Tubos de Concreto - New 07 Fibras de ao para concreto - Especificao. Diversas aplicaes 9 Construo de tneis com concreto projetado reforado com fibras de ao Caves na Califrnia Channel Tunnel Rail Link - London 10 Channel Tunnel ...

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    28-Apr-2018

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    Tubos de concreto com fibras para guas pluviais e esgoto

    Antonio D. de Figueiredo

    ESCOLA POLITCNICA DA UNIVERSIDADE DE SO PAULO

    DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE CONSTRUO CIVIL

    Tubos de ConcretoTubos de Concreto

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    Principais Aplicaes

    Trip das obras de engenharia

    Pro

    jeto

    bas

    ead

    o e

    m

    mo

    del

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    co

    nfi

    vel

    Controle da qualidade do

    produto

    Controle da qualidade do

    produto

    Con

    trole

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    EMPREENDIMENTOControle de produo e Controle de recebimento

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    Obras de Saneamento Bsico

    O bom desempenho de uma obra de infra-estrutura depende de 3 fatores fundamentais: Elaborao de um Projeto adequado a

    realidade de uma populao; Aquisio de um Produto que atenda os

    requisitos especificados em projeto; Execuo que resulte em uma Obra

    econmica, segura, durvel e que atenda as anseios da populao;

    COMPARAR SISTEMA COMPLETO E NO APENAS PREO UNITRIO DOS PRODUTOS!

    Custo global e desempenho global que devem ser otimizados.

    Existncia de Normalizao do Sistema proposto e

    Conformidade com especificao.

    Comparao de Custos

  • 4

    Analisar as variveis intervenientes:Condies ambientais;

    Solicitaes (carregamentos, agentes agressivos, etc.);

    Manuteno;

    Impacto no entorno da obra.

    Comparao de Custos

    ProjetoProjeto

  • 5

    ProjetoProjeto Dimensionamento hidrulicoCaractersticas geomtricas;Vazo, declividade e profundidade;Locao em planta e cortes;Medidas de proteo contra eroso e

    entupimentos. Dimensionamento de cargas atuantesDeterminao de carregamentos;Dimensionamento do tubo.

    Projeto Estrutural

    Carga total / Fe = Carga de Fissura (Ruptura)

    Fe = fator de equivalncia (conforme bases de assentamento)

    Carga total = carga de terra + carga mvel + carga localizada

    Onde :

    Carga Fissura = carga de resistncia mnima do tubo - ABNT

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    Classes de Tubo - ABNTRESISTNCIA DOS TUBOS DE CONCRETO PARA ESGOTO SANITRIODIMETRO

    NOMINAL

    (MM) EA2 EA3 EA4 EA2 EA3 EA4

    300 18 27 36 27 41 54400 24 36 48 36 54 72500 30 45 60 45 68 90600 36 54 72 54 81 108700 42 63 84 63 95 126800 48 72 96 72 108 144900 54 81 108 81 122 1621000 60 90 120 90 135 1801100 66 99 132 99 149 1981200 72 108 144 108 162 2161500 90 135 180 135 203 2701750 105 158 210 158 237 3152000 120 180 240 180 270 360

    CARGAS MNIMAS DE FISSURA

    (kN/m)

    CARGAS MNIMAS DE RUPTURA

    (kN/m)

    Controle de Qualidade

    Norma Tcnica do material no pode ser ignorada !Norma Tcnica do material no pode ser ignorada !Norma Tcnica do material no pode ser ignorada !

    NBR 8890/2007 Tubos de concreto, de seo circular, para guas pluviais e esgotos sanitrios - Requisitos e Mtodos de Ensaios

    NBR 15319/2006 Tubos de concreto, de seo circular, para cravao - Requisitos e Mtodos de Ensaios

  • 7

    O controle de recebimento dos tubos previsto na NBR 8890/2007 prev :inspeo visual e dimensional, compresso diametral, permeabilidade e estanqueidade da junta, eabsoro.

    O controle de recebimento dos tubos previsto O controle de recebimento dos tubos previsto na NBR 8890/2007 prev :na NBR 8890/2007 prev :inspeo visual e dimensional, inspeo visual e dimensional, compresso diametral, compresso diametral, permeabilidade e estanqueidade da permeabilidade e estanqueidade da junta, ejunta, eabsoro.absoro.

