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Resumo Este artigo tem por objetivo apresentar uma investigação do processo de dispersão de suspensões aquosas com nanocelulose cristalina (NCC) para fabricação de compósitos cimentícios reforçados com microcelulose cristalina (MCC) e fibras de polipropileno (FPP). Inicialmente foram caracterizadas as soluções aquosas com nanocelulose com diferentes teores de surfactante (Pluronic F-127) quanto à qualidade da dispersão, por meio do espalhamento dinâmico de luz, potencial zeta e espectroscopia UV-Vis, para determinar o teor ideal de surfactante. Em seguida, as suspensões aquosas foram adicionadas à mistura cimento-areia para preparação dos compósitos. As propriedades no estado fresco e endurecido foram investigadas em cada um dos teores de adição combinados. O teor ótimo de Pluronic para dispersar a nanocelulose foi de 40% em relação à massa dela. Verificou-se redução da trabalhabilidade nas amostras. Os compósitos do traço 1 (0,3% FPP, 0,5% MCC e 0,3% NCC), quanto ao desempenho mecânico, apresentaram incrementos em torno de 17% de resistência à compressão aos 56 dias e de 18% no módulo de elasticidade, e de aproximadamente 7% na resistência à tração na flexão aos 28 dias. Abstract This paper aims to investigate the dispersion process of aqueous suspensions with crystalline nanocellulose (NCC) for the production of cementitious composites reinforced with crystalline microcellulose (MCC) and polypropylene fibers (FPP). Initially, aqueous solutions with nanocellulose with different levels of surfactant were characterized in terms of dispersion quality through dynamic light scattering, zeta potential and UV-Vis spectroscopy, aiming to determine the ideal surfactant content. Subsequently, the aqueous suspensions were added to the cement/sand mixture to prepare the composites. The properties in the fresh and hardened states were investigated for each addition level. The optimal content of Pluronic to disperse the nanocellulose was 40% in relation to its mass. The results showed a reduction in the workability of the samples. In terms of mechanical performance, the composites of recipe 1 (0.3% FPP, 0.5% MCC and 0.3% NCC) showed increases of around 17% in compressive resistance at 56 days, 18% in elasticity modulus and around 7% in tensile strength in flexion at 28 days.

Self-compacting concrete (SCC) is a material with high workability and moderate viscosity when compared to conventional concrete. Due to its advantages, the SCC has been investigated in the last decades and the research studies the use of new components in its structure and the search for the improvement of its performance, both in the fluid and in the hardened state. The goal of this study was to evaluate the behavior of self-compacting mortars with limestone filler and with the addition of sugarcane bagasse ash (SBA) partially replacing the small aggregate. To reach this goal, initially, a rate of replacement of natural sand by SBA was set. Afterwards, slump-flow and funnel-V tests were carried out in order to check the behavior of the mortars in the fresh state. After checking the behavior of the mortars in their fresh state, the different mix proportions that achieved the best aspects of fluidity and viscosity was selected, and, for self-compacting mortars, specimens were molded to determine tensile strength at 28 days, and compressive strength at 7 and 28 days. The experimental analyses demonstrated an increase in viscosity and reduction in fluidity with increasing content of limestone filler, facilitating the obtaining of self-compacting mortars. Regarding the performance of the material in the hardened state, the mortars showed a slight increase in tensile and compressive strength due to the filler effect of fines. It was possible to replace 40% of the small aggregate with SBA. Resumo O concreto autoadensável (CAA) é um material que apresenta alta trabalhabilidade e moderada viscosidade quando comparado ao concreto convencional. Em função de suas vantagens, nas últimas décadas, o CAA vem sendo investigado e as pesquisas abordam a utilização de novos componentes em sua estrutura e a busca pela melhoria de seu desempenho, tanto no estado fluido quanto no endurecido. Este estudo teve como objetivo avaliar o comportamento de argamassas autoadensáveis com fíler calcário e com a adição de cinza do bagaço de cana-de-açúcar (CBCA) em substituição parcial ao agregado miúdo. Para atingir este objetivo, inicialmente, uma taxa de substituição de areia natural por CBCA foi definida. Na sequência, foram realizados ensaios de espalhamento e funil-V com o intuito de verificar o comportamento das argamassas no estado fresco. Após a verificação do comportamento das argamassas em seu estado fresco, a série de traços que obteve os melhores aspectos de fluidez e viscosidade foi selecionada, e, para as argamassas autoadensáveis foram moldados corpos-de-prova para determinação da resistência à tração aos 28 dias, e resistência à compressão aos 7 e 28 dias. As análises experimentais demonstraram um aumento de viscosidade e redução da fluidez à medida em que se aumentava o teor de fíler calcário, facilitando a obtenção de argamassas autoadensáveis. Com relação ao desempenho do material no estado endurecido, as argamassas apresentaram leve incremento de resistência à tração e à compressão, devido ao efeito fíler dos finos. Foi possível substituir 40% do agregado miúdo por CBCA.

This paper reports new hierarchical cementitious composites developed using microcrystalline cellulose (MCC), sisal fibers and cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) as the dispersing agent. MCC was dispersed in water without and with CTAB at different concentrations using ultrasonication and the optimum CTAB concentration for achieving homogeneous and stable MCC suspensions was found to be 40%. Hierarchical composites were fabricated using MCC (0.1–1.5 wt% of cement), sisal fibers (20 mm, 0.25% and 0.50 wt% of cement), 40% CTAB and tri-butyl phosphate as the defoaming agent. Mechanical strengths of composites improved significantly at 0.1 wt% MCC, which along with 0.5% sisal fibers improved compressive and flexural strengths by ~ 24% and ~ 18%, respectively. The hybrid reinforcement exhibited a synergistic effect on the fracture behavior of composites improving the fracture energy up to 40%. Hierarchical composites also showed improved fiber-matrix bonding, lower porosity and water absorption, superior hydration, carbonation resistance and durability up to 90 ageing cycles, The authors gratefully acknowledge the funding by Arauca´ria Foundation to Support Scientific and Technological Development of the State of Parana´ under grants CP20/2013, Department of Civil Engineering of Apucarana Campus—Federal University of Technology—Parana´ (UTFPR), State University of Maringa´ (UEM)—Brazil, Fibernamics, Fibrous Materials Research Group and University of Minho—Guimarães, Portugal, Project UID/ CTM/00264/2019 of 2C2T—Centro de Ciência e Tecnologia Têxtil, funded by National Founds through FCT/MCTES and University Beira Interior—Covilhã, Portugal.

This paper presents a numerical-computational model for frames with geometric nonlinear behavior, by the Finite Element Co-rotational method, considering the Euler-Bernoulli and Timoshenko beam theories. The connection between structural members is simulated by a null-length connection element, which considers the axial, translational and rotational stiffness. The nonlinear equations system that describes the structural problem is solved by the incremental and iterative procedure of Potra-Pták, with cubic convergence order, combined with the Linear Arc-Length path-following technique. The solution method algorithm is presented and the numerical examples are simulated with the free Scilab program. The numerical results show that the slenderness of the structure, geometric nonlinearity and semi-rigidity influence the behavior of the structure. Structural analysis and design procedures that consider these factors attains less conservative design thus obtaining more optimized structures. RESUMO Este artigo apresenta um modelo numérico-computacional para pórticos com comportamento não linear geométrico, por meio do método Corrotacional de Elementos Finitos, considerando as teorias de viga de Euler-Bernoulli e Timoshenko. A ligação entre os membros estruturais é simulada por um elemento de ligação de comprimento nulo, o qual considera as rigidezes axial, translacional e rotacional. O sistema de equações não lineares que descreve o problema estrutural é solucionado pelo procedimento incremental e iterativo de Potra-Pták, com ordem de convergência cúbica, associado à técnica de continuação Comprimento de Arco Linear. O algoritmo do método de solução é apresentado e os exemplos numéricos são simulados com o programa livre Scilab. Os resultados numéricos mostram que a esbelteza da estrutura, a não linearidade geométrica e a semirrigidez influenciam no comportamento da estrutura. A análise estrutural e os procedimentos de projeto que consideram esses fatores alcançam um projeto menos conservador, obtendo-se estruturas mais otimizadas.

This work aims to evaluate the influence of the main parameters related to the deformability of reinforced concrete columns in the design of pin-ended rectangular slender columns, under combined bending and axial force. For this, the objective is to analyse the influence of the elasticity modulus of the concrete and the type of coarse aggregate on the deformability of slender columns and consequent dimensioning, and to propose an adaptation of the parabolic law, inserting the influences of the coarse aggregate and the initial tangent modulus of elasticity in this equation, being able to use it to evaluate the local second order effects. Concrete characteristic strengths in the range 20–50 MPa (Group I) and 55–90 MPa (Group II) and CA-50 steel ( f y k = 500 M P a ) and their respective constitutive laws are considered. Geometric non-linearity is defined from the exact solution of the second-order differential equation for two simultaneous loading cases: geometric imperfection of the column axis and equal moments applied at its extremities. Physical non-linearity is defined from the moment–curvature diagram of the cross-section under the action of the compression force. The constitutive laws used in this diagram are: the bilinear law with horizontal threshold for steel, and for concrete in compression, the parabola-rectangle diagram on the dimensioning of the cross-section at the ultimate limit state under combined bending and axial force, and the law given in MC-90, MC-2010 [13] , EC2-2010 [17] and in the Brazilian Bridge Standard ABNT NBR 7187 [20] . It is also examined the parabola of degree n , corrected for the local physical non-linearity consideration (i.e. of the column’s length). These laws explicitly or implicitly include the modulus of elasticity of concrete and the type of aggregate in it, through the factor α e defined in ABNT NBR 6118 [14] . The concrete strength in tension is disregarded in this work, that is, the tension-stiffening effect for the cracked column is taken equal to zero, which is on the safe side in case of slender columns, as its cracking moment increases with increasing axial compression force. Besides, this strength depends also on the height of the cross-section, frequently considered in prestressed beams. Another important parameter, besides the concrete characteristic strength, is the geometric ratio of the total reinforcement. Thus, it is possible to determine more precisely and securely the second order effect of the slender column, and the consequent variation in reinforcement in relation to the basic case in which α e = 1 . The results showed that the influence of the type of aggregate can be considered irrelevant for the determination of reinforcement of columns with low slenderness. However, for columns with high slenderness and high strength concrete, the type of aggregate had a significant influence on the design of these columns, where the column with aggregate α e = 0 , 7 required twice the reinforcement compared to the column with aggregate α e = 1 . In addition, a parabolic law adapted to analyse the second order effects of slender columns is proposed with the replacement of f c k b y ∝ 0 ∙ α e ∙ f c d 0 .

The use of concrete with strengths up to conventional allows the construction of structural elements with greater durability due to their characteristics. Therefore, the purpose of this research is to evaluate the economic and environmental impacts due to increased strength of concrete in the design and execution of columns subject to small loads of compression. Thus, the columns were dimensioned with 1000 kN loading pattern, 3.2 meters height and square cross section. It was analyzed the design of this section, execution cost for concrete with compression strength of the concrete (fck) ranging from 20 MPa to 50 MPa, cement consumption and CO2 emission associated with cement and steel consumption per structural element. The results showed that, taking the dimensioned column with C25 concrete as a reference, with increasing compressive strength of the concrete column, is possible to gain a reduction of the area occupied up to 45%, decreasing costs by up to 18% and reducing damage caused to the environment related to the consumption of cement and steel, because the columns dimensioned with concrete with strengths up to conventional until C45 had lower CO2 emission associated with cement and steel per structural element than those with the scaled reference concrete. Keywords: economic viability, useful area gain, durability, sustainability.

