PT1648700E

PT1648700E - Material de reforço de fibra, produtos fabricados com este material e método para os produzir

Info

Publication number: PT1648700E
Application number: PT38182390T
Authority: PT
Inventors: Jeffrey B Lovett; Daniel T Biddle; Charles H Pitts
Original assignee: Forta Corp
Priority date: 2003-08-01
Filing date: 2003-12-18
Publication date: 2013-08-29
Also published as: EP2650125B1; WO2005016644A1; CN101428982B; EP1648700A1; ES2344398T3; CN100431832C; CA2517276A1; US20040038027A1; EP2650125A1; ES2425742T3; EP2168931A2; AU2003297334B2; PT2650125T; MXPA05010880A; AU2003297334A1; EP1648700B1; CA2517276C; IL170387A; EP2168931B1; HK1085695A1

Description

DESCRIÇÃO

MATERIAL DE REFORÇO DE FIBRA, PRODUTOS FABRICADOS COM ESTE MATERIAL E MÉTODO PARA OS PRODUZIR

Objecto da invenção A presente invenção diz respeito a um material de reforço, mais particularmente a um material de fibra sintética para conferir reforço quer estrutural, quer de controlo de fissuração a materiais de construção.

Apresentação da descrição da invenção

Sabe-se que a adição de um componente de reforço a materiais de construção, como materiais cimenticios, tijolo, asfalto e similares aumenta a inteqridade estrutural do material e reduz a probabilidade de formação de fissuras. Quando incorporado em materiais cimenticios como betão, por exemplo, o componente de reforço é adicionado para diminuir o efeito de duas importantes deficiências estruturais: 1) baixa resistência à tracção; e 2) baixa tensão de fractura. A resistência à tracção do betão é relativamente baixa porque este material, quando é formado, contém habitualmente inúmeras microfissuras. É a rápida propagação destas microfissuras por efeito da tensão aplicada que é responsável pela baixa resistência à tracção do material. Devido à diversificada utilização e aplicabilidade do betão, há um número considerável de trabalhos de investigação no sentido de diminuir os efeitos das suas propriedades estruturais insuficientes.

Entre os materiais de reforço habitualmente adicionados a materiais cimenticios contam-se, por exemplo, rede metálica de calibres variados ou fibra de reforço. São conhecidos na especialidade vários aditivos de fibras de reforço que proporcionam aos materiais de construção caracteristicas de 1 resistência. Entre as fibras de reforço habituais incluem-se fibras de amianto, fibras de vidro, fibras de aço, fibras minerais e fibras de celulose. Algumas fibras de reforço são mais adequadas para determinadas aplicações do que outras. A titulo de exemplo, sabe-se que as fibras de amianto conferem um reforço eficaz mas a sua utilização apresenta limitações por motivos ambientais e de saúde. Acresce o facto de as fibras de vidro e as fibras de aço serem relativamente caras e apresentarem tendência para se decomporem em materiais cimenticios. Geralmente, as fibras de aço decompõem-se à superfície do material reforçado com fibra, enquanto as fibras de vidro sofrem uma decomposição contínua devido à natureza alcalina do betão. De igual modo, devido às características físicas e químicas das fibras de aço, há uma certa dificuldade em distribuir uniformemente a fibra de aço por toda a mistura. Além do mais, ocorrem algumas deficiências físicas e operacionais inerentes à fibra de aço que reduzem a sua eficácia. Tais deficiências incluem, entre outras, ressalto em aplicações de aplicações pneumáticas de betão e custos relativamente elevados do equipamento devido ao desgaste do mesmo em contacto com as fibras de aço.

Sabe-se que o betão apresenta tendência para contrair depois de ter sido fabricado devido à evaporação do excesso de água da mistura. A retracção plástica provoca a formação de fissuras de retracção imediatamente após o fabrico do betão, o que enfraquece a matriz subsequente. Ao contrário de outros materiais fibrosos, sabe-se que as fibras sintéticas reduzem tal fissuração provocada pela retracção plástica inicial. A título de exemplo, na US 3.591.395 utilizou-se com êxito uma fibra fibrilada formada a partir de uma película de poliolefina para prevenir ou reduzir a fissuração. As fibras são estiradas múltiplas vezes e depois cortadas ao longo de linhas pelo menos em parte transversais à direcção de orientação. As fibras são deste modo fibriladas. Uma vez 2 misturadas no interior de materiais cimentícios, de tal modo que sofrem deformações para melhorar a ancoragem e a ligação no seio da matriz de betão, as fibras cortadas são dispersadas na mistura, abrem-se para formar redes, melhorando deste modo as caracteristicas de resistência e ligação da matriz cimenticia.

Registaram-se alguns progressos no domínio do reforço por fibras no sentido de proporcionar maior tenacidade e durabilidade e diminuir a fissuração na matriz de materiais de construção como o betão. Todavia, as fibras reforçadas de técnicas anteriores apresentam um conjunto de desvantagens que enfraquecem ou, de outro modo, limitam a respectiva eficácia. Assim sendo, há necessidade de dispor de uma fibra de reforço melhorada que confira melhores propriedades estruturais aos materiais de construção nas quais foi incorporada. Em particular, existe a necessidade de uma fibra sintética de reforço que uma vez adicionada a, por exemplo, materiais cimentícios, permita obter um material de construção que apresente menor permeabilidade, maior resistência à fadiga, maior tenacidade e menor retracção plástica. A US 6340522 BI revela fibras tridimensionais usadas para reforçar materiais cimentícios como o betão. De preferência, as fibras são lisas ou achatadas e apresentam duas extremidades opostas lisas ou achatadas que foram torcidas desfasadamente.

Em conformidade com a presente invenção, apresenta-se uma mistura de fibras sintéticas para utilização como reforço de materiais cimentícios, compreendendo: uma primeira fibra componente formada por um material homopolímero; e uma segunda fibra sintética componente constituída por um copolímero que é distinto da primeira fibra componente e constituída por uma pluralidade de monofilamentos torcidos de modo a formar um feixe não interligado, sendo o grau de torção superior a 0,36 voltas/cm (0,90 voltas/pol), em que a primeira fibra 3 componente é fibrilado, em que a primeira fibra componente é formada a partir de um homopolímero de polipropileno, e em que a segunda fibra componente é formada a partir de um copolímero de polipropileno e polietileno de alta densidade.

Representando uma vantagem, a primeira fibra componente é adicionada à mistura sintética em quantidades que variam entre 5 e 50 % do peso total.

Preferencialmente, a segunda fibra componente é adicionada à mistura sintética em quantidades que variam entre 50 e 95% do peso total.

Representando uma vantagem, a segunda fibra componente é torcida de modo a formar o feixe não interligado na ausência de um agente molhante.

Para maior conveniência, a primeira fibra componente e a segunda fibra componente são misturadas na ausência de um agente molhante.

Representando uma vantagem, o grau de torção da segunda fibra componente é inferior a 0,87 voltas/cm (2,2 voltas/pol).

De preferência, o grau de torção da segunda fibra componente varia entre um valor superior a 0,36 voltas/cm (0,90 voltas/pol) e 0,43 voltas/cm (1,10 voltas/pol).

Para maior conveniência, o grau de torção da segunda fibra componente é de 0,43 voltas/cm (1,10 voltas/pol).

Representando uma vantagem, a primeira fibra componente é de 100 a 20.000 deniers por filamento.

De preferência, a segunda fibra componente é feita de um ou mais monofilamentos não fibrilados de 350 a 6000 deniers por filamento. 4

Para maior conveniência, a primeira fibra componente possui um comprimento de fibra de 19 a 60 mm e a segunda fibra componente possui um comprimento de fibra de 19 a 60 mm.

De preferência, a primeira fibra componente e a segunda fibra componente possuem o mesmo comprimento de fibra.

Representando uma vantagem, a segunda fibra componente é formada por uma quantidade principal de um polipropileno e uma quantidade secundária de um polietileno de alta densidade.

Para maior conveniência, a segunda fibra componente está na forma de monofilamentos não fibrilados.

De preferência, a primeira fibra componente está presente na mistura sintética em 6,7% do peso total e a segunda fibra componente está presente na mistura de fibras sintéticas em 93,3% do peso total.

Representando uma vantagem, a segunda fibra é formada por 70 a 80% em peso de polipropileno e 20 a 30% em peso de polietileno de alta densidade. A presente invenção apresenta também um material cimenticio reforçado que compreende a mistura de fibras sintéticas da invenção distribuída pela matriz de material cimenticio.

De preferência, a mistura de fibras sintéticas está presente no material cimenticio em quantidades que variam entre 0,1 e 2,0% em volume. 5

Para maior conveniência, a mistura de fibras sintéticas está presente no material cimenticio em quantidades que variam entre 0,5 e 2,0% em volume.

De preferência, a mistura de fibras sintéticas está presente no material cimenticio em quantidades que variam entre 0,3 e 2,0% em volume.

Representando uma vantagem, o material cimenticio é betão armado.

Para maior conveniência, o material cimenticio é asfalto armado. A presente invenção apresenta igualmente um método para fazer uma mistura de fibras sintéticas para utilização como reforço de materiais cimenticios, que compreende: misturar uma primeira fibra componente com uma segunda fibra componente, sendo a primeira fibra componente fibrilada e formada por uma fibra de um homopolímero de polipropileno, sendo a segunda fibra componente distinta da primeira fibra componente e sendo um copolimero de polipropileno e um polietileno de alta densidade, sendo a segunda fibra componente torcida para dar origem a um feixe de fibras, sendo o grau de torção superior a 0,36 voltas/cm (0,90 voltas/pol).

Para maior conveniência, o grau de torção é inferior a 0,87 voltas/cm (2,20 voltas/pol).

Representando uma vantagem, o grau de torção é de 0,43 voltas/cm (1,10 voltas/pol). 6

Representando uma vantagem, a primeira fibra componente está presente na mistura de fibras sintéticas em quantidades que variam entre 5 e 50% do peso total, e a segunda fibra componente está presente na mistura de fibras sintéticas em quantidades que variam entre 50 e 95% do peso total.

De preferência, a primeira fibra componente está presente na mistura de fibras sintéticas em 6,7% do peso total e a segunda fibra componente está presente na mistura de fibras sintéticas em 93,3% do peso total.

Representando uma vantagem, a segunda fibra componente é constituída por um feixe torcido de múltiplos fios de um monofilamento não fibrilado, apresentando, no essencial, a primeira e a segunda fibras componentes o mesmo comprimento, pelo que cada uma tem um comprimento que varia entre 19 e 6 0 mm.

De preferência, a mistura de fibras sintéticas é misturada com um material cimentício.

Para maior conveniência, o material cimentício é betão.

Representando uma vantagem, o material cimentício é asfalto.

Ainda numa outra configuração, a presente invenção apresenta uma mistura de fibras sintéticas para utilização como reforço de materiais cimentícios que inclui uma primeira fibra componente e uma segunda fibra componente. A primeira fibra componente é formada a partir de um homopolímero de polipropileno e é constituída por fibras na forma fibrilada. A segunda fibra componente, distinta da primeira fibra componente, é formada a partir de um copolímero de polipropileno e polietileno de alta densidade, e é constituída 7 por feixes de monofilamentos que foram torcidos, sendo o grau de torção superior a cerca de 0,36 voltas/cm (cerca de 0,90 voltas/pol). A presente invenção apresenta igualmente uma mistura de fibras sintéticas para utilização como reforço de materiais cimenticios que inclui uma primeira fibra componente e uma segunda fibra componente. A primeira fibra componente é fibrilada e é constituída por uma fibra de um homopolímero de polipropileno. A segunda fibra componente é distinta da primeira fibra componente e é um copolímero formado por um polipropileno e um polietileno de alta densidade. A segunda fibra componente é constituída por uma pluralidade de monofilamentos torcidos de modo a formar um feixe não interligado, sendo o grau de torção superior a cerca de 0,36 voltas/cm (cerca de 0,90 voltas/pol)). Numa outra configuração, a presente invenção apresenta uma mistura de fibras sintéticas para utilização como reforço de materiais cimenticios que inclui uma primeira fibra componente e uma segunda fibra componente. A primeira fibra componente é fibrilada e é constituída por uma fibra de um homopolímero de polipropileno. A segunda fibra componente é distinta da primeira fibra componente, é um copolímero formado por uma quantidade principal de um polipropileno e uma quantidade secundária de um polietileno de alta densidade e inclui uma pluralidade de monofilamentos torcidos de modo a formar um feixe não interligado, sendo o grau de torção superior a cerca de 0,36 voltas/cm (cerca de 0,90 voltas/pol). A primeira fibra componente está presente na mistura de fibras sintéticas em quantidades que variam aproximadamente entre 5 e 50% do peso total, enquanto a segunda fibra componente está presente na mistura de fibras sintéticas em quantidades que variam aproximadamente entre 50 e 95% do peso total. 8

Numa outra configuração, a presente invenção apresenta também um material cimenticio reforçado que compreende uma mistura de fibras sintéticas distribuídas pela matriz de material cimenticio, incluindo a mistura de fibras sintéticas uma primeira fibra componente e uma segunda fibra componente. A primeira fibra componente é constituída por uma fibra de um homopolímero de polipropileno. A segunda fibra componente é distinta da primeira fibra componente, é um copolímero formado por um polipropileno e um polietileno de alta densidade e inclui uma pluralidade de monofilamentos torcidos de modo a formar um feixe não interligado, sendo o grau de torção superior a cerca de 0,36 voltas/cm (cerca de 0,90 voltas/pol). A presente invenção apresenta também um método para formar uma mistura de fibras sintéticas. O método inclui misturar uma primeira fibra componente com uma segunda fibra componente. A primeira fibra componente é fibrilada e é constituída por uma fibra de um homopolímero de polipropileno. A segunda fibra componente é distinta da primeira fibra componente, é um copolímero de um polipropileno e de um polietileno de alta densidade e é torcida de modo a formar um feixe de fibras, sendo o grau de torção superior a cerca de 0,36 voltas/cm (cerca de 0,90 voltas/pol).

Ainda numa outra configuração, a presente invenção apresenta um método de reforçar um material que inclui uma mistura de fibras sintéticas com um material cimenticio. A mistura de fibras sintéticas inclui uma primeira fibra componente e uma segunda fibra componente. A primeira fibra componente é fibrilada e é constituída por uma fibra de um homopolímero de polipropileno. A segunda fibra componente é distinta da primeira fibra componente, é um copolímero formado por uma quantidade principal de polipropileno e uma quantidade secundária de polietileno de alta densidade e torcida de modo a formar um feixe de fibras, sendo o grau de torção superior a cerca de 0,36 voltas/cm (cerca de 0,90 voltas/pol). 9

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

As características e vantagens da presente invenção podem ser mais bem entendidas consultando os desenhos anexos, nos quais os mesmos números de referência representam os mesmos elementos e em que: A FIG. 1 mostra uma comparação entre as áreas fissuradas em lajes que contêm diferentes quantidades da mistura de fibras sintéticas da presente invenção tendo por base percentagens em volume; A FIG. 2 mostra uma comparação entre rácios de comprimento e largura de fissuras em lajes que contêm diferentes quantidades da mistura de fibras sintéticas da presente invenção tendo por base percentagens em volume; A FIG. 3 mostra uma comparação entre o tempo de aparecimento da primeira fissura em lajes que contêm diferentes quantidades da mistura de fibras sintéticas da presente invenção tendo por base percentagens em volume; A FIG. 4 mostra uma comparação entre áreas fissuradas em lajes de controlo e lajes que contêm diferentes quantidades da mistura de fibras sintéticas da presente invenção tendo por base percentagens em volume; A FIG. 5 mostra uma comparação entre área fissurada em percentagem de controlo em lajes que contêm diferentes quantidades da mistura de fibras sintéticas da presente invenção tendo por base percentagens em volume; A FIG. 6 mostra uma comparação da redução de área fissurada em lajes que contêm diferentes quantidades da mistura de fibras sintéticas da presente invenção tendo por base percentagens em volume; A FIG. 7 mostra uma comparação entre a resistência à primeira fissura em lajes que contêm diferentes quantidades da mistura de fibras sintéticas da presente invenção tendo por base percentagens em volume; 10 A FIG. 8 mostra uma comparação entre o módulo de ruptura em lajes que contêm diferentes quantidades da mistura de fibras sintéticas da presente invenção tendo por base percentagens em volume; A FIG. 9 mostra uma comparação entre a tenacidade da primeira fissura em lajes que contêm diferentes quantidades da mistura de fibras sintéticas da presente invenção tendo por base percentagens em volume; A FIG. 10 mostra índices de tenacidade versus teor de fibra em lajes de betão que contêm diferentes quantidades da mistura de fibras sintéticas da presente invenção tendo por base percentagens em volume; A FIG. 11 mostra índices de tenacidade japoneses versus teor de fibra em lajes de betão que contêm diferentes quantidades da mistura de fibras sintéticas da presente invenção tendo por base percentagens em volume; A FIG. 12 mostra a resistência à flexão japonesa versus teor de fibra em lajes de betão que contêm diferentes quantidades da mistura de fibras sintéticas da presente invenção tendo por base percentagens em volume; A FIG. 13 mostra a resistência residual média japonesa versus teor de fibra em lajes de betão que contêm diferentes quantidades da mistura de fibras sintéticas da presente invenção tendo por base percentagens em volume; A FIG. 14 mostra o número de golpes para a primeira fissura e falha versus teor de fibra em lajes de betão que contêm diferentes quantidades da mistura de fibras sintéticas da presente invenção tendo por base percentagens em volume; A FIG. 15 mostra um diagrama médio tensão - deflexão que compara a tensão de flexão versus deflexão a 1,0% em volume; A FIG. 16 mostra um diagrama tensão - deflexão que compara tensão de flexão versus deflexão da mistura de fibras sintéticas da presente invenção a 1,0% em volume; 11 A FIG. 17 mostra um diagrama tensão - deflexão que compara a tensão de flexão versus deflexão da mistura de fibras sintéticas da presente invenção a 1,0% em volume; A FIG. . 18 mostra um diagrama tensão - deflexão que compara a tensão de flexão versus deflexão da mistura de fibras sintéticas da presente invenção a 1,0% em volume; A FIG. . 19 mostra um diagrama tensão - deflexão que compara tensão de flexão versus deflexão da mistura de fibras sintéticas da presente invenção a 1,5% em volume; A FIG. . 20 mostra um diagrama tensão - deflexão que compara a tensão de flexão versus deflexão da mistura de fibras sintéticas da presente invenção a 1,5% em volume; A FIG. 21 mostra um diagrama tensão - deflexão que compara tensão de flexão versus deflexão da mistura de fibras sintéticas da presente invenção a 1,5% em volume; A FIG. 22 mostra um diagrama tensão - deflexão que compara tensão de flexão versus deflexão da mistura de fibras sintéticas da presente invenção a 1,5% em volume; A FIG. 23 mostra um diagrama tensão - deflexão que compara tensão de flexão versus deflexão da mistura de fibras sintéticas da presente invenção a 1,9% em volume; A FIG. 24 mostra um diagrama tensão - deflexão que compara tensão de flexão versus deflexão da mistura de fibras sintéticas da presente invenção a 1,9% em volume; A FIG. 25 mostra um diagrama tensão - deflexão que compara tensão de flexão versus deflexão da mistura de fibras sintéticas da presente invenção a 1,9% em volume; A FIG. 26 mostra um diagrama tensão - deflexão que compara tensão de flexão versus deflexão da mistura de fibras sintéticas da presente invenção a 1,9% em volume; A FIG. 27 mostra uma representação gráfica da deflexão de carga que compara deflexão de carga versus central da mistura de fibras sintéticas da presente invenção num painel de gunite a 1,0% em volume; 12 A FIG. 28 mostra uma representação gráfica da deflexão de carga que compara deflexão de carga versus central da mistura de fibras sintéticas da presente invenção num painel de gunite a 1,5% em volume; A FIG. 29 mostra uma representação gráfica da deflexão de carga que compara deflexão de carga versus central da mistura de fibras sintéticas da presente invenção num painel de gunite a 1,9% em volume; A FIG. 30 mostra uma configuração da presente invenção na qual a segunda fibra componente está torcida num grau especifico de torção, identificado como X; e A FIG. 31 mostra um problema na técnica anterior, na qual os fios individuais de monofilamento apresentam alguma divisão e um efeito de “pincel".

