetida a algum tipo de restrição, como um o-ring, aderência 
na base simulando um overlay aderido ou outras restrições à movimentação. 
A eficiência das fibras depende de diversos fatores, como a sua relação L/d, 
comprimento, módulo de elasticidade, dosagem e até mesmo as características do próprio 
concreto: por exemplo, matrizes mais ricas (menor relação cimento/areia) respondem 
mais eficientemente à adição das fibras e o concreto leve apresenta maior potencial de 
redução de fissuras do que o convencional, quando são empregados teores e tipos 
idênticos de fibras (Balaguru, 1994). 
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Balaguru desenvolveu um extenso programa de ensaios com diversos tipos de 
fibras sintéticas e também de aço e suas principais conclusões podem ser sumarizadas 
em: 
d) A adição de fibras sintéticas, mesmo em teores tão baixos como 
0,45kg/m³ promove alguma redução na quantidade de fissuras; 
e) Reduções mais acentuadas são conseguidas com dosagens entre 
0,45kg/m³ e 0,90kg/m³; 
f) Para fibras longas, aquelas que apresentam menor módulo de elasticidade 
são as que propiciam melhor desempenho; 
g) Para dosagens do 0,9kg/m³, tanto para as fibras de nylon como as de 
polipropileno, praticamente não se observou, nos experimentos, fissuras de 
retração plástica. 
h) A quantidade de fibras – número de fibras por quilograma – é um 
parâmetro importante de dosagem; 
i) Fibras longas apresentam melhor desempenho em argamassas mais 
pobres e concretos, enquanto que as microfibras apresentam melhores 
resultados nas misturas mais ricas. 
j) Com as fibras sintéticas, não ocorre apenas a redução da quantidade de 
fissuras, mas também a abertura delas é menor. Portanto, vemos que a 
dosagem dos concretos com fibras sintéticas não pode ser generalizada para 
qualquer tipo de fibra, mas sim fruto de análise experimental que conduzirá 
ao melhor resultado final. Embora as fibras venham sendo empregadas em 
pavimentação praticamente desde 1978, ainda observamos hoje algumas 
lacunas que poderiam melhorar a compreensão da sua forma de ação e 
contribuir para um melhor desempenho do concreto, mas a dosagem ainda éfeita com certo grau de empirismo, o que muitas vezes pode causar dúvidas 
com no usuário. 
 
4.1. EFEITO DA ADIÇÃO DE FIBRAS 
 
A adição de fibras traz ganhos significativos para a matriz cimentícia, 
melhorando as suas propriedades. Porém, deve-se levar em consideração o tipo de fibra 
que será adicionada no concreto, pois cada fibra possui características que poderão gerar 
efeitos diferentes. De acordo com Bernardi (2003), o emprego de fibras com 
22 
 
características variadas resultará em variações significativas nas propriedades mecânicas 
dos compósitos gerados, permitindo que se obtenha diferentes ganhos em termos de 
resistência mecânica, ductilidade, abrasão e controle da fissuração. 
Em todos os efeitos observados com o acréscimo de fibras, as maiores vantagens 
são o aumento da tenacidade1, e o aumento da resistência à tração (FIGUEIREDO, 
2000; GARCEZ, 2005, p. 34; MEHTA; MONTEIRO, 1994, p. 445; NUNES; 
AGOPYAN, 1998; PAIVA; FIGUEIREDO, 2007, p. 3). Outra característica importante 
que as fibras conferem às matrizes cimentícias é a melhoria da resistência ao impacto, 
ou seja, o compósito consegue suportar a colisão de elementos por um número maior de 
vezes (GARCEZ, 2005; MEHTA; MONTEIRO, 1994; NUNES, 2006; SAVASTANO 
JÚNIOR, 1992). 
Apesar da constatação de que há um acréscimo na tenacidade e outras 
características que definem a capacidade mecânica dos compósitos, existem alguns 
problemas e deficiências que podem vir a surgir no compósito com a incorporação das 
fibras. O decréscimo da trabalhabilidade da mistura pode ser observado, não importando 
o tipo de fibra incorporado. Com a adição de fibras, podem ocorrer problemas devido à 
incorporação de ar no compósito na moldagem, além das fibras intertravarem o 
compósito, dificultando a vibração. Isto ocorre porque, com a incorporação de fibras, 
aumenta-se consideravelmente a área específica dos materiais. Com o aumento da área 
específica diminui, naturalmente, a água disponível para a molhagem dos materiais. 
 Devido a isso a coesão entre as partículas aumenta e os resultados do ensaio de 
abatimento são alterados (FIGUEIREDO, 2005; GARCEZ, 2005; MEHTA; 
MONTEIRO, 1994). 
 
