Comparison between steel fibers and carbon fibers in concrete

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v13i1.44641

Keywords:

Steel fibers; Carbon fibers; Use of fibers; Structural reinforcement.

Abstract

The construction industry constantly seeks to improve its techniques, driven by new technologies. In this context, composite materials gain prominence. Materials such as carbon fibers and steel fibers are used to increase the mechanical resistance of structures without changing other parameters such as self-weight. This article sought to analyze and compare the use of steel fibers and carbon fibers as structural reinforcement in civil construction. Furthermore, the research sought to show the use and potential of fibers in concrete. For this, a narrative review methodology of works already carried out and published on the topic was used, in order to obtain the maximum amount of information applied on this subject. Soon after, a comparison was made of the aspects of both materials, as well as their viability and their expression of results. Thus, it was possible to point out the individual characteristics and demonstrate the functionalities of each of the fibers, for different types of works. The comparison between carbon fibers and steel reveals that, although both present improvements, steel fiber offers more agility due to easy workability and better cost-benefit, in addition to the fact that its presence on the market is more common compared to carbon fibers.

References

Araújo, S. K. de; Clivatti, N.; Mendes, A. P. (2016) Análise da eficiência de compósitos de fibra de carbono utilizados como reforço estrutural em pilares esbeltos de concreto armado. Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) na engenharia civil. Universidade Tecnológica Federal do Paraná.

Araújo, T. T., & Junior, W. N. S. (2018). Reforço estrutural em fibra de carbono para estruturas de concreto armado. 6° Conferência sobre patologia e reabilitação de edifícios. https://www.nppg.org.br/patorreb/files/artigos/80533.pdf

Aves, K. L. D. O. (2020). Análise da viabilidade da fibra de carbono como reforço estrutural. Trabalho de Conclusão de Curso (TCC). Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA).

Barros, A. R. (2009). Avaliação do comportamento de vigas de concreto auto-adensável reforçado com fibras de aço. http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/riufal/392

Beber, A. J. (2003). Comportamento estrutural de vigas de concreto armado reforçadas com compósitos de fibra de carbono. Tese em doutorado em engenharia. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. http://hdl.handle.net/10183/2974

Bentur, A., & Mindess, S. (2007). Fibre Reinforced Cementitious Composites. London and New York: Modern Concrete Technology Series, 601 p. (2a ed.).

Braz, M. C. A., & Nascimento, F. B. C. (2015). Concreto reforçado com fibras de aço. Ciências exatas e tecnológias, 3(1), 43-56. https://periodicos.set.edu.br/fitsexatas/article/view/2638/1528

Daniel, M. I. & Ishai, O (2006). Engineering mechanics of composite materials. Oxford University Press. (2a ed.).

Dias, R. (2018). Comparação da determinação da tenacidade do concreto reforçado com fibras de aço por meio do ensaio de abertura por encunhamento e da ASTM C1609. Dissertação de mestrado. Universidade Federal de Uberlândia. Recuperado de https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/21114

Ferrari, V. J. (2007). Reforço à flexão de vigas de concreto armado com manta de polímero reforçado com fibras de carbono (PRFC) aderido a substrato de transição constituído por compósito cimentício de alto desempenho. (Doctoral dissertation, Universidade de São Paulo). https://doi.org/10.11606/T.18.2007.tde-03102007-095413

Figueiredo, A. D. (2005). Concreto com fibras. Instituto Brasileiro do Concreto. https://www.researchgate.net/profile/Antonio-Figueiredo-12/publication/293811669_Concreto_com_fibras/links/56bb6b1008ae2481ab6abc4f/Concreto-com-fibras.pdf

Figueiredo, A. D. (2011). Concreto reforçado com fibras Tese de Livre Docência, Escola Politécnica, Universidade de São Paulo. https://doi.org/10.11606/T.3.2012.tde-18052012-112833

Fortes, A. S. (2000). Vigas de concreto armado reforçadas com fibras de caborno. Dissertação de mestrado. Universidade Federal de Santa Cantarina. Recuperado de https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/78159

Galvão, M. C. B., & Ricarte, I. L. M. (2019). Revisão sistemática da literatura: conceituação, produção e publicação. Logeion: Filosofia da informação, 6(1), 57-73.

Góis, F. A. P. (2010). Avaliação experimental do comportamento de concreto fluido reforçado com fibras de aço: Influência de forma e da fração volumétrica das fibras nas propriedades mecânicas do concreto. Dissertação de mestrado. Universidade Federal de Alagoas. Recuperado de http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/riufal/399

Menacker, E. F. (2021). Reforço estrutural com fibra de carbono em estrutura de concreto armado. Dissertação de mestrado. Universidade São Judas Tadeu.

Montanari, N., & Gonçalves, E. P. (2017). Fibras de carbono na construção civil. Revista Univap, 22(40), 515.

Oliveria, S. (2005). Taxa de armadura longitudinal mínima em vigas de concreto de alta resistência com fibras de aço (Doctoral dissertation, Tese Departamento de Engenharia Civil, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro).

Pinheiro, L. M. (2007). Fundamentos do concreto e projeto de edifícios. Universidade de São Paulo, São Carlos.

Santos, V. C. dos; Gonçalves, P. C.; Guimarães, A. G.; Caballer, F. O. (2020). Vigas de concreto reforçado com fibras de aço submetidas à flexão. Revista Eletrônica de Engenharia Civil, 16(1), 01-15. https://doi.org/10.5216/reec.v16i1.50551

Silva, A. P. D. (2023). Modelagem computacional da distribuição e orientação de fibras de aço em CRF. Dissertação de mestrado. Universidade de São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-29082023-104149/publico/AndrePeresdaSilvaCorr23.pdf

Zampieri, L. (2020). Análise da viabilidade técnica do reforço de estrutura de concreto armado empregando polímeros reforçados com fibra de carbono. Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) de engenharia civil. Universidade de Caxias do Sul.

Published

03/01/2024

How to Cite

RIBEIRO, M. G. S.; LOCATELLI, I. G. O. .; SILVA, G. G. D. da; BRUNORO, A.; SOUSA, D. F. de; REIS, D. P. dos; GOMES, R. S. Comparison between steel fibers and carbon fibers in concrete. Research, Society and Development, [S. l.], v. 13, n. 1, p. e1513144641, 2024. DOI: 10.33448/rsd-v13i1.44641. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/44641. Acesso em: 12 nov. 2024.

Issue

Section

Engineerings