The incorporation of fibers on cement composites reduces its fragility, turning it a ductile material. The amount of fibers and its distribution presents a large influence on the composite performance, especially by the fact that it is self-consolidating, which facilitates the fiber distribution. 3D microtomography is an efficient tool for determining the fibers distribution, generating images and creating a representation in three dimensions of the sample. Moreover, the scanning electron microscopy (SEM) can be used to analyze the interaction of fibers with the cement composite. The purpose of this paper is to investigate the application of these techniques to visualize the distribution and interaction of metallic and polypropylene fibers inserted into an advanced cementitious composite, at 3% in volume content. The results presented these techniques’ efficiency in the verification of fibers distribution within the mixture and the absence of flaws in the composition

Keywords: advanced composites, fibers, microtomography, scanning electron microscopy

A incorporação de fibras em compostos cimentícios atenua sua fragilidade, tornando-o um material dúctil. A quantidade e dispersão das fibras exercem grande influência em seu desempenho. O compósito cimentício avançado é autoadensável, o que facilita a distribuição das fibras. A microtomografia 3D é uma ferramenta eficiente para determinação do posicionamento das fibras, gerando imagens sequencialmente, criando uma representação em três dimensões da amostra. Ainda, a microscopia eletrônica de varredura (MEV) pode ser utilizada na análise da interação das fibras com o compósito. O objetivo deste artigo é investigar a aplicação destas técnicas para visualizar a distribuição e a interação de fibras metálicas e de polipropileno inseridas em um compósito cimentício avançado, em teor de 3% em volume. Os resultados comprovaram a eficiência dos métodos, sendo possível verificar a distribuição das fibras dentro da mistura e a inexistência de falhas na composição.

Palavras-chave: compósitos avançados, fibras, microtomografia, microscopia eletrônica de varredura.

This article examines numerically the flexibility influence of support beams in static response and dynamic properties of a symmetric plate formed by massive slabs of reinforced concrete in elastic linear regime, using the Finite Element Method. In the static response the variation of bending mo-ments and displacements are evaluated, which depend on the relationship between the flexibility of the slab and the beam. The evaluation of dynamic properties is held in undamped free vibration, through which the vibration modes and the values of the natural frequencies is obtained, which are compared with the limits of the Brazilian standard code for design of concrete structures. Results show that the response may show great variation due to the change in the relationship between bending stiffness of the slabs and the beams.

Keywords: beams flexibility, massive slabs, static analysis, dynamic analysis

Neste artigo estuda-se numericamente a influência da flexibilidade de vigas de apoio na resposta estática e nas propriedades dinâmicas de um tabuleiro simétrico formado por lajes maciças e vigas de concreto armado, em regime elástico-linear, via Método dos Elementos Finitos. Na resposta estática a variação de momentos fletores e deslocamentos é avaliada, os quais dependem da relação entre a flexibilidade da laje e da viga. A avaliação das propriedades dinâmicas é realizada em vibração livre não amortecida, pela qual se obtêm os modos de vibração e os valores das frequências naturais que são comparadas com os limites da norma brasileira de projeto de estruturas de concreto. Os resultados mostram que a resposta apresenta grande variação devido à alteração da relação entre rigidez à flexão das lajes e vigas

Palavras-chave: flexibilidade de vigas, lajes maciças, análise estática, análise dinâmica..

Abstract

The paper analyzes the two pile caps with partially embedded socket and subject a center load. Three models were experimentally tested, varying the type of conformation of the column and walls of the socket, with a smooth, the other rough, and a monolithic two pile cap, used for reference. The roughening of the column-socket interface was examined with the aim of verifying the difference of the distribution of compressive and tensile stresses in the strut an tie model used for design. The experimental test to show that the two pile caps with conformation rough of the column and walls of the socket, support more load in comparison with two pile caps with smooth of the column and walls of the socket. Both however underperformed the monolithic two pile cap, with values of 66% and 36% respectively.