Os materiais cimenticios sao os mais utilizados mundialmente, na construcao civil. Frente a isso, pesquisas sao necessarias para melhorar tanto seu desempenho mecânico quanto seu desenvolvimento sustentavel. Uma alternativa que busca essas melhorias e a adicao de materiais de origem vegetal, como por exemplo, a fibra de coco e a microcelulose cristalina. Sendo assim, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a influencia das adicoes de fibra de coco (FC) e microcelulose cristalina (MCC) nas propriedades fisicas e mecânicas de argamassas cimenticias. Para um melhor delineamento da pesquisa, esta foi dividida em tres fases: caracterizacao dos materiais; analise de argamassas com adicoes de FC e argamassas com adicoes de MCC; analise de argamassas com adicoes de FC e MCC simultaneamente. Foram realizados os seguintes ensaios: indice de consistencia, resistencia a compressao, resistencia a tracao na flexao, modulo de elasticidade, absorcao de agua, indice de vazios, massa especifica, Microscopia Eletronica de Varredura (MEV) e Espectrografia por Dispersao de Energia (EDS). Os resultados encontrados demonstram que as incorporacoes de FC e MCC em teores acima de 0,2FC e 0,3MCC melhoram de forma significativa o desempenho das argamassas quanto a resistencia a tracao na flexao, porem nao contribuem de forma positiva nas outras propriedades mecânicas das argamassas, mas sem prejuizos significativos para sua utilizacao. E recomendavel estudos de argamassas com FC e MCC a longo prazo para verificar se as propriedades mecânicas sofrem influencias significativas com a idade. Palavras-chave: Compositos cimenticios. Fibra de coco. Microcelulose cristalina. Materiais de construcao alternativos.

Nowadays, due to the need of sustainable solutions for reinforcements it has become highly necessary to use renewable resources especially in the construction industries [1]. New materials have been investigated and new solutions are proposed with the aim of fulfilling the new demands of the construction industries [2]. Additionally, high performance structural materials are in high demand for building bridges, roads with sensing properties, specific constructions for example in defence architectures etc. The word “high performance” is used when the resulting cement composites have better performance in terms of strength, durability, stiffness, toughness, thermal resistance etc. than the conventional counterpart. Plain concrete has a low tensile strength, limited ductility, and low resistance towards cracking. Internal micro cracks are inherently present mainly due to drying shrinkage and its poor tensile strength is due to the propagations of these micro-cracks[3]., info:eu-repo/semantics/publishedVersion

This research work attempts, for the first time, to use sisal fibres and microcrystalline cellulose (MCC) in combination for developing multi-scale cementitious composites with improved strength, modulus as well as fracture energy. MCC (0.1 %–3.0 wt.%) was first dispersed in water with the help of Pluronic F-127 surfactant (20 % of MCC wt.) using ultrasonication and subsequently, the MCC suspensions were added to cement-sand mixtures containing sisal fibers (0.25–2 wt.% of cement). Visual observation, UV–vis analysis and optical microscopy suggested that ultrasonication for only 15 min led to homogeneous MCC suspensions without significant sedimentation and Pluronic significantly reduced the total agglomerated area and the average MCC particle size in the suspensions. The use of up to 2 wt.% sisal fibres (without MCC) increased the fracture energy of cementitious composites by 351 % (after 28 days hydration) but reduced the compressive and flexural strengths by 38 % and 13 %, respectively. On the contrary, MCC (without sisal fibres) could strongly improve the compressive strength (20.5 % using 0.1 wt.% MCC) but was not found so effective in improving the fracture energy (improved by 29 % using 0.1 wt.% MCC). However, multi-scale reinforcements containing 0.1 wt.% MCC and 0.25−0.5 wt.% sisal fibres led to improvements of up to 18.4 %, 30.1 %, 30 % and 100 % in the compressive strength, flexural strength, flexural modulus and fracture energy of composites, presenting distinct advantages over only sisal fibre or MCC-based reinforcements. The results indicated the formation of higher amount of hydration products in multi-scale composites due to the positive effect of MCC on cement hydration. Superior hydration in the multi-scale composites resulted in a denser microstructure with a lower pore size and an improved fibre-matrix interface, improving significantly the strength, modulus and fracture energy.

This study provided a basis for new possibilities concerning the use of the sugarcane bagasse ash as a green pozzolanic addition to the Portland cement composite. To that effect, a simple micronization method using air jet milling without any other additional thermal procedure was used to control the characteristics of ash particles. This procedure not only maintains the required characteristics of the residues but can also improve some of them. Sugarcane bagasse ash is a residue produced on large scale in Brazil by ethanol and sugar plants as a result of the burning of sugarcane bagasse in energy cogeneration. The residue used in this study was initially characterized by scanning electron microscopy, granulometric and specific mass analyses, N2 adsorption measurements, X-ray diffraction, X-ray fluorescence spectroscopy, and thermogravimetric analysis with differential thermal analysis. Pozzolanic ash activity was evaluated according to the axial compressive strength at 28 days and the modified Chapelle methods. The results showed that the milling fly sugarcane bagasse ash samples presented satisfactory pozzolanic activity.

Materiais em escala nano e micro oferecem novas possibilidades para compósitos cimentícios com melhor desempenho mecânico. Os tamanhos reduzidos permitem interações entre a celulose e o sistema de cimento, contribuindo de forma potencial para o combate das microfissuras e aumento da resistência do concreto. A metodologia da pesquisa seguiu um roteiro em que foram realizados ensaios com argamassas confeccionadas contendo diferentes dosagens de MCC (microcelulose cristalina) em relação à massa de cimento, em que foram feitos os ensaios de degradação em meio alcalino da MCC, e resistências à compressão e à flexão de compósitos cimentícios. Em relação a degradação em meio alcalino, observou-se pequenas alterações na estrutura química da MCC, e que as alterações se tornam mais efetivas quanto maior o tempo de exposição da MCC ao meio alcalino. Em relação às resistências à compressão, observou-se um aumento de resistência da ordem de 30% quando adicionado 0,2% de MCC, em relação a massa de cimento, se comparado aos compósitos sem MCC. Em relação à resistência à flexão, observou-se um aumento progressivo até a porcentagem de 0,6% de MCC, sendo esta que deteve o pico máximo de resistência de 7,67 MPa, representando aumento de 20% em relação aos compósitos sem MCC., info:eu-repo/semantics/publishedVersion

O desenvolvimento sustentável associado à solução de problemas que prejudicam de alguma maneira a sociedade é um assunto que merece destaque e abordagem ampla em pesquisas acadêmicas. A utilização de materiais alternativos buscando soluções para os problemas ocasionados pelo ruído procura, ao mesmo tempo, oferecer conforto e comodidade para o meio urbano, além de ser uma alternativa para destinação final de resíduos sólidos produzidos por demais setores da economia. Desta forma, o presente estudo tem o objetivo de desenvolver enchimento alternativo para drywall utilizando fibra residual do setor sucroalcooleiro com a finalidade de buscar condicionamento acústico. Após produção do material pesquisado, foi realizado o ensaio para a determinação do desempenho acústico por meio da Perda de Transmissão Sonora (TL), onde foram comparados os valores obtidos de TL do painel de drywall com o enchimento pesquisado, com painéis drywall com enchimentos de lã de vidro e ar. Ao fim dos ensaios, pode-se concluir que o painel com enchimento pesquisado obteve resultados superiores aos comparados quando analisado em baixas frequências.

Estudos recentes mostram que o concreto de alta resistência (CAR), além de ser um ótimo recurso para a idealização de elementos estruturais mais esbeltos e espaçados, favorecendo a flexibilidade do projeto arquitetônico, promove também um expressivo aumento da durabilidade para as construções. Estas vantagens estão intimamente ligadas com os conceitos da Engenharia Moderna. Diante deste contexto houve uma movimentação recente no Brasil para atualizar a norma brasileira, a NBR 6118:2007, que trata dos procedimentos de projetos para estruturas de concreto convencional (fck,28 dias ≤ 50 MPa), tendo como resultado a NBR 6118:2014, já ajustada para o CAR (50 MPa < fck,28 dias ≤ 90 MPa). O presente trabalho apresenta uma análise comparativa entre os modelos de cálculo propostos, para as versões antiga e atual da NBR 6118, aplicados especialmente para pilares projetados com CAR e submetidos à flexão composta. Para isso foi desenvolvido uma ferramenta computacional que determina a capacidade resistente de pilares solicitados à flexo-compressão, baseado no equilíbrio de forças, na compatibilidade de deformações para seções de concreto e nos critérios e requisitos colocados pelas referências normativas. O programa desenvolvido permite a produção de duas envoltórias de resistência, correspondentes às diferentes versões da norma. Os resultados demonstraram que para pilares de CAR, o método proposto pela atual NBR 6118 conduz a esforços resistentes evidentemente menores que os obtidos a partir da extrapolação do método da norma antiga. Esses resultados são compatíveis com os previstos na literatura devido ao CAR ter comportamento mais frágil.

A presente pesquisa tem como proposta o desenvolvimento da pasta e argamassa utilizando a cinza do bagaço de cana de açúcar (CBC) em substituição parcial da areia natural, para serem utilizadas no desenvolvimento de Concreto Autoadensável (CAA), além da valorização de um subproduto agroindustrial derivado do processo de cogeração de energia nas usinas sucroalcooleiras. Os ensaios foram desenvolvidos buscando-se estabelecer relações entre os fatores: resistência à compressão, relação água/cimento (a/c), relação agregado graúdo/cimento (Br/c) e consumo de cimento (C). Os resultados obtidos neste estudo mostram que são possíveis dosagens para pastas e argamassas, com e sem a utilização de CBC, na produção de CAA, sem que haja prejuízos nas propriedades reológicas e mecânicas do CAA, em comparação ao CAA sem a utilização de CBC, comprovando ser possível a utilização do resíduo CBC como agregado miúdo em substituição parcial da areia no CAA, contribuindo dessa forma com a redução no consumo de areia e propiciando o aproveitamento desse resíduo como agregado na construção civil.

O concreto autoadensável (CAA) tem se tornado uma opção tecnológica para ser utilizada nos mais diferentes tipos de obra. Inicialmente, este concreto era comumente utilizado em grandes construções como pontes. Com o desenvolvimento de estudos o CAA vem sendo aplicado nos mais diferentes tipos de obras, entre elas as habitações populares. No Brasil, o desenvolvimento do Programa Minha Casa Minha vida do Governo Federal tem permitido as construtoras utilizarem este tipo de concreto, devido a sua qualidade e a sua empregabilidade em processos construtivos que fazem uso de linha de produção. O presente artigo tem como objetivo identificar se o concreto autoadensável é economicamente viável e se a sua aplicação pode ser feita em habitações populares. A metodologia consiste em realizar um levantamento bibliográfico sobre o assunto, a qual pode ser classificada quanto ao seu método de abordagem como qualitativa, quanto aos fins como descritiva e explicativa e quanto aos meios como pesquisa bibliográfica. Através dos artigos, teses e dissertações encontradas e apresentadas na revisão bibliográfica obteve-se como resultado a possibilidade de utilizar o CAA em habitações populares, e que o mesmo é viável economicamente, pois permite a produção de painéis, módulos (cômodos) pré-fabricados e pavimentos, tornando o processo construtivo eficiente, onde o seu uso mais comum relatado pelos autores é na construção de painéis. Concluindo-se que este tipo de concreto é uma opção viável neste tipo de construção.

