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Efeito da resistência e da dimensão máxima característica do agregado graúdo nas propriedades mecânicas do concreto de alto desempenho / Effect of compressive strength and the maximum size of coarse aggregate characteristics on mechanical properties of high performance concreteRohden, Abrahão Bernardo January 2012 (has links)
O emprego de concreto com resistência à compressão ultrapassando 100 MPa e o aumento do número de aplicações do concreto de alto desempenho em diferentes regiões do país mostra que há espaço para a consolidação desta tecnologia no meio técnico nacional. Contudo na medida em que se eleva a resistência à compressão dos concretos, os agregados passam a exercer um papel cada vez mais importante no comportamento global do material. A busca constante pelo entendimento preciso da influência das características do agregado nas propriedades do concreto tem despertado o interesse de diversos trabalhos em todo o mundo. O objetivo deste trabalho foi estudar a influência da resistência à compressão da rocha e a influência da dimensão máxima característica do agregado graúdo, nas propriedades mecânicas de concretos no estado endurecido produzidos com diferentes consumos de água (200, 160, 145, 130 e 115 litros de água). Para a produção do concreto utilizou-se como referência os princípios estabelecidos no método de dosagem proposto por Mehta e Aïtcin (1990). A metodologia baseou-se em ensaios laboratoriais e no uso de ferramentas estatísticas para validação dos resultados. Com base nesses resultados obtidos foram propostos modelos de previsão de comportamento. Em termos de resistência à compressão observou-se que a influência da dimensão máxima característica é maior para concretos produzidos com consumo de água menor. Quanto à resistência do agregado, os resultados obtidos neste trabalho negam a teoria da resistência potencial do agregado. A resistência à tração mostrou-se somente influenciada pelo consumo de água. O módulo de elasticidade do concreto, no entanto foi diretamente influenciado pela resistência da rocha. / The use of concrete with compressive strength of 100 MPa and the number of applications of high performance concrete in different regions of Brazil shows that this technology seeks to consolidate the national technical means. But to the extent that amounts to the compressive strength of concrete, aggregates start to exert an increasingly important role in the global behavior of the material. The objective was to study the influence of the compressive strength of rock and the influence of maximum size of coarse aggregate characteristic, the mechanical properties of concrete in hardened produced with different water consumption (200, 160, 145, 130 and 115 liters of water). To produce the dosage of concrete was used as a reference the principles of the determination method proposed by Mehta and Aïtcin (1990). The methodology is based on laboratory tests and the use of statistical tools to validate the results. Based on these results were proposed prediction models of behavior. In terms of compressive strength was observed that the influence of the characteristic maximum dimension is greater for concretes with lower water consumption. As the aggregate’s resistance, the results obtained in this work deny the theory of the potential resistance. The tensile strength was found to be only influenced consumption of water. The modulus of elasticity of the concrete, however it was influenced by the strength of the aggregates.
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Reforço de pilares curtos de concreto armado por encamisamento com concreto de ultra-alto desempenho / Strengthening of short columns with jacketing for ultra-high performance concreteRodrigo Mazia Enami 16 October 2017 (has links)
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.