Keywords: two pile caps, reinforced concrete, foundations

O trabalho analisa o comportamento de blocos sobre duas estacas com cálice parcialmente embutido, submetidos à ação de força centrada. Foram ensaiados experimentalmente três modelos, variando-se o tipo de conformação das paredes dos pilares e do cálice, sendo uma lisa, outra rugosa e um bloco monolítico, utilizado para referência. A rugosidade na interface pilar-cálice foi analisada, com o intuito de verificar a diferença das distribuições dos fluxos de tensões de compressão e tração no modelo de biela e tirante empregado no dimensionamento e, consequentemente, o comportamento estrutural. As análises experimentais constataram que o modelo com conformação rugosa das paredes do cálice e do pilar apresentou capacidade resistente superior ao modelo com conformação lisa. Ambos, porém tiveram desempenho inferior ao bloco.

Palavras-chave: blocos sobre duas estacas, concreto armado, fundações..

This paper presents the results from a parametric study carried in order to quantify how far errors in the design stage related to the consideration of the wind action may put at risk the response and safety of reinforced concrete buildings. Using an architectural model as reference and varying the number of floors of the building, the structural safety was evaluated as a function of the wind action intensity. Results showed that even for low-rise buildings, with 10 floors, ignoring the wind action can significantly jeopardize their behaviour and safety. Yet, for slenderer buildings, up to 30 floors, it can lead to catastrophic results, as the ruin of the structure by progressive collapse.

Keywords: wind, columns, reinforced concrete, buildings

Este artigo apresenta os resultados de um estudo paramétrico realizado com o objetivo de quantificar o quanto erros na etapa de projeto relacionados com a consideração da ação do vento podem comprometer a resposta em serviço e a segurança de edifícios de concreto armado. Usando-se um modelo arquitetônico como referência e variando-se o número de pavimentos do edifício, a segurança estrutural foi avaliada como uma função da intensidade da ação do vento. Os resultados mostraram que mesmo para edifícios baixos, com 10 pavimentos, a desconsideração da ação do vento pode comprometer significativamente o comportamento e a segurança e que no caso de edifícios mais esbeltos, com até 30 pavimentos, pode levar a resultados catastróficos, como a ruína da estrutura através de colapso progressivo.

Palavras-chave: vento, pilares, concreto armado, edifícios.

Abstract

The durability of reinforced concrete structures is highly dependent on the characteristics of the concrete cover to reinforcement and its thickness. The failure to obtain cover thickness is the factor with the largest influence on the premature corrosion of the reinforcement, which in turn is the main deterioration form of reinforced concrete structures. Studies indicate that the designed cover is not reached in the current constructions that adopt this structural solution, configuring a chronic, and not a sporadic problem. One of the observed causes for the failure in obtaining the minimum standardized cover is the incorrect use of spacers and the use of inadequate spacers. This is made more serious by the absence of a Brazilian standard to regulate the product and its use and, consequently, the absence of a quality certification from the responsible regulating agency. Focusing on spacers, requirements and performance criteria were proposed, in addition to methods for their assessment, with most being taken and adapted from international standards. Subsequently, some spacers available on the market were effectively tested according to the proposed methodology. No spacer model proved to be satisfactory according to the established performance approach. However, for each criteria and assessment methods proposed, there was, at least, one spacer model at the market which satisfied them, so it can be said that the criteria and methods are suitable for spacers performance evaluation. Faced with the performance diversity of the spacer models on offer, the need for a regulatory Brazilian standard for this product was confirmed in order to delimit the quality of spacers available on the market and to eliminate this variable as one of the causes for not obtaining the correct covering.