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS CONFIGURAÇÕES RECOMENDADAS

Deve entender-se que as figuras e descrições da presente invenção foram simplificadas para exemplificar elementos considerados relevantes para uma clara compreensão da presente invenção. Os técnicos da especialidade reconhecerão que se podem usar elementos associados e outros itens na implementação da presente invenção. Todavia, pelo facto de muitos desses elementos associados e itens serem bem conhecidos na especialidade, não serão aqui objecto de análise. Em relação à rede metálica, os materiais de reforço de fibras sintéticas da presente invenção constituem um meio mais eficaz e económico de reforço. Deve-se isto ao facto de, mesmo com quantidades relativamente pequenas, as fibras adicionadas à mistura cimenticia estarem distribuídas por toda a mistura reforçando significativamente toda a matriz de material, reduzindo a permeabilidade, aumentando a resistência à fadiga e melhorando a tenacidade. Adicionalmente, a aplicação do reforço de rede metálica é um processo 13 relativamente intensivo do ponto de vista de tempo e mão-de-obra devido aos requisitos de colocação associados ao mesmo. A titulo de exemplo, as fibras sintéticas da presente invenção podem ser incorporadas em vários materiais cimenticios de construção e produtos usados na construção civil, como por exemplo pavimentos estruturais, pistas e plataformas de estacionamento de aeroportos, revestimentos e barreiras de tabuleiros de pontes, lajes estruturais de solos, produtos de betão pré-fabricado como condutas e tanques, painéis de parede basculantes, gunite para estabilização de enrocamentos, revestimentos de túneis e estruturas de cúpulas. A mistura de fibras sintéticas da presente invenção pode ainda ser usada para reparação, reabilitação, reforço e renovação de produtos ou estruturas já existentes, como por exemplo em revestimento, cobertura e reparação de pavimentos aeroportuários e tabuleiros de pontes. Para além do reforço estrutural, a incorporação da mistura de fibras sintéticas da presente invenção em, por exemplo, material cimentício moldado modifica o mecanismo de fissuração e reduz a propagação de microfissuras provocadas pela retracção do betão. Assim sendo, em relação ao betão não-reforçado, as fissuras que ocorrem em betão reforçado com fibras da presente invenção são mais pequenas em largura, a permeabilidade do material é menor e há uma melhoria da tensão máxima de fissuração. Além disso, as fibras misturadas da presente invenção são capazes de transferir uma carga ao longo da fissura. Acresce ainda, tal como se analisará mais adiante, que os ensaios do betão reforçado com fibras da presente invenção indicam que o material em betão possui melhor tenacidade ou capacidade de transferência de carga residual após a primeira fissura e pode apresentar uma resistência ao impacto substancialmente melhor. A presente invenção está direccionada para uma mistura híbrida de fibras sintéticas de elevada prestação, mais especificamente para uma mistura de fibras sintéticas que 14 reduzam os efeitos da retracção plástica e melhorem as propriedades do betão endurecido. Como veremos adiante com mais pormenor, descobriu-se que uma combinação de uma primeira fibra componente e de uma segunda fibra componente para formar a mistura híbrida de fibras da presente invenção proporciona propriedades de reforço surpreendentes e uma variedade de vantagens no que se refere à prestação superiores às que se obtêm com cada uma das fibras componentes individualmente. Em particular, a fibra da presente invenção melhora o controlo da fissuração de retracção de assentamento e plástica ao mesmo tempo que melhora a resistência ao impacto, a tenacidade do betão e outras propriedades estruturais e de durabilidade de longo prazo. A primeira fibra componente é um material de reforço fibroso de homopolímero de polipropileno. A primeira fibra componente é uma fibra unida, fibrilada, (rede) que pode ter aproximadamente de 100 a cerca de 20.000 deniers por filamento. A título de exemplo, numa configuração da presente invenção a primeira fibra componente tem aproximadamente 10.000 deniers por filamento e apresenta as seguintes propriedades físicas: PROPRIEDADES FÍSICAS DA PRIMEIRA FIBRA COMPONENTE Material Homopolímero virgem de polipropileno Cor Cinzento Forma Fibra fibrilada unida Resistência a ácidos/álcalis Excelente Peso específico 0, 91 Absorção Nenhuma Resistência à tracção 200-272 Mpa (28-40 ksi) Conformidade ASTM C—1116 15

Comprimento 54 mm (2 V4 pol) A primeira fibra componente pode, mas não tem de, ser formada por polipropileno 100% virgem, e pode ser uma fibra de várias cores e totalmente orientada e substancialmente não corrosiva, não-magnética e resistente aos álcalis. Quando usada isoladamente como um aditivo de reforço de fibra (ou seja, não como uma mistura híbrida em combinação com a segunda fibra componente, como mais abaixo se analisa e se divulga no presente documento), o primeiro componente é habitualmente adicionado numa dosagem de 0,9 quilogramas por metro cúbico (1,5 libras por jarda cúbica) de material cimentício directamente ao sistema de mistura durante ou após o carregamento dos restantes ingredientes e misturado durante o período de tempo e a velocidade recomendados pelo fabricante do misturador (habitualmente quatro a cinco minutos). A primeira fibra componente possui boas propriedades de mistura e distribuição uniforme. 0 material resultante reforçado com fibras apresenta uma durabilidade de longa duração relativamente boa e assegura um controlo mais apertado no que se refere à retracção e fissuração a diferentes temperaturas.

Quando usada na presente invenção, a primeira fibra componente pode ser adicionada à mistura híbrida em quantidades que variam entre cerca de 5 e cerca de 50% do peso total. A título de exemplo, numa configuração da presente invenção, a primeira fibra componente pode ser adicionada em quantidades próximas de 6,7% do peso total. Adicionalmente, a primeira fibra componente pode, mas não tem de, ser do mesmo comprimento da segunda fibra componente. Quando usada na presente invenção, a primeira fibra componente pode ser adicionada à mistura híbrida em quantidades que variam entre cerca de 19 e cerca de 60 mm. A título de exemplo, numa configuração da presente invenção, a primeira fibra componente pode ser adicionada em comprimentos próximos de 54 mm. 16 A segunda fibra componente é um copolímero de reforço fibroso de alta resistência, como por exemplo, entre outros, o que é formado por monofilamentos gravados. A segunda fibra componente é de preferência um copolímero formado por quantidades elevadas, de preferência cerca de 75-80% em peso, de polipropileno, de preferência um polipropileno de baixo ponto de fusão (homopolimero 2-melt), e quantidades menores, de preferência cerca de 20-25% em peso, de polietileno de alta densidade. As segundas fibras não fibrilam; ou seja, não se afastam para formar uma estrutura semelhante a uma rede no material cimentício. A segunda fibra componente é de natureza poliolefínica, com alta tenacidade, elevada resistência e excelente flexibilidade. Tal como incorporada na mistura híbrida de presente invenção, a segunda fibra componente inclui monofilamentos com aproximadamente 350 a 6000 deniers por filamento. A configuração recomendada da segunda fibra componente é de preferência torcida para formar um feixe não interligado de múltiplos fios de um monofilamento não fibrilado. Numa configuração da presente invenção, a segunda fibra componente apresenta as seguintes propriedades: PROPRIEDADES FÍSICAS DA SEGUNDA FIBRA COMPONENTE Material Copolímero virgem Cor Cinzento Forma Monofilamento torcidos - híbridos unidos Resistência a ácidos/álcalis Excelente Peso especifico 0,91 Absorção Nenhuma Resistência à tracção 70-106 ksi. (485-730 Mpa) Conformidade ASTM C—1116 Comprimento 54 mm (2 V4 pol) 17 A título de exemplo, numa configuração da presente invenção, o segundo componente tem aproximadamente 750 deniers por filamento. Quando usado isoladamente (não como uma mistura híbrida em combinação com o primeiro componente, como mais acima se analisa e se divulga no presente documento), o segundo componente é habitualmente adicionado numa dosagem de cerca de 1,8 a 13,6 quilogramas por metro cúbico (cerca de 4 a 30 libras por jarda cúbica) de material cimentício directamente ao sistema de mistura durante ou após o carregamento dos restantes ingredientes e distribuído no mesmo. O material resultante reforçado com fibras apresenta durabilidade de longa duração. Cabe referir, contudo, que a segunda fibra componente, só por si, se não estiver torcida, apresenta propriedades de distribuição no material de construção inferiores às ideais durante a operação de mistura. Contudo, se os monofilamentos da segunda fibra componente estiverem torcidos, como se usa na configuração recomendada da mistura de fibras sintéticas da presente invenção, para formar o feixe não interligado, a mistura de fibras sintéticas é mais fácil de preparar e distribui-se uniformemente por todo o material cimentício.

Verificou-se que quando a segunda fibra componente é torcida, o grau de torção do feixe é relevante para as propriedades de distribuição da segunda fibra componente no material de construção ao qual é adicionada. Nos termos indicados na FIG. 30, uma única volta está identificada como “x" e, nos termos do presente, define-se como uma revolução completa (360°) ao longo do comprimento linear do feixe de fibras. O número de voltas por centímetro linear (voltas por polegada linear ou voltas por pé linear), identificado no presente como voltas/cm, voltas/polegada ou voltas/pé, respectivamente, constitui uma diferença marcada na capacidade da segunda fibra componente se misturar com o material de construção e nele se distribuir mais uniformemente. Por seu 18 lado, esta diferença na distribuição pensa-se que contribui, pelo menos em parte, para o aumento na melhoria das propriedades de reforço apresentadas pela mistura de fibras sintéticas da presente invenção.

As tentativas iniciais de formar um feixe de fibras sintéticas da presente invenção usadas para torcer os múltiplos fios de monofilamentos para cerca de 0,3 voltas/cm (cerca de 0,75 voltas/pol ou cerca de 9 voltas/pé). Verificou-se que este grau de torção produz boas propriedades de mistura e distribuição por todo o material cimenticio, nos termos definidos no presente. Outros ensaios indicaram que se obtêm resultados similares quando o grau de torção aumentou para cerca de 0,36 voltas/cm (cerca de 0,9 voltas/pol, ou cerca de 11 voltas/pé). Assim sendo, verificou-se que torcer as fibras componentes no intervalo aproximado de 0,30 voltas/cm (0,75 voltas/pol) a cerca de 0,36 voltas/cm (0,9 voltas/pol) contribui para melhorar as propriedades de mistura e distribuição no material de construção ao qual a segunda fibra foi adicionada, em comparação com os materiais de construção que não recorrem a configurações da presente invenção de fibra componente não torcida. Observou-se, contudo, que se cada fio de monofilamento for torcido no intervalo aproximado de 0,30 voltas/cm (0,75 voltas/pol) a 0,36 voltas/cm (0,90 voltas/pol), ocorre alguma divisão e um certo efeito de "pincel" em cada fio de monof ilamentos. Este feito 10 habitualmente conhecido está representado na FIG. 31 e pode prejudicar a capacidade dos monofilamentos se dispersarem nos materiais cimentícios. Verificou-se ainda que um grau de torção inferior a cerca de 0,36 voltas/cm (0,90 voltas/pol) ocorria uma separação incompleta dos monofilamentos a partir do feixe de fibras. Isto foi particularmente evidente em algumas configurações da presente invenção que usam fios de filamento, compreendendo cada fio dois ou mais monofilamentos ligados que são concebidos para se separarem em monofilamentos 19 individuais em resultado da torção dos fios de fibra no feixe torcido.

Observou-se através de ensaios experimentais uma nitida melhoria na mistura e distribuição quando o segundo componente foi formado com uma torção superior a cerca de 0,36 voltas/cm (cerca de 0,90 voltas/pol ou cerca de 11 voltas/pé) . Estes resultados melhorados foram observados num grau de torção inferior a cerca de 0,87 voltas/cm (2,2 voltas/pol), que é aproximadamente o grau mais elevado de torção a que um feixe de fibras não aquecidas pode ser torcido sem um significativo “efeitos inverso" (ou seja, o efeito que resulta de o feixe de fibras perder a sua torção e, possivelmente, se desfazer devido às propriedades de resiliência do polímero). Habitualmente, a melhoria das propriedades de mistura e distribuição em resultado do grau de torção no feixe de fibras foi medida a um valor acima de 0,36 voltas/cm (cerca de 0,90 voltas/pol ou 11 voltas/pé), e habitualmente verificaram-se no intervalo compreendido entre cerca de 0,36 voltas/cm (cerca de 0,90 voltas/pol ou 11 voltas/pé) e cerca de 0,43 voltas/cm (cerca de 1,10 voltas/pol ou 13 voltas/pé), e podem ocorrer num grau de torção de cerca de 0,43 voltas/cm (cerca de 1,10 voltas/pol ou 13 voltas/pé) . Adicionalmente, verificou-se que um aumento do grau de torção acima de cerca de 0,39 voltas/cm (cerca de 1 volta/pol), pouca ou nenhuma divisão ou efeito de "pincel" se observava nos monofilamentos, e quase todos os monofilamentos individuais que constituíam o feixe de fibras se separavam completamente do feixe e se distribuíam por todo o material de construção ao qual foram adicionados. Isto foi particularmente evidente em algumas configurações da presente invenção que usam fios de filamento, compreendendo cada fio dois ou mais monofilamentos ligados que são concebidos para se separarem em monofilamentos individuais em resultado da torção dos fios de fibra no feixe torcido, constituindo em última análise o feixe torcido de monofilamentos. 20

Verifica-se que é possível obter algumas vantagens adicionais na mistura e distribuição da segunda fibra componente se a configuração torcida do feixe de fibras da segunda fibra componente for aquecida abaixo do seu ponto de fusão e torcida, o que pode permitir que o feixe de fibras seja torcido para um grau de torção superior a cerca de 0,87 voltas/cm (cerca de 2,20 voltas/pol). Nesta configuração, os monofilamentos individuais da segunda fibra componente podem ser aquecidos, antes ou depois de ser formado num feixe torcido, até, por exemplo, cerca de 163°C (325°F) que pode proporcionar um feixe de fibras com um grau de torção superior a cerca de 0,87 voltas/cm (2,20 voltas/pol) e que pode reduzir substancialmente ou eliminar o efeito inverso.

Quando usada na mistura de fibras sintéticas da presente invenção, a segunda fibra componente pode ser adicionada à mistura híbrida em quantidades que variam entre cerca de 50 e cerca de 95% do peso total. A título de exemplo, numa configuração da presente invenção, a segunda fibra componente pode ser adicionada em quantidades próximas de 93,3% do peso total. Adicionalmente, a segunda fibra componente pode, mas não tem de, ser do mesmo comprimento da primeira fibra componente. Quando usada na presente invenção, a segunda fibra componente pode ser adicionada à mistura híbrida em comprimentos que variam entre cerca de 19 e cerca de 60 mm. A título de exemplo, numa configuração da presente invenção, a segunda fibra componente pode ser adicionada em comprimentos próximos de 54 mm. A primeira fibra componente e a segunda fibra componente podem ser misturadas nas quantidades acima analisadas para formar a mistura híbrida de fibras da presente invenção. A primeira fibra componente e a segunda fibra componente podem ser misturadas por qualquer meio conhecido na especialidade, como por exemplo combinando as duas fibras componentes no processo de corte. As fibras híbridas podem ser cortadas em faixas 21 utilizáveis antes ou após a mistura da primeira fibra componente e da segunda fibra componente. Se as fibras híbridas da presente invenção forem cortadas em faixas utilizáveis após a mistura da primeira fibra componente e da segunda fibra componente, as faixas de fibras híbridas podem ser cortadas em qualquer comprimento que se possa dispersar e bombear, mas podem ser cortadas num comprimento de cerca de 19 a 60 mm, como por exemplo um comprimento de cerca de 54 mm. Verifica-se que o comprimento da fibra pode ser ajustado em conformidade com uma especificação. Numa forma da presente invenção, a fibra híbrida resultante apresenta as seguintes propriedades físicas: 22 PROPRIEDADADES FÍSICAS DA MISTURA DE FIBRAS Material Polipropileno virgem/Copolimero virgem Cor Cinzento Forma Sistema de feixe de fibras monofilamento torcido/fibrilado -híbrido unido Resistência a ácidos/álcalis Excelente Peso específico 0,91 Absorção Nenhuma Resistência à tracção 90-110 ksi. (620-758 Mpa) Conformidade ASTM C—1116 Comprimento 19 mm (¾ pol) , 38 mm (1 ½ pol) , 54 mm (2 V4 pol), 60 mm (2½ pol)

Quando incorporada num material de construção como betão, a mistura de fibras híbridas da presente invenção pode ser adicionada à mistura em quantidades que variam entre cerca de 0,1% e cerca de 2,0% em volume de betão, e habitualmente em quantidades que variam entre cerca de 0,5 e cerca de 2,0% em volume de betão, para conferir à mesma melhores características de reforço. A mistura de fibras híbridas pode ser adicionada directamente ao sistema de mistura durante ou após o carregamento dos restantes ingredientes e misturada durante o período de tempo e a velocidade recomendados pelo fabricante do misturador (habitualmente quatro a cinco minutos) . A mistura de fibras híbridas da presente invenção pode ser usadas para reduzir a retracção plástica e a retracção de assentamento do betão endurecido antes da fase inicial que conduz à fissuração. Além disso, a mistura de fibras híbridas melhora a resistência ao impacto e aumenta a resistência à 23 fadiga e a tenacidade do betão como um reforço alternativo secundário/térmico/estrutural. Acresce que, para além da torção da segunda fibra componente, se verificou que a combinação da primeira fibra componente com a segunda fibra componente aumenta substancialmente a capacidade da segunda fibra componente se distribuir mais uniformemente pela mistura. Pensa-se que a melhoria das propriedades de distribuição da segunda fibra componente contribuem, em parte, para o aumento e a melhoria das propriedades de reforço apresentadas pela mistura de fibras sintéticas da presente invenção. Além disto, a fibra da presente invenção não é corrosiva, não é magnética e é significativamente resistente à natureza alcalina dos materiais de construção convencionais, como betão de cimento Portland.

