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ISSN 1983-4195

VOL.3 - Num. 4 - december/2010
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PAPERS - ARTIGOS
Influence of curing procedures and porosity in the flexural resistance of concretes for paving
Influência do método de cura e da porosidade na resistência à tração na flexão de concretos para pavimentação
  Full Paper: Trabalho Completo:
  T.C. CERVO, J.T. BALBO, M. BADAWY, A.A. SEVERI
  Abstract

Flexural strength of high performance concrete submitted to several non-standard curing conditions was evaluated through bending tests on beams in order to allow comparisons among different curing procedures. The moist curing process resulted more effective than curing by chemical products leading to membrane formation over concrete surface; moreover, flexural strength of high strength concrete was increased when saturated specimens were tested, whereas conventional concrete flexural strength decreased when submitted to the same conditions. Such results were explained on the basis of concrete porosity with the support of air permeability tests. Results explained differences between the behavior of conventional and high strength concrete when water fills the specimen pores. As recommendation, high strength concrete specimens shall not be tested in bending in saturated condition under the risk of overestimation of flexural resistance.

Keywords: flexural strength, curing, porosity

  Resumo

Um concreto de elevada resistência recebeu diferentes tipos de cura em laboratório e testes de resistência à tração na flexão permitiram comparar os resultados devidos aos diferentes processos de cura. A cura úmida resultou bem mais eficiente que a cura com aspersão de produto químico formando membrane sobre a superfície do concreto.; mais importante, a resistência à flexão dos concretos de elevada resistência aumentou quando o corpo de prova estava saturado enquanto que para concretos convencionais de pavimentação essa resistência diminuiu com a saturação das amostras. Com base em testes de permeabilidade ao ar para ambos os concretos, buscou-se explicar a natureza do fenômeno encontrado, considerando as gritantes diferenças na estrutura de poros de ambos os concretos. Como principal recomendação, a medida de resistência à tração na flexão para concretos de elevada resistência não deve ser realizada com amostras saturadas dados os resultados irreais encontrado

Palavras-chave: resistência à tração na flexão; cura; porosidade.

 
Tactile-floor hydraulic tile with addition of residue improvement dimension stones
Ladrilho hidráulico piso tátil com adição de resíduo de beneficiamento de rochas ornamentais
  Full Paper: Trabalho Completo:
  A. S. REIS, F. A. TRiSTÃO
  Abstract

The hydraulic tile is a cement material produced in a handmade way, pressed, composed by three layers. With the coming of sidewalks adaptation in accessibility patterns, the tactile-floor tile hydraulic was developed to constitute the floor strip of alert for vision disabled people. The work has the objective to develop the mix design of the tile containing hydraulic binder with addition of granite residue. Properties analyzed: water absorption, rupture load, flexural modulus and wear by abrasion test. It was verified that the addition of residue to the tile, that it acted as a filler, promoted improvements in the analyzed properties; which makes the addition of granite residue an alternative technically feasible for the use in sidewalks and also a contribution to the sustainable development of the sector of granite improvement.

Keywords: tactile-floor tile hydraulic, residue improvement dimension stone, accessibility, sustainability, recycling.

  Resumo

O ladrilho hidráulico é um material cimentíceo produzido de forma artesanal, prensado, composto de três camadas. Com o advento da adaptação de calçadas em padrões de acessibilidade, foi desenvolvido o ladrilho hidráulico piso tátil para constituir a faixa de piso de alerta para deficientes visuais. O trabalho tem como objetivo desenvolver a dosagem do ladrilho contendo aglomerante hidráulico com adição de resíduo de granito. Foram analisadas as propriedades: absorção de água, carga de ruptura, módulo de resistência à flexão e a resistência ao desgaste por abrasão. Foi verificado que a adição do resíduo ao ladrilho, que agiu como um fíler, promoveu melhorias nas propriedades analisadas, o que faz com que a adição de resíduo de granito seja uma alternativa tecnicamente viável para uso em calçadas e contribua para o desenvolvimento sustentável do setor de beneficiamento de granito.