Keywords: concrete cover, cover to reinforcement, spacers, performance, reinforced concrete

A durabilidade de estruturas de concreto armado é altamente dependente das características do concreto de cobrimento das armaduras e sua espessura. O fracasso na obtenção do cobrimento é o fator de maior influência na corrosão prematura de armaduras que, por sua vez, é a principal forma de deterioração de estruturas de concreto armado. Pesquisas indicam que o cobrimento projetado não tem sido alcançado nas atuais obras que adotam esta solução estrutural, tratando-se de um problema crônico e não esporádico. Uma das causas observadas para falha na obtenção do cobrimento mínimo normalizado é o uso incorreto de espaçadores e a utilização de espaçadores inadequados. Isso se agrava pela falta de uma norma brasileira que regulamente o produto e seu uso e, consequentemente, a falta de certificação de qualidade pelo órgão responsável. Tendo como foco os espaçadores, foram propostos requisitos e critérios de desempenho, assim como métodos para avaliação dos mesmos, sendo a maioria compilada e adaptada de normas internacionais. Em seguida, alguns espaçadores disponíveis no mercado foram efetivamente testados segundo a metodologia proposta. Nenhum modelo de espaçador provou-se satisfatório segundo a abordagem de desempenho estabelecida. Entretanto, para cada um dos critérios e métodos de avaliação propostos houve pelo menos um modelo de espaçador do mercado que os satisfez, de modo que se pode afirmar que os critérios e métodos são adequados para avaliação de desempenho de espaçadores. Diante da diversidade de modelos e de desempenho dos espaçadores ofertados, ficou comprovada a necessidade de uma norma brasileira regulamentadora para este produto, a fim de balizar a qualidade dos espaçadores disponíveis no mercado e eliminar esta variável das causas da não obtenção do correto cobrimento

Palavras-chave: cobrimento, espaçadores, desempenho, concreto armado

Abstract

In recent years, the construction of foundation elements from large-volume reinforced concrete is becoming increasingly common. This implies a potential increase in the risk of cracks of thermal origin, due to the heat of hydration of cement. Under these circumstances, these concrete elements need to be treated using the mass concrete theory, widespread in dam construction, but little used when designing buildings. This paper aims to present a case study about the procedures and problems involved in the construction of a spread footing with a volume of approximately 800m³ designed for the foundation of a shopping center in São Paulo, Brazil.

Keywords: mass concrete, foundations, monitoring, temperature, cracking.

Atualmente, tem sido cada vez mais comum a concepção de elementos de fundações em concreto armado de grandes volumes. Essa situação, geralmente implica num aumento potencial do risco do surgimento de fissuras de origem térmica, devido ao calor de hidratação do cimento. Nessas circunstâncias, tais elementos precisam ser tratados no enfoque da teoria referente ao concreto massa, muito difundida em barragens, mas ainda pouco utilizada no projeto de estruturas de edificações. Neste breve contexto, este artigo apresenta um estudo de caso contemplando os procedimentos e problemas envolvidos na concepção e execução de uma sapata de fundação com cerca de 800m³ projetada para a fundação de um Shopping Center na cidade de São Paulo, SP.

Palavras-chave: concreto-massa, fundações, monitoramento, temperatura, fissuração

Abstract

The use of self-compacting concrete in civil construction industry presents various advantages, since the material shows adequate workability during fresh state. When fiber reinforcement is used, there are changes in its behavior that require attention. This study aimed to evaluate the applicability of rheological tests and the correlation between its results and those obtained with regular tests used to control SCCs. In that sense, different mixtures of SCC with different steel fiber contents were produced in order to be analyzed in the experimental program described. Rotational rheology tests and slump flow and L-box tests were performed. The results showed that slump flow test did not present good correlations with rheological parameters. On the other hand, this test was able to point out the risk of segregation of the mixtures with higher fiber contents. A good correlation was obtained between the L-box test results and rheological parameters. The L-box was also able to show loss in the passing ability of SCC related to the rise of plastic viscosity and yield stress. These tests also presented a good correlation with the rheological parameters when lower fiber contents were used. Although the rheometry test was unable to evaluate these problems, this kind of test gave more objective and reliable data on variations in rheological parameters related to the increase of fiber content, and proved to be a more reliable test to this kind of application, especially when applied together with the conventional tests.