Como se mostra nos exemplos abaixo, a presente invenção apresenta vantagens de custo, operação e reforço estrutural em relação aos componentes de reforço conhecidos. As fibras componentes da presente invenção, em comparação com a rede metálica ou convencionais fibras de aço, não são corrosivas, são fáceis de misturar com o material de construção, reduzem a fissuração da retracção plástica e proporcionam eficiências económicas e vantagens estruturais ao material delas resultantes. As fibras sintéticas substituem as fibras de aço para reforço de materiais cimenticios e eliminam os danos no equipamento provocados pelas fibras de aço. Em comparação com outras fibras sintéticas, as fibras de presente invenção proporcionam uma operação de mistura mais eficaz e maiores vantagens estruturais ao material de construção ao qual são adicionadas.

EXEMPLOS

Exemplo 1 24

As fibras sintéticas híbridas da presente invenção foram testadas para determinar a redução da retracção plástica do betão usando misturas ricas em cimento, conhecidas por apresentarem um elevado potencial de fissuração de retracção. As dosagens de fibras foram 0,5, 1,0 e 2,0% em volume de betão.

Foram preparados três lotes diferentes de betão e testadas 15 lajes no total. Os testes foram conduzidos usando uma laje com 5,08 cm (2,0 polegadas) de espessura, 91,4 cm (3 pés) de comprimento e 61 cm (2 pés) de largura. O desenvolvimento de fissuras foi reforçado recorrendo a ventiladores que reproduzissem uma velocidade do vento de 22,5 km/hr (14 mph). A prestação destas fibras foi comparada usando as áreas de fissuras da laje de controlo sem qualquer fibra e lajes reforçadas com fibra.

Como abaixo se mostra, os resultados dos testes indicam que as fibras da presente invenção, nas dosagens usadas, reduzem significativamente a retracção plástica no betão. A redução da área de fissuras variou entre 100 e 92% do betão simples. Não se observou fissuração quando se usou uma dosagem de fibra de 2,0% em volume de betão. Observou-se uma redução de 98% e 92% de fissuração por retracção plástica nos casos em que as dosagens de fibras foram respectivamente de 1,0% e 0,5% em volume de betão. Método de ensaio

Os ensaios foram conduzidos usando uma laje com 5,08 cm (2,0 polegadas) de espessura, 91,4 cm (3 pés) de comprimento e 61 cm (2 pés) de largura. As lajes foram fixadas à volta do perímetro com redes metálicas. Após o fabrico, as lajes foram colocadas numa superfície plana e submetidas ao vento com uma 25 velocidade de 22,5 km/hr (14 mph), usando ventiladores de alta velocidade. A formação de fissuras foi observada até duas e três horas e meia após o fabrico. Embora habitualmente a fissuração esteja concluída decorridas seis a oito horas, mediu-se a largura e o comprimento das fissuras após 24 hr. Este período mais longo foi escolhido para assegurar que todas as fissuras se desenvolviam e estabilizavam. A largura da fissura foi medida em vários pontos ao longo do comprimento da fissura. Mediu-se o comprimento da fissura para fissura e multiplicou-se pela largura média. Deste modo, calculou-se a área total de fissuras para uma dada laje. 0 valor de fissuras da laje de controlo (sem fibras) foi definido como 100%. A área de fissuras dos restantes painéis foi expressa em percentagem do controlo e obteve-se a redução percentual da área fissurada devido à adição de fibras.

Materiais

Os materiais eram constituídos por cimento ASTM Tipo I, areia de betão e granulados grossos. Os granulados grossos apresentavam uma dimensão máxima de 1,90 cm (0,75 pol) . Mas tanto os agregados grossos como os finos satisfazem os requisitos ASTM para os agregados.

As propriedades químicas e físicas das fibras sintéticas híbridas utilizadas são as descritas no presente.

Proporções de mistura

Uma vez que o objectivo deste ensaio era estudar a influência da adição de fibras na retracção plástica, foi necessário fazer o betão com um potencial muito elevado de fissuração por retracção. As condições de ensaio, tais como temperatura ambiente, humidade e velocidade do vento (22,5 km/hr) (14 mph) foram mantidas constantes para cada lote. Foram preparados três lotes diferentes de betão com os mesmos 26 teores de água, de cimento e a dimensão máxima de agregados grossos. Usou-se um teor de cimento mais elevado para aumentar o potencial de fissuração. A proporção de mistura básica usada foi a seguinte:

Cimento (kg) Água (kg) Rácio água/cimento (w/c) Areia de betão (kg) Agregados grossos (kg) Dimensão máxima dos agregados 388 (855 lb) 194 (427 lb) 0,5 482 (1062 lb) 482 (1062 lb) (cm) 1,91 (0,75 pol)

Procedimento de mistura e fabrico das amostras

Toda a mistura foi feita num misturador com a capacidade de 254, 8 litros (9 pés cúbicos) . As fibras foram pesadas e guardadas num recipiente separado. Em primeiro lugar preparou-se a mistura tampão. Seguidamente, introduziram-se os agregados grossos no misturador. Adicionaram-se de seguida a areia e dois terços da água e misturou-se durante 1 minuto. O cimento foi adicionado a seguir com o restante terço da água. Seguidamente, adicionaram-se as fibras da presente invenção e os ingredientes foram misturados durante 3 minutos. Após a fase de mistura, a mistura foi submetida a um período de repouso de 3 minutos, a que se seguiu uma fase final de mistura de 2 minutos para uma boa distribuição das fibras.

Pelo facto de as misturas cimentícias reforçadas com fibras apresentarem uma consistência fluida, quer a mistura quer a colocação decorreram sem qualquer problema. Não se observou qualquer segregação ou aglomeração das fibras em qualquer das misturas. No sentido de manter a consistência na colocação, consolidação e acabamento das lajes, as fases de colocação, consolidação e acabamento de todas as lajes foram executadas por um técnico experiente em betão. 27

Três lotes foram preparados em três dias diferentes. Depois de preparado cada lote de material cimentício reforçado, o misturador foi cuidadosamente limpo. Foi preparada uma mistura tampão antes da preparação da mistura subsequente. Todas as misturas foram preparadas em condições idênticas.

Resultados dos ensaios e discussão

Prepararam-se 3 cilindros para cada uma das 6 misturas com e sem fibras em conformidade com os procedimentos ASTM. Os cilindros foram ensaiados após uma cura de 14 dias. Os resultados são apresentados na Tabela 1 abaixo. Como se mostra na Tabela 1, os valores de resistência dos cilindros de todas as misturas foram consistentemente próximos. Para todas as 18 amostras, os resultados de resistência à compressão após 14 dias foram aproximadamente iguais.

Os valores medidos para o comprimento, a largura e as áreas das fissuras para as lajes de controlo e reforçadas com fibras são apresentados nas Tabelas AI a A3, BI e B2, e Cl a C2 respect ivamente paras os lotes A, B e C. Cada tabela compara as misturas preparadas num dado dia. A influência das várias dosagens de fibra na fissuração por retracção plástica é apresentada nas Figuras 1 a 6. Na Tabela 2 apresenta-se o resumo dos resultados dos ensaios e redução percentual na fissuração por retracção plástica. Na Tabela 3 apresenta-se a comparação entre os vários parâmetros para diferentes teores de fibras.

Ensaiaram-se 3 amostras para cada um dos 3 teores de fibras e calcularam-se as áreas médias das fissuras. Os resultados destes cálculos são apresentados na Tabela 2. Esta Tabela inclui a área média das fissuras de 2 lajes de controlo sem fibras, bem como as áreas das fissuras de PRC, e estão expressas em percentagem da área das fissuras das lajes de 28 controlo e a redução percentual da fissuração por retracção plástica devido à adição das 3 doses de fibras.

As Figuras 1-4 apresentam graficamente a área das fissuras dos diferentes teores de fibras (Figura 1), o comprimento das fissuras dos diferentes teores de fibras (Figura 2), o tempo registado para a formação de fissuras com base no teor de fibras (Figura 3) e as áreas das fissuras entre lajes de controlo e lajes reforçadas com fibras (Figura 4) . Nas Figuras 5 e 6 apresenta-se uma comparação global do potencial de redução de fissuras por retracção plástica dos 3 teores de fibras. Não se observaram fissuras em nenhuma das 3 lajes reforçadas com 2,0% em volume da mistura de fibras sintéticas da presente invenção. Os resultados indicam que todos os 3 teores de fibra se revelaram eficazes na redução da fissuração por retracção plástica em betão. Contudo, a quantidade de redução de fissuras é diferente consoante as doses de fibras. O potencial de redução de fissuras varia entre cerca de 92 e 100% para estes teores de fibras.

Conclusões

Os resultados dos ensaios nas lajes de controlo e nas lajes reforçadas com fibras confirmam que as fibras da presente invenção são muito eficientes na redução da fissuração por retracção plástica em betão. Os ensaios revelaram que mesmo com níveis muito baixos, as fibras sintéticas híbridas da presente invenção proporcionam uma redução muito elevada de fissuras. Para dosagens de fibras de 0,5% em volume, obteve-se uma redução de fissuras de 92%. Para dosagens de fibras de 1,0% em volume, obteve-se uma redução de fissuras de 98%. Adicionalmente, não se observou qualquer retracção plástica quando se utilizou 2,0% em volume de fibras. 29 TABELA 1

Resistência à compressão de 14 dias para amostras de ensaio de retracção

Lote n. 0 Teor de fibra (% em vol.) Amostra n.0 Resist. à compressão psi (kg/cm2) Média psi (kg/cm2) FEP1-1 4725,97 (332,27) A 0 (controlo) FEP1-2 4793,98 4740,38 (337,98) (338,28) FEP1-3 4701,19 (330,53) FEF1-1 4722,22 (332,01) 1 FEF1-2 4754,36 4753,76 (334,27) (334,22) FEF1-3 4784,69 (336,40) FEP2-1 4754,36 (334,27) B 0 (controlo) FEP2-2 4833,59 4805,09 (339,84) (337,83) FEP2-3 4827,31 (339,39) FEF2-1 4924,54 (346,23) 2 FEF2-2 4964,26 4944,47 (349,02) (347,63) FEF2-3 4944,62 (347,64) FEP3-1 4793,97 (337,05) C 0 (controlo) FEP3-2 4361,62 4640,42 30 FEP3-3 (306,65) 4765,68 (335,06) (326,25) FEF3-1 4733,49 (332,80) Ο ΟΊ FEF3-2 4769,47 4729,74 (335,33) (332,53) FEF3-3 4686,25 (329,48) 31 TABELA 2

Redução da retracção plástica devido à adição da mistura de fibras hibridas

Tipo Área Área Área fissurada fissurada fissurada (mm2) (% de (redução %) controlo) LOTE A Laje de controlo 1 413,93 Laje de controlo 2 195,76 100 Média 304,85 Fibra híbrida 1% em volume Laje 1 5,68 Laje 2 1, 45 2 98 Laje 3 13,06 Média 6, 73 LOTE B Laje de controlo 1 373,81 Laje de controlo 2 424,97 100 Média 399,39 Fibra híbrida 2% em volume Laje 1 Sem fissuras Laje 2 Sem fissuras 0 100 Laje 3 Sem fissuras LOTE C Laje de controlo 1 210,47 Laje de controlo 2 175,07 100 Média 192,77 Fibra híbrida 0,5% em volume Laje 1 26, 42 32

Laje 2 13,59 8 92 Laje 3 5,26 Média 15, 09 33 TABELA 3

Comparação de vários parâmetros para diferentes teores de fibra

Lajes com fibra Lote de Lab. Teor de fibra (% em vol.) Área fissura da (mm2) Compr. de fissura (mm) Largura de fissura (mm) C/L Tempo de l1 fissura (min) Condições de fabrico Humidade (*) Temperatura (* F) Lote C 0,5 15,09 47,10 1,02 40,17 C 170 38 75 Lote A 1,0 0,73 52,73 1,37 0 38,48 Q 195 15 104 Lote B 2,0 y 39 82 34

Lajes de controlo Lote de Lab. Área fissurada (mm2) Compr. de fissura (mm) Largura de fissura (mm) C/L Tempo de 1- fissura (min) Condições de fabrico Humidade (*) Temperatura (o F) Lote C 192,77 238,8 5,35 44,67 120 38 75 Lote A 304,85 431,3 9,99 43,19 125 20 99 Lote B 399,39 317,8 9,13 34,82 120 35 87

Notas: 1. Os valores em Área fissurada, Comprimento de fissura e Largura de fissura para as lajes com fibra representam a média dos valores para as 3 lajes. 2. Os valores em Área fissurada, Comprimento de fissura e Largura de fissura para as lajes de controlo representam a média dos valores de 3 lajes. 3. Todas as 3 lajes no Lote B não apresentaram fissuras. 35 m. tem m hm M -w « .fSss á;p;p:« ta! m im tr te te!) Ifl tal»! m m ta! k«Á. M k m. IfiWípl. tete» •tal m. tem- m m m I m 9 m |l |S P m m ip m m m m IM m p p s P p $ m 1 m P MS P P II ÍM 11:111 p p IS p P P m p mm: φ |S IS p P §3 S|i í m p p m P p p iB BI IP p m i» m P p !f P 3P 9 IS tl IS 1» |S p p Ά P m II p II m m .11 m p p p p p « ·:< M « 111 IS |i p p p s i» 18 p p li m m m ..........1}.......... m p p p p p p P llllli 1» P IS P IS p p p t p m m m m LI P p JW 11 m p LI P p p p 1,!S p Área m < 1¾¾ P P p p p p p p 37

$8¾ Μ ímí \ ψΜ A®: S| Uw w te M: = 1 1 b r "1 §11 .'m m . fo 1 m s# m \â ti m m m IIS ae li II 11 p 1)5 P p p ..........i.......... m P P P s p P p m p SP lt iil p P p p p p w ,ν m ti li II p I» IS P |i II P 118 III! pt 1# m p p m m 1« SP lllll m p P p p p p » Sf » p p P P P P m s «Jt m m p p ψ p m Si m P p p P P yt 1 tp p P p p p p p m 1 m |l II II l» p 18 * ff p p p p P p p Uf'l! lliliii 211 P p P p P p p Cl n IP p p P p P p p 4 m II 1» li II 5# II tf m p ..........11.......... SP p P p p p m iilii w P p P p p P 11 i m t» II tf 1)5 13 P ί.............. P 111 m IPV P tf P P P m lllll m p P P p §3 yj km ÍP ΤΜδίΛ Α3. .P3#s^mprimen^ Íárguía #feur^;-tpíç:ftí mfetúm de.Obâsí hfbrto (t%) } j í :%.ÍÍÍft>· Ww» kv mm kt m k m m M- k N ;p|· :Vx#mw k.j m m kk* m km m WB Smi m w k W \ II 11 III 11 m m m ê iiii: ti m m is IS 11 m :i::::i:i P |l II p II p & m u p «5 «5 «5 || p 11 P m m m m s m WiMii. ............*........... IS IS 1» IS IS Si is 1111 p p p p a! p IS B lllll p P ® li! p li! P p 3 m m ti m m 1» p iiii: m m m m m m II iiii:: IM m m m m m ® m H í» m m m m p ui 11111 m m 11 m m m IS ti 1111 m m m m m m m is 11:11:1 u m m m 11 11 11 $..s ti iiiiii: m m m m II 4» m P lllll m m m ® ® W 13 iill m «» p is IS a J1 lllll 1# m m m m m m m ííííílííííí: 11 13 m m m m IS p Λ.νννννννννννννλνννννννννννννν' lâ

Vvvvvvvvvvvvvw

Vvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvv^.vv 39

Tabela Bl. Dados de comprimento, largura e área de fissuras; Lote B; Laje de controlo 1.

Fiss ura n. 0 Comprim ento (mm) Larg ura (mm) Larg médi a (mm) Área (mm2 ) Fiss ura n. 0 Comprim ento (mm) Larg ura (mm) Larg médi a (mm) Área (mm2 ) 1 6 6,90 0,40 0,80 1,00 2,00 2,00 2,00 2,00 1,00 0,45 0,50 1, 13 75, 4 5 7 5,20 0, 45 0,30 0,30 0,35 0,25 0,33 1, 72 2 57, 80 1,00 2,00 2,00 2,00 3.00 3.00 2.00 1,00 0,80 1,87 107, 89 8 10,30 0,30 0, 45 0,50 0,30 0,30 0,37 3,81 3 40, 70 0,80 1,00 2,00 2,00 0,80 1,00 0,80 1,20 48,8 4 9 26,30 0,20 0,30 0,30 0,20 0,20 0,20 0,23 6, 14 4 32,40 1,00 2,00 2,00 3.00 3.00 2.00 1,00 1,00 0,80 1, 76 56,8 8 10 8,80 0,20 0,20 0,30 0,30 0,20 0,24 2, 11 5 55, 80 0,80 1,00 1,00 1,00 2,00 1,00 1,08 59,9 9 41

42

Tabela B2. Dados de comprimento, largura e área de fissuras Lote B; Laje de controlo 2.

Fissu ra n. ° Compriment o (mm) Largu ra (mm) Larg médi a (mm) Área (mm2) Fissu ra n. ° Compriment o (mm) Largu ra (mm) Larg médi a (mm) Área (mm2) 1 61,60 1,00 2,00 2,00 2,00 2,00 3.00 2.00 1,00 1,88 115,5 0 6 71,60 0,50 0,80 1,00 1,00 0,80 0,80 0,80 0,81 58,30 2 9, 40 0,80 0,80 0,50 0,45 0,64 5,99 7 16, 70 0,45 0, 45 0,20 0,20 0,20 0,30 5, 01 3 19,30 0,45 0,50 0,50 0,50 0,30 0,25 0,42 8,04 8 13,20 0,50 0,30 0,20 0,20 0,30 0,30 3,96 4 25, 40 0,80 1,00 0,80 0,50 0,40 0,30 0,63 16,09 5 80,60 1,00 1,00 2,00 3.00 1.00 3.00 3.00 3.00 2.00 1,00 2,09 165,5 3 Área 424,9 7 5A 20,10 2,00 3.00 2.00 2,00 2,00 2,00 2,17 43,55 43

Tabela Cl. Dados de comprimento, largura e área de fissuras; Lote C; Laje de controlo 1.