    Controle de Produto Acabado

    ProdutoProdutoinspeo visual e

    dimensional,inspeo visual e inspeo visual e

    dimensional,dimensional,

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    absoro

    estufa

    balana

    equipamentos para fervura dos corpos

    de prova

    Controle de Produto Acabado

    Fibras de ao

    A utilizao do concreto reforado com fibras de ao ocorre no Brasil h vrios anos.

    Isto veio acontecendo sem que se tivesse disposio qualquer norma nacional sobre o assunto.

    Houve a publicao, pela ABNT, da norma NBR 15530:07 Fibras de ao para concreto -Especificao.

    Diversas aplicaes

  • 9

    Construo de tneis com concreto projetado reforado com fibras de ao

    Caves na Califrnia

    Channel Tunnel Rail Link - London

  • 10

    Channel Tunnel Rail Link - London

    Segmentos com fibras de ao e polipropileno

    Tubos de concreto para gua pluvial e esgoto

  • 11

    Introduo

    Trabalhos anteriores: Avaliao comparativa de desempenho

    (CHAMA NETO e FIGUEIREDO, 2003). Caracterizao do comportamento mecnico

    do componente (FIGUEIREDO et al, 2007). Viabilizao do uso das fibras de ao na

    reviso da norma NBR 8890 - Tubo de concreto, de seo circular, para guas pluviais e esgotos sanitrios.

    Introduo

    A concepo da NBR similar norma europia NBN EN1916 Concrete pipesand fittings, unreinforced, steel fibre andreinforced, com algumas inovaes na avaliao do componente.

    a primeira norma do Brasil a parametrizar o uso do concreto reforado com fibras de ao.

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    Introduo

    Desenvolvida em paralelo com a norma de especificao da prpria fibra (NBR 15530:07).

    Aqui sero comentados os aspectos especficos do uso da fibra na produo dos tubos.

    Especialmente: ensaio de compresso diametral.

    Produo dos tubos

    Tubos so componentes pr-moldados de concreto, controlados como produto acabado.

    Pode possuir marca de conformidade ou certificado de conformidade de terceira parte.

    Preocupao SABESP: controle de recepo.

  • 13

    Produo de tubos

    Produo de tubos

  • 14

    Produo de tubos

    Concepo da norma para o uso das fibras

    A nova norma considera os tubos produzidos com CRFA como tubos reforados.

    Podem ser utilizados nas mesmas condies que aqueles armados convencionalmente.

    Deve haver identificao especfica para os tubos reforados com fibras.

    No se permite troca do tipo de reforo sem prvia qualificao especfica.

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    Concepo da norma para o uso das fibras

    A norma, prev um plano de controle dos tubos que chegam obra abordando: Tolerncias dimensionais; Defeitos; Capacidade resistente (ensaio de

    compresso diametral).

    Princpios bsicos da engenharia:

    No houve revogao da necessidade do controle da qualidade em nenhum setor da engenharia.

    inconcebvel utilizar tubos sem controle de aceitao do componente, qualquer que seja o reforo.

    Princpio bsico: o controle da qualidade no pode ser baseado em critrios intuitivos como: Amizade Confiana Necessidade de reduo de custo,

    Etc.

  • 16

    Concepo da norma para o uso das fibras

    Os tubos reforados com fibras seguem a mesma classificao adotada para os tubos de concreto armado convencional.

    Parmetros bsicos de classificao: Carga de fissura - tubos armados. Carga mnima isenta de dano - tubos reforados

    com fibras.

    Estas cargas so determinadas no ensaio de compresso diametral.

    Diferena bsica entre fibra e tela: reforo da espessura do tubo

  • 17

    Trabalho da Fibra: ponte de transferncia de tenso na fissura

    Super fissura

    Fibra longa

    Eliminao de fragilidade Constatou-se uma razovel capacidade de

    suporte ps-fissurao mesmo para baixos teores em tubos no conformes segundo a norma.