RESUMO: Atualmente, ha uma serie de pesquisas em todo o mundo que se concentram na busca por formas de utilizacao de residuos industriais ou agricolas como fonte de materias-primas para a industria de construcao. Na busca pela reducao do consumo de recursos naturais, associado ao aquecimento observado no setor da construcao civil, verifica-se o incentivo aos estudos que visem o desenvolvimento de agregados alternativos oriundos destes residuos para utilizacao em concretos e argamassas, tal como a cinza do bagaco da cana-de-acucar (CBC). Assim, o presente trabalho objetiva identificar o estado da arte do estudo da aplicacao da cinza do bagaco da cana-de-acucar como agregado miudo em concretos e argamassas. Para tanto, procedeu-se a uma revisao bibliografica e compilacao de dados acerca do tema. A partir dos dados destacados no presente estudo, foi possivel concluir que ha viabilidade tecnica e ambiental na utilizacao da CBC em concretos convencionais, auto adensaveis e argamassas, garantindo um destino tecnico com valor agregado ao residuo da queima do bagaco da cana e acucar e, por conseguinte, diminuindo-se a extracao de areia de leitos dos rios, evitando uma serie de impactos negativos oriundos da atividade de extracao. No entanto, enfatiza-se que estudos especificos devem ser realizados para cada caso em que se deseja fazer a aplicacao de CBC, principalmente em funcao das caracteristicas do material. ABSTRACT: Several studies around the world have been focusing on the search for industrial or agricultural wastes as a source of raw materials for the construction industry. In efforts to reduce consumption of natural resources associated with the growth observed in the construction industry, there is the incentive for studies aimed at the development of alternative aggregates from these residues for concrete and mortars, such sugarcane bagasse ash (SBA). Thus, this study intends to identify the state of the art of the application of the sugarcane bagasse ash as fine aggregate in concrete and mortar. Therefore, it was proceeded to a literature review and compilation data about the subject. From the data highlighted in this study, it is concluded that there was technical and environmental viability in using SBA in conventional concretes, mortars and self-compacting concrete, certifying a destination technical with value added to the residue from burning sugarcane bagasse and, consequently, decreasing the extraction of sand from riverbeds, avoiding a number of negative impacts resulting from the extraction activity. However, it is emphasized that specific studies should be executed for each situation that application of SBA is possible, mainly due to the characteristics of the material.

A tecnologia dos materiais a base de cimento Portland vem se desenvolvendo rapidamente, onde a melhoria das propriedades mecânicas vem sendo alcançada, eliminando os agregados graúdos e estudando a composição granulométrica da mistura, procurando preencher os vazios utilizando materiais finos e ultrafinos, como pó de quartzo e a sílica ativa. Esta pesquisa tem como objetivos: desenvolver concreto de pós reativos com resistência à compressão próxima de 200 MPa e módulo de elasticidade acima de 45 GPa; propor uma relação constitutiva para o material, considerando o volume de fibras; especificar as deformações máximas na tração e na compressão; e verificar a influência das fibras nas resistências à compressão e à tração na flexão. Para isso, foi utilizado o método de empacotamento das partículas sólidas, com o intuito de definir composições granulométricas, e desenvolveu-se técnicas necessárias para a moldagem, adensamento e cura térmica. A análise experimental compreendeu o estudo das seguintes propriedades: resistência à compressão, módulo de elasticidade, resistência à tração na flexão, deformações e ductilidade. As fibras metálicas melhoraram as propriedades mecânicas e aumentaram a ductilidade do concreto. A temperatura de cura e o tempo de submissão ao tratamento térmico, tornou o material mais resistente. A deformação específica máxima na compressão foi definida experimentalmente como 4,3%. O limite elástico para as deformações de tração ficou em 0,28%. Foi proposta uma relação constitutiva para tensões de compressão, que pode ser utilizada para concretos de pós reativos, com resistência à compressão próxima de 200 MPa e taxa de fibras até 4% em volume. Os resultados obtidos indicam que o concreto de pós reativos desenvolvido apresentou altas resistências à compressão e à tração na flexão, onde a microestrutura do material mostrou-se com baixíssima porosidade e interface pasta - agregado praticamente suprimida. A tecnologia desenvolvida nesta pesquisa pode ser considerada um grande avanço na tecnologia de materiais a base de cimento Portland que, com maiores aperfeiçoamentos, espera-se a aplicação desse material em situações que tirem proveito das excelentes propriedades mecânicas e durabilidade The technology of Portland cement materials has developed quickly, where the improvement of the mechanical properties has been reached, eliminating the coarse aggregates and studying the granular mixture, in order to fill the emptiness with fine and ultra-fine materials, like crushed quartz and silica fume. The present paper aimed: develop reactive powder concrete with compressive strength close to 200 MPa and module of elasticity above 45 GPa; propose a strength x strain relationship in compression for the material considering the volume of fibers; specify the maximum strain in the traction and in the compression; and to verify the influence of the fibers in the compression strength and in the bending strength. It went using the method of packing of the solid particles to define the grain size distribution, and necessary techniques were developed for the preparation and thermal cure. The experimental analysis understood the study of the following properties: compression strength, module of elasticity, bending strength, strain and ductility. The metallic fibers improved the mechanical properties and they increased the ductility of the concrete. The cure temperature and the time of submission to the thermal treatment, improved the compression strength. The maximum strain in the compression was defined experimentally as 4,3%. The elastic limit for the traction strain was 0,28%. A strength x strain relationship in compression was proposed, and can be used in reactive powders concrete, with compression strength of around 200 MPa and rate of fibers of up to 4% of volume. The results indicate that the reactive powders concrete developed presented excellent compression strength and bending strength, and the material presented a microestrutura with low porosity. The technology developed in this research can be considered a great progress in the technology of materials with Portland cement, and the application of that material is expected in situations that use advantage of the excellent mechanical properties and durability

Com este projeto obteve-se informações sobre o comportamento de pilares submetidos à compressão excêntrica, executados com concreto de alta resistência, com resistência média à compressão de 80 MPa. Os pilares tinham seção transversal retangular de 15 cm x 30 cm, com altura livre de 174 cm. A excentricidade da força foi de 38 cm com plano de ação do momento paralelo ao menor lado. Foram ensaiados seis pilares, onde as variáveis foram as taxas de armaduras transversais e longitudinais. Os pilares foram ensaiados sob a ação de duas forças aplicadas de modos independentes, para maior precisão e controle do posicionamento da força excêntrica. Uma força era aplicada na direção do eixo longitudinal do pilar e outra, paralela a esse, com excentricidade definida. Foram montados dispositivos de vinculações e mecanismos de transferências de forças nos pilares, procurando aproximar as situações de ensaios às do modelo teórico pretendido. As rotações eram liberadas nas extremidades dos pilares, e a seção localizadas na meia altura comportava-se sob flexo compressão reta com pequena excentricidade. Os pilares com menor taxa de armadura transversal, tiveram ruptura frágil da seção transversal central com flambagem das barras das armaduras longitudinais. Os pilares com maior taxa de armadura transversal, apresentaram ruptura com boa ductilidade e esmagamento do concreto do lado mais comprimido. As deformações lidas nas barras das armaduras do lado mais comprimido, no instante da ruptura, ficaram entre 2,3% e 3%. Utilizaram-se modelos teóricos propostos na literatura para obter os valores estimados das forças normais últimas e momentos fletores últimos, comparando-os com os encontrados experimentalmente. This work presents a study of the behavior of high strength columns under eccentric compression, with concrete cylinder compressive strength of around 80 MPa. The columns studied had cross section area of 15 cm x 30 cm at the test region, and an effective length of 174 cm. The eccentricity of the load was 380 mm and the plan of action of the moment was parallel to the smallest side of the cross section. Six columns were tested. The main variables were the stirrup volumetric ratio and the longitudinal steel ratio. The columns were tested under the action of two independent loads, an axial load and an eccentric load, so that could be precise the positioning of the eccentric load and the control of this action. The axial load was applied on of the longitudinal axis of the columns and the eccentric load was applied with the defined eccentricity. Articulation devices and load application devices were mounted such as to approach the proposed theoretical model as much as possible. The rotations were liberated in the extremities of the columns, and the section behaved under eccentric compression. The columns with smaller stirrup volumetric ratio showed a brittle mode of failure occurring at the central cross section accompanied by the buckling of the longitudinal reinforcement. On the other hand, the columns with larger stirrup volumetric ratio presented ductile failure accompanied by crushing on the most compressed side of the column. The measured longitudinal reinforcement strain on the most compressed side of the columns at the instant of failure were between 2,3% and 3%.Theoretical models proposed in literature were used to obtain values of the maximum axial load and ultimate flexural moment and the result compared with experimental results obtained in the tests.

Nanotechnology has been one of the ways of promoting better performance in materials used in construction. Materials in nano and micro scale offer new possibilities for cementitious composites with better mechanical performance. The reduced sizes allow interactions between cellulose and cement system, contributing potential way to combat the microcracks and increase strength of concrete. The research methodology followed a script with three phases. As the first phase, consisting of the characterization of crystalline microcellulose (MCC), where the following tests were made: infrared spectroscopy (FTIR), wherein the MCC was subjected to alkaline degradation in order to compare their state without degradation, electron microscopy (SEM) for morphological, differential scanning calorimetry (DSC) analysis of relative property to phase changes with no weight change, thermogravimetric analysis (TGA) - mass loss analysis in relation to temperature and image capture. In the second stage the MCC was inserted into distilled water, and the mixture agitated at different times in order to analyze the behavior in relation to their dispersion, and after that were brought to the electron microscope to image capture and morphological analysis. In the third phase tests were carried out with prepared mortar containing different dosages of MCC in relation to the cement mass in its fresh and hardened state, being performed consistency index test, compressive strength, flexural strength, absorption, and finally, collected samples in the hardened state and taken to the SEM to it morphologically characterized. It was observed from the results that the MCC presents an irregular and rough morphological structure. TGA tests it was seen that the loss of MCC initial mass starts from 60 ° C which occurs through water evaporation, and that from 350 ° C to MCC presents decomposition rate, making this one aspect positive for its application in regions with high temperatures. In consistency index test it was observed that as it increases the MCC rates in cementitious composites there is a progressive decay of consistency ( mm ) . Regarding compressive strength was observed increased resistance at all ages , with the insertion MCC in 0.2% addition. Regarding flexural strength there is a progressive increase to the percentage of 0.6 % of MCC , which is what stopped the peak strength of 7.67 MPa A nanotecnologia tem sido uma das possibilidades de promover melhores desempenhos em materiais utilizados na construção civil. Materiais em escala nano e micro oferecem novas possibilidades para compósitos cimentícios com melhor desempenho mecânico. Os tamanhos reduzidos permitem interações entre a celulose e o sistema de cimento, contribuindo de forma potencial para o combate das microfissuras e aumento da resistência do concreto. A metodologia da pesquisa seguiu um roteiro com três fases. Sendo a primeira fase, composta pela caracterização da microcelulose cristalina (MCC), onde foram feitos os seguintes ensaios: espectroscopia de infravermelho (FTIR) em que a MCC foi submetida à degradação alcalina a fim de comparar com seu estado sem a degradação, microscopia eletrônica de varredura (MEV) para caracterização morfológica, calorimetria exploratória diferencial (DSC) em que foi realizada a análise de propriedade relativa às mudanças de fase sem haver variação de massa, análise termogravimétrica (TGA) ? análise de perca de massa em relação à temperatura e por fim, captura de imagens. Na segunda fase a MCC foi inserida em água destilada, e a mistura agitada em diferentes tempos a fim de analisar o comportamento em relação a sua dispersão, e após isto foram levadas ao microscópio eletrônico para capturas de imagens e análise morfológica. Na terceira fase foram realizados ensaios com argamassa confeccionadas contendo diferentes dosagens de MCC em relação à massa de cimento, em seu estado fresco e endurecido, onde foram realizados ensaio de índice de consistência, resistência à compressão, resistência à flexão, absorção e por último, coletada amostras em estado endurecido e levadas ao MEV a fim de caracterizá-la morfologicamente. Observou-se através dos resultados que a MCC se apresenta com estrutura morfológica irregular e rugosa. Em ensaios de TGA viu-se que a perca de massa inicial da MCC começa a partir de 60 °C que ocorre através da evaporação de água, e que a partir de 350 °C a MCC apresenta taxa de decomposição, tornando este, um aspecto positivo para sua aplicação em regiões com temperaturas altas. Em ensaio de índice de consistência observou-se que à medida que se aumentam as taxas de MCC nos compósitos cimentícios há um decaimento progressivo da consistência (mm). Em relação às resistências à compressão observou-se aumento de resistência em todas as idades, com inserção da MCC em 0,2% de adição. Em relação à resistência à flexão há um aumento progressivo até a porcentagem de 0,6% de MCC, sendo esta que deteve o pico máximo de resistência de 7,67 MPa 63 f.