 
5. MATERIAS E METODO 
 
Através deste estudo avaliou-se a influência da adição de microfibras de 
polipropileno nos teores de 0 g/m3, 600 g/m3 e 900 g/m3 e de diferentes condições de cura 
(sem cura, cura úmida e cura úmida após três dias de exposição ao ambiente) em 
concretos com resistência característica à compressão (fck) de 30 MPa, empregados em 
pisos. Para tanto, foram realizados ensaios de exsudação, resistência à compressão 
uniaxial e dureza superficial por esclerometria 
 
23 
 
 5.1. MATERIAIS 
 
Os concretos foram produzidos com cimento CP II-Z, por ser o tipo mais 
empregado nas obras de pisos industriais, agregado miúdo natural de origem quartzosa e 
agregado graúdo de origem basáltica, contido na zona granulométrica 9,5/25 (brita 1). 
Para melhorar a dispersão das microfibras, bem como a trabalhabilidade da mistura, 
adicionou-se aditivo superplastificante 
 
 
 
 
Tabela 1. Principais características dos materiais utilizadas 
 
 
CIMENTO 
AGRAGA
DO 
MIÚDO 
AGREGADO 
GRAÚDO 
MICROFIBR
AS 
MASSA 
ESPECÍFICA 
(g/cm3) 
2,96 2,60 2,57 0,91 
MÓDULO DE 
FINURA 
- 1,47 6,91 - 
DIMENSÃO 
MÁXIMA (mm) 
- 1,18 19 - 
ABSORÇÃO DE 
ÁGUA (%) 
- 0,8 2,98 - 
COMPRIMENTO 
(mm) 
- - - 12 
DIÂMETRO (µm) - - - 18 
ALONGAMENTO 
(%) 
- - - 80 
 
A dosagem foi realizada pelo método do IPT/EPUSP, fixando-se o abatimento do 
concreto em 100 ± 20 mm, e o teor ideal de argamassa (α), em 54%, determinado 
experimentalmente. 
24 
 
 
Tabela 2. Dosagem experimental. 
 
TRAÇO 
UNITÁRIO 
(1:m) 
RELAÇÃO 
ÁGUA/CIMENTO 
(a/c) 
RESISTÊNCIA 
28 DIAS 
(MPa) 
CONSUMO 
DE 
CIMENTO 
(kg/m3) 
TEOR DE 
UMIDADE 
(%) 
ABATIMENTO 
(mm) 
1:3,5 0,44 35,61 466,53 9,8 80 
1:5,0 0,64 23,29 342,74 10,7 130 
1:6,5 0,76 16,37 276,60 10,1 100 
 
 
 5.2. ENSAIO DE EXSUDAÇÃO 
 
O ensaio de exsudação, realizado com o concreto no estado fresco, seguiu as 
prescrições da NBR 15558. No entanto, o molde para confecção dos corpos de prova foi 
em PVC, com dimensões reduzidas (200x150 mm), mas respeitando-se a relação entre 
diâmetro e altura proposta pela Norma. Durante o ensaio os corpos de prova 
permaneceram em câmara climatizada (UR 60 ± 10% e temperatura de 23 ± 2ºC). 
Segundo a NBR 13752 vem descrito tecnicamente relacionado ao âmbito legal como o 
profissional legalmente habilitado pelo Conselhos Regionais de Engenharia, Arquitetura 
e Agronomia (CREA’s), com atribuições para proceder a perícia. 
 
 5.3. ENSAIO DE COMPRESSÃO UNIAXIAL 
 
 O ensaio de resistência à compressão uniaxial seguiu a NBR 5739. Foram 
moldados, e ensaiados aos 28 dias, corpos de prova cilíndricos com dimensão 100x200 
mm. Estes foram adensados em mesa vibratória e permaneceram cobertos por uma lona 
plástica durante as primeiras 24 horas, a fim de evitar a perda de água do concreto para o 
ambiente externo. Posteriormente, os corpos de prova foram desmoldados e mantidos em 
câmara úmida (UR ≥ 95% e temperatura de 23 ± 2ºC) até a realização do ensaio. 
 
