ANALYSIS OF THE MECHANICAL PROPERTIES OF ADVANCED CEMENTITIOUS COMPOSITES OF REACTIVE POWDER CONCRETES WITH HYBRIDIZATION OF METAL AND POLYPROPYLENE MICROFIBERS

Abstract

The pursuit of higher quality materials is necessary to ensure the construction durability and performance, increasing comfort and living conditions for users. The advanced cementitious composite of reactive powder concrete (RPC) is a result of this effort, by which the coarse aggregate is replaced with a compacted fine aggregate and integrated with structural microfibers, reducing voids, providing mechanical packing and increasing compressive strength, tensile strength and ductility, in comparison to the conventional concretes. This paper analyzed the physical and mechanical properties of hybrid composites with metal and polypropylene microfibers, with content values of 100%, 75% and 50% of metal fibers and 0%, 25% and 50% of polypropylene fibers, besides the reference composition, with no fibers. The mixtures behavior was evaluated concerning specific gravity, total absorption, void ratio, compressive strength and tensile flexure, and surface abrasion wear, with the aid of scanning electron microscopy (SEM). The results showed improved mechanical properties by the combination of fibers. When evaluating the different percentages of microfibers, it was found that RPC 100/0 showed better properties for the mechanical characterization tests. Regarding material performance in the physical tests, RPC 75/25 displayed reduction of voids and increase of specific gravity, and lesser damages in the surface abrasion test because of its homogeneity and surface density. Keywords: microfiber, reactive powder concrete, durability. RESUMO A busca por materiais de maior qualidade é necessária para garantir a durabilidade e desempenho das construções, aumentado o conforto e condições de moradia para os usuários. Portanto, materiais inovadores com potencial para este fim estão sendo pesquisados. O compósito cimentíceo avançado a base de Concreto de Pós-Reativos (CPR) é resultado deste esforço, onde agregados graúdos são substituídos por agregados miúdos empacotados e com a incorporação de microfibras metálicas, reduzindo vazios, promovendo refinamento dos poros e aumentando a resistência à compressão, tração e ductilidade, quando comparado com os concretos convencionais. Este artigo analisou as propriedades físicas e mecânicas de compostos híbridos com microfibras metálicas e de polipropileno, com os valores de 100%, 75% e 50% de fibras metálicas e 0%, 25% e 50% de fibras de polipropileno, além da mistura referência, sem fibras. O comportamento das misturas foi avaliado em função da massa específica, absorção total e volume de vazios, resistência à compressão e tração na flexão e resistência à abrasão, além da análise da microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados mostraram que as propriedades mecânicas aumentaram com a hibridização das fibras. Quando comparados os diferentes percentuais de microfibras, concluiu-se que o CPR 100/0 apresentou os melhores resultados nos ensaios mecânicos. Com relação ao desempenho das misturas nos ensaios físicos, o CPR 75/25 apresentou uma redução de vazios e aumento da massa específica, e menos defeitos após o ensaio de abrasão, devido à homogeneidade e densidade superficial. Palavras-chave: microfibras, compósitos cimentíceos avançados, durabilidade.