Sabe-se que alterações nas propriedades mecânicas do CAA são observadas, principalmente para o módulo de elasticidade, o qual tende a sofrer reduções em virtude do menor volume de agregado graúdo na mistura. Ademais, é de conhecimento que o tipo de agregado possui influência significativa no módulo de elasticidade de concretos, entretanto, um fato não considerado é a influência da localização da jazida do agregado de mesma origem mineralógica. Assim, frente a importância do agregado graúdo para as propriedades mecânicas do concreto autoadensável, este trabalho possui como objetivo estudar a influência da localização da jazida nas características do agregado graúdo e nas propriedades do CAA. Para isso, rochas e agregados graúdos de diferentes dimensões máximas (9,5 mm e 12,5 mm) provenientes de três jazidas localizadas em diferentes lugares, denominadas neste trabalho A, B e C, foram coletados. A fim de atingir o objetivo proposto, o programa experimental desenvolvido foi dividido em dois estudos. O primeiro, denominado Estudo 1, teve como objetivo verificar a influência da localização da jazida nas propriedades físicas, químicas, mineralógicas e mecânicas dos agregados estudados. O segundo, denominado Estudo 2, buscou, a partir dos diferentes agregados utilizados, verificar a influência da localização da jazida e da granulometria e características do agregado graúdo na resistência à compressão e no módulo de elasticidade do concreto autoadensável. Desta maneira, após produção e verificação das propriedades autoadensáveis, os CAA?s foram submetidos a ensaios de resistência à compressão, módulo de elasticidade estático e módulo dinâmico, além da determinação da curva tensão-deformação. No Estudo 1, verificou-se, a partir dos dados obtidos, que os agregados coletados das três jazidas apresentaram diferenças, de porosidade, cor, presença ou não de fissuras e propriedades mecânicas, sendo observadas, de acordo com as análises estatísticas, diferenças significativas no módulo de elasticidade estático e dinâmico. Com relação aos resultados do Estudo 2, concluiu-se, a partir dos resultados encontrados e das análises estatísticas realizadas, que a variação da localização da jazida e da granulometria do agregado graúdo possui efeito mais significativos no módulo de elasticidade dos CAA?s produzidos, sendo que para a resistência à compressão os resultados obtidos são, em sua maioria, estatisticamente iguais. It is known that changes in the mechanical properties of SCC are observed, mainly for the modulus of elasticity, which tends to suffer reductions due to the lower volume of coarse aggregate in the mixture. Furthermore, it is known that the type of aggregate has a significant influence on the elasticity module of concretes, however, a fact that is not considered is the influence of the deposit location of the aggregate of the same mineralogical origin. Thus, given the importance of the coarse aggregate for the mechanical properties of self-compacting concrete, this work aims to study the influence of the location of the deposit on the characteristics of the coarse aggregate and the properties of the CAA. For this, rocks and coarse aggregates of different maximum dimensions (9.5 mm and 12.5 mm) from three deposits located in different places, named in this work A, B and C, were collected. In order to achieve the proposed objective, the experimental program developed was divided into two studies. The first, called Study 1, aimed to verify the influence of the location of the deposit on the physical, chemical, mineralogical and mechanical properties of the studied aggregates. The second, called Study 2, sought, from the different aggregates used, to verify the influence of the deposit location, granulometry and characteristics of the coarse aggregate in the compressive strength and in the elasticity modulus of the self-compacting concrete. Thus, after production and verification of the self-compacting properties, the CAA's were subjected to tests of compressive strength, static elasticity module and dynamic module, in addition to the determination of the stress-strain curve. In Study 1, it was found, from the data obtained, that the aggregates collected from the three deposits showed differences, in porosity, color, presence or absence of cracks and mechanical properties, being observed, according to statistical analysis, significant differences in the static and dynamic elastic modulus. Regarding the results of Study 2, it was concluded, from the results found and from the statistical analyzes carried out, that the variation of the location of the deposit and the coarse aggregate granulometry has a more significant effect on the elasticity module of the CAA's produced, being that for compressive strength, the results obtained are mostly statistically equal.

O concreto de ultra-alto desempenho (UHPC, sigla em inglês) é um material que apresenta alta resistência à compressão e durabilidade. Quando reforçado com fibras de aço (UHPFRC, sigla em inglês), passa a exibir um comportamento dúctil, alta resistência à tração e à flexão. A distribuição das fibras influencia significativamente o comportamento mecânico e estrutural desse material, sendo fundamental considerá-la nos estudos experimentais e numéricos. Entretanto, experimentalmente, há poucas investigações sobre a distribuição das fibras em elementos estruturais de UHPFRC, e, numericamente, a maioria dos modelos consideram-no homogêneo, o que impossibilita representar adequadamente tal distribuição. Nesse sentido, esta pesquisa objetiva investigar experimentalmente a influência das fibras e propor um modelo numérico em elementos finitos para o UHPFRC com fibras discretizadas e embutidas na matriz. Na etapa experimental, foram realizados ensaios de caracterização do UHPC e UHPFRC (1% e 2% de fibras) e de flexão em cinco vigas produzidas a partir desses concretos, cujos resultados confirmaram melhor desempenho ao UHPFRC (tanto no âmbito material quanto no estrutural). Além disso, foi realizada a análise de imagem por fotografia de alta resolução nas vigas de UHPFRC, que revelaram uma orientação preferencial das fibras. Numericamente, para possibilitar a representação da distribuição das fibras, visando a um menor custo computacional, elas foram discretizadas como elementos de treliça embutidos nos elementos que modelam a matriz (aderência perfeita). Assim, o deslizamento relativo da interface fibra/matriz foi representado no modelo constitutivo das fibras, por meio de uma lei tensão-deformação equivalente baseada no comportamento de arrancamento da fibra. A validação dessa estratégia numérica foi realizada modelando e simulando no ABAQUS os ensaios de caracterização (tração uniaxial e flexão a três pontos) e de flexão das vigas realizados experimentalmente. De modo geral, os resultados numéricos indicaram uma boa correlação com os resultados experimentais. Contudo, algumas sugestões foram propostas a fim de aprimorar o modelo numérico proposto. Ultra-high performance concrete (UHPC) is a material with high compressive strength and durability. When reinforced with steel fibers (UHPFRC) it becomes to exhibit a ductile behaviour and high tensile and flexural strength. Distribution of fibers significatively influences mechanical and structural behaviour of this material, and hence it has to be considered both in experimental and numerical studies. However, there are few experimental investigations on the fibers distribution in UHPFRC structural elements and, additionally, most of the numerical models consider this material as homogeneous, which makes it impossible to adequately represent such distribution. In this context, this research aims to experimentally investigate the influence of fibers distribution and to propose a numerical model by finite elements for UHPFRC with discretized and embedded fibers in the matrix. In the experimental stage, UHPC and UHPFRC (1% and 2% of fibers) were characterized as well as flexural tests were carried out in five beams produced with these concretes. The results confirmed UHPFRC has better performance both in material and structural analysis. Moreover, analysis of high resolution photographic images of UHPFRC beams revealed a preferential fibers orientation. In the numerical stage, in order to enable a representation of fibers distribution with the lowest computational cost, they were discretized as truss elements embedded in the modelling elements of the matrix (perfect bond). Thus, the relative slip of fiber/matrix interface was represented in the fibers constitutive model by means of a stress-strain equivalent law based on the pullout behaviour of fiber. This numerical strategy was validated by modelling and simulating in ABAQUS the experimental tests of characterization of material (by uniaxial tensile and three-point flexural tests) and of flexural of beams. Overall, the numerical results indicated a good correlation with the experimental results. Nevertheless, some measures were suggested in order to improve the proposed numerical model.

O concreto reforçado com fibras (CRF) corresponde a um material compósito formado principalmente por cimento hidráulico, agregados miúdo e graúdo, água e fibras descontínuas. A principal finalidade do reforço no concreto com fibras é o aumento da capacidade resistente pós-fissuração do compósito, que reflete no ganho de tenacidade. Tradicionalmente, as fibras de aço, por possuírem elevadas rigidez e resistência à tração, são as mais utilizadas para o reforço do concreto, enquanto que as fibras sintéticas são adotadas para controle de fissuração por retração plástica do compósito. A macrofibra polimérica se trata de uma fibra sintética estrutural que se difundiu no mercado brasileiro nos últimos anos, possuindo pouca pesquisa a respeito de seu desempenho como elemento de reforço no concreto. Diante disto, nesta pesquisa foi avaliado o uso da macrofibra polimérica na composição de concreto para fins estruturais, sendo analisado o comportamento mecânico de duas matrizes de concreto reforçado com fibras, uma convencional e a outra de alta resistência, com diferentes teores de fibra de aço e de macrofibra polimérica. Para isto, foram determinados o abatimento e a massa específica de cada concreto no estado fresco. No estado endurecido, foram realizados ensaios de absorção de água, índice de vazios, massa específica, resistência à compressão, Barcelona, tenacidade à flexão em prismas e tenacidade à punção em placas. Nas misturas com maiores teores de fibra não foi possível se obter a trabalhabilidade desejada, mesmo com a adição de superplastificante. Em alguns concretos, a macrofibra polimérica e a fibra de aço tiveram desempenhos equivalentes com relação à absorção, índice de vazios, resistência residual no Estado Limite Último (ELU) dos prismas e tenacidade das placas. O acréscimo do teor de macrofibra polimérica provocou alterações não significativas no valor do índice de vazios, da resistência residual em prismas e da tenacidade em prismas e placas. Foi encontrado uma equivalência entre os valores de tenacidade do concreto com menor teor de fibra de aço e do concreto com maior teor de macrofibra polimérica para a maioria das misturas. A macrofibra polimérica apresentou uma eficiência menor do que a fibra de aço quando utilizada no concreto destinado a pisos industriais. Além disso, o acréscimo do teor de macrofibra polimérica provocou pequenas alterações na espessura do piso industrial. The fiber reinforced concrete (FRC) is a composite material mainly composed of hydraulic cement, fine and coarse aggregates, water and discontinuous fibers. The main purpose of the reinforcement in the concrete with fibers is the increase of the post-cracking resistant capacity of the composite, which reflects in the toughness gain. Traditionally, steel fibers, due to their high stiffness and tensile strength, are the most used for concrete reinforcement, while synthetic fibers are used to control the plastic shrinkage cracking of the composite. The polymeric macrofiber is a structural synthetic fiber that has spread in the Brazilian market in recent years, with few researches regarding its performance as a reinforcement element in concrete. Therefore, the use of the polymeric macrofiber in the concrete composition for structural purposes was evaluated in this study and the mechanical behavior of two fiber reinforced concrete matrices, one conventional and the other with high strength, with different contents of steel fiber and polymeric macrofiber, was analyzed. For this, the slump and the specific gravity of each concrete in the fresh state were determined. In the hardened state, water absorption, voids, specific gravity, compressive strength, Barcelona, flexural toughness in prisms and punching toughness in plates tests were performed. In the mixtures with higher fiber contents it was not possible to obtain the desired workability, even with the addition of superplasticizer. In some concretes, the polymeric macrofiber and the steel fiber had equivalent performances with respect to the absorption, voids, residual strength at Ultimate Limit State (ELU) of the beams and toughness of the plates. The increase of the polymeric macrofiber content did not cause significant changes in the value of the voids, residual strength in prisms and toughness in beams and plates. An equivalence of the toughness values of the concrete with lower content of steel fiber and the concrete with higher content of polymeric macrofiber was found for the majority of the mixtures. The polymeric macrofiber was less efficient than the steel fiber when used in concrete for industrial floors. In addition, the increase of the polymeric macrofiber content caused small changes in the thickness of the industrial floor.

