Evaluation of direct shear strength of self-consolidating and conventional concretes

• Published in: Matéria Vol. 26; no. 3
• Main Authors: Pufal, Kellyn Maressa, Savaris, Gustavo, Balestra, Carlos Eduardo Tino, Dalposso, Gustavo Henrique, Garcia, Sergio Luis González
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Laboratório de Hidrogênio, Coppe - Universidade Federal do Rio de Janeiro; em cooperação com a Associação Brasileira do Hidrogênio, ABH2 2021
• Subjects: CONSTRUCTION & BUILDING TECHNOLOGY; MATERIALS SCIENCE, MULTIDISCIPLINARY; METALLURGY & METALLURGICAL ENGINEERING; Direct shear; Shear Stress; Cisalhamento direto; Self-consolidating concrete; Concreto autoadensável; Resistência; Engrenamento; Interlock; Strength; Tensões cisalhantes
• DOI: 10.1590/s1517-707620210003.13036
• ISSN: 1517-7076

ABSTRACT The self-consolidating concrete presents properties that improve the constructive process, it has the main characteristic of flowing under its own weight and completely filling the formwork, without the need of compaction. However, the uncertainty about its shear strength, due to the differences in coarse aggregate volume and size of this concrete compared to conventional vibrated concrete, is one of the main barriers to its acceptance. Self-consolidating concrete mixtures requires generally the reduction of coarse aggregate content and addition of fines materials to obtain flowability and the reduction of particles size directly influences the mechanism of aggregate interlock. In this work, two concrete mixtures, conventional and self-consolidating, were used for casting test specimens, submitted to the direct shear test, in order to evaluate the direct shear strength of these concretes. The results showed a reduction of the shear strength for the self-compacting concrete, attributed to the use of coarse aggregate with smaller particle size, the reduced volume of coarse aggregate and the larger fines content in the mixture. The experimental results were compared with equations proposed in the literature, demonstrating that for self-consolidating concrete these equations underestimate the ultimate shear strengths. Thus, this work contributes to the formation of a database aiming the establishment of equations to estimate self-consolidating concrete shear strength. RESUMO O concreto autoadensável apresenta propriedades que aperfeiçoam o processo construtivo e a sua principal característica é a capacidade de escoamento por ação de seu peso próprio e preenchimento das formas sem a necessidade de adensamento mecânico. Entretanto, incerteza sobre sua resistência ao cisalhamento, devido à diferenças no volume e dimensões do agregado graúdo em relação ao concreto vibrado convencional, é uma das principais barreiras em sua aceitação. Dosagens de concreto autoadensável requerem geralmente a redução do volume de agregado graúdo e a adição de materiais finos, para aumento da fluidez, e a utilização de agregados graúdos com menor granulometria, o que influencia diretamente no mecanismo de engrenamento dos agregados. Neste trabalho, duas misturas de concreto, convencional e autoadensável, foram utilizadas para moldagem de corpos de prova, submetidos ao ensaio de cisalhamento direto, visando avaliar a resistência ao cisalhamento direto destes concretos. Os resultados demonstraram uma redução da resistência ao cisalhamento no concreto autoadensável, atribuída à utilização de agregado graúdo de menor granulometria e em menor volume, combinada com o aumento de teor de finos na mistura. Os resultados experimentais foram comparados com equações propostas na literatura, verificando-se que para o concreto autoadensável estas equações subestimam as resistências últimas ao cisalhamento. Assim, este trabalho contribui para a formação de um banco de dados visando estabelecer equações para estimar a resistência do concreto autoadensável.