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Análise de pilares de concreto de alta resistência com adição de fibras metálicas submetidos à compressão centrada / Experimental analysis of columns in high strength concrete with steel fibers under compression loadAna Elisabete Paganelli Guimarães 07 May 1999 (has links)
O Concreto de Alto Desempenho (CAD) tem sido extensivamente estudado em muitos centros de pesquisas porque seu uso tem aumentado de maneira significativa na construção civil. Mas a fragilidade deste material, quando a resistência à compressão é alta, tem levado os pesquisadores a estudar maneiras de diminuir esta característica, como por exemplo aumentando as taxas de armaduras transversal e/ou longitudinal dos elementos estruturais em concreto armado. Este trabalho trata do uso de fibras adicionadas ao concreto para uso em pilares submetidos à compressão, visando dar subsídios técnicos em outra maneira de se obter ductilidade em elementos de concreto de alta resistência, utilizando taxas usuais de armadura transversal. Apresenta-se um estudo experimental sobre pilares em concreto de alto desempenho com adição de fibras metálicas, com seção transversal de 200 mm x 200 mm e altura de 1200 mm, submetidos à compressão centrada, onde o concreto apresenta uma resistência média à compressão de 80 MPa. As taxas volumétricas de fibras foram de 0,25%; 0,50%, 0,75% e 1,00%, adotaram-se taxas volumétricas de estribos de 0,55%, 0,82% e 1,63% e a taxa geométrica de armadura longitudinal de 2,41% permaneceu a mesma para todos os pilares. Percebeu-se que a ruptura dos pilares foi mais dúctil quanto maior era a quantidade de fibras adicionadas ao concreto. Na análise teórica feita com os modelos, constatou-se que somente a seção transversal do núcleo, ou seja, aquela delimitada pelos eixos dos estribos, contribui para a resistência dos pilares, para pequenas taxas de fibras adicionadas ao concreto. / High Performance Concrete (HPC) has been studied extensively at many centres of research, because of its increasing use in reinforced concrete buildings. Since HPC is a brittle material, mainly when its strength is high (HSC), studies have been done to increase its ductility. Increases in longitudinal and/or transverse steel ratios can improve the ductility of HPC elements. This work shows a research about concrete with steel fibres for columns under compression load, in another way to obtain ductility in high strength concrete elements with usual stirrups ratio. It was made a experimental studied about columns in HSC with steel fibres addition, with 20 cm x 20 cm of cross section and 120 cm high, under compression load. The concrete strength was about 80 MPa, the volumetric fibres ratio were 0,25%, 0,50%, 0,75% and 1,00%, the stirrups ratio were 0,55%, 0,82% and 1,63% and the longitudinal bars ratio was constant for all columns. It was noted that the columns failure was more ductile when the fibres ratio was higher. It was verified on theoretical analyses made with the models that only the cross-sectional core, it means the section delimited by the stirrups, effectively contributed to the load capacity of the columns.
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[en] EXPERIMENTAL RESULTS OF FRACTURE PARAMETERS FOR HIGH PERFORMANCE CONCRETE / [es] RESULTADOS EXPERIMENTALES DE LOS PARÁMETROS DE FRACTURA PARA CONCRETOS DE ALTO DESEMPEÑO / [pt] RESULTADOS EXPERIMENTAIS DOS PARÂMETROS DE FRATURAMENTO PARA CONCRETOS DE ALTO DESEMPENHOVERONICA DE SOUZA CALAND 04 October 2001 (has links)
[pt] A utilização mais freqüente dos concretos de alto
desempenho na Construção Civil exige um melhor conhecimento
sobre o comportamento deste material e a verificação de
possíveis modificações no dimensionamento de elementos
estruturais, como a consideração do efeito de escala.
Recentemente, os conceitos da teoria da mecânica da
fratura para a análise do comportamento das estruturas
começaram a ser utilizados. A energia de fraturamento passa
a ser uma propriedade intrínseca do material, fundamental
no controle da resistência à flexão e ao cisalhamento
Os principais objetivos desta dissertação são: obter
experimentalmente os parâmetros de fraturamento para
concretos de alto desempenho através da realização de
ensaios estáveis e comparar estes resultados com resultados
numéricos e experimentais encontrados na literatura.
A metodologia utilizada para a determinação destes
parâmetros é apresentada no trabalho.
Foram executados ensaios estáveis à flexão em três pontos
em vigas de concreto simples com entalhe, de acordo com as
especificações elaboradas pela recomendação do comitê RILEM
50-FMC.