O concreto armado, sistema estrutural mais utilizado no mundo, consome grandes quantidades de matérias-primas, em sua maioria compostas por materiais não renováveis, além de enormes quantidades de água e depende de grande quantidade de energia para o seu beneficiamento, além de emissões de gases e produção de resíduos perigosos. As decisões de projeto, enter elas a localização das obras, a definição do produto a ser construído, o partido arquitetônico e a especificação de materiais e componentes, afetam diretamente o consumo de recursos naturais e de energia, tal consumo é afetado também pela otimização ou não da execução e pelo efeito global no seu entorno, sem falar nos impactos estéticos e urbanísticos mais amplos. O objetivo desta pesquisa foi avaliar o uso da metodologia da Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) no auxílio da tomada de decisões em projetos estruturais de concreto armado, visando a melhoria do desempenho ambiental parte-se da hipótese de que é possível obter a melhoria por meio da análise, durante a fase de projeto, da utilização de diferentes classes de resistência do concreto, por meio de alterações (reduções) nas dimensões dos elementos estruturais bem como do consumo dos materiais componentes da estrutura. Discute-se primeiramente o conceito de desempenho ambiental, seguido do impacto ambiental da construção civil e seus materiais. Posteriormente foi apresentada a metodologia da ACV e sua aplicação na construção civil com uma revisão bibliográfica. O desenvolvimento experimental efetuado foi o projeto estrutural de edifício com 6 classes de resistência característica à compressão do concreto do grupo I de resistência, à partir da classe C25 até a C50. Os resultados apresentaram que s classes C40, C45 e C50 obtiveram os C25 até a C50. OS resultados apresentaram que as classes C40, C45 e C50 obtiveram os melhores resultados em quase todos os quesitos avaliados. Especificamente a C40 se apresentou como a melhor opção para a unidade funcional avaliada com o melhor desempenho. O desenvolvimento experimental demonstrou a viabilidade do uso da ACV neste tipo de avaliação porém verifica-se a carência de maiores informações para execução de inventários e metodologia dirigida à realidade brasileira. Por fim , foram fornecidas orientações a todos os agentes intervenientes no projeto estrutural e execução da obra com a finalidade de ser alcançado o melhor desempenho ambiental das estruturas de concreto armado. The reinforced concrete, most widely used structural system in the world, which consumes large amounts of raw materials, mostly composed of non-renewable materials, and huge amounts of water, depends on lot of energy for its processing, and gas emissions and hazardous waste generation. design decisions, such as location of works, the product definition to be built, the architectural party and specification of materials and components directly affect the consumption of natural resources and energy, as well as the optimization or not the execution and overall effect on its surroundings, not to mention the broader aesthetic and urbanistic impact. The objective of this research was to evaluate the use of the methodology of Life Cycle Assessment (LCA) to aid decision-making in structural design of reinforced concrete in order to improve the environmental performance starting from the hypothesis that can- yield improvement by analyzing, during the design stage, the use of different grades of concrete strength through changes (decreases) the dimensions of structural elements as well as the consumption of the component materials of the structure. At work was first discussed the concept of environmental performance, followed by the environmental impact of construction and its materials. The methodology of LCA and its application in construction with a literature review was presented later. The experimental development was made the building structural design with 6 classes of resistance characteristic of the group I concrete compressive strength, the class from the C25 to C50. The results showed that the C40 classes, C45 and C50 have the best results almost all the variables evaluated and specifically the C40 presented as the best option for the functional unit evaluated with the best performance. Experimental development demonstrated the feasibility of using ACV in this type of evaluation but still in need of more information for the execution of inventories and methodology will run Brazilian reality. Finally they were provided guidance to all actors involved in the structural design and execution of the work in order to be achieved the best environmental performance of reinforced concrete structures.

O presente trabalho avaliou a influência dos concretos de ultra-alto desempenho com fibras (UHPFRC) e sem fibras (UHPC) no reforço de pilares curtos de concreto armado de seção transversal circular e quadrada. Avaliou-se também a adição de armaduras adicionais de reforço e de polímeros reforçados com fibras de carbono (PRFC) em alguns pilares reforçados. Para a avaliação deste novo sistema de reforço optou-se pela realização de um programa experimental e simulações numéricas. É importante ressaltar que no programa experimental, nenhum pilar reforçado possuía seção transversal maior que a seção do pilar de referência. Foi verificado por meio do programa experimental, que as camisas de UHPC apresentaram ruína de natureza frágil e não se recomenda a sua utilização a menos que acompanhada de mecanismos que garantam adequado confinamento do pilar reforçado. Nos pilares circulares e quadrados reforçados com UHPFRC foram verificados, respectivamente, incrementos de resistência de 106,4% e 83,6% onde o concreto do cobrimento foi substituído por UHPFRC, 154,3% e 111,7% onde além da substituição do cobrimento foram inseridas armaduras adicionais e 160% e 85,6% onde houve a colocação de PRFC após a substituição do cobrimento. Todos os pilares reforçados com UHPFRC não apresentaram destacamento da camisa de reforço. Foram realizadas simulações numéricas variando a espessura da camisa de UHPFRC e do número de camadas de PRFC tanto nos pilares de seção circular como nos pilares de seção quadrada. Por meio destas simulações, notou-se que a adição de pequenos incrementos de espessura da camisa de UHPFRC, proporciona elevados incrementos de resistência ao pilar reforçado, ao passo que o aumento do número de camadas de PRFC não influenciaria significantemente no incremento de resistência e sim na ductilidade do conjunto. The present work evaluated the influence of ultra-high performance concrete with fibers (UHPFRC) and without fibers (UHPC) on the strengthening of short columns of reinforced concrete of circular and square cross section. It was also evaluated the addition of additional reinforcement and carbon fiber reinforced polymers (PRFC) on some strengthened columns. For the evaluation of this new system of strengthening we opted for the realization of an experimental program and numerical simulations. It is important to note that in the experimental program, no strengthened columns had a larger cross section than the reference column section. It was verified through the experimental program that the UHPC shirts presented ruin of a fragile nature and their use is not recommended unless accompanied by mechanisms that guarantee adequate confinement to the strengthened columns. In the circular and square columns strengthened with UHPFRC, respectively, resistance increments of 106.4% and 83.6% were verified, where the cover concrete was replaced by UHPFRC, 154.3% and 111.7%, in addition to the substitution of additional reinforcement were inserted and 160% and 85.6% where PRFC placement was performed after the replacement of the cover. All strengthened columns with UHPFRC did not present detachment of the strengthening jacket. Numerical simulations were performed by varying the thickness of the UHPFRC jacket and the number of PRFC layers on both the circular section columns and the square section columns. Through these simulations, it was noted that the addition of small thickness increments of the UHPFRC jacket would provide high increments of strength to the strengthened columns, while increasing the number of PRFC layers would not significantly influence the increase in strength but rather ductility of the assembly.

A durabilidade dos materiais cimentícios está intimamente ligada à porosidade, pois a partir de poros interligados a água consegue adentrar nestes materiais e acelera sua degradação. Com o intuito de diminuir a porosidade nos materiais cimentícios, as bactérias do gênero Bacillus estão sendo utilizadas como agentes biocimentantes de autocicatrização a partir da precipitação de cristais de carbonato de cálcio (CaCO3). Estes cristais funcionam como preenchimento de poros dos materiais cimentícios, evitando sua deterioração precoce e protegendo-os não apenas dos desgastes sofridos pela água, mas também por outras substâncias prejudiciais. O presente trabalho tem por objetivo avaliar a biocimentação em materiais cimentícios, mediante duas formas de adição de esporos bacterianos, nas propriedades mecânicas e microestrutuais. O estudo foi dividido em duas campanhas experimentais: na primeira foram estudadas duas espécies bacterianas, B. cereus e B. subtilis AP91, com intuito de determinar qual apresentaria a maior precipitação deste cristal. A partir deste resultado, iniciou-se a segunda campanha, na qual a bactéria B. subtilis AP91 foi adicionada na concentração de 105 esporos/mL a uma argamassa básica de traço 1:3, com relação a/c de 0,63, de duas formas diferentes, na água de amassamento no momento da mistura e submersa em solução contendo os esporos bacterianos. As argamassas foram avaliadas quanto às propriedades mecânicas e características microestruturais. Com os resultados obtidos verificou-se que a bactéria B. subtilis AP91 apresentou uma maior precipitação de CaCO3, além de que os cristais formados por essa bactéria mostraram-se mais densos e com um maior pico de cálcio no EDS. Sua aplicação nas argamassas foi satisfatória, principalmente quando a bactéria foi adicionada na água de amassamento, pois aos 28 dias promoveu o aumento na resistência à compressão de 31,3% e a diminuição no índice de vazios e na absorção de água, de 6,3% e 3,5%, respectivamente. Além disso, na porosimetria por intrusão de mercúrio essa forma de adição apresentou diminuições maiores da porosidade, onde verificou-se que a bactéria é capaz de fechar poros menores do que 20 μm. Sendo assim, concluiu-se que o uso de esporos da bactéria B. subtilis AP91 na água de amassamento de argamassas promoveu a biocimentação. The durability of cementitious materials is closely linked to porosity, because from the interconnection of the pores, water can penetrate these materials and accelerate their degradation. In order to decrease the porosity in the cementitious materials, bacteria of the genus Bacillus are being used as a self-healing biocimentant agent by means of precipitation of calcium carbonate crystals (CaCO3). These crystals act filling the pores of the cementitious materials, preventing those materials from premature deterioration and protecting not only from water abrasion but also from other harmful substances. This study aims to evaluate the biocementation in cementitious materials analyzing two ways of bacterial spores addition, as well as the mechanical and microstructural properties of those materials. The study was divided into two experimental campaigns. In the first one, two bacteria (B. cereus and B. subtilis AP91) were studied in order to determine which of them would present the largest crystal precipitation. With this result, it was started the second campaign, when the B. subtilis AP91 strain was added at the concentration of 105 spores/mL to a basic mortar 1:3 ratio with w/c ratio of 0.63 in two different ways: in the kneading water at the time of mixing or submerged in a solution containing bacterial spores. The mortars` mechanical and microstructural properties were evaluated. The results of these tests showed that the B. subtilis AP91 strain presented a larger precipitation of CaCO3 besides that the crystals formed by this bacterium showed to be more dense and with a greater calcium peak in the EDS. Its application in mortar was satisfactory, particularly when the bacterium was added to the kneading water, since it promoted an increase to the compressive strength of 31.3% and a decrease to the void ratio and water absorption of 6.3% 3.5%, respectively. Moreover, in the Mercury Intrusion Porosimetry test, this way of addition resulted in larger decrease of the porosity, being that, it was found that the bacteria is capable of closing pores measuring less than 20 μm. Thus, it was concluded that the use of B. subtilis AP91 spores in the mortar kneading water promoted biocimentation.