Fissu ra n. ° Comprimen to (mm) Largu ra (mm) Larg. média (mm) Área (mm2) Fissu ra n. ° Comprimen to (mm Largu ra (mm) Larg. média (mm) Área (mm2) 1 49,90 0,80 1,00 1,00 2,00 2,00 0,80 1,00 1,00 1,20 59,88 5 19, 70 0,20 0,40 0,50 0,50 0,20 0,20 0,20 0,31 6,19 2 46, 40 1,00 2,00 2,00 2,00 1,00 0,80 0,80 1,37 63,63 6 11,40 0,20 0,40 0,30 0,20 0,20 0,26 2,96 2A 20,70 0,80 0,80 0,50 0,40 0,20 0,54 11, 18 7 15,30 0,20 0,20 0,30 0,20 0,20 0,20 0,22 3,32 2B 14,20 0,50 0,50 0,30 0,30 0,20 0,36 5, 11 8 11,60 0,30 0,20 0,10 0,20 0,20 0,20 0,25 2,90 3 15,60 0,50 0,80 0,50 0,50 0,30 0,20 0,47 7,28 4 68,60 0,80 1,00 1,00 1,00 0,80 0,50 0,30 0,20 0,70 48,02 Área 210,4 7 44

Tabela C2. Dados de comprimento, largura e área de fissuras; Lote C; Laje de controlo 2.

Fiss ura n. 0 Comprim ento (mm) Larg ura (mm) Larg médi a (mm) Área (mm2 ) Fiss ura n. 0 Comprim ento (mm Larg ura (mm) Larg médi a (mm) Área (mm2 ) 1 20,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,20 0,20 0,30 6,03 6 A 11, 40 0,20 0,30 0,30 0,20 0,20 0,24 2, 74 2 16,60 0,20 0,40 0,30 0,30 0,20 0,20 0,27 4, 43 6B 12,80 0,40 0,50 0,80 0,30 0,20 0,20 0,20 0,37 4, 75 3 19, 70 0,20 0,40 0,40 0,40 0,20 0,30 0,20 0,30 5, 91 6C 15, 40 0,20 0,20 0,30 0,20 0,20 0,20 0,22 3,34 4 10,20 0,20 0,30 0,30 0,20 0,20 0,20 0,23 2,38 6D 5,30 1,00 0,80 0,80 0,50 0,50 0,40 0,67 3,53 5 29,40 0,50 0,40 0,30 0,40 0,20 0,20 0,20 0,31 9,24 6 63,20 1,00 2,00 3.00 2.00 2,00 3.00 3.00 2.00 2,00 1,00 2,10 132, 72 Área 175, 07 45 TASnLA f.rL Oadbs tomfifmranto, bryma ^ área rfe fosinas; Lote C l/jfcs fviviÇiòíis «wi fratura ri* fibras htbíkferc >‘0,í^ò i 1 .3 ft'Kwí^' í.vxtóxv*: c-w: ·.<·?>» Cko>; ás :t>' λι>Λ :·ν»μ XvVyivSív'· Ví·:·?* i.s-ÍOO.' moo: '"δΟΓ' Jfcw l 53® 5.X® ®3® ®3® ®JS V.® 0.:® u? 1 5.-50 ®3® S®5 $<4® ®35 ®3® ®35 m X 5.:5 δ.Χ® ®3δ ®25 δ 55 ®3® ®3δ 5,XX :.452 ......2..... X®;:® §.X® ®s® ®J® Í;.3S ®X® ίΧ3Φ ®a.i ®3® ....::¾ 34,4® ®3® ®35 ®.s® ®.Í5 δ.Χ® ®35 ®;í? >52 .....·Χ·..... 4® \%Ϋβ.ν.ηγ}\ '·> Ο < '// & '-> Ο Í 0X5 -ϊ ·?·>·? ϊ.·~: ""3..... 5X5® ®,S® ®J® ®3® ®3® 53® ®,S® ®j® =)-.51 U,$l .....3..... X5..*0 ®3® ®3® ®.í® ®,x® ®.:® ® X® δοί ®.5> \..... : «5 $.5® 53® Λ λλ\ \ 53: 25® 4 sM$ ®3® 53® 53® 5®® cg® $ <M® ®X® 53® 5J® SJ® cg® 5,3® :53

46

Exemplo 2

Foi conduzido um estudo no sentido de avaliar uma reformulação da fibra híbrida sintética experimental da presente invenção com 3 proporções de gunite hidráulica. As distintas fibras tinham aproximadamente 60 mm de comprimento, 0,3 mm de espessura e 0,3 mm de largura. A fibra fibrilada estava unida. As fibras tinham um peso específico aparente de 910 kg/m3.

Preparam-se 3 misturas de gunite com proporções nominais de fibras adicionadas de 1,0, 1,5 e 2,0% em volume para efeitos de avaliação. Em todas as misturas, as fibras fibriladas unidas foram adicionadas numa proporção de 0,1% em volume, sendo o balanço constituído pela outra fibra de 60 mm de comprimento. As 3 misturas foram ensaiadas no que se refere às propriedades da gunite fresca, foram determinados dados de ressalto e produziu-se, para cada mistura, 1 painel de ensaio de gunite ACI padrão, 1 painel circular australiano e 1 painel sul-africano.

De cada painel de ensaio de gunite ACI padrão cortaram-se 3 vigas para ensaios segundo ASTM C1018 usando uma serra de diamante. Extraíram-se também tarolos destes painéis de ensaio para a determinação da resistência à compressão. Os dados de permeabilidade foram determinados nas extremidades das vigas cortadas com serra de diamante. Os painéis sul-africanos foram ensaiados com uma carga uniformemente distribuída sobre um dispositivo de ensaio de banco hidráulico, enquanto os painéis circulares australianos foram ensaiados com uma carga no ponto central com apoio definido em 3 pontos numa máquina de ensaios especialmente construída por AGRA Earth & Environmental Limited, Burnaby, B.C., Canadá

Concepção e preparação da mistura de gunite 47

Na tabela do Relatório Técnico N.° 1 abaixo apresenta-se a concepção da mistura base de gunite hidráulica utilizada. A concepção desta mistura é similar à de outras misturas habitualmente usadas para revestimentos permanentes de gunite em túneis e minas, estabilização de declive e projectos de reabilitação de infra-estruturas na América do Norte. Na mistura ternária de material cimentício (cimento Portland, cinza volante e sílica de fumo), a sílica de fumo melhora a aderência e a coesão da mistura e reduz o ressalto; a cinza volante aumenta o volume da pasta o que melhora as características de bombagem e projecção.

No sentido de manter um rigoroso controlo das proporções de mistura, a mistura base de gunite foi preparada a seco. Utilizaram-se materiais completamente secos e todos os ingredientes foram rigorosamente pesados com monitorização. Os materiais foram pré-misturados num misturador triturador rotativo com pás que giram em sentidos opostos, antes de serem descarregados em sacos de papel de 30 kg. A gunite foi fornecida em paletes, protegida com uma película retráctil e ainda coberta por lonas para protecção contra a humidade antes da sua utilização. A gunite foi preparada num misturador Allentown Powercrete Pro modificado, ligado a uma bomba com válvula de retenção de 75 mm. De cada vez foram preparados 14 sacos de 30 kg. Acrescentou-se água para manter constante o rácio água/cimento entre todas as misturas. As fibras foram adicionadas directamente ao misturador durante o ciclo de mistura e misturadas durante cerca de 5 minutos para se obter uma distribuição uniforme das fibras antes da descarga da gunite.

Produziram-se as seguintes misturas: 1) Mistura FIO (nominalmente 1,0% em volume do teor de fibras); 2) Mistura F15 (nominalmente 1,5% em volume do teor de fibras); e 3) 48

Mistura F20 (nominalmente 2,0% em volume do teor de fibras, maior volume de pasta). A dosagem de superplastificante foi ajustada conforme as necessidades para obter o abaixamento necessário para a projecção. A mistura F20 recebeu uma dosagem suplementar de cinza volante e água para aumentar o volume da pasta tendo em vista manter boas propriedades de bombagem pese embora a elevada adição de fibras. Nos Relatórios Técnicos N.° la a lc abaixo apresentam-se as dosagens reais adicionadas para as 3 misturas.

Propriedades plásticas da gunite 1. Abaixamento e teor de ar

Na tabela do Relatório Técnico N.° 2 abaixo apresentam-se os dados relativos às condições ambientais observadas (temperatura, velocidade do vento, precipitação) e às propriedades plásticas da gunite. Na mesma tabela apresentam- se as dosagens das misturas necessárias para produzir o abaixamento pretendido e o teor de ar incorporado na preparação. A tabela no Relatório N.° 2 indica ainda as propriedades da gunite fresca preparada e projectada, e a pressão hidráulica de funcionamento da bomba de gunite como uma medida da facilidade de bombagem.

Os abaixamentos das diferentes misturas variaram entre 30 e 50 mm. Os teores de ar incorporado na preparação das misturas, à descarga na bomba de gunite, variaram entre 8 e 9%. Para a determinação do teor de ar na projecção, a gunite foi projectada para um medidor de pressão de ar ASTM C231. O teor de ar na projecção variou entre 2 e 3%. Este teor de perda de ar é um valor superior ao habitual, indicativo de que as fibras ajudam a reter ar que se liberta por impacto quando a gunite é aplicada. 49 2. Características de bombagem e projecção A gunite preparada foi descarregada na tremonha da bomba fornecida por Polycrete Restorations Ltd. A bomba tinha uma válvula de retenção de 75 mm de diâmetro que descarregava para um tubo com 50 mm de diâmetro interno e 15 m de comprimento e através de uma secção metálica de redução para um tubo com 38 mm de diâmetro interno e 30 m de comprimento na projecção das misturas FIO e F15. Os comprimentos dos mesmos tubos eram de cerca de 8 m (50 mm de diâmetro) mais 20 m (38 mm de diâmetro) na projecção da mistura F20. A tabela no Relatório Técnico N.° 2 mostra as misturas que tinham de ser projectadas para uma pressão hidráulica de funcionamento da bomba entre 11 e 13 MPa, intervalo considerado aceitável. A bomba de gunite usada neste programa de ensaios tinha uma pressão máxima de funcionamento próxima dos 16 MPa. De uma forma geral, a mistura com um valor nominal de 2,0% em volume de fibras tipo F20 pôde ser bombeada satisfatoriamente após a adição acima descrita das cinzas volantes e da água. Todavia, a mistura F20, aproximou-se do limite da caracteristica de bombagem com o equipamento existente e a mistura base modificada. Ocorreram alguns bloqueios nas tubagens de gunite devido à carência de pasta induzida pela pressão na proximidade da peça redutora de 50 mm para 38 mm com a mistura F20.

Todas as fibras dispersaram bem na gunite. Não se observou qualquer aglomeração. As misturas de gunite aderiram bem aos substratos aos quais eram aplicadas e não formavam crosta. 3. Ensaio de ressalto O ensaio de ressalto foi realizado em todas as misturas numa caixa cúbica de 2,5 m com uma estrutura de madeira, revestida com contraplacado, aberta numa face vertical. A gunite foi aplicada numa face vertical na parte de trás da caixa sobre 50 uma área quadrada com cerca de 600 x 600 mm e uma profundidade de 100 mm, com 4 pregos de pressão a demarcar a área de projecção. O material que caísse sobre o pavimento da câmara de ressalto era recuperado e pesado como ressalto. O material que permanecesse aplicado era removido e pesado. O ensaio de lavagem das fibras foi realizado sobre toda a amoras de ressalto e numa amostra representativa de massa similar, retirada do material aplicado. Calcularam-se os seguintes parâmetros: 1) teor de fibras na preparação em kg/m3, percentagem em volume e percentagem em peso; 2) teor de fibras na aplicação em kg/m3, percentagem em volume e percentagem em peso; 3) fibras no ressalto em kg/m3, percentagem em volume e percentagem em peso; 4) fibras ressaltadas (= peso de todas as fibras ressaltadas / peso de todas as fibras na preparação x 100%); e 5) retenção de fibras (= teor de fibra aplicada / teor de fibra na preparação x 100%).

Os resultados dos ensaios são apresentados no Relatório Técnico N.° 3, abaixo anexado. 0 ressalto total dos materiais projectados variou entre 12 e 19% em peso, o que não é anormal para gunite com um elevado teor de fibras sintéticas. Observou-se uma tendência para um ressalto crescente com o aumento da proporção de fibra. A retenção de fibras variou entre 94% para a mistura com a proporção nominal de 1,0% em volume de fibra e cerca de 80% para as outras duas misturas. Esta é uma retenção de fibras relativamente favorável e consistente com o comportamento de ressalto de outras gunites com elevado volume de fibras sintéticas que foram objecto de outros ensaios.1

Morgan, D.R., Heere, R., McAskill, N., Chan, C: Comparative Evaluation of System Ductility of Mesh and Fiber Reinforced Shotcrete, apresentado na Engineering Foundation, Shotcrete for Underground Support VIII Conference, Campos do Jordão, Brasil, 11-15 de Abril de 1999 51

Produção de qunite

1. Painéis de ensaio ACI

Um painel padrão de 600 x 600 x 125 mm por mistura foi projectado num ângulo ligeiramente inclinado em relação à vertical. Os painéis apresentavam arestas com um declive de 45° para facilitar a saída do ressalto e a remoção do painel da forma. Os painéis curaram com a humidade no exterior sob uma película plástica durante 2 dias. Nesse momento, retiraram-se destes painéis com equipamento de diamante amostras de tarolos para ensaio da resistência à compressão e ensaio de absorção de água em ebulição e volume de vazios permeáveis segundo ASTM C642. Foram ainda cortados destes painéis com serra de diamante um conjunto de 3 vigas de 100 x 100 x 350 mm para ensaios de tenacidade conforme ASTM C1018. As amostras foram colocadas na sala de nevoeiro do laboratório com 4 dias, onde curaram com a humidade a 23 +/- 2°C até ao momento do ensaio. 2. Painel de ensaio circular australiano

Para cada mistura foi projectado um painel circular australiano. Os painéis tinham um diâmetro de 800 mm e uma espessura aproximada de 80 mm. Depois da projecção, o painel foi limpo com uma tábua de dois por quatro e foi-lhe dado um acabamento macio com uma talocha de aço. Os painéis curaram com a humidade no exterior sob uma película plástica durante 4 dias, foram de seguida colocados na sala de nevoeiro e guardados a 23 +/- 2°C e 100% de Humidade Relativa até ao momento do ensaio. 3. Ensaio do banco hidráulico sul-africano

Foi projectado um painel de ensaio para cada mistura com as dimensões de 1600 x 1600 x 80 mm. Foram colocados formadores de vazios com um afastamento de 1000 mm, ou seja em pontos 52 onde possam penetrar parafusos para pedra que impeçam o painel de fazer movimentos verticais durante o ensaio na estação do banco hidráulico. 0 painel foi projectado numa orientação vertical sendo-lhe dado um acabamento de superfície equivalente ao de um betão fabricado, usando uma talocha de aço dois por quatro para limpeza e acabamento. Após a confiquração inicial, os painéis de qunite foram cobertos com folhas plásticas e mantidos em humidade e protegidos durante 7 dias. Os painéis foram retirados das formas aos 21 dias e deixados curar mais 8 dias antes de ensaiados aos 28 dias.

Propriedades da gunite endurecida 1. Ensaios das normas ASTM a. Resistência à compressão

De cada um dos painéis de ensaio ASTM padrão retiraram-se 6 tarolos de 75 mm de diâmetro por cerca de 110 mm de comprimento e submeteram-se ao ensaio de resistência à compressão conforme CSA A23.2-14C (equivalente à ASTM C42). Os resultados do ensaio são apresentados no Relatório Técnico N.° 4, abaixo. Todas as 3 misturas de gunite obtiveram uma resistência à compressão aproximada de 48 MPa aos 7 dias. A tabela seguinte mostra o rácio entre o valor obtido e o valor previsto (com base nas proporções de mistura e no teor de ar na projecção) da resistência à compressão para exemplificar qualquer influência da proporção de fibra sobre a resistência à compressão da mistura.