As vigas foram moldadas no Laboratório de Estruturas da PUC-
Rio e os ensaios realizados no Instituto de Tecnologia
(ITUC) desta Universidade. Os ensaios foram realizados com
controle de deslocamento da abertura do entalhe em uma
máquina servo-hidráulica Instron modelo 8502.
Foram ensaiadas 75 vigas, em quatro tamanhos diferentes,
com alturas variando de 38 mm a 304 mm. A espessura das
vigas foi mantida constante e igual a 38 mm. Os concretos
utilizados apresentaram fator água/cimento entre 0,25 e
0,37 e resistência à compressão entre 70 MPa e 90 MPa. / [en] The increasing use of high performance concrete in civil
construction demands better knowledge of the behavior of
this material and the review of possible changes in the
design of structural elements, like the size effect. The
concepts of the theory of fracture mechanics for the
analysis of structures started to be used in recent days.
The fracture energy became an inherent property of the
material, and it is basic for the control of the
nominal flexural strength and the modulus of rupture.
The main purposes of this dissertation are to achieve
experimentally the fracture parameters for high performance
concrete by performing stable tests, and to carry out a
comparison with numerical and experimental results found in
literature. The methodology used for determining of these
parameters is introduced in the work.Stable three-point
bend tests were conducted in notched beams made with
unreinforced concrete. These tests comply with the
specifications given by the RILEM 50- FMC committee. The
beams were cast at PUC-Rio Structural Laboratory and the
tests were conducted at the Technology Institute (ITUC) of
this University. The tests were performed using crack mouth
opening displacement control in a closed-loop servohydraulic
Instron machine model 8502. The experiments involved the
testing of 75 singlenotched beams with four different sizes
with depths varying from 38 mm to 304 mm. The
thickness of the beams was kept constant and equal to 38
mm. The concrete had a watercement ratio varying from 0.37
to 0.25 and compressive strength between 70 MPa and 90
MPa. / [es] La utilización más frecuente de los concretos de alto
desempeño en la Construción Civil exige un mejor
conocimiento sobre el comportamiento de este material y la
verificación de posibles modificaciones en el
dimensionamiento de elementos extructurales, como la
consideración de la escala. Recientemente, los conceptos de
la teoría de la mecánica de la fractura para el análisis
del comportamiento de las extructuras comezaron a ser
utilizados. La energía de fractura pasa a ser una
propriedad intrínseca del material, fundamental en el
control de la resistencia a la flexión y al cisallamento
Los principales objetivos de esta disertación son: obtener
experimentalmente los parámetros de fractura para concretos
de alto desempeño a través de la realización de ensayos
estables y comparar estos resultados con los resultados
numéricos y experimentales encontrados en la literatura. LA
metodología utilizada para la determinación de estos
parámetros se presenta en el trabajo. Se ejecutaron ensayos
estables a la flexión en tres puntos en vigas de concreto
simple con entalle, de acuerdo con las especificaciones
elaboradas por la recomendación del comité RILEM 50 FMC.
Las vigas fueron moldadas en el Laboratorio de Extructuras
de la PUC Rio y los ensayos realizados en el Instituto de
Tecnología (ITUC) de esta Universidad. Los ensayos fueron
realizados con control de desplazamiento de la abertura del
entalle en una máquina servo hidráulica Instron modelo
8502. Fueron utilizadas 75 vigas, en cuatro tamaños
diferentes, con alturas variando de 38 mm la 304 mm. Se
mantuvo la espesura de las vigas constante e igual la 38
mm. Los concretos utilizados presentaran factor
agua/cemento entre 0,25 y 0,37 y resistencia a la
compresión entre 70 MPa y 90 MPa.