Modern society has more demanding consumer criteria than at other times. Durable construction, architectural design flexibility and wide spans are items of the package of needs. In concrete structures, the development of high strength concrete (HSC) and the refinement of calculation methods are fundamental practices so that these requirements be attended. Encouraged by this scenario, there was a recent movement to update the ABNT NBR 6118:2007, Brazilian Standard that deals with the design procedures for concrete structures. The introduction of HSC in its content was the most significant change that has occurred. It's on this scenario that for this present study was proposed the analysis of the Brazilian Standard criteria applied in determining the loading capacity of HSC columns with rectangular section subjected to combined flexural and axial compressive. For this, it was developed, with the helping of MATLAB R2009a program, a computational program which allows the production of envelopes of bending resistance according with the criteria of the Brazilian Standard and also to the rules of the Eurocode (Eurocode 2 (2002)) and ACI (ACI 318 (2014)). The evaluation of the Brazilian standard was done in two basic ways. In the first case, the results produced by ABNT NBR 6118:2014 were compared with those produced by the others standards. The second part, it was analyzed the results produced by the stress-strain diagram parable-rectangle of the ABNT NBR 6118: 2014 with the results when it was applied the rectangular diagram of the same standard. In general, for the Brazilian Standard it was observed that the growth rate of the resistant capacity is more significant in the conventional concrete group, this being reduced to a much smaller variation in HSC group. Analogous results were observed when it was applied Eurocode 2 (2002). Comparing the two standards, it was noticed that the Brazilian Standard presents more conservatively than the Eurocode for all concrete strength classes. However, when it was considered the "UK National Annex to Eurocode 2 (2002)", then the NBR presented higher resistance values than those were calculated by this standard. Now, the behavior of envelopes of bending resistance obtained by ACI 318 (2014) was very particular. The growth rate of resistance values didn't show big changes of the conventional concrete for the HSC. Comparing the results with the Brazilian Standard, it was noticed, in general, that the NBR is less conservative for concrete classes with lower resistance and more conservative for HSC. Comparing the two stress-strain diagrams of the ABNT NBR 6118: 2014, it was noticed for all cases analyzed that the bending resistance produced by the stress-strain diagram rectangular are greater than those resulted from stress-strain diagram parable-rectangle A sociedade moderna apresenta critérios de consumo mais exigentes que em outras épocas. Obras duráveis, flexibilidade do projeto arquitetônico e grandes vãos livres fazem parte das necessidades. Nas estruturas de concreto, o desenvolvimento do concreto de alta resistência (CAR) e o refinamento dos métodos de cálculo são práticas fundamentais para que esses requisitos sejam atendidos. Incentivado por este cenário, houve um movimentação recente para atualizar a ABNT NBR 6118:2007, norma que trata dos procedimentos de dimensionamento das estruturas de concreto. A introdução do CAR em seu conteúdo foi a alteração mais significativa que ocorreu. É diante deste contexto que no presente trabalho foi proposto realizar a análise dos critérios da norma brasileira aplicados na determinação da capacidade resistente de pilares de CAR, com seção retangular, submetidos à flexo-compressão. Para isto, foi desenvolvido, com o auxílio do programa MATLAB R2009a, um programa computacional que permite a produção de envoltórias de momentos resistentes com os critérios da norma brasileira e também das normas do Eurocode (Eurocode 2 (2002)) e do ACI (ACI 318 (2014)). A avaliação da norma brasileira foi feita de duas formas básicas. No primeiro caso, compararam-se os resultados produzidos pela ABNT NBR 6118:2014 com os gerados por meio das demais normas em estudo. Numa segunda parte, realizou-se a análise dos resultados produzidos através do diagrama tensão-deformação parábola-retângulo, da ABNT NBR 6118:2014, com os resultados obtidos com a aplicação do diagrama retangular indicado na mesma norma. De forma geral, para a norma brasileira observou-se que a taxa de crescimento da capacidade resistente é mais expressiva no grupo dos concretos convencionais, sendo esta reduzida a uma variação bem menor no grupo do CAR. Comportamento análogo foi obtido quando aplicado o Eurocode 2 (2002). Comparando as duas normas, verificou-se que a norma brasileira apresenta-se de forma mais conservadora do que a do Eurocode para todas as classes de resistência do concreto. Agora, quando considerado o anexo da norma do Reino Unido, o UK National Annex to Eurocode 2 (2002), a NBR passa a apresentar valores resistentes maiores do que os calculados com os critérios desta. Já o comportamento das envoltórias de momentos resistentes do ACI 318 (2014) apresentou-se de forma bem particular, sendo que a taxa de crescimento dos valores de resistência não demonstrou grandes variações do concreto convencional para o CAR. Comparando os resultados com a norma brasileira, verificou-se, de forma geral, que a NBR apresenta-se menos conservadora para as classes de concreto com menor resistência, e mais conservadora para o CAR. Na comparação dos diagramas tensão-deformação da ABNT NBR 6118:2014, verificou-se para todos os casos analisados que os momentos resistentes produzidos pelo diagrama retangular são maiores do que os resultantes do diagrama parábola-retângulo 223 f

The model increasingly used in the design of pile cap is the struts and tie method. This use the load of a centered rectangular column and is unproven for blocks supporting column of complex geometry as in-wall columns, elevators blocks, stairwells, hard core of buildings, etc. In such cases, professionals end up making the simplification of the complex shape using a square section of equivalent area. In this context, the present work aims to study the pile cap behavior that receive load of complex geometry column, by the method of strut and tie and make a proposed approach for the design of these cases. To this were studied by finite element method three geometries of columns, in two block configurations. The analysis of different columns shows that the consideration of complex geometry generated a more homogeneous efforts distribution, resulting in lower tensile field when compared to equivalent square section. Thus, the studied structures confirmed the acceptance of simplifying the complex geometry of the column by column of square section equivalent, since they have led to a sizing in favor of safety O modelo cada vez mais empregado no dimensionamento de blocos de fundação é o Método das Bielas. Este utiliza um carregamento de pilar quadrado centrado e não é comprovado para os casos de blocos suportando pilares de geometria complexa como ocorre em pilares-parede, blocos de elevadores, caixas de escada, núcleos rígidos de edifícios, etc. Nesses casos, os profissionais acabam fazendo a simplificação do formato complexo para uma seção quadrada de área equivalente. Neste contexto, o presente trabalho tem por objetivo estudar o comportamento de blocos de fundação sobre estacas que recebem pilares de geometria complexa, por meio do Método das Bielas, e realizar uma proposta de abordagem para o dimensionamento destes casos. Para isso foram estudados, por meio de elementos finitos, três geometrias de pilares, em duas configurações de bloco. Na análise dos diferentes pilares constatou-se que a consideração de geometria complexa gerou uma distribuição mais homogênea dos esforços, resultando em campos de tração inferiores quando comparados à seção quadrada equivalente. Desse modo, as estruturas estudadas corroboraram para a aceitação da simplificação da geometria do pilar complexo por pilar de seção quadrada equivalente, visto terem conduzido para um dimensionamento a favor da segurança 126 f

Este trabalho tem por objetivo o estudo da viabilidade da utilização de cerâmica vermelha para a confecção de agregados leves de argila calcinada para utilização em concretos estruturais. Inicialmente, foram coletadas amostras de solo de cinco diferentes empresas produtoras de cerâmica vermelha do estado de São Paulo. As massas cerâmicas foram caracterizadas por meio das técnicas de limites de liquidez (LL) e plasticidade (LP), análise granulométrica, análise química e difração de raios X (DRX). Os corpos de prova confeccionados com essas massas cerâmicas, queimados à temperatura de 900ºC, foram caracterizados por meio da avaliação da retração linear, absorção de água, porosidade aparente, massa específica aparente, expansão por umidade e resistência à compressão. Após a caracterização dos corpos de prova de cerâmica vermelha, foram escolhidas duas amostras para a confecção dos agregados leves de argila calcinada. Em seguida, foram confeccionados corpos de prova de concreto com agregados leves de argila calcinada, argila expandida e brita. Os corpos de prova de concreto leve foram caracterizados pelos ensaios de slump, massa específica fresca, teor de ar incorporado, resistência à compressão, resistência à tração, módulo de deformação, retração por secagem, absorção de água, índice de vazios e massa específica aparente. Os resultados desta pesquisa indicaram a viabilidade da produção de agregados leves de argila calcinada para utilização em concretos e os valores da massa específica (1.555 a 1.785 kg/m³) e da resistência à compressão (18,0 a 55,8 MPa) apresentaram-se em um patamar intermediário entre os valores observados para concretos com argila expandida e com basalto. This paper aims the study the viability of using red ceramic to make calcined clay lightweight aggregates in order to use in structural concrete. At first, soil sample were collected from five different red ceramic producing companies from São Paulo State. Liquid and plastic techniques, particle size analysis, chemical analysis and X-ray diffraction (XRD) were used to characterize ceramic masses. The specimens made from these ceramic masses, burned at the temperature of 900ºC, were characterized by evaluating of linear shrinkage, water absorption, apparent porosity, specific mass, moisture expansion and compressive strength. After the red ceramic specimens characterization, two samples were chosen for the manufacture of calcined clay lightweight aggregates. After that, concrete specimens with calcined clay lightweight aggregate, expanded clay and basalt were made. These concrete specimens were characterized by slump test, fresh specific mass, incorporated air content, compressive strength, tensile strength, modulus of elasticity, water absorption, voids and bulk density. Results of this research indicated the viability of production of calcined clay lightweight aggregate for concrete utilization and the specific mass values (1.555 and 1.785 Kg/m³) and the compressive strength values (18,0 to 55,8 MPa) presented at a intermediated level between those observed for the expanded clay and basalt.

The use of reinforced concrete poles for electric power transmission lines has advantages with respect to the use of steel towers, such as more economic foundations; increased speed o assembly; need smaller area for installation; durability in the face of bad weather; higher fire resistance; lower maintenance and better visual appearance. However, its use is recent and the literature on the subject still scarce. This paper discusses broadly the criteria involved in the design of this type of structure and aims to demonstrate the structural calculation procedures and evaluate the performance of posts with different formats. In this, are designed poles with 23 meters high and different geometries: circular hollow section, rectangular hollow section and double Tsection, according to the Brazilian technical standards NBR 5422:1985, NBR 6123:1988, NBR 6118:2014 and NBR 8451:2011. Structural analysis of the poles is complemented with the development of numerical simulations with the aid of ABAQUS® software that is based on the Finite Element Method. The results obtained, such as efforts, stresses, deflections and weight of armor were compared in order to highlight the main advantages and disadvantages of each post format. As a result, it was found that for the proposed cases the pole with a hollow circular section absorbs less wind load, required the least amount of steel and also had the lowest rate of reinforcement, the pole with a double T section accused the greatest efforts but the lowest volume of concrete, the pole with a hollow rectangular section showed high consumption of materials and was the second heaviest structure O uso de postes de concreto armado em linhas de transmissão de energia elétrica apresenta vantagens com relação ao uso de torres metálicas, tais como: fundações mais econômicas; maior rapidez na montagem; menor necessidade de área para instalação; maior durabilidade frente às intempéries; maior resistência ao fogo; menor necessidade de manutenção e melhor aspecto visual. Porém, o seu emprego é recente e a literatura sobre o assunto ainda escassa. O presente trabalho aborda de maneira ampla os critérios envolvidos no projeto deste tipo de estrutura e tem como objetivo demonstrar os procedimentos de cálculo estrutural e avaliar o desempenho de postes com diferentes formatos. Nele é realizado o dimensionamento de postes com 23 metros de altura e diferentes geometrias: seção circular vazada, seção retangular vazada e seção duplo T, de acordo com as normas técnicas brasileiras ABNT NBR 5422:1985, ABNT NBR 6123:1988, ABNT NBR 6118:2014 e ABNT NBR 8451:2011. A análise estrutural dos postes é complementada com a realização de simulações numéricas com auxílio do software ABAQUS® que se baseia no Método dos Elementos Finitos. Os resultados obtidos, tais como: esforços, tensões, deslocamentos, armaduras e peso das estruturas foram comparados, a fim de se evidenciar as principais vantagens e desvantagens de cada formato de poste. Com isso, foi possível constatar para os casos propostos que o poste de seção circular vazada absorveu menos carga de vento, demandou o menor quantitativo de aço e teve a menor taxa de armadura, o poste de seção duplo T acusou os maiores esforços, mas o menor volume de concreto, o poste de seção retangular vazada apresentou alto consumo de materiais e foi a segunda estrutura mais pesada 109 f