  • 18

    Ensaio de compresso

    diametral

    Filosofia

    P

    D

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    Filosofia

    P

    D

    Filosofia

    P

    D

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    Ensaio de compresso diametral

    A norma prev dois procedimentos diferentes para a qualificao dos tubos, sejam eles armados convencionalmente ou com fibras.

    Apesar de algumas diferenas o princpio bsico do ensaio muito similar.

    O nvel das exigncias mais alto para os tubos de CRFA.

    Ensaio de compresso diametral

    No ensaio do tubo convencional submete-se o mesmo a um carregamento contnuo at a sua ruptura e determina-se: carga de fissura (0,25 mm) carga de ruptura (mxima).

    No ensaio do tubo de CRFA o procedimento visa tambm verificar o nvel de resistncia ps-fissurao (ductilidade).

  • 21

    Ensaio de compresso diametral:

    O ensaio para tubos de

    concreto com fibras

    Ensaio de compresso diametral

    A norma prev para a carga de classificao do componente que: Os tubos que forem reforados com

    fibras no podero apresentar qualquer dano

    Os tubos convencionalmente armados podero apresentar fissuras com aberturas de at 0,25mm

  • 22

    Ensaio de compresso diametral

    As diferenas no procedimento de ensaio no implicam numa resposta diferente do componente (FIGUEIREDO et al, 2007), podendo-se comparar os resultados diretamente.

    Ensaio monitorado de tubo de CRFA em conformidade com a norma

  • 23

    Ensaio monitorado de tubo de CRFA em conformidade com a norma

    Ensaio monitorado de tubo de CRFA em conformidade com a norma

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    Ensaio de compresso diametral

    40kg/m3 NBR - Araraquara

    0

    50

    100

    150

    200

    250

    0 2 4 6 8

    Deformao diametral mdia (mm)

    Car

    ga

    (kN

    )

    Instabilidade

    Carga mxima

    Inicio da fissurao

    Ensaio de compresso diametral

    40kg/m3 EN1916 - Araraquara

    0

    50

    100

    150

    200

    250

    300

    0 2 4 6 8

    Deformao diametral mdia (mm)

    Car

    ga

    (kN

    )

    Manuteno da carga de 120kN

    Carga mxima

    Carga mxima no re-carregamento

    Descarregamento

    Re-carregamento

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    Ensaio de compresso diametral

    0

    50

    100

    150

    200

    250

    5 15 25 35 45

    Teor de fibras (kg/m3)

    Car

    ga n

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    tica

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    e-ca

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    (mm

    )

    EN1916

    NBR

    Linear (EN1916)

    Linear (NBR)

    Demais exigncias

    Um nico tipo de fibra pode ser utilizado no reforo dos tubos: A I ao trefilado resistncia mnima do ao de 1000 MPa ancoragem em gancho fator de forma mnimo de 40.

    Objetivo: otimizar a capacidade de reforo da fibra para o tubo dado que a resistncia da fibra tem papel preponderante para isto. J foi comprovado em estudos anteriores (CHAMA NETO, FIGUEIREDO, 2003).

  • 26

    Demais exigncias

    A norma admite que surjam fibras aparentes na superfcie externa do tubo, no definindo isto como causa de rejeio do tubo.

    No se admite fibras aparentes na superfcie interna e na ponta do tubo, dado que isto pode comprometer o desempenho do componente.

    Demais exigncias

    Os tubos produzidos com concreto com fibras devero tambm atender a todos os requisitos estabelecidos para o concreto: Permeabilidade Estanqueidade Absoro Tolerncia dimensional.

  • 27

    Comentrios finais

    A norma apresenta uma postura inovadora mas conservadora: Introduz uma nova tecnologia no mercado

    brasileiroO uso do concreto com fibras estar restrito a

    tubos com dimetro nominal igual ou inferior a um metro.Exigncias maiores para o tubo com fibras em

    relao ao armado convencional (carga de fissura carga isenta de dano) Melhor comportamento mecnico Maior durabilidade

    Comentrios finais

    Esta norma uma grande inovao:Foi publicada antes mesmo de se ter uma

    aplicao regular do produto. Introduziu algumas novidades em relao

    normalizao internacional como a exigncia de se controlar a carga mxima ps-fissurao.

  • 28

    Obrigado!

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