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Uttorkning av högpresterande betonggolv : Råd och rekommendationer vid mätning av RF / The drying process of high performance concrete slabs : Advices and recommendations during measurements of the RHNorin, Max January 2017 (has links)
A development project was undertaken within the consortia formed by Polygon and AK-konsult. The aim of this project was to map out the impact of humidity leakages on the result of humidity measurements in concrete slabs according to the so-called RBK-method. It is behind the idea of this development project that the main purpose of this thesis can be derived from. For instance, an evaluation of already existing data material from a RBK-measurement has been done. A method has been retrieved in order to compare the trend of the measured values of the relative humidity with the trend of the expected values of the relative humidity during the drying process. The main goal has been to implement this method as an instrument to analyze the actual drying process. A survey study was undertaken among the employees of the consortia in order to point out the differences that arise during the installation of the measurement equipment prior to measurement according to the RBK-method. The result of the survey has been summarized and analyzed in purpose to catch a wider glimpse over the different kinds of variables that might have an impact on the result from a RBK-measurement. The outcome from the study of the existing measurement data shows that some of the measurement spots tends to dry out faster than the calculated drying process, while other spots indicates a slower drying process. Three of them actually pointed out that they were under humidity, which implies that they still hadn’t reached the stadium of moisture equilibrium with the concrete. The main reason behind the observed discrepancies might have its explanation in the fact that measurement wholes that have been subjected to a big humidity leakage. The consequence of measurement spots subjected to big humidity leakages, is that the measured value of the relative humidity turns out to be much lower than the actual level of the relative humidity in the concrete. An observation has been made in the plausibility analysis and in the Vaisalaproject that the normative equilibrium time exceeds the number of three days that’s been ordained by RBK. A further study of the normative equilibrium time can thereby be recommended to clarify if it still can be compatible with the different kinds of concrete classes of today.
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Studium vlivu přísad a příměsí na vlastnosti vysokohodnotných betonů / The Study of Aditives and Admixture Influence on High-Performance Concrete PropertiesŠiler, Pavel January 2009 (has links)
The aim of this work was to develop the method for the determination of the superperplasticizers (SP) content in the water solution. The method developed was then applied to study the SP adsorption on the individual components used for high-performance concrete and the influence of the temperature and pH values over this adsorption. Furthermore the influence of the water to binder ratio, SP, finely grounded granulated blast furnace slag, fly ash, silica fume, finely ground silica sand and bauxite on the hydration process was studied by means of isoperibolic, isothermal and solution calorimetry. The compressive and flexural strength of most samples used in calorimetric experiments was also determined.
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Mechanical Property Development and Numerical Modeling of Ultra-High Performance Concrete Focused on Isothermal Curing ConditionsAllard, Thomas 14 December 2018 (has links)
Ultra-high performance concrete (UHPC) has progressively gained interest because of its favorable strength and durability properties. Literature shows that curing temperature has a significant effect on the resultant mechanical properties of UHPC, generally resulting in increased compressive strength. However, limited datasets are currently available to ascertain the degree of change related to compressive strength as a function of curing temperature and conditions. This study investigates the effect of isothermal and submerged curing temperature conditions, ranging from 10°C to 90°C, on the compressive strength and elastic modulus development of UHPC and generates a numerical model to capture these effects. The extent and rate of compressive strength development in Cor-Tuf UHPC was found to increase with curing temperature, while only the rate of elastic modulus development increased with curing temperature. The numerical model shows reasonable agreement when compared with the experimental results and was successfully implemented in finite element analysis software.