Mistura Proporção Resistência à Resistência Rácio entre volumétrica compressão à resist. à de fibra prevista compressão compr. (Popovic) obtida obtida e 53 [MPa] [MPa] prevista FIO 1, 0% 50 aos 7 d 48 aos 7 d 95% F15 1,5% 50 aos 7 d 48 aos 7 d 96% F20 1, 9% 45 aos 7 d 48 aos 7 d 106% Não é evidente qualquer efeito nítido da proporção de fibra adicionada na resistência à compressão. 54 b. Absorção de água em ebulição e volume de vazios permeáveis

Os resultados dos ensaios conduzidos nas extremidades das 3 vigas das secções serradas aos 10 dias são apresentados no Relatório Técnico N.° 5 anexado abaixo. Os valores de absorção de água em ebulição variaram entre 4,4% e 4,9%, e o volume de vazios permeáveis variou entre 9,5% e 10,6%. Estes resultados são muito baixos quando comparados com os limites máximos de 8,0% para a absorção de água em ebulição e 17,0% para o volume de vazios permeáveis normalmente especificados para gunite de qualidade estrutural. Além disto, os resultados obtidos são indicativos de uma gunite densa e durável, de baixa permeabilidade. c. Resistência à flexão e tenacidade

Os ensaios de resistência à flexão e tenacidade foram conduzidos conforme a ASTM C10181 para todas as misturas aos 7 dias em conjuntos de 3 vigas com dimensões de 100 x 100 x 350 mm, ensaiadas num vão de carga de 300 mm com terceiro ponto de carga. Os resultados dos ensaios são apresentados nas FIGS 15-26 e nas tabelas dos Relatórios Técnicos N°. 6a a 6f, abaixo. Os resultados mostram a primeira fissura e a resistência à flexão máxima e os índices de tenacidade ASTM C1018 e os Factores de resistência residual calculados a partir destes índices. São igualmente apresentados os Parâmetros de tenacidade japoneses e os Níveis de desempenho da tenacidade2. Os resultados mostram que se registou alguma instabilidade na resposta carga versus deflexão em deformações que chegaram a cerca de 0,5 mm. Este facto atribui-se principalmente ao funcionamento da máquina de ensaios no modo de ciclo aberto. A Tabela seguinte resume as propriedades de resistência à flexão e tenacidade das 3 misturas ensaiadas 55 1

Com excepção de um regime de carga de controlo de ciclo aberto 2

Morgan, D.R., Chen, L., e Beaupre, D.s Toughness of Fiber reinforced Shotcrete, ASCE

Mistu ra Tipo de fibra e proporção volumétrica na preparação Resistênc ia à flexão média [MPa] Rácio resist. à flexão vs. compr. aos 7 dias Factor de tenacidad e japonês [MPa] Nível de desempenh o da tenacidad e FIO 2a geração, 1,0% OO 14% 1, 7 III F15 2a geração, 1,5% 1-1 13% 2,4 III F20* 2a geração, 1,9% 1-1 13% 4,0 IV F2 * * Ia geração, 2, 0% 6,5 12% (aos 8 dias) 4, 1 IV *Esta mistura foi produzida com um maior teor de cinzas volantes * * A mistura F2 foi produzida previamente e ensaiada em AGRA, consultar o nosso Relatório VA04526

As resistências à flexão das misturas excederam o valor mínimo frequentemente especificado de 4 MPa para projectos de construção de gunite no Oeste do Canadá. Os Factores de tenacidade Japoneses e os Níveis de desempenho da tenacidade para gunite apresentam uma boa correlação entre a dosagem de fibra e a ductilidade. As fibras comportaram-se a um nível relativamente elevado e desenvolveram uma boa ligação com a matriz do cimento. As fibras desenvolveram ainda a maior parte da sua capacidade de carga, o que é indicado pela ruptura de numerosas fibras nas faces fracturadas. 2. Painel de ensaio australiano

Os painéis circulares australianos foram ensaiados numa máquina de ensaios de painéis circulares aos 7 dias. Os painéis foram estaticamente apoiados sobre 3 suportes 56 giratórios com restrição mínima ao movimento radial (no plano horizontal) . A deflexão central dos painéis foi medida com um LVDT montado na alavanca, enquanto a carga foi determinada com uma célula de carga de 80 kN. Os dados do ensaio foram registados continuamente num computador. Na Referência 1 é possível consultar uma descrição mais detalhada do aparelho e do ensaio e do respectivo método. As FIGS. 27-29 mostram a representação gráfica da deflexão de carga e o Relatório Técnico N.° 7, abaixo apresenta os resultados do ensaio. A tabela seguinte resume os dados mais importantes do ensaio e compara-os com dados publicados de gunite reforçada com fibras sintéticas disponíveis comercialmente. (Referência l)4

Amostra Dosagem do Carga Carga máxima Energia volume de máxima pós-fissura absorvida fibras na [kN] [kN] (deflexão 0-40 preparação mm) [Nm] ou [J] Forta 1,0% 31,2 16,8 525 FIO Forta 1,5% 29,8 20,0 640 F15 Forta 1,9% 27, 9 25,2 750 F20 S152-HPP 1, 0% 34, 7 15,2 290 Itálico: Dados da referência na nota de rodapé 1, envelhecimento do ensaio >28 dias

Os resultados do ensaio mostraram que o aumento da proporção de fibras na presente invenção diminui a capacidade de carga máxima da gunite. Um aumento na proporção volumétrica de fibra 57 5da presente invenção na preparação de 1,0% para 1,5% e 1,9% em volume aumentou a carga máxima pós-fissura das amostras de 20% e 50% respectivamente, e aumentou a energia global absorvida para uma deflexão central de 40 mm de 22% e 43% respectivamente.

Os resultados do ensaio mostram ainda que, em comparação com a fibra S-152HPP de Synthetic Industries, as fibras sintéticas híbridas da presente invenção proporcionam um desempenho superior com uma proporção de 1,0% em volume. 3. Ensaio do banco hidráulico sul-africano

Os painéis de 1600 x 1600 x 76 mm foram ensaiados numa estrutura de reacção de banco hidráulico de AGRA, adaptada do Ensaio do banco hidráulico sul-africano desenvolvido por Kirsten5. A configuração do ensaio compreende um pedestal em betão armado sobre o qual se encontra o banco hidráulico em borracha confinado numa estrutura de aço, parafusos de reacção de elevada resistência à tracção e placas de 100 x 100 x 10 mm com parafusos para pedra. Os parafusos de reacção, que simulam parafusos para pedra, estavam colocados numa grelha quadrada de 1000 mm. As 4 arestas em cantilever dos painéis estavam suportadas para impedir movimentos descendentes por quatro perfis quadrados de aço de secção de oca, posicionados em pares de macacos hidráulicos. A deflexão do ponto central dos painéis foi medida por meio de um extensómetro retráctil montado numa ponte de alumínio e ligado a um gancho fixado com cola epoxídica no centro do painel. Um transdutor de pressão monitorizava continuamente a pressão da água no banco hidráulico, que está correlacionada com a carga aplicada ao painel de ensaio de gunite. Os sinais de deflexão e de carga foram continuamente registados por um computador. Os dados foram então analisados e usados para representar graficamente 4Gunite Shotcrete for Underground Support VII, Telfs, Áustria, 1995, pp. 66-87 58 as curvas de carga versus deflexão. Os dados monitorizados electronicamente foram verificados por medições mecânicas da deflexão (fita métrica) e da pressão da água (manómetro analógico) . A aplicação de uma carga até à total deformação de 150 mm demorou no total cerca de 40 minutos.

Para além de monitorizar continuamente resposta do painel à carga versus deflexão central, era registada a sequência da formação de fissuras. Foi igualmente registada a evolução da largura das fissuras com o aumento da deflexão.

Conclusões

Os resultados dos ensaios acima indicados mostram que a fibra híbrida da presente invenção apresenta surpreendentemente boas propriedades físicas em relação às fibras de reforço conhecidas. As fibras híbridas da presente invenção (com 60 mm de comprimento) podem ser preparadas, bombeadas e projectadas com equipamento de gunite de série usando um bico com 3 8 mm de diâmetro interno e proporções de fibra na preparação de 1,0 a 1,9% em volume. A dosagem de fibras usada neste estudo parece não afectar significativamente a resistência à compressão, a resistência à flexão e os valores de absorção de água em ebulição e do volume de vazios permeáveis da gunite em comparação com uma mistura simples de gunite. Contudo, o que parece verificar-se é uma tendência para uma menor capacidade de carga pré-fissuração dos painéis circulares de gunite com o aumento da proporção de fibra. Os resultados dos ensaios mostram que as fibras podem desenvolver toda a sua tenacidade (capacidade de resistência à tracção) em gunite de alta qualidade. Adicionalmente, a ligação entre as fibras e a matriz de gunite pareceu ser suficiente para impedir o arranque de uma grande parte das fibras que abrangem uma fissura. Além disso, a 5Kirsten, H.A.D., System Ductility ofLong Fiber Reinforced Shotcrete, Relatório elaborado para o Shotcrete Working Group, África do Sul, Junho de 1997, pp. 27 e apêndices. 59 ductilidade global da gunite reforçada com 1,0 a 1,9% em volume das fibras híbridas pareceu ser comparável com outras fibras sintéticas de monofilamentos de alto desempenho disponíveis comercialmente. Além disso, os resultados dos ensaios mostram que a gunite com 1,0% em volume de fibra híbrida proporciona valores de tenacidade e ductilidade do sistema que parecem ser aceitáveis para trabalhos de construção de gunite que exigem uma resistência moderada a cargas pós-fissuração, como sucede em alguns projectos de apoio no solo e de estabilização de declives e em construções de controlo da erosão em ribeiros, margens de rios e barragens. A gunite com 1,5% em volume de fibras híbridas proporciona tenacidade e ductilidade do sistema que parece ser equivalente a algumas gunites reforçadas com fibra de aço de elevada qualidade ou rede metálica soldada, sobretudo com fissuras de elevada largura. Além disso, a gunite com 1,9% em volume de fibras híbridas proporciona tenacidade e ductilidade do sistema que parece apresentar um comportamento equivalente ou superior ao de algumas gunites reforçadas com fibra de aço de elevada qualidade e rede metálica soldada, sobretudo com fissuras de elevada largura. RELATÓRIO TÉCNICO N.s 1 ASSUNTO: Proporções de mistura base de gunite hidráulica,

condição SSD

Material Peso Densidade Volume [kg] aparente [m3] 60 [kg/m3] Cimento Tipo 10 400 3150 0,1270 Silica de fumo 45 2200 0,0205 Cinzas volantes 30 2200 0,0136 Granulados grossos (10 - 2,5 mm), S S D 500 2650 0,1887 Areia (SSD) 1130 2650 0,4264 Água (estimativa) 180 1000 0,1800 Aditivo redutor de água: Masterbuilder® Pozzolith® 325-N 1, 40 1000 0,0014 Superplastificante: Masterbuilder® Rheobuild® 3000 [L]* 2,00 1000 0,0020 Aditivo introdutor de ar: Masterbuilder® Microair® 0,40 1000 0,0004 Teor de ar na projecção 4, 0% 0,0400 Total 2288,4 1,0000

Resistência especificada aos 28 dias = 40 MPa Rácio W/(C+SiF+FA) = 0,38

Abaixamento (após adição de superplastificante e fibra) = 7 0 ± 2 0 mm 61 RELATÓRIO TÉCNICO N.s la ASSUNTO: Proporções de mistura da gunite na preparação

Identificação do Lote: FIO Teor de fibra calculado [% em vol.]: 1,01%

Tamanho do Lote (sacos): 14 rácio água/materiais cimenticios: 0,33

Material Peso de gunite base por lote, seco [kg] Água, aditivos, fibras, cinzas volantes adicionadas, por lote [kg] Densidad e aparente [SSD] [kg/m3] Peso SSD calculado por m3 [kg] Cimento Tipo 10 SI 0 3150 414 Sílica de fumo 9 0 2200 47 Cinzas volantes 6 0 2200 31 Granulados grossos (10-2,5 mm) 100 0 2650 517 Areia 224 0 2650 1169 Água 35, 8 1000 165 Fibras sintéticas, FORTA® 1,0% 1,790 910 9,2 Aditivo redutor de água (Pozzolith® 325-N) [L] 0,295 1,52 Superplastificante Rheobuild® 3000 [L] * 0,200 1, 03 Aditivo introdutor de ar (Microair®) [L] 0, 090 0,46 Teor de ar na 8, 9% 1, 9% 62 bomba na projecção 1, 9% Total 420 2355 63 RELATÓRIO TÉCNICO N.s lb ASSUNTO: Proporções de mistura da gunite na preparação

Identificação do Lote: F15 Teor de fibra calculado [% em vol.]: 1,51%

Tamanho do Lote (sacos): 14 rácio água/materiais cimenticios: 0,33

Material Peso de gunite base por lote, seco [kg] Água, aditivos, fibras, cinzas volantes adicionadas, por lote [kg] Densida de aparent e [SSD] [kg/m3] Peso SSD calculado por m3 [kg] Cimento Tipo 10 81 0 3150 412 Sílica de fumo 9 0 2200 46 Cinzas volantes 6 0 2200 31 Granulados grossos (10 — 2,5 mm) 100 0 2650 514 Areia 224 0 2650 1162 Água 35,8 1000 164 Fibras sintéticas, FORTA® 1,5% 2, 685 910 13,7 Aditivo redutor de água (Pozzolith® 325-N) [L] 0,360 1,84 Superplastificante Rheobuild® 3000 [L]* 0,100 0,51 Aditivo introdutor de ar (Microair®) 0,090 0,46 64 [L] Teor de ar na bomba na projecção 8, 0% 2,0% 2,0% Total 420 2345 65 RELATORIO TÉCNICO N.s lc ASSUNTO: Proporções de mistura da gunite na preparação Identificação do Lote: F20 Teor de fibra calculado [% em vol.]: 1,90%

Tamanho do Lote (sacos): 14 rácio água/materiais cimenticios: 0,34

Material Peso de gunite base por lote, seco [kg] Água, aditivos, fibras, cinzas volantes adicionadas , por lote [kg] Densida de aparent e [SSD] [kg/m3] Peso SSD calculado por m3 [kg] Cimento Tipo 10 81 0 3150 390 Silica de fumo 9 0 2200 44 Cinzas volantes 6 10 2200 78 Granulados grossos (10 - 2,5 mm) 100 0 2650 487 Areia 224 0 2650 1100 Água 39,8 1000 174 Fibras sintéticas, FORTA® 2,0% 3,580 910 17,3 Aditivo redutor de água (Pozzolith® 325-N) [L] 0,360 1,74 Superplastificante Rheobuild® 3000 [L]* 0,100 0,48 Aditivo introdutor de ar (Microair®) 0, 090 *3· Ί· O 66 [L] Teor de ar na bomba na projecção 8, 6% 2,6% 2,6% Total 420 2293 67 RELATÓRIO TÉCNICO N.s 2 ASSUNTO: Condições do local e propriedades da gunite fresca

Propriedade Peso Identificação da mist. FIO F15 F20 Teor de fibra na preparação % em 1,01 1,51 1,90 vol. Proporção de redutor de L/m3 1,52 1, 84 1, 74* água Proporção de L/m3 1,03 0,51 0, 48* Superplastificante Proporção de Agente L/m3 0, 46 0, 46 0, 44 introdutor de ar Temperatura ambiente °C 21 21 22 Velocidade do vento m/ s 2 1 2 ambiente (estim.) Precipitação 0 0 0 PREPARAÇÃO Abaixamento (com fibras e mm 50 30 50 HRWR) Teor de ar (com fibras e % 8,9 8,0 8,6 HRWR) Temperatura da gunite °C 24 26 28 PROJECÇÃO Pressão de bombagem MPa 11 13 11 (circuito hidráulico) Teor de ar % 1,9 2** 2.6 n.a. = não aplicável * a mistura contém um adicional de cinzas volantes e água para melhorar as propriedades de bombagem ** estimativa baseada no teor de ar na preparação 68 RELATORIO TÉCNICO N.s 3 ASSUNTO: Gunite e ressalto de fibra

RELATÓRIO TÉCNICO N.s 4a

AVALIAÇÃO DAS FIBRAS HÍBRIDAS DA GUNITE

ASSUNTO: Resistência à compressão de amostras de tarolos de gunite conforme CSA A23.2-14C 69

Origem, Envelhecime Resistência à Resistência à Local nto da compressão compressão média gunite calculada [MPa] [MPa] [dias] Painel 7 50,9 FIO 45, 0 47, 0 47,6 Painel 7 47,6 F15 47,5 48,0 47,7 Painel 7 48,8 F20 45, 0 50,3 48,1

Diâmetro do tarolo [mm] = 75 RELATÓRIO TÉCNICO N.s 5 ASSUNTO: ASTM C642 Absorção de água em ebulição e volume de vazios permeáveis

Identific Absorção Absorção após Volume de Peso ação da após imersão e vazios específico amostra imersão ebulição permeáveis aparente após imersão e ebulição [%] [%] [%] [kg/m3] F10A 4.5 4,7 10, 6 2345 F10B 4.0 4,2 9,6 2370 70

FlOC 4.0 4,3 00 σ> 2368 Média 4.1 4,4 10, 0 2361 F15A 4.5 4,8 9,0 1956 F15B 4.6 5, 0 8,2 1735 F15C 4.6 5,1 11,2 2329 Média 4.6 4,9 9,5 2007 F20A 4.4 4,9 10, 9 2331 F20B 4.3 4,9 00 o rH 2330 F20C 4.2 4,5 10,1 2340 Média 4.3 4,8 10, 6 2333 71 RELATÓRIO TÉCNICO N.s 6a ASSUNTO: Parâmetros de tenacidade e factores de resistência residual ASTM C1018 Tipo de Fibra: Fibras sintéticas híbridas

Proporção de Fibra: 1,0% em vol

Amostra n. a Resistên cia à lâ fissura (MPa) Resiste ncia máxima (MPa) índices de tenacidade Factores de resistência residual lio 130 ΙδΟ Rio,30 R30, 60 F10A 6, 62 6,62 N.A. 8,6 18,7 N.A. 33,7 F10B 6,50 6,50 N.A. 7,0 16,1 N.A. 30,3 F10C 7,17 7,17 N.A. 4,8 11,3 NA. 21,7 Méd. 6, 77 6,77 N.A. 6,8 15,4 N-A. 28,6 N.A. = não aplicável devido a grandes deformações iniciais após a primeira fissura RELATÓRIO TÉCNICO N.s 6b ASSUNTO: Parâmetros de tenacidade japoneses e Níveis de desempenho da tenacidade

Tipo de fibra: Fibras sintéticas híbridas

Proporção de fibra: 1,0% em vol.

Amostra Resistên Resistê Parâmetros de Níveis de n. 2 cia à lâ ncia tenacidade japoneses desempenho da fissura máxima tenacidade Tenacid Factor de ade tenacidade (MPa) (MPa) (kN-mm) (MPa) F10A 6,62 6,62 13,8 2,08 III 72

F10B 6,50 6,50 12,2 1,79 III F10C 7,17 7,17 9,2 1,35 II-III Méd. 6, 77 6, 77 11,7 1,74 III RELATÓRIO TÉCNICO N.2 6c ASSUNTO: ASTM C1018 Parâmetros de tenacidade e Factores de resistência residual

Tipo de fibra: Fibras sintéticas híbridas

Proporção de fibra: 1,5% em vol.

Amostra n. 2 Resistên cia à lâ fissura (MPa) Resistê ncia máxima (MPa) índices de tenacidade Factores de resistência residual lio I30 Ιβο Rio,30 R3O,60 F15A 6,31 6,31 N.A. 8,1 18,4 N.A. 34,3 F15B 6,22 6,22 N.A. 8,5 18, 9 N.A. 34,7 F15C 5, 65 5, 65 N.A. 18,5 35,5 N.A. 56,7 Méd. 6,06 6, 06 N.A. 11,7 24,3 NA 41,9 N.A. = nao aplicável devido a grandes deformações iniciais após a primeira fissura 73 RELATORIO TÉCNICO N.s 6d ASSUNTO: Parâmetros de tenacidade japoneses e Níveis de desempenho da tenacidade

Tipo de fibra: Fibras sintéticas híbridas

Proporção de fibra: 1,5% em vol.

Amostra n.s Resistên cia à Ia fissura (MPa) Resist ência máxima (MPa) Parâmetros de tenacidade japoneses Niveis de desempenho da tenacidade Tenacid ade (kN-mm) Factor de tenacidade (MPa) F15A 6,31 6,31 12,7 1,99 III F15B 6,22 6,22 13,1 2,00 III F15C 5, 65 5, 65 22,3 3,33 IV Méd. 6,06 6,06 16,0 2,44 III RELATÓRIO TÉCNICO N.s 6e ASSUNTO: Parâmetros de tenacidade e Factores de resistência residual ASTM C1018

Tipo de fibra: Fibras sintéticas híbridas

Proporção de fibra: 1,9% em vol.