Palavras-chave: ladrilho hidráulico piso tátil, resíduo de beneficiamento de rochas ornamentais, acessibilidade, sustentabilidade, reciclagem

 
From prescription to performance: international trends on concrete specifications and the Brazilian perspective
Da prescrição à especificação de concreto por desempenho: tendências internacionais e a perspectiva brasileira
  Full Paper: Trabalho Completo:
  J. TANESI , M. G. DA SILVA, V. GOMES, G. CAMARINI
  Abstract

There are two types of specifications: prescriptive and performance based. The prescriptive specifications focus on materials properties, materials proportions, mixing and transporting procedures and on a variety of processes, such as placing and curing. In these specifications, the concrete desired performance it is not necessarily described. On the other hand, performance specifications stipulate what is required from the product and do not prescribe how the product should be produced. In other words, they focus on the desired performance rather than on the concrete ingredients, materials selection, proportioning or construction methods. These are the responsibility of those individuals who contractually have to comply with the specifications. In this case, concrete is defined in terms of measurable fresh and hardened properties and durability and as there are no restrictions regarding materials and their proportions in the performance specifications, innovative solutions may be used in order to achieve the performance requirements. Currently, most concrete specifications are predominantly prescriptive with some performance requirements. Nevertheless, there is a consensus that in order to extend the service life of concrete structures, this has to be changed. This paper gives an overview of the international specifications and describes the international efforts on the performance specification implementation in the concrete industry.

Keywords: specification; performance, concrete; durability.

  Resumo

Há dois tipos de especificações: prescritivas e por desempenho. As especificações prescritivas focam nas características das matérias-primas, na dosagem do concreto, na mistura e no transporte e numa grande variedade de operações, tais como lançamento e cura. Nestas especificações, o desempenho desejado do concreto não é necessariamente descrito. Por outro lado, as especificações por desempenho estipulam o que se requere do produto e não prescrevem como o produto deve ser produzido. Em outras palavras, elas focam no desempenho desejado ao invés de focarem nos materiais constituintes, dosagem e métodos construtivos. Esses aspectos são responsabilidade daqueles individuos que devem cumprir contratualmente com as especificações. Em contraste, as especificações por desempenho tratam daquilo que se requer do produto, e não prescrevem como esse produto deve ser produzido. Em outras palavras, ao invés de partirem dos materiais que compõem o concreto, partem do desempenho desejado, em termos de suas propriedades mensuráveis no estado plástico,endurecido e em termos de durabilidade, deixando a seleção dos materiais, a dosagem e os métodos construtivos a cargo daqueles que, contratualmente, devam atender às especificações. Nesse caso, como não há restrições dos materiais ou de suas proporções, soluções mais inovadoras podem ser usadas. Atualmente, a maioria das especificações de concreto é predominantemente prescritiva com alguns aspectos de desempenho. No entanto, há um consenso de que essa realidade deve ser mudada para um aumento de vida útil das estruturas. Esse artigo apresenta um panorama das especifica- ções internacionais e descreve os esforços internacionais para a implementação de especificações por desempenho na indústria do concreto.

Palavras-chave: especificações; desempenho; concreto; durabilidad

 
The Effect of High Temperatures on Concrete Compression Strength, Tensile Strength and Deformation Modulus
Efeito de altas temperaturas na resistência à compressão, resistência à tração e módulo de deformação do concreto
  Full Paper: Trabalho Completo:
  A. A. A. DE SOUZA, A. L. MORENO JR
  Abstract

This paper has as a goal to present the results of experimental investigations on the behavior of concrete when submitted to high temperatures. A concrete of common utilization in our region, with cement and usual aggregates mixed in usual proportions (mix), was submitted to temperatures of 300ºC, 600ºC and 900ºC, in order to assess probable variations in its compression strength, tensile strength and deformation module. The effect of rapidly cooling concrete, usual in fire fighting, was assessed; a few test bodies submitted to high temperatures were rapidly cooled and others were slowly cooled (to room temperature). The probable recovery of the mechanical properties under investigation following concrete rehydration – after a possible reduction from the effects of the high temperatures applied – was also assessed; test bodies were submitted to high temperatures and cooled slowly; a few were immersed in water and others were wrapped up in plastic film and then evaluated in relation to the researched properties for concrete ages of 28, 56, 112 and 224 days after slow cooling. Upon finishing this work, important results on the effect of high temperatures on concrete mechanical properties were obtained, thus providing a major contribution for the recovery design of structures that had been subject to fire.