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[es] ESTUDIO EXPERIMENTAL DE LA ENERGÍA DE FRACTURA Y DEL EFECTO ESCALA EN CONCRETOS DE ALTO DESEMPEÑO / [pt] ESTUDO EXPERIMENTAL DA ENERGIA DE FRATURAMENTO E DO EFEITO DE ESCALA EM CONCRETOS DE ALTO DESEMPENHO / [en] EXPERIMENTAL STUDY OF FRACTURE ENERGY AND SIZE EFFECT PHENOMENON HIGH PERFORMANCE CONCRETEMARCELO LUIZ OLIVEIRA SILVA 09 August 2001 (has links)
[pt] A utilização dos concretos de alto desempenho na indústria
da construção civil está se tornando muito freqüente
ultimamente. Este fato impõe cada vez mais a necessidade de
um melhor conhecimento sobre o comportamento deste material
relativamente novo, visando principalmente manter os níveis
de segurança adequados nas estruturas. As vantagens
apresentadas por tal material, notadamente a sua
resistência à compressão, permitiram uma melhoria
generalizada nos processos construtivos e conseqüente
aumento nos vãos dos elementos estruturais. Somado o fato
de que os concretos de alto desempenho apresentam um
comportamento reconhecidamente mais frágil, começou-se
recentemente a aplicar conceitos da teoria da Mecânica da
Fratura para a análise do comportamento destas estruturas,
já que passa a haver a necessidade de se considerar
adequadamente o efeito de escala no dimensionamento.
Portanto, o objetivo principal do presente estudo é
verificar experimentalmente a ocorrência do efeito de
escala em concretos de alto desempenho e comparar estes
resultados com resultados numéricos encontrados na
literatura. Objetiva-se também estudar o comportamento dos
referidos concretos nos ensaios à flexão em três pontos e
calcular a sua energia de fraturamento através de dois
métodos diferentes. Durante o estudo foram executados
ensaios à flexão em três pontos em vigas de concreto
simples com entalhe, de acordo com as especificações dadas
pela recomendação do comitê RILEM 50-FMC. As vigas foram
moldadas no Laboratório de Estruturas da PUC-Rio e os
ensaios realizados no Instituto de Tecnologia (ITUC)
desta Universidade. Os ensaios foram executados em uma
máquina Instron com controle de deslocamentos. Ao todo
foram ensaiadas 60 vigas, em 4 tamanhos diferentes, com
alturas variando de 38mm a 304mm. Os concretos utilizados
apresentaram fator água/cimento variando entre 0.37 e 0.25
e resistência à compressão entre 64 MPa e 88 MPa. / [en] The use of high performance concrete as a construction
material is becoming very common lately. This fact imposes
the need of a better knowledge of this material, aiming to
keep the structural design with an appropriate safety level.
The advantages provided by this material, specially its
compressive strength, allowed a generalized improvement in
the building processes e the consequent increase in the
structural members size. Added the fact that the high
performance concrete has a recognizably more brittle
behavior, it`s started to apply some Fracture Mechanics
theory concepts to analyze the structures behavior. Then,
the fracture mechanics size effect should be suitably
considered in design. Therefore, the main objective of this
study is to verify experimentally the occurrence of the
size effect phenomenon on high performance concrete and to
carry out a comparison with numerical results found in the
literature. It`s also objectified to study the behavior of
the referred concrete in three point bent tests and to
calculate its fracture energy by means of two different
methods. During this study three point bend tests in
notched beams made with unreinforced concrete were carried
out. These tests comply with the specifications given by
RILEM 50-FMC committee. The specimens were cast at the PUC-
Rio Structures Laboratory and the tests were conducted at
the Technology Institute (ITUC) of this university. The
tests were performed in a servo-controlled materials
testing system. It were tested 60 specimens, with 4
different sizes and with heights varying from 38mm to
304mm. The concrete had a water/cement ratio varying from
0.37 to 0.25 and a compressive strength between 64 MPa and
88MPa. / [es] La utilización de los concretos de alto desempeño en la industria de la construción civil se ha hecho
frecuente en los últimos tiempos. Este hecho impone cada vez más la necesidad de un mayor
conocimiento sobre el comportamiento de este material relativamente nuevo, con el objetivo de
mantener los níveles de seguridad adecuados en las extructuras. Las ventajas presentadas por dicho
material, notadamente su resistencia a la compresión, permitirán una mejoría generalizada en los
procesos. Sumando el hecho de que los concretos de alto desempeño presentan un comportamiento
reconocidamente más frágil, se comenzó recientemente a aplicar conceptos de la teoría de la