Amostra n. s Resistên cia à Ia fissura (MPa) Resist ência máxima (MPa) índices de tenacidade Factores de resistência residual lio I30 Ιβο Rio,30 R30,60 F20A 6,22 6,22 N.A. 18,1 34,0 N.A. 53, 0 F20B 6,14 6,14 8,4 20,7 41, 4 61,5 69,0 74 F20C 6, 02 6, 02 7,5 21,3 42,5 69,0 70, 7 Méd. 6,13 6,13 N.A. 20,0 39,3 N.A. 64,2 Ν.Α. = nao aplicável devido a grandes deformações iniciais após a primeira fissura RELATÓRIO TÉCNICO N.s 6f ASSUNTO: Parâmetros de tenacidade japoneses e Niveis de desempenho da tenacidade

Tipo de fibra: Fibras sintéticas híbridas

Proporção de fibra: 1,9% em vol.

Amostra Resistên Resist Parâmetros de Niveis de n. s cia à Ia ência tenacidade japoneses desempenho da fissura máxima tenacidade Tenacid Factor de ade tenacidade (MPa) (MPa) (kN-mm) (MPa) Niveis F20A 6,22 6,22 22,0 3, 45 IV F20B 6,14 6,14 25, 8 3, 90 IV F20C 6,02 6,02 29,7 4,63 V Méd. 6,13 6,13 25, 9 3, 99 IV 75 RELATÓRIO TÉCNICO N.s 7 ASSUNTO: Resultados do ensaio do painel circular australiano

Ensaio do painel circular australiano Número da mistura Proporção de fibra Teor de fibra in situ % em vol. Carga máxim a Energ ia Nm = J % em kg/mJ kN 0-10 0-20 0-30 0-40 vol. mm mm mm mm FIO 1,0 9,1 0, 94 32,2 163 309 428 525 F15 1,5 13,7 1,18 29,8 185 368 515 641 F20 1/9 17,3 1,58 27,9 226 445 611 747

Exemplo 3

Analisaram-se as características de desempenho, a resistência e a tenacidade de misturas de betão reforçado com as fibras da presente invenção. Preparou-se um conjunto de amostras (vigas e cilindros) tridimensionais de betão reforçado usando 4 dosagens (0,5, 1,0, 1,5, 2,0% em volume), e ensaiaram-se as amostras para avaliar as características de resistência e tenacidade. Os ensaios de resistência incluíam a resistência à compressão, a resistência à flexão (módulo de ruptura), resistência à primeira fissura e resistência ao impacto. As propriedades de tenacidade avaliadas foram o módulo de elasticidade. Foram calculados os índices de tenacidade 15, 110, 120, 130 e a resistência residual em conformidade com o procedimento de ensaio ASTM C 1018 e o factor de tenacidade à flexão (JCI) e a resistência à flexão equivalente em conformidade com as especificações das Normas 76 da Sociedade Japonesa de Engenheiros Civis. Foi também usado um novo método de ensaio (ASTM Cl 399-98) para determinar a resistência residual média das misturas de betão reforçado com as 4 dosagens diferentes da fibra da presente invenção.

No total, prepararam-se 4 misturas, uma para cada teor de fibra. As proporções das misturas de base foram as mesmas para todas as 4 misturas de betão, excepto para as 2 misturas com 1,5 e 2,0% de fibra em volume, a trabalhabilidade melhorou por via do aumento do rácio entre água e cimento. As misturas de betão reforçado com fibra foram misturadas, colocadas, consolidadas, acabadas e curadas em condições idênticas. Os resultados dos ensaios indicam que não ocorreu aglomeração ou segregação devido à adição de fibras nas dosagens recomendadas para todas as 4 misturas. Os resultados dos ensaios mostram que ocorreu um aumento significativo na resistência à flexão e um ligeiro aumento na resistência à primeira fissura quando o teor de fibra aumentou de 0,5 a 2,0% em volume. Os índices de tenacidade ASTM e os factores de tenacidade japoneses e a resistência à flexão equivalente também aumentaram significativamente com o aumento do teor de fibra. Verificou-se um aumento significativo na resistência ao impacto para um aumento no teor de fibra. Os resultados dos ensaios mostram ainda que se obtiveram resistências residuais médias muito elevadas (ARS) (ASTM CI399) e que os valores ARS aumentaram com o aumento do teor de fibra. Os valores de ARS foram de 16,45 kg/cm2 (234 psi), 31,71 kg/cm2 (451 psi), 31,92 kg/cm2 (454 psi) e 45,98 kg/cm2 (654 psi) para teores de fibra de 0,5, 1,0, 1,5 e 2,0% em volume, respectivamente. Globalmente, o desempenho do betão reforçado com as fibras da presente invenção foi similar e/ou melhor do que com as melhores fibras de aço disponíveis no mercado quando comparados em bases iguais de peso ou de custo. Foram executados os seguintes ensaios relacionados com o desempenho para determinar as características físicas das fibras da presente invenção: 1) as 77 8propriedades dos betões frescos com diferentes dosagens de fibras; 2) as propriedades de betões endurecidos como resistência à compressão, módulo estático, resistência à flexão estática e peso unitário; 3) os índices de tenacidade pelo método ASTM com o auxílio de curvas de deflexão de carga; 4) comparação entre as curvas de deflexão de carga para os 4 betões reforçados com fibras; 5) comparação entre o factor de tenacidade e da resistência à flexão eguivalente calculados segundo as especificações da Sociedade Japonesa de Engenheiros Civis; e 6) avaliação da resistência residual média (ARS) segundo o procedimento de ensaio ASTM C 1399 para as amostras feitas com as 4 misturas.

Materiais

Nesta experiência usaram-se e ensaiaram-se as fibras híbridas conforme descrição no presente documento. Usou-se cimento Portland Normal Tipo I/II conforme os reguisitos ASTM C 150. O cimento foi fornecido por Dakotah Cement, Dakota do Sul. Os agregados grossos utilizados foram calcário triturado obtido numa fonte local em Rapid City, Dakota do Sul. A dimensão máxima dos agregados usados foi de 19 mm (3/4 pol) com uma absorção de 0,45%. Os agregados finos usados foram areia natural com um coeficiente de absorção de água de 1,6%. Tanto os agregados grossos como os finos satisfaziam os reguisitos de granulometria de ASTM C33. A água usada foi da rede pública do sistema municipal de abastecimento de água de Rapid City.

Misturas

No total, prepararam-se 4 misturas. As dosagens de fibras adicionadas ao cimento foram 0,5, 1,0, 1,5 e 2,0% em volume de betão. O rácio ente água e cimento manteve-se constante em 0,5 para duas misturas com 0,5 e 1,0% em volume de fibra e subiu para 0,55 para betão com dosagens mais elevadas de fibra (1,5 78 e 2,0% em volume). As proporções e designações das misturas apresentam-se na Tabela 4 abaixo.

Procedimento de mistura

Toda a mistura foi feita num misturador com a capacidade de 254,8 litros (9 pés cúbicos). As fibras foram pesadas com precisão e guardadas num recipiente plástico separado. Em primeiro lugar preparou-se a mistura tampão. Seguidamente, introduziram-se os agregados grossos no misturador.

Adicionaram-se de seguida a areia e dois terços da água e misturou-se durante 1 minuto. O cimento foi adicionado a seguir com o restante terço da água. Adicionaram-se as fibras da presente invenção e os ingredientes foram misturados durante 3 minutos. Após um período de repouso de 3 minutos, a mistura foi submetida a uma fase final de mistura de 2 minutos para uma completa distribuição das fibras.

Amostras de ensaio

De cada mistura prepararam-se as seguintes amostras: 1) 4 vigas de 101x101x356 mm (4 x 4 x 14 pol) para o ensaio de tenacidade AS TM; 2) 4 vigas de 101 x 101 x 356 mm (4 x 4 x 14 pol) para o Ensaio ARS (ASTM C 1399); 3) 3 cilindros de 152 x 304 mm (6 x 12 pol) para resistência à compressão e módulo estático; e 4) 10 cilindros de 152 x 63 mm (6 x 2,5 pol) para ensaio de impacto. As amostras foram preparadas segundo as normas ASTM e cobertas com folhas de plástico durante 24 horas à temperatura ambiente. As amostras foram de seguida colocadas num reservatório de água com cal saturada mantido a 22.22°C (72° F) , e permaneceram em água até serem submetidas aos ensaios de resistência de 14 dias.

Ensaios para betão fresco

Testou-se o betão recém misturado quanto ao abaixamento (ASTM CI43), teor de ar (ASTM C231), peso unitário do betão fresco 79 (ASTM C 138) e temperatura do betão. Não se observou qualquer segregação ou aglomeração devido à adição das fibras.

Ensaios para betão endurecido 1. Módulo estático e resistência à compressão

Ensaiaram-se cilindros para determinação do módulo estático (ASTM C469) e da resistência à compressão (ASTM C39) aos 28 dias. 2. Ensaio de flexão estática A resistência à flexão estática das vigas foi ensaiada aos 28 dias (ASTM C 1018) . O comprimento do vão foi de 30,5 cm (12 polegadas). Este ensaio é controlado pela deflexão. A velocidade de deflexão foi mantida no intervalo de 0,005 a 0,010 centímetros por minuto (0,002 a 0,004 polegadas por minuto) conforme ASTM C 1018. Registou-se a carga da primeira fissura e a carga máxima obtida para cada viga. A partir da carga e das deflexões obtidas, traçaram-se curvas de carga-deflexão a partir das quais se calcularam índices de tenacidade e factores de resistência residual pelo método ASTM.

As medições da deflexão fizeram-se recorrendo a aparelhos de ensaio em conformidade com as normas ASTM. Recorreu-se a uma estrutura especialmente concebida para montar o instrumento de medição. Esta estrutura estava apoiada apenas em 4 pontos, que se encontravam no eixo neutro por cima dos suportes. O instrumento de medição foi montado de tal modo que tocava no ponto central da superfície inferior Esta disposição permitia medir a verdadeira deflexão excluindo qualquer deformação estranha devida a esmagamento do betão nos pontos de suporte e de carga, e qualquer deformação e tensão induzidas na estrutura de ensaio. Pelo facto de a deflexão ser medida no ponto central, qualquer ligeira deformação ou torção da viga 80 não afecta as verdadeiras deflexões medidas. Assim, as deflexões medidas foram as verdadeiras deflexões da viga. 3. Comportamento de deflexão da carga A área por baixo da curva representa a energia absorvida pela viga. Desenharam-se as curvas de deflexão da carga para os dados anteriores e posteriores à primeira fissura. Estas curvas permitiram calcular os índices de tenacidade e os índices de resistência residual. 4. Tenacidade de flexão (absorção de energia) A tenacidade, ou absorção de energia, do betão aumenta consideravelmente pela adição de fibras. 0 índice de tenacidade é a medida da quantidade de energia necessária para deflectir a viga de 100 mm (4 pol) no módulo do ensaio de ruptura. A variável mais importante que regula o índice de tenacidade do betão reforçado com fibra é a eficiência da fibra. Outros parâmetros que influenciam o índice de tenacidade são a posição da fissura, o tipo de fibra, o alongamento, a fracção volumétrica e a distribuição das fibras. A eficiência das fibras é controlada pela resistência da fibra ao arranque da matriz, que se desenvolve em resultado da resistência de ligação na interface da matriz da fibra. A vantagem resultante da falha da fibra do tipo arranque é que é gradual e dúctil, em comparação com uma falha catastrófica e mais rápida que pode ocorrer se as fibras forem frágeis e falharem sob tensão com um alongamento nulo ou reduzido. O arranque ou fractura da fibra depende da tensão de ruptura das fibras, da ligação e da ancoragem entre a matriz e a fibra. O índice de tenacidade (ASTM C1018) é um parâmetro adimensional, que define ou caracteriza a forma da curva da carga de deflexão. Definiram-se índices na base de 3 níveis de serviço, identificados como os múltiplos da deflexão da primeira fissura. O índice é calculado dividindo a área total 81 por baixo da curva da carga de deflexão até à deflexão da primeira curva. 0 índice de tenacidade 15 é calculado como 3 vezes a deflexão da primeira fissura. De igual modo, 110, 120 e 130 são os índices para 5,5, 10,5 e 15,5 vezes a deflexão da primeira fissura, respectivamente. 5. Ensaio de resistência residual média A velocidade de movimentação das placas ou da cruzeta foi regulada para 0,65 +/- 0,15 mm/min (0,025 +/- 0,005 pol/min), recorrendo ao instrumento de medição mecânico se necessário, antes de carregar a amostra. A viga amostra foi virada de lado em relação à posição em que foi moldada e colocada na parte superior da placa de aço a carregar com a amostra. A placa e a viga foram colocadas no aparelho de suporte de modo que a placa de aço ficasse centrada nas caixas de rolamentos inferiores e a viga de betão ficasse centrada na placa de aço. Os transdutores de deslocamento foram ajustados em conformidade com o aparelho escolhido para obter a deflexão líquida. No ensaio usou-se o sistema de recolha de dados Mega-Dac. (Nota: o objectivo da placa de aço inoxidável é suportar a viga de ensaio durante o ciclo inicial de carga e ajudar a controlar a elevada velocidade expectável de deflexão da amostra na fissuração. Foi colocado um orifício central na placa de aço para receber uma sonda do transdutor de deslocamento directamente contra a parte inferior da amostra de ensaio.)

Foi activado um sistema de aquisição de dados que respondia aos sinais de todos os transdutores de carga e deslocamento. Subsequentemente, o conjunto da amostra e da placa de aço foi carregado à velocidade definida e o carregamento foi mantido até a amostra fissurar ou atingir uma deflexão de 0,50 mm (0,02 pol), o que ocorresse primeiro. Se a fissuração não ocorresse nesta fase, o ensaio era considerado nulo. A carga máxima para calcular o módulo de ruptura não foi utilizado em 82 conformidade com o Método de Ensaio C 78 já que esta carga inclui carga transportada pela placa de aço e pela amostra de betão.

Prevendo recarregar apenas a amostra da viga fissurada, a placa de aço foi removida e a viga fissurada foi centrada nas caixas de rolamentos inferiores mantendo a mesma orientação que tinha durante o ciclo de ensaio de carga inicial. Os transdutores de deslocamento foram ajustados para um ligeiro contacto com a viga da amostra em conformidade com o método escolhido para obter a deflexão líquida de modo que as leituras eram obtidas imediatamente após a recarga da viga. 0 dispositivo de registo da deflexão foi de novo colocado em zero e recarregado à velocidade especificada. 0 ensaio foi concluído para uma deflexão de 1,25 mm (0,50 pol) medida a partir do início do recarregamento.

Os gráficos obtiveram-se recorrendo ao Excel e as resistências residuais foram calculadas pelas fórmulas abaixo apresentadas.

Aparelho de ensaio e configuração O aparelho de ensaio satisfazia as normas ASTM. Utilizou-se uma estrutura especialmente concebida para montar o instrumento de medição com uma resolução de 0,0025 mm (0,0001 pol) . Esta estrutura estava apoiada apenas nos 4 pontos, que se encontram no eixo neutro por cima dos suportes. O instrumento de medição foi montado de tal modo que tocava no ponto central da superfície inferior Esta disposição permitia medir a verdadeira deflexão excluindo qualquer deformação estranha devida a esmagamento do betão nos pontos de suporte e de carga, e qualquer deformação e tensão induzidas na estrutura de ensaio. Pelo facto de a deflexão ser medida no ponto central, qualquer ligeira deformação ou torção da viga não afecta as verdadeiras deflexões medidas. Para além do instrumento de medição, foi também montado um LVDT e as deflexões foram registadas por um sistema de aquisição de 83 dados. Estas leituras foram usadas para verificar as leituras do instrumento de medição. Cálculos A resistência residual média para cargas nas deflexões de recarregamento de 0,50, 0, 75, 1, 00, e 1,25 mm (0, 02, 0,03, 0,04 e 0,05 pol) foram calculadas usando a seguinte fórmula: ARS = ( (Pa+Pb+Pc+Pd)/4) xK em que K =1 / bd2, mirT2 ( (pol-2) e ARS = Resistência Residual Média, Mpa (psi)

Pa+Pb+Pc+Pd = cargas registadas para determinadas deflexões, N (lbf) 1 = comprimento do vão, mm (pol), b = largura média da amostra, mm (pol) e d = profundidade média da amostra, mm (pol)

Ensaio de impacto

As amostras foram ensaiadas para determinação da resistência ao impacto com um envelhecimento de 14 dias pelo método de ensaio de queda de um peso (ACI Committee 544) . Neste método, o equipamento é constituído por um peso normal de 4,54 kg (10 lb) , operado manualmente, com uma queda de 457 mm (18 pol) (compactor), uma esfera de aço endurecido de 63,5 mm (2-1/2 pol) de diâmetro, uma base lisa de aço com um suporte de posicionamento e 4 garras de posicionamento. A amostra foi colocada na placa de base com a respectiva superfície rugosa virada para cima. A esfera de aço foi colocada na parte de cima da amostra e dentro dos 4 suportes de posicionamento. O compactor foi colocado na respectiva base na esfera de aço. O ensaio foi realizado numa superfície lisa e rígida para minimizar as perdas de energia. Deixou-se cair o martelo consecutivamente, sendo registado o número de golpes 84 necessários para provocar a primeira fissura visível na amostra. Foi registada a resistência ao impacto da amostra até à falha como o número de golpes para abrir a fissura o suficiente para que os pedaços da amostra tocassem em pelo menos 3 das 4 garras de posicionamento na placa base.

Resultados do ensaio 1. Propriedades do betão fresco

Registou-se a temperatura ambiente, a humidade e a temperatura do betão para assegurar que todas as misturas eram executadas em condições similares. A temperatura ambiente e a humidade variaram nos intervalos de (65°F a 85°F) e 35% a 45% respectivamente. A temperatura do betão variou entre 18,3-22,8°C (65 a 73°F). Os pesos unitários do betão de maior dosagem de fibra eram ligeiramente inferiores aos dos betões com menor dosagem de fibras. As propriedades do betão fresco encontram-se na Tabela 5. 2. Trabalhabilidade

Os resultados dos ensaios indicam que foi possível manter uma trabalhabilidade satisfatória mesmo com a adição das fibras. 0 betão começou a endurecer em cerca de 40 a 45 minutos. As fibras misturaram-se bem e ficaram uniformemente distribuídas por todo o betão. Globalmente, não ocorreu transposição, exsudação ou segregação. Pese embora os valores de abaixamento mostrarem a tendência decrescente com a adição das fibras, não houve qualquer dificuldade na colocação e consolidação do betão com o recurso à mesa vibratória. 3. Teor de ar O teor de ar variou entre 1,4 e 1,8 %. Não foi usado qualquer agente introdutor de ar. Assim, considera-se o ar medido como sendo o ar retido. 85

Propriedades do betão endurecido 1. Ensaio da resistência à compressão e Módulo estático Os resultados do ensaio de resistência à compressão estão apresentados na Tabela 6 e mostram que há uma variação na resistência à compressão. A resistência à compressão depende do rácio entre água e cimento e do teor de ar. Se o rácio entre água e cimento diminuir, a resistência à compressão aumenta. De igual modo, se o teor de ar aumentar, a resistência à compressão diminui. As resistências à compressão médias para as misturas EI e E2 com um rácio de 0,50 w/c foram de 349 kg/cm2 ( 4960 psi) e 335 kg/cm2 ( 4760 psi), respectivamente. Esta ligeira variação está dentro da normalidade esperada em ensaios de betão. As resistências à compressão médias para as misturas E3 e E4 com um rácio de 0,55 w/c foram de 251 kg/cm2 (3570 psi) e 271 kg/cm2 (3860 psi), respectivamente.