Keywords: self-compacting concrete, steel fibers, l box, slump flow, rheology.

O uso de concreto autoadensável na construção civil apresenta várias vantagens, desde que o material apresente trabalhabilidade adequada no estado fresco. Quando é utilizado o reforço com fibras, há alterações em seu comportamento que devem ser observadas. Este estudo buscou avaliar o potencial de aplicação de ensaios reológicos e a relação entre os parâmetros obtidos e ensaios comumente utilizados para aceitação de CAAs. Comparando os resultados da reometria rotacional com o de ensaios convencionais.Para isso, foram elaboradas misturas de CAA com fibras de aço em diferentes teores. Realizou-se ensaio de reometria rotacional, além dos ensaios de slump flow e Caixa L. Os resultados mostraram que o ensaio de espalhamento não mostrou boas correlações com os parâmetros reológicos medidos, e apontou segregação dos concretos com maior teor de fibras. O ensaio de caixa L obteve boa correlação com os dados fornecidos pelo reômetro, demonstrando perda na habilidade passante em função do aumento da viscosidade plástica e tensão de escoamento, especialmente para baixos teores de fibras, mas apresentou travamento para grandes quantidades de fibras. E o ensaio de reometria forneceu dados mais objetivos sobre variação nos parâmetros reológicos, obtendo informações confiáveis mesmo para maiores teores de fibras, mostrando-se um ensaio bastante completo para este tipo de aplicação.

Palavras-chave: concreto autoadensável, fibras de aço, caixa l, espalhamento, reologia

Abstract

Sewage sludge originated from the process of treatment of wastewater has become an environmental issue for three main reasons: contains pathogens, heavy metals and organic compounds that are harmful to the environmental and human health; high volumes are daily generated; and shortage of landfill sites for proper disposal. This research deals with the viability study of sewage sludge utilization, after calcination process, as mineral admixture in the production of concrete. High-performance concretes were produced with replacement content of 5% and 10% by weight of Portland cement with sewage sludge ash (SSA). The influence of this ash was analyzed through physical and mechanical tests. Analysis showed that the mixtures containing SSA have lower values of compressive strength than the reference. The results of absorptivity, porosity and accelerated penetration of chloride ions, presents that mixtures containing ash showed reductions compared to the reference. This indicates that SSA provided refinement of the pore structure, which was confirmed by mercury intrusion porosimetry test.

Keywords: sewage sludge ash, heavy metals, high-performance concrete, properties.

O lodo de esgoto, proveniente do tratamento da fase líquida dos esgotos domésticos se tornou uma preocupação ambiental por três motivos principais: possui em sua composição patógenos, metais pesados e compostos orgânicos que são nocivos à saúde humana e ao meio ambiente; grandes volumes são gerados diariamente; e escassez de espaços para dispô-lo de forma adequada. A presente pesquisa tem por objetivo avaliar a possibilidade de aproveitamento deste resíduo, após processo de calcinação, como adição mineral na produção de concretos. Foram produzidos concretos de alto desempenho com teores de substituição de 5% e 10%, em massa, de cimento Portland por cinza de lodo de esgoto (CLE). Para avaliar a influência da cinza foram realizados ensaios físicos e mecânicos. Os resultados mostraram que as misturas contendo CLE apresentaram resistência à compressão inferior à referência. Em relação à absortividade, porosidade e penetração acelerada por íons cloreto, as misturas contendo cinza apresentaram reduções comparadas à referência, indicando que a CLE proporcionou refinamento da estrutura de poros comprovado pela porosimetria por intrusão de mercúrio.

Palavras-chave: cinza de lodo de esgoto, metais pesados, concreto de alto desempenho, propriedades