Mecánica de la Fractura para el análisis del comportamiento de estas extructuras, debido a la
necesidad de considerar adecuadamente el efecto de escala en el dimensionamiento. Por lo tanto, el
objetivo principal del presente estudio es verificar experimentalmente la ocurrencia del efecto de
escala en concretos de alto desempeño y comparar estos resultados con los resultados numéricos
encontrados en la literatura. Se trata también de estudiar el comportamiento de los referidos
concretos en los ensayos a la flexión en tres puntos y calcular su energía de fractura a través de dos
métodos diferentes. Durante el estudio se ejecutaron ensayos a la flexión en tres puntos en vigas de
concreto simple con entalladura, de acuerdo con las especificaciones dadas por la recomendación
del
comité RILEN 50-FMC. Las vigas fueron moldeadas en el Laboratorio de Extructuras de la PUC-Rio y
los ensayos realizados en el Instituto de Tecnología (ITUC) de esta Universidad. Los ensayos fueron
ejecutados en una máquina Instron con control de desplazamientos. Fueron ensayadas 60 vigas, en 4
tamaños diferentes, con alturas variando de 38mm la 304mm. Los concretos utilizados presentaran
factor agua/cemento variando entre 0.37 y 0.25 y resistencia a la compresión entre 64 MPa y 88
MPa.
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[pt] COMPORTAMENTO MECÂNICO DE VIGAS DE CONCRETO DE ULTRA-ALTO DESEMPENHO / [en] MECHANICAL BEHAVIOR OF ULTRA-HIGH PERFORMANCE CONCRETE BEAMSPATRICIA BARRETO DE LIMA 03 January 2022 (has links)
[pt] O presente trabalho avalia o efeito da utilização de concreto de ultra-alto desempenho (CUAD) em elementos estruturais, analisando seu comportamento à flexão e o impacto da utilização desse material no seu dimensionamento. Através de ensaios de caracterização do material, foram estudadas as suas propriedades mecânicas. Os resultados dos testes já apresentavam resistência à compressão de 104 MPa com 7 dias de idade e 142 MPa aos 28 dias de idade, além de um aumento na capacidade de carga e na ductilidade dos corpos de prova com o aumento da quantidade de fibras utilizadas no CUAD. Na escala estrutural, foram analisadas quatro vigas de concreto armado, onde duas foram produzidas com concreto de ultra-alto desempenho e duas com concreto convencional (CC), com taxa de armaduras de 0,44 por cento e 1,78 por cento. Primeiramente foi realizada uma análise comparativa dos resultados dos momentos obtidos experimentalmente e teoricamente (baseado nas normas NBR 6118:2014, ACI 544.4R-18 e Model Code 2010) não apresentando diferença significativa. Posteriormente, através dos resultados dos ensaios foi possível verificar que, a utilização do CUAD melhora, no geral, as propriedades mecânicas dos elementos analisados. A utilização do CUAD em vigas subarmadas apresenta resultados similares às vigas normalmente armadas com CC. Além disso, quando combinadas a utilização do CUAD com o aumento da taxa de armaduras, os resultados melhoram significativamente, apresentando, por exemplo um ganho na capacidade de carga de aproximadamente 40 por cento no aumento da taxa geométrica de armaduras e de 75 por cento com o aumento da taxa de armaduras combinada com a utilização do CUAD. / [en] The present work evaluates the effect of the use of ultra-high performance concrete (UHPC) in structural elements, analyzing its behavior to bending and the impact of the use of this material on its dimensioning. Through tests of characterization of the material, its mechanical properties were studied. The results of the tests already presented compressive strength of 104 Mpa at 7 days of age and 142 Mpa at 28 days of age, in addition to an increase in load capacity and ductility of the specimens with the increase in the amount of fibers used in the UHPC. In the structural scale, four reinforced concrete beams were analyzed, two of which were produced with ultra-high performance concrete and two with conventional concrete (CC), with an armor rate of 0.44 percent and 1.78 percent. First, a comparative analysis of the results of the moments obtained experimentally and theoretically (based on the norms NBR 6118:2014, ACI 544.4R-18 and Model Code 2010) was performed, with no significant difference. Subsequently, through the results of the tests it was possible to verify that the use of UHPC improves, in general, the mechanical properties of the analyzed elements. The use of UHPC in underarmed beams presents similar results to beams normally armed with CC. In addition, when combined with the use of UHPC with increased reinforcement rate, the results improve significantly, presenting, for example, a gain in load capacity of approximately 40 percent in the increase in the geometric rate of reinforcements and 75 percent with the increase in the reinforcement rate combined with the use of UHPC.