Devido à variação das resistências à compressão do betão, usou-se um procedimento de normalização para comparar a resistência à flexão, a resistência à primeira fissura e a tenacidade da primeira fissura para todas as misturas de betão numa base de igual resistência à compressão. A comparação fez-se na resistência à compressão da mistura El, que é de 349 kg/cm2 (4960 psi). Está bem definido na literatura e nos códigos em vigor que a resistência à flexão do betão varia proporcionalmente com a raiz quadrada da resistência à compressão do betão (ACI código 318). Assim, para o cálculo da resistência à flexão normalizada usou-se a seguinte equação. /,=-/„74960

em que fra é a resistência à flexão realmente medida e fc' é a resistência à compressão desse betão especifico. Os valores 86 que constam das Tabelas 7 a 9 estão normalizados. Observou-se um modo de falha dúctil, em comparação com o modo de falha frágil do betão simples, no ensaio da resistência à compressão. Os cilindros de betão reforçado com fibra continuaram a sustentar a carga e a sofrer deformação sem se partirem totalmente em pedaços. A alteração no modo de falha de um tipo frágil para um tipo dúctil constitui uma contribuição importante devido à adição de fibras. 0 ensaio do módulo estático serviu essencialmente como meio de controlo de qualidade. Os resultados indicam que as misturas foram razoavelmente consistentes e que a adição de fibras não teve qualquer efeito sobre o módulo estático. Os valores do módulo estático são apresentados na Tabela 6. 2. Resistência à flexão estática (módulo de ruptura)

Os resultados do ensaio de resistência à flexão estática, a carga da primeira fissura, a carga máxima e a tensão à flexão encontram-se na Tabela 7. Quando as vigas de betão com fibras foram carregadas em flexão, o comportamento foi aproximadamente linear até à primeira fissura e depois a curva apresentou-se significativamente não-linear e atingiu o seu pico na resistência máxima, ou na carga máxima sustentada. Em contrapartida, as vigas de betão de controlo (simples) viriam a falhar imediatamente após o aparecimento da primeira fissura, pelo que a resistência à primeira fissura e a resistência à flexão (módulo de ruptura) são iguais para o betão de controlo. Os factores que influenciam significativamente a resistência à flexão e a tenacidade são o tipo de fibras e o volume das mesmas. As variações da resistência à primeira fissura versus teor de fibra encontram-se na Figura 7. Como se pode ver, ocorre um aumento na resistência à primeira fissura à medida que o teor de fibra aumentou de 0,5 para 2,0%. O módulo de ruptura (resistência à 87 flexão estática) versus teor de fibra é apresentado na Figura 8. Como se pode ver, há um aumento significativo na resistência à flexão para teores de fibra de 1,5 e 2,0%. As resistências à flexão médias para as misturas EI e E2 foram 45 kg/cm2 (643 psi) e 46 kg/cm2 (658 psi) respect ivamente, ao passo que para as misturas E3 e E4, as resistências foram 51 kg/cm2 ( 720 psi) e 51 kg/cm2 (731 psi) respectivamente, o que representa um aumento de 13,7%.

3. índices de tenacidade e resistências residuais ASTM

Os índices de tenacidade e resistências residuais ASTM encontram-se na Tabela 8. Na Figura 9 apresenta-se a tenacidade da primeira fissura versus teor de fibra e na Figura 10 mostram-se os índices de tenacidade ASTM 15, 110, 120 e 130. Os resultados do ensaio mostram que se as fibras da presente invenção forem adicionadas ao betão, este regista um aumento da tenacidade e da ductilidade. Os resultados do ensaio mostram ainda que um teor de fibra mais elevado produz valores maiores de tenacidade e ductilidade. 4. Método padrao japonês para calcular o factor de tenacidade à flexão e a resistência à flexão equivalente

Para além dos índices de tenacidade ASTM C-1018, foram calculados para todas as amostras a resistência à flexão equivalente e a tenacidade à flexão, tal como especificado pela Sociedade Japonesa de Engenheiros Civis (JSCE), que se apresentam na Tabela 9. Nas Figuras 11 e 12 apresenta-se a variação da tenacidade japonesa e da resistência à flexão equivalente com um aumento do teor de fibra de 0,5 para 2,0% em volume, respectivamente. Os resultados mostram que há uma indicação muito clara de que a tenacidade e a resistência à 88 flexão equivalente aumentam com o aumento do teor de fibra e este aumento é aproximadamente linear com o aumento do teor de fibra. A tenacidade aumentou de 1,24 kg-m (108 pol-lb) para 3,5 kg-m (304 pol-lb) com o aumento do teor de fibra de 0,5 para 2,0%. A resistência à flexão equivalente aumentou de 17,2 kg/cm2 (244 psi) para 47,7 kg/cm2 (679 psi) com o aumento do teor de fibra de 0,5 para 2,0%. 5. Resistência ao impacto

Os resultados do ensaio de impacto por queda de peso (ACI Committee 544) encontram-se na Tabela 10. Na Fig. 14 apresenta-se o número de golpes para a primeira fissura e falha final versus teor de fibra. Embora seja um ensaio relativamente simples, se forem ensaiadas mais amostras os valores médios indicam qualitativamente um bom índice de resistência o impacto do material. Foram ensaiadas 10 amostras para cada betão e os valores médios estão representados na Fig. 14. A resistência ao impacto subiu consideravelmente com um aumento do teor de fibra. É bem conhecido de ensaios anteriores que a resistência ao impacto do betão simples é de cerca de 1/6 a 1/15 da do betão com 0,25 a 2,0% de fibra em volume. 6. Resistência residual média

Foram ensaiadas 4 vigas em relação ao teor de fibra. As larguras e profundidades médias das vigas, as cargas obtidas após recarga com deflexões de 0,5, 0,75, 1,0 e 1,25 mm (0,020, 0,030, 0,040 e 0,050 pol), e as resistências residuais médias (ARS) são apresentadas na Tabela 11. As curvas carga-deflexão obtidas por recarga e novo ensaio da viga pré-fissura (sem placa de aço) constam das FIGS. 15-26. Os valores de ARS calculados para todos os 4 betões reforçados com fibra 89 encontram-se na Fig. 7. Os resultados do ensaio indicam que a resistência residual média aumentou consideravelmente com um aumento do tero de fibra. Os valores de ARS foram de 16,5 kg/cm2 (234 psi) , 31,7 kg/cm2 (451 psi) , 31,9 kg/cm2 (454 psi) e 46,0 kg/cm2 (654 psi) para teores de fibra de 0,5, 1,0, 1,5 e 2,0% em volume, respectivamente. Observa-se que se obteve um aumento de 180% em ARS quando o teor de fibra passou de 0,5 para 2,0% em volume.

Uma vez que os valores de ARS se devem unicamente à influência da fibra, independentemente da resistência à compressão do betão, os valores de ARS não foram normalizados. As misturas Ei (com 0,5% de fibra) e E2 (com 1,0% de fibra tiveram resistências à compressão de 349 kg/cm2 (4960 psi) e 335 kg/cm2 (4760 psi), respectivamente, enquanto as misturas E3 (com 1,5% de fibra) e E4 (com 2,0% de fibra) registaram resistências à compressão mais baixas, 251 kg/cm2 (3570 psi) e 271 kg/cm2 (3860 psi), respectivamente. Apesar destas baixas resistências à compressão, observou-se um aumento substancial nos valores de ARS.

Conclusões

Da supra mencionada discussão dos resultados dos ensaios é possível retirar as seguintes conclusões e observações. Primeiro, as fibras híbridas da presente invenção podem ser incorporadas em betão até 2,0% em volume sem provocarem qualquer aglomeração, colmatação e segregação. Acresce ainda que se manteve uma trabalhabilidade satisfatória com a adição de 4 teores de fibra em dosagens de 0,5, 1,0, 1,5 e 2,0% em volume. Em comparação com betão simples, observou-se um aumento considerável na resistência da primeira fissura e nos valores de tenacidade ASTM e japoneses. A resistência à primeira fissura aumentou com teores de fibra mais elevados. Além disso, ocorreu um aumento substancial na resistência ao 90 impacto quando as fibras da presente invenção foram incorporadas no betão em comparação com betão simples. A resistência ao impacto subiu com o aumento do teor de fibra. Um aspecto significativo foi que a resistência ao impacto obtida através do uso das fibras da presente invenção foi igual ou superior à do melhor betão reforçado com fibras de aço com o teor de fibra em volume percentual. Adicionalmente, para todas as misturas de betão reforçadas com as fibras da presente invenção, o modo de falha passou de um tipo frágil para um tipo dúctil quando submetidas a compressão ou flexão. Esta ductilidade subiu com o aumento do teor de fibra. Além disso, as resistências residuais médias (ARS) do betão com as fibras da presente invenção, calculadas segundo o procedimento de ensaio ASTM C 1399, foram extremamente elevadas, o que indica que a fibra foi muito eficiente em manter a carga pós-fissura. 0 valor de ARS subiu com o aumento do teor de fibras. Registou-se um aumento de 180% no valor de ARS quando o teor de fibra subiu de 0,5 para 2,0% em volume. Este aumento ocorreu apesar de uma diminuição da resistência à compressão de 349 kg/cm2 (4960 psi) para 271 kg/cm2 (3860 psi) . Assim sendo, o desempenho das misturas de betão reforçadas com fibras da presente invenção foi similar ou superior ao dos betões reforçados com asas melhores fibras de aço disponíveis comercialmente em bases iguais de peso ou custo. 91

Tabela 4

Proporções de mistura

Desi gn. da mist Rácio água cimen to Fibras Peso em kg (lb) Água kg (lb) Kg (lb) Vol o 0 Cimento kg (lb) Agreg. grossos kg (lb) Agreg. finos kg (lb) EI 0,50 0,318(0 0,5 25,22 6 4,86 6 4,86 12,61 , 7) (55,6) (143) (143) (27,80) E2 0,50 0,635 1,0 25,22 6 4,86 6 4,86 12,61 (1,4) (55,6) (143) (143) (27,80) E3 0,55 0,953 1,5 25,22 6 4,86 6 4,86 13,88 (2,1) (55,6) (143) (143) (30,60) E4 0,55 1,27(2, 2,0 25,22 6 4,86 6 4,86 13,88 8) (55,6) (143) (143) (30,60) 92

Tabela 5

Propriedades do betão fresco

Designaçã o da mistura Temp. ambien te °F (°C) Humidade ambiente Temp. do do betão °F (°C) Peso unitário lb/pé3 (kg/m3) Abaixamen to inicial pol (cm) Teor de ar (%) EI 65 45 64, 8 147,6 1,25 1,8 (18) (18,2) (2364,5) (3,18) E2 85 35 69, 1 146 0, 75 1,8 (29) (20,6) (2338,9) (1,91) E3 80 45 70,9 145,2 0,40 1,4 (27) (21,6) (2326,1) (1,02) E4 85 40 73,2 145,2 0,25 1,4 (29) (22,9) (2326,1) (0,64)

Conversão de Unidades SI 1 pol = 2,54 cm °F = 5/9 ( °F-32)°C ^ 3 pe = 0,02832 m3 lb/pé3 = 16,02 kg/m3 93

Tabela 6

Resistência à compressão e Módulo estático dos cilindros ID da Envelhec Diâmet Comprime Peso Módulo Resist. à amost imento ro nto unit. estático compr. ra (Dias) pol Pol (cm lb/pé3 106psi psi (cm) (kg/m3) (kg/cm2) (kg/cm2) El-1 14 5, 995 12,042 149 3, 90 5225 (15,22 7) (30,587) (2387) (0,274) (367) El-2 14 6, 025 11,958 150 3, 86 4770 (15,30 4) (30,373) (2403) (0,271) (335) El-3 14 6, 001 12,083 151 3, 89 4880 (15,24 3) (30,691) (2419) (0,273) (343) Média 150 3, 88 4960 (2403) (0,272) (349) Desv. Padr. 1, 00 0, 02 237 % C.V 0, 67 0,54 4,79 E2-1 14 6, 078 12,083 146 3, 79 4640 (15,43 8) (30,691) (2339) (0,267) (326) E2-2 14 5, 989 12,167 150 3, 90 4950 (15,21 2) (30,904) (2403) (0,274) (348) E2-3 14 6, 000 12,083 149 3, 89 4685 (15,24 0) (30,691) (2387) (0,273) (329) Média 148 3,86 4760 (2371) (0,271) (335) Desv. 2,08 0,06 168 Padr. % C.V 1,40 1,58 3.52 E3-1 14 6, 012 12,167 147 3, 87 3435 (15,27 D (30,904) (2355) (0,272) (242) E3-2 14 6,000 12,000 148 3,89 3820 (15,24 0) (30,480) (2371) (0,273) (269) E3-3 14 5, 967 12,083 149 3,28 3450 (15,15 6) (30,691) (2387) (0,231) (243) Média 148 3, 68 3570 (2371) (0,259) (251) Desv. 1,00 0,35 218 94

Padr. % C.V 0,68 9,42 6.11 E4-1 14 5,973 12,083 147 3,27 3785 (15,17 D (30,691) (2355) (0,230) (266) E4-2 14 6,006 12,042 147 3,24 3850 (15,25 5) (30,587) (2355) (0,228) (271) E4-3 14 5, 991 12,083 146 3,25 3940 (15,17 D (30,691) (2339) (0,229) (277) Média 147 3,25 3860 (2355) (0,229) (271) Desv. Padr. 0,58 0,02 78 % C.V 0,39 0,47 2,02

Factores de conversão de Unidades SI 1 polegada = 2,54 cm 1 lb = 0,4536 kg 1 psi = 703 kg/m2 lb/pé3 = 16,02 kg/m3 TABELA 7

RESISTÊNCIA DA PRIMEIRA FISSURA E RESISTÊNCIA À FLEXÃO MÁXIMA AOS 14 DIAS

Tipo de mistur a Amostra N. s Envelhec imento (dias) 1— fissura Carga máxima lb (kg) Resistên cia à flexão psi (kg/cm2) Carga lb (kg) Tensão psi (kg/cm2 ) EI El-1 14 3500 623 3600 641 (1588) (44) (1633) (45) El-2 14 3000 527 3598 632 (1361) (37) (1632) (44) El-3 14 3000 545 3522 640 (1361) (38) (1598) (45) El-4 14 3000 509 3885 659 (1361) (36) (1762) (46) Média 551 643 (39) (45) E2 E2-1 14 3062 589 3267 628 (1389) (41) (1482) (44) E2-2 14 3573 612 3840 658 (1621) (43) (1742) (46) 95 E2-3 14 3573 629 3915 689 (1621) (44) (1776) (48) E2-4 14 3573 648 3628 658 (1621) (46) (1646) (46) Média 619 658 (44) (46) E3 E3-1 14 2947 504 3438 588 (1790) (35) (1560) (41) E3-2 14 3536 626 4078 722 (1604) (44) (1850) (51) E3-3 14 4125 677 4427 726 (1871) (48) (2008) (51) E3-4 14 4715 804 4938 842 (2139) (57) (2240) (59) Média 653 720 (46) (51) E4 E4-1 14 3967 679 4203 719 (1799) (48) (1907) (51) E4-2 14 3401 593 3838 670 * (1543) (42) (1741) (47) E4-3 14 3967 698 4529 797 (1799) (49) (2054) (56) E4-4 14 3967 703 4178 740 (1799) (49) (1895) (52) Média 668 731 (47) (51)

Conversão de Unidades SI 1 polegada = 25,4 mm 1 lb = 0,4536 kg 1 psi = 703 kg/m2 96 TABELA δ

ASTM - ÍNDICES DE TENACIDADE - 14 DIAS

Tenacidade Rácios tenacidade de índices de resistência residual Tipo Amos Tenaci 15 11 12 13 110 120/ 130/ Rs,10 Rio,20 de tra dade 0 0 0 /15 110 120 mist n. 0 da Ia ura fissur a pol-lb (Nm) EI Eli 0.8(0.0 3, 6, 12 17 1,9 1,9 1,4 63, 58, 9) 66 83 ,6 ,8 4 4 7 4 El-2 1.0(0.1 3, 6, 11 15 1,8 1,8 1,4 55, 50, 1) 29 07 ,1 ,4 6 3 0 5 El-3 1.3 4, 8, 15 21 1.9 1,8 1,3 82, 70, (0.15) 57 67 , 6 ,1 0 1 8 1 El-4 1.0(0.1 4, 7, 12 16 1,8 1,6 1,3 70, 48, D 36 89 ,7 ,7 6 6 5 7 Média 1.0(0.1 3, 7, 13 17 1,9 1,8 1,4 67, 56, 1) 97 37 ,0 ,7 9 9 5 9 E2 E2-1 0.9(0.1 3, 6, 10 16 1,7 1,8 1,5 50, 48, 0) 4 0 ,8 ,0 6 7 E2-2 1.5(0.1 3, 6, 11 15 1,8 1,7 1,4 61, 45, 7) 8 8 ,4 ,7 0 8 E2-3 0.9 3, 6, 10 13 1,8 1,7 1,3 52, 43, 97 99(0.10) 3 0 f - C r -- 8 1 E2-4 0.9(0.1 3, 6, 10 14 1,8 1,8 1,3 53, 45, 0) 3 0 , 6 ,1 8 6 Média 1.0(0.1 3, 6, 10 14 1,8 1,7 1,4 54, 45, D 5 2 ,8 ,8 6 8 E3 E3-1 0.7(0.0 3, 7, 14 21 1,9 2, 0 1,5 68, 70, 8) 7 1 ,1 ,4 0 2 E3-2 0.7 4, 7, 14 21 1,9 1,9 1,5 72, 69, (0.08) 0 6 ,6 ,2 4 5 E3-3 0.8(0.0 4, 7, 15 21 1,9 1,9 1,4 75, 74, 9) 1 8 ,2 ,7 6 0 E3-4 2.1 4, 7, 14 22 1,8 1,9 1,5 71, 69, (0.24) 3 8 ,8 ,3 8 7 Média 1.1 4, 7, 14 21 1,9 1,9 1,5 72, 70, (0.12) 0 6 ,7 ,6 0 9 E4 E4-1 1.2(0.1 3, 6, 11 17 1,8 1,8 1,4 59, 52, 4) 6 6 ,8 ,1 6 3 E4-2 1.1 4, 7, 14 20 1,9 1,9 1,4 75, 67, (0.12) 2 9 ,7 ,4 0 6 E4-3 2.6 3, 6, 12 18 1,9 1,9 1,5 60, 60, (0.29) 4 4 ,5 ,5 2 5 E4-4 1.3 4, 9, 18 27 2, 0 2, 0 1,5 91, 90, (0.15) 7 3 ,4 ,1 8 6 Média 1.5(0.1 4, 7, 14 20 1,9 1,9 1,5 71, 67, 7) 0 6 ,3 ,8 7 8