5.4. ENSAIO DE DUREZA SUPERFICIAL 
 
 O ensaio de dureza superficial foi realizado conforme a NBR 7584 [6]. Foram 
moldadas placas de concreto com dimensões de 250x350x100 mm, marcando-se 16 
pontos de leitura na superfície de cada uma, espaçados entre si 30 mm, e com mais de 50 
https://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1517-70762019000300344#B06
25 
 
mm de distância das bordas. Para a realização do ensaio, as placas foram fixadas por duas 
de suas extremidades na prensa hidráulica, com aplicação de 30% da tensão de ruptura à 
compressão do concreto. A leitura dos pontos foi feita pelo esclerômetro de reflexão. 
 
6. RESULTADOS 
 
 Os resultados obtidos nos ensaios são apresentados e discutidos a seguir. 
 
 
 6.1. EXSUDAÇÃO 
 
O percentual de água exsudada durante o ensaio é mostrado na tabela a seguir. 
 
Tabela 3 Resultados do ensaio de exsudação. 
TRAÇO 
TEOR DE 
MICROFIBRA 
(g/m³) 
EXSUDAÇÃO 
(%) 
1 0 2,067 
2 600 3,736 
3 900 3,895 
 
 A exsudação aumentou em 80,7% para a adição de 600 g/m3 de microfibra e 
88,4% para a adição de 900 g/m3, segue a tabela a seguir. 
Tabela 4 Quantidade de água exsudada, em percentual. 
TEOR DE MICROFIBRA EXSUDAÇÃO (%) 
0 2,067 
600 3,736 
900 3,895 
 
A orientação dos filamentos de microfibra pode ter sido a responsável pela maior 
quantidade de água exsudada no concreto, através da criação de caminhos preferenciais 
para sua saída. No entanto, essa orientação somente poderia ser confirmada por meio de 
análise microscópica do compósito cimentício. Com isso, não se pôde determinar se tal 
material exerce influência nesta propriedade, conforme revelado também nos estudos de 
26 
 
SILVA. Para isso, seria necessário aumentar o número de amostras ensaiadas, obtendo 
assim resultados mais precisos. 
 
6.2. RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO UNIAXIAL 
 
Os resultados do ensaio de compressão uniaxial são apresentados na Tabela 4. 
Estes resultados foram analisados estatisticamente pelo método da análise de variância 
(ANOVA), para assim determinar a influência significativa ou não das microfibras, 
conforme a Tabela 4. 
 
Tabela 4 Resultados do ensaio de resistência à compressão. 
RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO UNIAXIAL 
TRAÇO 
TEOR DE 
MICROFIBRA 
(g/m3) 
MÉDIAS 
(MPa) 
DESVIO 
PADRÃO 
(MPa) 
CV (%) 
1 0 29,21 0,38 1,31 
2 600 38,97 1,57 4,02 
3 900 35,61 1,32 3,70 
CV = coeficiente de variação. 
 
Observa-se que a adição de microfibra elevou a resistência do concreto em 33,4% 
e 25,3% para os teores de 600 g/m3 e 900 g/m3, respectivamente. Tal fato não era 
esperado, pois o material possui baixo módulo de elasticidade não exercendo, desta 
forma, influência significativa nas propriedades mecânicas, o que jáé confirmado em 
diversos estudos, como o de SILVA e o de RICHARDSON, que avaliou a resistência à 
compressão de concretos com adição de 450 g/m3, 900 g/m3 e 1800 g/m3. Contudo, para 
os materiais e teor de aditivo utilizado neste estudo, as microfibras podem ter atuado como 
pontos de nucleação, retendo maior quantidade de água na zona de transição, e 
possibilitando, assim, maior hidratação das partículas de cimento presentes nessa zona, o 
que melhorou a coesão e resultou em ganhos de resistência. Além do mais, as microfibras 
tem a capacidade de amarrar as microfissuras iniciais do concreto, o que também pode 
ter contribuído para o aumento da resistência, através do retardamento da ruptura dos 
corpos de prova, como o ocorrido no estudo de SENISSE e JUNIOR e ROCHA. 
27 
 
6.3. DUREZA SUPERFICIAL 
 
 A dureza superficial média verificada para cada condição ensaiada é 
apresentada na Tabela 5. 
 