Self-compacting concrete (SCC) presents a fluid consistency as well as a cohesive self-compacting feature which enables it to fill molds and to pass through obstacles only through its own weight, without any segregation. Thus, self-compacting concrete casts off the use of mechanical stirrer at the initial step and at the compacting, reducing costs, time and steps for processes in building sites and prefabricated industries. Mineral additions and chemical additives are generally used for its composition. The material used was: calcitic limestone filer (mineral addition), GLENIUM 51 hyperplasticiser (3rd generation polycarboxylic), cement CP II E 32, quartzite sands, basalt gravel, water and the ash from sugar cane bagasse, which is a by-product generated through the reuse sugar cane burned bagasse energetic in boilers. It is estimated for 2012/2013 harvest the generation of 268.000 t of CBC, which was applied as fine aggregate partially replacing sand. Thus, the aim was the contribution to a decreasing in sand extraction and to a development of a technical destination with aggregate value for the bagasse. The self-compacting parameters were classified by ABNT NBR 15823-1:2010 e criteria, by Gomes and Barros (2009). The self-compacting tests applied were: Slump Flow Test to evaluate plastic fluidity, draining and viscosity; V-Funnel Test to evaluate viscosity, L-Box Test, J-Ring Test to evaluate bandwidth ability and, U-Pipe Test to evaluate resistance to segregation. The single feature, in mass, which was developed from SCC with CBC was 1: 1,8: 0,2: 2,21: 0,45: 0,40: 0,0055 (cement: sand: CBC: gravel: water: filer: hyperplasticiser). The development of of SCC without CBC presented a single feature, in mass, similar to 1: 2: 2,12: 0,45: 0,40: 0,0055 (cement: sand: gravel: water: filer: hyperplasticiser), being different only in 0,009 for gravel relation and for CBC partial presence when replacing sand). Both features had their aspects evaluated by at least one of the criteria followed, where SCC with 10% CBC, replacing sand, reached all parameters recommended by ABNT NBR 15823-1:2010. The SCC with 10% CBC partially replacing sand has met all standards set by ABNT NBR 15823-1:2010. Compressive strength and tensile strength performances for the 28 days were both satisfactory. It was possible to classify them as belonging to a resistance class I and C35 group through ABNT NBR 8953:1992. Cement consumption was 401 kg/m3 for SCC without CBC and 396 kg/m3 for CAA with CBC, a difference of 1.2%, establishing, thus, that CBC did not provide a meaningful change in cement consumption. However, CBC replacing sand at 10% rate provided a decreasing of 89.2 kg/m3 in sand consumption. It was observed, though, that replacing 10% of sand for CBC in the developed SCC feature does not change the rheological characteristics and keeps the same fluidity, cohesion and consistency aspects, as well as it does not produce any changes in mechanical properties. It can therefore be established that it is possible to use CBC in SCC production without having its rheological characteristics and mechanical properties damaged reducing thus sand consumption. O concreto autoadensável (CAA) apresenta consistência fluida e ao mesmo tempo coesa com característica de auto-adensamento, possibilitando o preenchimento de fôrmas e a passagem por entre obstáculos apenas pela ação do seu peso próprio, sem a ocorrência de segregação. Assim, o CAA descarta o uso de agitadores mecânicos na etapa de lançamento e compactação, reduzindo custos, tempo e etapas no processo no canteiro de obras ou em fábricas de pré-moldados. Em sua composição, geralmente são usadas adições minerais e aditivos químicos. Os materiais utilizados foram: filer calcário calcítico (adição mineral), como aditivo químico o superplastificante GLENIUM 51 (policarboxílico de 3ª geração), cimento CP II E 32, areia quartzosa, brita basáltica, água e a cinza do bagaço da cana-de-açúcar (CBC). A CBC é um subproduto gerado no reaproveitamento energético do bagaço da cana-de-açúcar queimado nas caldeiras das usinas. Somente no Paraná, estima-se para a safra 2012/2013 a geração de 268.000 t de CBC. A CBC foi utilizada como agregado miúdo em substituição parcial da areia. Desta forma, objetivou-se a contribuição para a diminuição da extração da areia e a criação de uma destinação técnica com valor agregado para a CBC. O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de CAA com a utilização da CBC. Os parâmetros autoadensáveis foram classificados pelos critérios da ABNT NBR 15823-1:2010 e de Gomes e Barros (2009). Os ensaios autoadensáveis utilizados foram: o Ensaio de Espalhamento no Cone de Abrams para avaliar a fluidez, o escoamento e a viscosidade plástica, o Ensaio do Funil-V para avaliar a viscosidade, os Ensaios da Caixa-L e do Anel-J para avaliar a habilidade passante e o Ensaio do Tubo-U para avaliar a resistência à segregação. O traço unitário, em massa, do CAA com CBC desenvolvido foi: 1: 1,8: 0,2: 2,21: 0,45: 0,40: 0,0055 (cimento: areia: CBC: brita: água: filer: superplastificante). O desenvolvimento do CAA sem CBC apresentou um traço unitário, em massa, similar de 1: 2: 2,12: 0,45: 0,40: 0,0055 (cimento: areia: brita: água: filer: superplastificante), diferente apenas em 0,09 na relação da brita e na presença parcial da CBC em substituição a areia. Ambos os traços de concretos, sem e com CBC, tiveram atendimento dos parâmetros autoadensáveis em cada ensaio avaliado, ou pela ABNT NBR 15823-1:2010 ou por Gomes e Barros (2009). Sendo que o CAA com 10% de CBC, em substituição parcial da areia, teve atendimento de todos os parâmetros dos ensaios definidos pela ABNT NBR 15823-1:2010. Os desempenhos da resistência à compressão e da resistência à tração aos 28 dias foram satisfatórios. Pela ABNT NBR 8953:1992 foi possível classificá-los como pertencentes ao grupo I e classe C35 de resistência. Os consumos de cimento foram de 401 kg/m³ para o CAA sem CBC e de 396 kg/m³ para o CAA com CBC, diferença de 1,2%, podendo assim afirmar que a CBC não promoveu alteração significativa no consumo de cimento. Porém, a substituição da areia por CBC na taxa de 10% promoveu uma redução no consumo de areia de 89,2 kg/m³. Contudo, foi verificado que a substituição de 10% de areia por CBC no traço do CAA desenvolvido, não altera as características reológicas, mantendo os mesmos aspectos de fluidez, coesão e consistência pelos ensaios realizados, assim como não produz alterações nas propriedades mecânicas. Com isso, pode-se concluir que é possível utilizar a CBC na produção de CAA, sem prejuízo às características reológicas e as propriedades mecânicas, reduzindo assim o consumo de areia. 163 f

The need for renewable sources boosts the production of alcohol in the world, mainly in Brazil, which has the highest production of both ethanol and sugar, the ideal weather and high technology also contribute, making Brazil the largest producer of substitute fuel to fuels derived from petroleum. In its manufacturing process occurs the generation of a by-product, bagasse used from the sugar and alcohol sector companies in the co-generation power, which has as a secondary waste the ash from the sugar cane bagasse (SCB). This residue can be used as a fine aggregate in the production of concrete and mortar, thus minimizing the extraction of natural resources, preserving the river banks and contributing to the proper disposal of that residue. This study aims to evaluate the influence of the SCB in concrete properties when used as fine aggregate partially replacing the natural sand, through the study of the resistance to compression and carbonation. The concrete was produced with CPV-ARI Portland cement, sand of quartz origin and crushed stone of basaltic origin, and the sand was partially replaced by SCB in the levels of 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40 and 50% in mass. The test results from the compression resistance showed that there was an increasing to the replacement of sand by SCB up to 25% compared to the reference concrete (0%), with a level of 20% the one which gained more resistance , 6.6% above the standard. The results of statistical analysis of the accelerated carbonation front showed that the concrete with the less depassivation was the one containing 15% of SCB, with a carbonation front of 67.8% less than the standard concrete. It was also found that there was a decrease in the carbonated layer in the concrete with replacement up to 30% of sand by the SCB. This study is trying to clarify some doubts about the durability of concrete containing SCB and provides a safe alternative of fine aggregates replacement for civil construction. A necessidade de fontes renováveis impulsiona a produção de álcool no mundo, principalmente no Brasil, que possui a maior produção tanto de álcool como de açúcar, o clima ideal e a tecnologia de ponta também contribuem, fazendo do Brasil o maior produtor de combustível substituto aos combustíveis derivados do petróleo. Em seu processo de fabricação ocorre à geração de um subproduto, o bagaço da cana-de-açúcar, utilizado pelas sucroalcooleiras na co-geração de energia, que tem como resíduo secundário a cinza do bagaço da cana-de-açúcar (CBC). Este resíduo pode ser aproveitado como agregado miúdo na produção de concretos e argamassas, minimizando assim a extração de recursos naturais, preservando as margens dos rios e contribuindo para a disposição adequada desse resíduo. Este trabalho tem como objetivo avaliar a influência da CBC nas propriedades do concreto, quando utilizada como agregado miúdo substituindo parcialmente a areia natural, através do estudo da resistência à compressão e da carbonatação. O concreto foi produzido com cimento Portland CPV-ARI, areia de origem quartzosa e pedra britada de origem basáltica, sendo que a areia foi substituída parcialmente por CBC nos teores de 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30 ,40 e 50%, em massa. Os resultados dos ensaios de resistência à compressão demonstram que houve aumento da resistência para substituição da areia por CBC em até 25%, em comparação ao concreto de referência (0%), sendo o teor de 20% o que obteve maior ganho de resistência, 6,6% acima do padrão. Os resultados da análise estatística da frente de carbonatação acelerada mostraram que o concreto com menor despassivação foi o contendo 15% de CBC, apresentando frente de carbonatação 67,8% a menos que o concreto padrão. Verificou-se também que houve diminuição da camada carbonatada nos concretos com substituição de até 30% da areia por CBC. Este estudo procurou esclarecer algumas dúvidas quanto à durabilidade dos concretos contendo CBC e proporciona uma alternativa segura de substituição de agregados miúdos para construção civil. viii, 78 f

The sound when unwanted becomes noise. So in classroom and reading room, where the spoken word must be prioritized, acoustic treatment is required in order to reduce these noises and increase the level of intelligibility, providing greater acoustic comfort to users. In this context, this work aims to study the acoustics of adverse environmental conditions due to high humidity and temperatures, and develop acoustic panels that provide greater sound absorption of the environment by reducing the reverberation time of it. The acoustic panel suggested it is a correct material, by using post-consumer materials (PET and EVA) in its confection combining sustainability, economic viability and acoustic comfort. The noise characterization of composite acoustic panel proposed in this work was performed from the measurement in reverberation room, the sound absorption. This test was conducted in reference panels (concrete without addition) and panels with 5% addition of EVA and 1% addition of PET. The sound absorption coefficient (NRC) panels with the addition of 0.07 and 0.06 presented concrete without adding NRC, the two values are above those found in the literature for concrete (NRC maximum of 0.05) and concrete with addition of Rubber (0.05 NRC). O som quando indesejável torna-se ruído, por isso em ambientes de ensino ou lazer, onde a palavra falada deve ser priorizada o tratamento acústico do mesmo se faz necessário a fim de diminuir estes ruídos e aumentar o nível de inteligibilidade, proporcionando um maior conforto acústico aos usuários. Neste contexto, o presente trabalho tem como finalidade estudar a acústica de ambientes com condições adversas devido aos altos valores de umidade relativa, altas temperatura e grandes massas d'água, e desenvolver painéis acústicos que proporcionem adequada absorção acústica do ambiente, diminuindo o tempo de reverberação do mesmo. O painel acústico proposto se trata de um material correto, por se utilizar de material pós-consumo (PET e EVA) na sua confecção aliando sustentabilidade, viabilidade econômica e conforto acústico. A caracterização sonora do painel acústico compósito proposto neste trabalho foi realizada a partir da medição, em câmara reverberante, da absorção acústica. Este ensaio foi realizado nos painéis de referência (concreto sem adição) e nos painéis com 5% de adição de EVA e 1% de adição de PET. O coeficiente de absorção sonora (NRC) dos painéis com adição é de 0,07 e o concreto sem adição apresentou 0,06 NRC, os dois valores estão acima dos encontrados na literatura para concreto (NRC máximo de 0,05) e concreto com adição de borracha (0,05 NRC). xvii, 90 [3] f

No meio rural, atividades agropecuárias e industriais como a produção de álcool e açúcar geram grandes quantidades de resíduos, que em alguns casos, ainda não apresentam uma destinação final. Destes resíduos agro-industriais, destacam-se a cinza da casca de arroz e a cinza do bagaço da cana de açúcar (CBCA). A queima do bagaço da cana de açúcar produz uma cinza, que apresenta sílica em sua composição, no estado amorfo e/ou no cristalino. Investigações recentes têm demonstrado que a cinza do bagaço da cana de açúcar tem um grande potencial para incorporação em argamassas e concretos. Este trabalho visa verificar a potencialidade do uso da cinza do bagaço de cana de açúcar como adição ao cimento Portland. Primeiramente, as cinzas foram calcinadas em três intervalos de tempo tempos e três temperaturas diferentes. Na seqüência foram efetuados ensaios de análise térmica diferencial, termogravimetria, difração de raios x, espectroscopia por infravermelho, espectroscopia por fluorescência de raios x, microscopia eletrônica de varredura (MEV), granulometria e índice de atividade pozolânica. Os ensaios de resistência à compressão das argamassas indicaram a possibilidade de substituição de até 20% do cimento pela CBCA para o tempo de uma hora e substituição de até 10% do cimento pela CBCA moída para o tempo de duas horas de moagem, com aumento da resistência mecânica. De acordo com os resultados obtidos pelo programa experimental, foi possível confirmar a potencialidade do uso da cinza do bagaço da cana de açúcar em substituição parcial ao cimento Portland na produção de argamassas. In rural areas, agricultural activities and industrial products such as sugar and alcohol production generate large amounts of waste, which in some cases still do not have a final destination. These agro-industrial residues are mostly from rice husk and bagasse from sugar cane. The burning of sugar cane bagasse produces ash with high content of silica both in crystalline and amorphous phases. Recent investigations have shown that the ash from sugar cane bagasse (CBCA) has a great potential for incorporation in mortars and concretes. This study aims to evaluate the potential use of ash from sugar cane bagasse as an addition to Portland cement. First the ashes were calcined at three different temperatures and periods of time, following grinding in a ball mill to produce two ashes with different fineness. Calcinated and non-calcinated CBAC were characterized with the use of differential thermal analysis, thermogravimetry, x-ray diffraction, infrared spectroscopy, fluorescence spectroscopy x-ray and scanning electron microscopy (MEV). The particle sizes distributions were determined with laser granulometry and the pozzolanic activity index was obtained for mixtures with replacement of 10%, 20% and 30% in relation to the mass of Portland cement. Tests indicated the compressive strength of mortars increased for mixtures containing up to 20% of cement of the finer CBCA and up to 10% for the less fine CBCA. According to the results of the experimental program, it was possible to confirm the potential for the use of sugar cane bagasse ash.