Factor de conversão: 1 pol-lb = 0,113 Nm 98 TABELA 9

NORMA JAPONESA - TENACIDADE E RESISTÊNCIA À FLEXÃO EQUIVALENTE - 14 DIAS

Tipo de Amostra Envelhecim Tenacidade Resistência à ento flexão mistura N. s (dias) polegada-lb equivalente, psi (Nm) (kg/cm*) EI El-1 14, 0 93,5 (10,6) 219 (15,4) El-2 14, 0 101, 1 226 (15, 8) (11,4) El-3 14, 0 99,7(11,3) 226 (15,8) El-4 14, 0 137,5 304(21,4) (15,6) Média 107,9(12,2) 244 (17,2) E2 E2-1 14, 0 177,2 428 (30,1) (20,0) E2-2 14, 0 202,1 434 (30,5) (22,9) E2-3 14, 0 154,6 343 (24,1) (17,5) E2-4 14, 0 164,3 377 (26,5) (18,6) Média 174,6 395 (27,8) (19,7) E3 E3-1 14, 0 250,3 542 (38,1) (28,3) E3-2 14, 0 240, 1 523 (36,8) (27,2) E3-3 14, 0 320, 7 657 (46,2) (36,3) 99 E3-4 Média 14, 0 368,6(41,7) 294, 9 (33,4) 776 624 (54,6) (43,9) E4 E4-1 14, 0 290,2 642 (45,1) (32,8) E4-2 14, 0 213,9* 482* (33,9) (24,2) E4-3 14, 0 331,5 744 (52,3) (37,5) E4-4 14, 0 290,5 651 (45,8) (32,9) Média 304, 1 679 (47,7) (34,4) *Valor omitido por discrepante Factores de conversão: 1 psi = 703 kg/m2 1 pol-lb = 0,113 Nm 100

TABELA 10 RESULTADOS DO ENSAIO DE IMPACTO - 14 DIAS

Tipo de mistur a Envelheci mento (dias) Amostra n. a Número de golpes para Diferença no n.s de golpes da Ia fissura à falha Ia fissura Falha EI 14 El—1 48 201 153 14 El—2 106 192 86 14 El—3 177 246 69 14 El—4 189 270 81 14 El—5 20 112 92 14 El—6 107 211 104 14 El—7 23 127 104 14 El—8 58 195 137 14 El—9 51 186 135 14 El—10 62 193 131 Média 84 193 109 E2 14 E2-1 54 289 235 14 E2-2 58 337 279 14 E2-3 95 410 315 14 E2-4 110 405 295 14 E2-5 99 442 343 14 E2-6 105 433 328 14 E2-7 110 428 318 14 E2-8 130 413 283 14 E2-9 113 429 316 14 E2-10 115 450 335 Média 99 404 305 E3 14 E3-1 43 192 149 14 E3-2 125 374 249 14 E3-3 84 282 198 14 E3-4 123 632 509 14 E3-5 110 370 260 14 E3-6 58 210 152 14 E3-7 115 390 275 14 E3-8 105 350 245 14 E3-9 95 380 285 14 E3-10 80 330 250 Média 94 351 257 E4 14 E4-1 210 484 274 14 E4-2 190 460 270 14 E4-3 170 425 255 14 E4-4 260 4 95 235 14 E4-5 288 505 217 14 E4-6 240 489 249 14 E4-7 180 435 255 14 E4-8 205 455 250 14 E4-9 236 482 246 14 E4-10 185 410 225 Média 216 4 64 248 101 I Α·\, .W· .«'•‘X ^ N>, <V$ eeee V\ <0 *S XO O' \& **i ~~ ;' í Xxi *·%: yõ íx> v> ; · rí O ^ 80 ΛΤ^ N$ ο ο* ο ο' ό V W W Xss·· w <*ÍX Ό\ <**í *t <y> vx m *íí νΥ· νΐ XO *?\ Ό y^x $5 «w W •"X >'X -^--- <>x Xjt ¢-0 Yix ΪΛ O O Xs 'OÍÍ >XY <> νϊ -m <λ í> t f i o O xo O O o y->X x-X <-:-> ->:-:< ?« :«-:< \v' *'X->* \v· w' Vv· «x.r !v'X \0 '“· C·; ÍÓv VX X-S ?·<·< Φ“5 o^cí sa, Ο ο xí <*y xX φ >çt ^ .·">.· .‘-'X .-'X Λν Λν _V1 >' -^ / X v‘X v-y ?· ·> < Λ \‘ S$i t ' X·', í - vO o : y-; <s> <Y> O ‘0. xX> o o ^ ι·< V> >‘< v-» «v-J -í»m: '%·-· Xv s.%·.·· Xv’ ‘•'.v Xv-' V i v”; \s'. <··;< ív% xO ννΛ O S-N <- ί «« *<s γ· χ ¢-; -v- «J x·*^ <vj> •xy «y x-»f y í <*> v ϊΛ O 80 <- v«T âC v·.' {' ·' %*'"&<$Γ v\ < · ^ \3 ^ V«>v { : ^ O O O O 8.0 *·* O SS* •Αν.' Xv.-‘ Xv.* X,·.·· W·· 5 W Xv»··· X·.·.*· Xv»·· w Λ <<X x> Ό í ΐ - Y'·· <*> >*\ ** i>"> xO <<v í' í *** 0j> Ysij <0 *í; χϊ ·<* | x'> *> ό j*\ <.<·> «s? xn ;;í <& »o ís> 5¾ xó o «Sx 5Xi <?> >o> <Sy *** o-Ç *y' <*Ç

i êo m i <v «φ r- o·* M 'V^ Y'\ i ç> O O O : >*< o.i \£> *,·$· ! 0> O* 00 00 j *·* <0s >Xs> <£s *$* yt φ .-'X ϋΗ •'X , -'X .-'X 'X> φζ> >' x< 1 ^ < '- < O· VX t > >/-< í o o <-'"> ίκϊ <sv '< y-: ¢^. <x> cx O O < \ v<0 st ^ YS·. <¥v O <❖> < í ÍNÍ ί··ί >py «j \·^· <sy i «& »* O O ' >->x <-» >>:<_ <-» ; <:Ν·ί V '· I Í3\ *>·> Oy ; f<ís <** ?·% I xy >.·$ xyjf «j TABELA 11 RESISTÊNCIA RESIDUAL MÉDIA (ARS)

<L» w V* as O <& y I íS3> 35? ! ** mt

' < 00 xO '..O X>y íCK '«S· Y-i t ^ ^ p ^ ^ w w 'w ??' s*> C4 S-\· rt, ^ ^ Yí; >v^ vy :&«> m >':^ m x #· C 4 x". »5 ^ S \- <s^ <S*J &

^.. .Ò'X Γ*· ^ ΧΫ . w vvg S: V> :>‘N .-'X A ,·^:·. ^ <#· í V>SSX *·**·' l <-·;.' <*r' O >/\ \ y<í y - í-0 <o? <. >'X s y\ y * $3s ν'·' t5 <5< >X> Xt X -í 1 xTv> O | V-* O. ‘x O ->χ -y < n . i ^v ; <· · »·>, <- i y-í > Ç?X V-y xy .hs,. w‘S' y\ -y. -s. ,.." *xs <y- "í' o ϊ>χ >v> í. ;-W y\! <Y5 l.x ^ fj S ^,. o >xn ~VÍ> ÍVN <·χ* fxi «y;:

O

.V. c"X ..·"· · v*"N fts> d <>>; y , «? ¥5» ^ ^ <SY >»t Γχχ íx o >x^ v'>% xo íX fX •*'X .'"X •'-'•T c"X "Y“ n$v x"Y <0ii ; **v ^ I <sy ywv< ^ I *XÍ <X;í ··>%?. i X<-> x2· \< y > w· i <í> ÍX <x< ¢3^ : xf o <·» <jv ; Í Xí t>X >XK I yj- y# fXí ^ m ** *% <sy o O * <y> W. \0

O O

X·^· í ·· · )*:·: xs í> ο .V'· V" v.·» λ«Ι ^ι·ι·· * V •Χν· -«Χ!.*· Χν>· ^ ^ ti >'Μ >νγ y·; \·χ '<* >·; ÍXt »'sj <VN y-o í? \ 80 .-"X í-í y-v •'•-x ÍX* xo o yx 1 Υν y» >'X «y ÍX< «V ·*>* ί y í 0*' »4 vvV .^v< Vv-Í *A*.*‘ Xvv' s-v-·· I XV w XV Xv.*· wV ΦΥ •X’-*: í J-x. sy< 80 Y'-< í •wi Ví 8Y:- V-x X¥ Ϊ Sx> VI » > í'\ y-o y-^ í ^J x? S'f >y> [ v > \£> JX' s>'> x§ : < > < ^ í «U( WU M< SW>> ^ [*4 S4 & (Mi <jX xO i·' SXi > \ > < *s íxí ox, e-.j rx; u m m m m ^ Í?'‘> X.> í«5f C>> >'>> í-nSc «·> íãí m ím m & «i n X ^ : xar -xtr xr 2 ; *8á &* *λ$ i& ^ **T o' i\ -P ? ϋ “5

g> <Ώ ~o 3ã. - E

S £ 'as ^ u ^ c ^ 0 ^ \J }· j. ‘H ro ;!: ~C T3 .TJ 102

Como se descreve acima, está previsto que configurações da composição de fibras da presente invenção melhorem as propriedades de vários tipos de materiais cimenticios, incluindo material de base asfáltica. A titulo de exemplo, usaram-se configurações da presente invenção em faixas de ensaio de estradas de asfalto em quantidades aproximadas de 2,0 a 3,3 lb/ton em conjunto com uma emulsão de óleo e agregados (chips de calcário de 1 cm (3/8 pol)) e monitorizou-se a superfície para falhas e danos resultantes do habitual desgaste ambiental e de utilização. As faixas de ensaio ocupavam toda a largura (de uma borda do pavimento à outra). As faixas de circulação rodoviária com asfalto frio que não utilizaram as composições de fibra da presente invenção tinham registado falhas à superfície, como por exemplo desagregação em encostas, curvas e áreas sombreadas de estradas recentemente pavimentadas. As falhas à superfície foram devidas a separação longitudinal e transversal atribuída à carga de eixos pesados, como a que resulta do tráfego de camiões e equipamento agrícola. Estas falhas à superfície foram acentuadas por veículos de manutenção rodoviária como limpa-neves, tendo em atenção o método de remoção de neve que utilizam. Os resultados dos ensaios indicaram que as zonas da faixa de circulação rodoviária em asfalto que usaram a composição de fibras da presente invenção apresentavam pouca ou nenhuma separação longitudinal ou transversal em relação a zonas da faixa de circulação que não tinham material asfáltico reforçado com as composições de fibras da presente invenção. É de crer que as configurações da presente invenção possam aumentar a durabilidade das faixas de circulação de 2 a 3 anos para cerca de 10 anos com asfalto frio.

Os exemplos anteriores demonstram que as fibras híbridas da presente invenção quando usadas em material de construção, como por exemplo material cimentício, apresentem um comportamento igual ou superior ao de muitas ou todas as 103 anteriores fibras de reforço, incluindo fibras de reforço de aço. As experiências anteriores demonstram ainda que concentrações relativamente reduzidas de fibra sustentam resultados significativamente melhores. Estas observações são tão surpreendentes quanto inesperadas. 0 material reforçado com fibras sintéticas da presente invenção e o método pelo qual é preparado pode ser usado para preparar um material de construção constituído por, por exemplo, material cimentício que apresente menor permeabilidade, maior resistência à fadiga, maior tenacidade e menor retracção plástica.

Lisboa, 22 de Agosto de 2013. 104

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Uma mistura de fibras sintéticas para utilização como reforço de materiais cimenticios, que compreende: uma primeira fibra componente formada por um material homopolímero; e uma segunda fibra sintética componente constituída por um copolímero que é distinto da primeira fibra componente e constituída por uma pluralidade de monofilamentos torcidos de modo a formar um feixe não interligado, sendo o grau de torção superior a 0,36 voltas/cm (0,90 voltas/pol), em que a primeira fibra componente é fibrilada, em que a primeira fibra componente é formada a partir de um homopolímero de polipropileno, e em que a segunda fibra componente é formada a partir de um copolímero de polipropileno e polietileno de alta densidade.
2. A mistura de fibras sintéticas da reivindicação 1, em que a primeira fibra componente é adicionada à mistura sintética em quantidades que variam entre 5 e 50% do peso total e em que a segunda fibra componente é adicionada à mistura sintética em quantidades que variam entre 50 e 95% do peso total.
3. A mistura de fibras sintéticas da reivindicação 1, em que a segunda fibra componente é torcida de modo a formar o feixe não interligado na ausência de um agente molhante.
4. A mistura de fibras sintéticas da reivindicação 1, em que a primeira fibra componente e a segunda fibra componente são misturadas na ausência de um agente molhante.
5. A mistura de fibras sintéticas da reivindicação 1, em que o grau de torção da segunda fibra componente é inferior a 0,87 voltas/cm (2,2 voltas/pol).
6. A mistura de fibras sintéticas da reivindicação 1, em que o grau de torção da segunda fibra componente varia entre 1 7. um valor superior a 0,36 voltas/cm (0,90 voltas/pol) e 0,43 voltas/cm (1,1 voltas/pol). A mistura de fibras sintéticas da reivindicação 1, em que o grau de torção da segunda fibra componente é de 0,43 voltas/cm (1,1 voltas/pol).
8. A mistura de fibras sintéticas da reivindicação 1, em que a primeira fibra componente é de 100 a 20.000 deniers por filamento.
9. A mistura de fibras sintéticas de qualquer uma das reivindicações 1 a 7, em que a segunda fibra componente é feita de um ou mais monofilamentos não fibrilados de 350 a 6000 deniers por filamento.
10. A mistura de fibras sintéticas de qualquer uma das reivindicações 1 a 7, em que a primeira fibra componente possui um comprimento de fibra de 19 a 60 mm e a segunda fibra componente possui um comprimento de fibra de 19 a 60 mm.
11. A mistura de fibras sintéticas da reivindicação 10, em que a primeira fibra componente e a a segunda fibra componente apresentam o mesmo comprimento de fibra.
12. A mistura de fibras sintéticas da reivindicação 1, em que a segunda fibra componente é formada por uma quantidade principal de um polipropileno e uma quantidade secundária de um polietileno de alta densidade.
13. A mistura de fibras sintéticas da reivindicação 12, em que a segunda fibra componente está na forma de monofilamentos não fibrilados.
14. A mistura de fibras sintéticas da reivindicação 12, em que a primeira fibra componente está presente na mistura sintética em 6,7% do peso total e a segunda fibra componente está presente na mistura de fibras sintéticas em 93,3% do peso total.
15. A mistura de fibras sintéticas da reivindicação 12, em que a segunda fibra é formada por 70 a 80% em peso de 2 polipropileno e 20 a 30% em peso de polietileno de alta densidade.
16. Um material cimentício reforçado que compreende: a mistura de fibras sintéticas de qualquer uma das reivindicações anteriores distribuída pela matriz de material cimentício.
17. O material cimentício reforçado da reivindicação 16, em que a mistura de fibras sintéticas está presente no material cimentício em quantidades que variam entre 0,1 e 2,0% em volume.
18. O material cimentício reforçado da reivindicação 16, em que a mistura de fibras sintéticas está presente no material cimentício em quantidades que variam entre 0,5 e 2,0% em volume.
19. O material cimentício reforçado da reivindicação 16, em que a mistura de fibras sintéticas está presente no material cimentício em quantidades que variam entre 0,3 e 2,0% em volume.
20. O material cimentício reforçado da reivindicação 16, em que o material cimentício é betão armado.
21. O material cimentício reforçado da reivindicação 16, em que o material cimentício é asfalto armado.
22. Um método para fazer uma mistura de fibras sintéticas para utilização como reforço de materiais cimentícios, que compreende: misturar uma primeira fibra componente com uma segunda fibra componente, sendo a primeira fibra componente fibrilada e formada por uma fibra de um homopolímero de polipropileno, sendo a segunda fibra componente distinta da primeira fibra componente e sendo um copolímero de polipropileno e um polietileno de alta densidade, sendo a segunda fibra componente torcida para dar origem a um feixe de fibras, sendo o grau de torção superior a 0,36 voltas/cm (0,90 voltas/pol). 3 23. 0 método da reivindicação 22, em que o grau de torção é inferior a 0,87 voltas/cm (2,20 voltas/pol).
24. O método da reivindicação 22, em que o grau de torção da segunda fibra componente varia entre um valor superior a 0,36 voltas/cm (0,90 voltas/pol) e 0,43 voltas/cm (1,10 voltas/pol).
25. O método da reivindicação 22, em que o grau de torção é de 0,43 voltas/cm (1,1 voltas/pol).
26. O método da reivindicação 22, em que a primeira fibra componente está presente na mistura de fibras sintéticas em quantidades que variam entre 5 e 50% do peso total, e a segunda fibra componente está presente na mistura de fibras sintéticas em quantidades que variam entre 50 e 95% do peso total.
27. O método da reivindicação 22, em que a primeira fibra componente está presente na mistura de fibras sintéticas em 6,7% do peso total e a segunda fibra componente está presente na mistura de fibras sintéticas em 93,3% do peso total.
28. O método da reivindicação 22, em que a segunda fibra componente é constituída por um feixe torcido de múltiplos fios de um monofilamento não fibrilado, apresentando no essencial as primeira e segunda fibras componentes o mesmo comprimento, pelo que cada uma tem um comprimento que varia entre 19 e 60 mm.
29. O método de qualquer uma das reivindicações 22 a 28, em que a mistura de fibras sintéticas é misturada com um material cimentício. 30. 0 método da reivindicação 29, em que o material cimentício é betão. 31. 0 método da reivindicação 29, em que o material cimentício é asfalto. Lisboa, 22 de Agosto de 2013. 4