Tabela 5 Resultados do ensaio de dureza superficial 
 
DUREZA SUPERFICIAL 
TRAÇO 
TEOR DE 
MICROFIBRAS 
(g/m3) 
CONDIÇÃO DE 
CURA 
IE 
MÉDIO 
DESVIO 
PADRÃO 
CV(%) 
1-A 0 Úmida 51,8 2,1 4,0 
1-B 0 Úmida após 3 dias 51,4 2,4 4,7 
1-C 0 Sem 50,5 0,5 1,0 
2-A 600 Úmida 47,9 2,1 4,4 
2-B 600 Úmida após 3 dias 53,7 1,5 2,9 
2-C 600 Sem 51,2 0,5 1,0 
3-A 900 Úmida 49,2 1,3 2,6 
3-B 900 Úmida após 3 dias 51,1 3,4 6,6 
3-C 900 Sem 50,7 2,2 4,3 
IE = índice esclerométrico; CV = coeficiente de variação. 
 
 Os dados foram analisados estatisticamente pelo método de análise da 
variância (ANOVA), o qual buscou determinar se o teor de microfibras, a condição de 
cura e a interação entre esses dois fatores teve influência significativa na propriedade 
avaliada, de acordo com a Tabela 6. 
 
 
Tabela 6 Análise de variância para dureza superficial. 
 
 GDL MS F P SIGNIFICÂNCIA 
TEOR DE 
MICROFIBRAS (1) 
2 1,17 0,30 0,747612 NS 
TIPO DE CURA (2) 2 9,02 2,31 0,155386 NS 
(1) X (2) 4 5,43 1,39 0,312552 NS 
ERRO 9 3,91 - - - 
GLD = graus de liberdade; MS = média simples; F = valor calculado de F; 
P = nível de significância; S = valor significativo; se P<5%, valor significativo. 
 
28 
 
Observa-se que nenhuma das variáveis de controle, nem a interação entre elas, 
tiveram efeito significativo sobre a dureza superficial. Sendo a dureza uma propriedade 
de superfície, o ensaio de esclerometria avalia o concreto apenas a uma profundidade de 
aproximadamente 3 mm. Assim, de acordo com MEHTA e MONTEIRO, durante o 
ensaio o êmbolo pode impactar sobre agregados que ficam próximos à superfície, o que 
gera interferência nos resultados, uma vez que a dureza do agregado é superior à dureza 
da argamassa. A manifestação da real influência das variáveis de controle pode ter sido 
inibida por tal fator. 
Porém, sabe-se que a cura é de extrema importância no desempenho do concreto, 
o que já foi comprovado em diversas pesquisas, como a de SILVA. A autora avaliou a 
influência da cura submersa e em caixa aquecida na dureza superficial de concretos, 
confirmando o aumento de 3% para corpos de prova que receberam cura submersa. A 
inibição da influência da cura, nesse caso, ocorreu devido à ação das microfibras, que 
diminuindo a retração na fase plástica minimizou a abertura de fissuras nos concretos sem 
cura, igualando sua dureza superficial à dos concretos submetidos à cura úmida. Deste 
modo, o efeito da cura provavelmente seja mais notório nas propriedades de massa, como 
resistência à compressão, do que nas propriedades de superfície, uma vez que os estudos 
de SILVA et al. e BAUER et al. comprovaram um aumento significativo na resistência à 
compressão para corpos de prova que foram curados em câmara úmida ou submersos, em 
relação aos sem cura. 
 
7. CONCLUSÃO 
 
O percentual de exsudação foi significativamente maior com a presença das 
microfibras, que apesar de serem hidrofóbicas, formaram caminhos preferenciais para a 
saída da água do concreto. Com relação à resistência à compressão, as microfibras 
elevaram de maneira significativa o parâmetro, amarrando as microfissuras e atuando 
como pontos de nucleação. Na dureza superficial, no entanto, não se pôde observar 
influência direta das microfibras e nem da cura, por esta ser uma propriedade de 
superfície. Analisando-se de forma geral os parâmetros avaliados, pode-se indicar a 
adição de microfibras no teor de 600 g/m3 como a mais eficiente para utilização nos 
concretos empregados em pisos. 
 
29 
 
8. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 
 
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