Structural accidents, although undesirable, always result in important lessons to improve the technique of designing and building. However, there is a scarcity of records about structural accidents in literature; thereby we lose the opportunity to learn from past mistakes. The forensic engineer is the professional that should deal with these accidents, to clarify the real causes of the collapse. In this way, the present study approaches the structural accidents, the role of forensic engineer, the investigation mechanisms; expert reports and other diagnose tools, legal issues involving the structural accidents and diseases, besides two case studies. These cases are particularly examined in order to extract lessons that may contribute to prevent further similar accidents. The first is the study of the fall in chain of the balconies of a residential building, where we found that the collapse was caused by negligence in the execution; and the second is the study of the collapse of a sheet pile wall of a building under construction, where the problems occurred in excavation planning, design and implementation. Through these studies, we verified that the collapse of a balcony of a building would probably lead all the balconies of a building to ruin, and one way to avoid similar problems would be the obligation by the law of minimum positive reinforcement in the case of cantilevered structures, as well as the requirement for an annual inspection plan for such structures. Furthermore, we also observed the need for mandatory excavation plans for buildings, as a mechanism to minimize the occurrence of the pole collapse. Os acidentes estruturais, apesar de serem indesejáveis, sempre trazem consigo importantes lições para o aprimoramento das técnicas de projetar e construir. No entanto, tem-se observado um registro escasso de acidentes estruturais na literatura, de maneira que se perde a oportunidade de aprender com os erros cometidos no passado. O engenheiro forense é o profissional que deve atuar junto a estes acidentes para esclarecer as reais causas do colapso. Neste contexto, o presente trabalho aborda os acidentes estruturais, o papel do engenheiro forense, os mecanismos de investigação, os laudos periciais e outras ferramentas diagnósticas, os aspectos legais envolvendo os acidentes estruturais e as patologias, além de dois estudos de caso. Estes casos são particularmente estudados a fim de extrair lições que possam contribuir para que acidentes similares não venham a ocorrer. O primeiro é o estudo da queda em cadeia das sacadas de um edifício residencial, onde se verificou que houve o colapso por negligência na execução e o segundo é o estudo do colapso de uma cortina de estacas de um edifício em construção, onde ocorreram problemas no planejamento de escavação, no projeto e na execução. Constatou-se através destes estudos, que o colapso de uma marquise de uma edificação provavelmente levaria todas as sacadas de um edifício à ruína, e que um meio de evitar problemas deste tipo seria a imposição por parte de norma de armaduras positivas mínimas no caso de estruturas em balanço, como também a obrigatoriedade de um plano de inspeção anual para tais estruturas. Verificou-se também, a necessidade da obrigatoriedade de planos de escavação para edificações, como artifício para minimizar a ocorrência de colapso de estacas. xiii, 131 f

In recent years science has devoted considerable attention to global warming. The direct emission of carbon dioxide in the atmosphere has been identified as the main factor in destroying the ozone layer, with only the cement industry accounts for 07% of all CO2 emissions in the world. Aiming to reduce these levels of CO, and the consequences of global warming, research has been developed with the aim of reducing the volume of cement produced in the planet through mineral admixtures, especially the use of agro-industry waste (rice husk ash and bagasse ash - of - sugar), which in Brazil amounted to a volume of 3.5 million tons. The work that follows explores the effect of sugarcane bagasse ash - of - sugar, "in natura", with contents ranging between 05 and adding 30% in concrete class C30. The CBC, bagasse ash cane sugar was assessed by physical tests, such as size distribution and determination of void ratio and modulus of fineness of ash, their composition was verified by tests of nutrients. In the concrete, were carried out mechanical tests on bodies-of-proof being checked for compressive strength, diametral tensile and compression modulus of elasticity. The initial numbers showed significant results in tests for resistance to axial compression rates up to 20% replacement by mass of sand, recorded gains of up to 12% compared to the reference concrete, even with the sharp increase in the factor a / c . Thus, this research hopes to contribute to the implementation of the CBC as an alternative material in the production of Portland cement concrete, because it provides high resistance to 28 days with low consumption of cement. Nos últimos anos a ciência tem dedicado grande atenção ao aquecimento global. A emissão direta de dióxido de carbono na atmosfera tem sido apontada como o principal fator de destruição da camada de Ozônio, sendo somente a indústria cimenteira responsável por 07% de todas as emissões de CO2 do mundo. Com o objetivo de minimizar estes índices de emissões de CO, bem como as conseqüências do aquecimento global, pesquisas vêm sendo desenvolvidas com o intuito de reduzir o volume de cimento produzido no planeta através de adições minerais, com destaque para o emprego dos resíduos da agroindústria (cinza da casca do arroz e cinza de bagaço da cana - de - açúcar), que somaram no Brasil um volume de 3,5 milhões de toneladas. O trabalho que segue explora o efeito da cinza de bagaço de cana - de - açúcar, "in natura", com teores de adição variando entre 05 e 30% em concretos de classe C30. A CBC, cinza de bagaço de cana-de-açúcar, foi avaliada através de ensaios físicos, como distribuição granulométrica e determinação do índice de vazios e módulo de finura da cinza; sendo verificada a sua composição através de ensaios de macronutrientes. Nos concretos, foram realizados ensaios mecânicos em corpos-de-prova sendo verificada a resistência à compressão axial, tração por compressão diametral e módulo de deformação. Os números iniciais demonstraram resultados significativos nos ensaios de resistência à compressão axial para índices de até 20% de substituição em massa de areia, sendo registrados ganhos de até 12% em comparação ao concreto de referência, mesmo com o aumento acentuado no fator a/c. Desta forma, esta pesquisa vem a contribuir para a aplicação da CBC como material alternativo na produção de concreto de cimento Portland, por promover resistências elevadas aos 28 dias com baixo consumo de cimento. 104 f

The process of urbanization of great cities, the diminishing in the number of landfills, the increasing in the population growth rate and the major utilization of disposable materials have been generating an expressive volume of waste materials for the environment. Some waste materials have been reused in the last years, as for example, the residue generated by the civil construction. However, other kind of residue materials does not have been experiencing the same situation, as for example, the rubber from tires. One alternative for the reutilization of this residue material consist in use their powder in substitution of the fine aggregate in concrete. In the present paper, some experimental results concerning the mechanical properties of low strength concrete mixed with different rates of powder are presented. Finally, the experimental research reveals that is possible to obtain an ideal rate of powder incorporation without harm the strength of concrete. O processo de urbanização nas grandes cidades, a diminuição da quantidade e tamanho dos aterros, o crescimento populacional e a maior utilização de materiais descartáveis geram um expressivo aumento do número de resíduos gerados para o ambiente. Nas últimas décadas, tem-se observado o reaproveitamento de alguns tipos de resíduos, como por exemplo, aqueles produzidos pela construção civil. Porém, a mesma situação não ocorre para outros tipos de resíduos, como por exemplo, a borracha proveniente dos pneus de automóveis. Uma alternativa para o reaproveitamento de pneus inservíveis consiste na utilização do pó de borracha como material de substituição parcial do agregado miúdo em concretos. No presente trabalho, são apresentados resultados experimentais de concretos de baixa resistência com diferentes taxas de adição de pó de borracha. Finalmente, os resultados obtidos revelam que é possível se obter uma taxa ótima de adição sem que ocorram perdas significativas para a resistência à compressão e à tração do concreto com adições. 132 f

This work describes construction and demolition waste (C & D waste) originated in building site, through analysis of them in the construction stages of engineer construction work and it will also use a check-list for inventory of C & D waste. C & D waste production can be identified by the alignment of projects, measures that turn theses residues down, C & D waste characterization and quantification of C & D waste production and it permits to indicate construction stages that show the biggest impact and need stronger control. In this study, four construction works at Maringá/PR works were studied, three of which possess traditional constructive system and other shows streamlined constructive system. In construction works studied, alignment of projects has had great results in construction works with lot of time to planning and with large buildings. Measures that turn C & D waste down were analyzed through check-list that allows creating graph determination of percentage of the each measure and material control. At the time of study, these construction works were in different stages of execution. Thus, some materials had more control in one building and in other, they were not use. Characterization C & D waste production was determined by materials which were used in each constructive stage and also by quantification of these materials. Therefore, it was generated C & D waste percentage in each stage. C & D waste quantification was studied by C & D waste volume in lorries which collect these materials. Each construction work C & D waste volume was multiplied for C & D waste percentage of each constructive stage, resulting C & D waste volume in each stage. In this research, construction and demolition residues volume had fluctuating, which is justified for construction stage in execution and necessity to demolition and site cleaning. Esta pesquisa procura avaliar os resíduos de construção e demolição (RCD´s) gerados nos canteiros-de-obras, por meio do diagnóstico desses resíduos gerados nas etapas construtivas de obras de engenharia e da elaboração de um check-list para inventário de RCD's. Com a finalidade de identificar a geração de RCD's, foi proposta a compatibilização de projetos, medidas minimizadoras, caracterização de RCD's e quantificação da geração de RCD's, determinando as etapas construtivas que apresentavam maior impacto na geração e que necessitavam de controles rigorosos, em quatro obras no município de Maringá/PR. Nas obras pesquisadas, três apresentavam sistema construtivo tradicional e uma obra apresentava sistema construtivo racionalizado. A compatibilização de projetos nas obras pesquisadas apresentou maior empenho naquelas obras que possuíam maior tempo de planejamento e maior porte. As medidas minimizadoras nas obras pesquisadas foram analisadas por meio de check-list, o qual permite a plotagem de gráficos com a determinação da porcentagem de ação minimizadora e controle de material. No momento da pesquisa as obras apresentavam-se em fases diferentes de execução. Assim, materiais com maior controle em uma obra, não eram utilizados em outras obras. A caracterização da geração de RCD's foi feita por meio dos insumos utilizados ou empregados na etapa construtiva da obra e, através da quantificação destes insumos utilizados, determinou-se o porcentual de RCD's que cada etapa gerava. A quantificação de RCD's nas obras foi determinada por meio da quantificação de caçambas e caminhões utilizados na retirada de entulho e através da multiplicação do porcentual de RCD's gerados nas etapas construtivas pelo volume de RCD's retirado da obra, possibilitando determinar o volume de RCD's em cada etapa construtiva. O volume de resíduos de construção e demolição nas obras pesquisadas apresentou variações, justificado por meio da fase em que a obra se encontrava na execução e se houve a necessidade de demolição e limpeza do terreno. xiv, 116 f