Keywords: concrete, fire, mechanical propeties.

  Resumo

Este trabalho teve como objetivo a investigação experimental do comportamento do concreto quando submetido a elevadas temperaturas. Um concreto de utilização comum em nossa região, com cimento e agregados usuais, misturados em proporções também usuais (traço), foi submetido a temperaturas de 300 °C, 600°C e 900 °C , de maneira a se avaliar prováveis alterações na resistência à compressão, na resistência à tração e no módulo de deformação deste concreto. O efeito do resfriamento rápido do concreto, usual em intervenções de combate a incêndios, foi avaliado; alguns dos corpos-de-prova submetidos às altas temperaturas estipuladas foram resfriados rapidamente e outros foram resfriados lentamente (ao ambiente). A recuperação provável das propriedades mecânicas analisadas, com a reidratação do concreto – com possível redução após o efeito das altas temperaturas aplicadas - também foi avaliada; corpos-de-prova submetidos às altas temperaturas estipuladas e resfriados lentamente, foram parte imersos em água e parte envoltos em filme plástico e a seguir, cada parte correspondente foi avaliada, em relação às propriedades do concreto pesquisadas, para as idades do concreto de 28, 56, 112 e 224 dias após o resfriamento lento. Ao final deste trabalho, importantes resultados sobre o efeito de altas temperaturas nas propriedades mecânicas do concreto puderam ser obtidos; contribuindo, em muito, para o estabelecimento de parâmetros para o projeto de recuperação de estruturas submetidas ao efeito do fogo.

Palavras-chave: concreto, altas temperaturas, propriedades mecânicas, reidratação

 
Numerical Modeling of Steel-Concrete Composite Beams
Modelagem numérica de vigas mistas aço-concret
  Full Paper: Trabalho Completo:
  L. R. MARCONCIN, R. D. MACHADO. M. A. MARINO
  Abstract

The use of composite structures is increasingly present in civil construction works. Steel-concrete composite beams, particularly, are structures consisting of two materials, a steel section located mainly in the tension region and a concrete section, located in the compression cross sectional area , both connected by metal devices known as shear connectors. The main functions of these connectors are to allow for the joint behavior of the beam-slab, to restrict longitudinal slipping and uplifting at the elements interface and to take shear forces. This paper presents 3D numerical models of steel-concrete composite beams to simulate their structural behavior, with emphasis on the beam-slab interface. Simulations were carried out using version 10.0 ANSYS code, based on the Finite Element Method. The results obtained were compared with those provided either by Standards or found in the literature, and such comparison demonstrated that the numerical approach followed is a valid tool in analyzing steelconcrete composite beams performance.

Keywords: composite beams, shear connectors, numerical modeling, finite element (EF).

  Resumo

A utilização de estruturas mistas está cada vez mais presente nas obras de Engenharia Civil. As vigas mistas, em particular, são estruturas compostas por dois materiais, um perfil metálico, situado em região predominantemente tracionada, e uma seção de concreto, situada em região predominantemente comprimida, ligados entre si através de dispositivos metálicos denominados de conectores de cisalhamento. As funções principais dos conectores são: permitir o trabalho solidário da laje-viga, restringir o escorregamento longitudinal e o deslocamento vertical na interface dos elementos e, absorver forças de cisalhamento. Nesse contexto, apresentam-se neste trabalho, modelos numéricos tridimensionais de vigas mistas aço-concreto, com a finalidade de simular o seu comportamento estrutural, enfatizando a interface laje-viga. As simulações foram feitas através do software ANSYS versão 10.0, que tem como base o Método de Elementos Finitos. Os resultados obtidos foram comparados com os previstos por norma e com referências encontradas na revisão bibliográfica, verificando-se que a modelagem numérica é uma ferramenta válida para a análise de vigas mistas aço-concreto.