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[pt] COMPORTAMENTO À FADIGA NA FLEXÃO DO CONCRETO DE ULTRA-ALTO DESEMPENHO / [en] FLEXURAL FATIGUE BEHAVIOR OF ULTRA-HIGH PERFORMANCE CONCRETENABILA REZENDE DE ALMEIDA CERQUEIRA 09 June 2022 (has links)
[pt] O concreto de ultra-alto desempenho (CUAD) é um material cimentício
avançado que possui excelente desempenho mecânico, ductilidade e durabilidade
devido a uma elevada densidade de empacotamento e ao uso de fibras, promovendo
benefícios à vida útil das estruturas. Grande parte das estruturas está sujeita a ações
cíclicas, ou seja, variáveis com o tempo, resultando em danos de fadiga, como o
surgimento e a propagação de trincas, que podem comprometer sua integridade.
Assim, é essencial compreender o comportamento dos materiais sob fadiga para
que sejam propostas diretrizes de projeto seguras e adequadas ao bom
funcionamento das estruturas. Este trabalho visa, portanto, investigar o
comportamento do concreto de ultra-alto desempenho pré-fissurado sob fadiga na
flexão, quantificando sua degradação mecânica ao longo do carregamento cíclico a
partir dos parâmetros de abertura de fissura (CMOD) e rigidez, contribuindo para o
estudo desse tipo especial de concreto. Foram propostas equações para prever a vida
à fadiga em relação ao limite superior de carga e estabelecer o limite de fadiga do
concreto de ultra-alto desempenho, igual a 75,3 por cento, considerando o limite inferior
igual a 30 cento do limite superior. Ainda, avaliou-se o comportamento pós-fadiga de
amostras que não sofreram ruptura ao longo de 1.000.000 de ciclos, sendo possível
observar que o mecanismo não gerou alterações no desempenho das amostras sob
flexão para limites inferiores ao limite de fadiga. / [en] Ultra-high Performance Concrete (UHPC) is an advanced cementitious
material that has excellent mechanical performance, ductility and durability due to
a high packing density and the use of fibers, contributing to increase the structures
lifespan. Most of the structures are subject to cyclic loads, which vary with time,
resulting in fatigue damage such as the formation and propagation of cracks that
could compromise its integrity. Thus, it is essential to understand the behavior of
materials subjected to fatigue so that safe and proper design guidelines can be
proposed for the appropriate performance of the structures. Therefore, this work
aims to investigate the behavior of pre-cracked ultra-high performance concrete
under flexural fatigue, quantifying its mechanical deterioration during cyclic
loading through both crack mouth opening displacement (CMOD) and stiffness,
which will contribute to the study of this special type of concrete. Equations were
proposed to predict fatigue life according to the upper load limit during the cyclic
loading and to establish the endurance limit of ultra-high performance concrete in
75,3 percent, considering the lower limit load equal to 30 percent of the upper limit. Also, when
evaluating the post-fatigue behavior of samples that did not fail over 1,000,000
cycles it was possible to identify that the cyclic loading did not change the
performance of the samples under bending, which was due to the use of upper loads
below the endurance limit.
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