Palavras-Chave: vigas mistas, conectores de cisalhamento, modelagem numérica, elementos finitos (EF)

 
Assessment of the Type of Aggregates and Rehydration on Concrete Submitted to High Temperatures
Avaliação do tipo de agregado e da reidratação Do concreto submetido à elevadas temperaturas
  Full Paper: Trabalho Completo:
  A. A. A. DE SOUZA, A. L. MORENO JR
  Abstract

The behavior of concrete under fire is being studied by a group at the Structures and Civil Engineering Laboratory of the Civil Engineering, Architecture and Urbanism College in UNICAMP. This work presents an investigation on the loss of mechanical strength of different concrete mixes after submitted to high temperatures and on the influence of rehydration. Mixtures were prepared with three different aggregates: expanded clay, basalt and limestone. Test bodies were submitted to temperatures of 300 ºC and 600 ºC under the same heating rate as that of Curve ISO-834 (1999). After heat treatment, some of the test bodies were rehydrated in air, some were immerged in water and others were wrapped up in plastic film during 28, 56 and 112 days. At these ages, concretes were evaluated in relation to compression strength, tension strength and modulus of elasticity, therefore providing an assessment of the influence of the aggregate type and rehydration on the recovery of mechanical strength.

Keywords: concrete, high temperatures, mechanical properties, rehydration .

  Resumo

O efeito do comportamento do concreto perante o fogo está sendo estudado por um grupo formado no Laboratório de Estruturas e Construção Civil da Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo da UNICAMP. Este trabalho apresenta uma investigação sobre a perda de resistência mecânica ocorrida em diferentes misturas de concreto depois de submetidas a temperaturas elevadas, bem como, uma investigação da influência da reidratação. As misturas foram preparadas com três diferentes agregados: argila expandida, basalto e calcário. Os corpos-de-prova C, obedecendo a mesma taxa de 300 ºC e 600 ºC foram submetidos às temperaturas de 300 aquecimento da Curva ISO-834 (1999). Após o tratamento térmico, parte dos corpos-de-prova foram reidratados ao ar, outra parte foi imersa em água e outros envolvidos em filme plástico durante 28, 56 e 112 dias. Nestas idades os concretos foram caracterizados em relação à resistência à compressão, resistência à tração e módulo de elasticidade e assim uma avaliação da influência do tipo de agregado e da reidratação na recuperação da resistência mecânica pôde ser feita.

Palavras-Chave: concreto, altas temperaturas, propriedades mecânicas, reidratação

 
Utilization of the ultrasonic method to evaluate the properties of high performance concrete
Utilização do método ultra-sônico para avaliação da performance do concreto de alto desempenho.
  Full Paper: Trabalho Completo:
  B. M. TORALLES-CARBONARI, S. H. CAVALARO, J. C. MENDES CASTANHA, P. A. G. GUACELLI, C. CATISTE SILVA
  Abstract

The present paper deals with the utilization of the ultrasonic method to evaluate the properties of high performance concrete. The compressive strength and the elasticity module of the concrete are evaluated. A comparative study was performed with the results obtained in the test with the ultrasonic method and in the test with strain gages. The latter were then compared with the elastic module estimated in accordance with the CEB 90 [1] and the NBR 6118 [2] equations. The study shows that test with the ultrasonic method is sensible to variations in the mechanical properties of concrete. Furthermore, the comparative study showed that the elasticity module of concrete may be estimated indirectly by the ultrasonic pulse velocity.

Keywords: ultrasonic pulse velocity; high performance concrete; mechanical properties; non-destructive tests.

  Resumo

O presente trabalho trata da utilização do método ultra-sônico para avaliar a desempenho do concreto de alto desempenho. As propriedades mecânicas avaliadas foram a resistência à compressão e o módulo de elasticidade. Com respeito ao módulo, foi feito um estudo comparativo entre os resultados obtidos com o aparelho de ultra-som e com extensômetros colados. Os resultados obtidos em ambos os ensaios foram também contrastados com os valores previstos de acordo com o CEB 90 [1] e a NBR 6118 [2]. Através desse estudo se verificou que as leituras realizadas com o método ultra-sônico são sensíveis às variações das propriedades mecânicas. Por outro lado, a análise comparativa do módulo de elasticidade mostrou que é possível estimar o seu valor por meio dos resultados obtidos com o aparelho de ultra-som

Palavras-Chave: ultra-som; concreto de alto desempenho; propriedades mecânicas; ensaios não destrutivos