O presente estudo trata do problema da corrosão de armaduras em estruturas de concreto armado submetidas à penetração de cloretos. É amplamente reconhecido nos meios técnico e científico que, dentre os diversos processos causadores de patologias nas estruturas de concreto armado, destacam-se aqueles que desencadeiam a corrosão das armaduras. O processo de corrosão é iniciado quando a concentração de cloretos na interface armadura/concreto atinge um valor limite, despassivando a camada química protetora ao redor da armadura. A utilização de uma abordagem probabilística é capaz de tratar o problema de forma mais consistente, uma vez que as variáveis envolvidas no fenômeno possuem um alto grau de aleatoriedade associado. A formulação utilizada para a análise não linear mecânica emprega o método dos elementos finitos, utilizando o modelo de dano de Mazars para descrever o comportamento do concreto e o modelo elastoplástico para descrever o comportamento do aço. A lei de Fick é empregada para descrever o mecanismo de difusão dos íons cloretos no interior dos elementos de concreto armado e leis empíricas são utilizadas para representar a penalização das áreas de aço das armaduras bem como a redução de sua tensão de escoamento. A formulação utilizada para a análise probabilística emprega o FORM (First Order Reliability Method), o método de superfície de resposta e a simulação de Monte Carlo. Enfoque especial é dado na análise de estruturas hiperestáticas, com o objetivo de determinar a probabilidade de falha do sistema, sendo esta uma das contribuições desse estudo. Os resultados obtidos indicam de que forma os efeitos corrosivos considerados contribuem para a redução da durabilidade estrutural. / This work deals with the problem of reinforcement corrosion of concrete structures subjected to chloride penetration. It is widely recognized in the technical and scientific communities that, among the different processes which cause pathologies in reinforced concrete structures, reinforcement corrosion is one of the most relevant. The corrosion process starts when chloride concentration at the reinforcement/concrete interface reaches a threshold value, causing depassivation of the protecting chemical layer surrounding the armor. A probabilistic approach is capable of dealing with the problem in a more consistent manner, since the variables involved in the phenomenon have a high degree of randomness. The formulation used in the mechanical non-linear analysis utilizes the finite element method, employing Mazars\' damage model to describe the concrete behavior and the elastoplastic model to describe the steel behavior. Fick\'s law is used to describe the diffusion mechanism of chloride ions inside the concrete elements and empirical laws are used to represent the steel area reduction as well as the reduction of steel yield stress. The formulation used for the probabilistic analysis employs the FORM (First Order Reliability Method), the response surface method and the Monte Carlo simulation. A contribution of this study concerns the analysis of hyper-static structures, in order to evaluate the failure probability of the system, giving special attention to this type of problem. The obtained results show how the considered corrosive effects influences the structural durability reduction.

Rebar corrosion in reinforced concrete structures is a big issue to technical studies, because it has, besides the maintenance costs, indirect costs which affect bridges and building users. Corrosion inhibitors are chemical substances that added to concrete reduce or retard rebar corrosion. In this thesis we described the behavior of sodium molybdate and thiourea used as corrosion inhibitors (CI) for concrete mixes submitted to chloride medium. Calcium hydroxide solution, cement paste, mortar and concrete were used to understand corrosion inhibitors effects on their properties. Dosage study was performed using solutions, with and without the CI, applying cyclic voltammetry and steady-state polarization. Effects on cement paste and concrete were studied using four different dosages of the proposed CI and two commercial products, two different cements and silica fume as supplementary cementitious material. Concretes mixes were tested by workability, compression strength and resistance to chloride penetration, using ASTM C 1202 and ASTM C 1543. ASTM G 109 was used as standard to determine CI efficiency on corrosion inhibition and two techniques were used to determine concrete electrical resistivity: electrochemical impedance spectroscopy and conductivimetry. The proposed inhibitors showed, in 2% sodium molybdate and 0,67% thiourea, slight effects on concrete properties and good effects on improving the resistance to chloride penetration and to corrosion due chloride ions. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A corrosão de armaduras de concreto armado em pontes, viadutos e edifícios tem preocupado o meio técnico, pois além do custo de manutenção, há o custo indireto devido à quedas de estruturas, interdições e incômodos causados aos usuários. Entre os métodos para minimizar a corrosão, podem ser citados os inibidores de corrosão, os quais são adicionados ao concreto e atuam na interface concreto/aço, diminuindo a taxa de corrosão. Neste trabalho, são relatados os estudos do comportamento de inibidores de corrosão à base de molibdato de sódio e tiouréia, aplicados em concretos submetidos à ação de íons cloreto e comparados a dois inibidores comerciais. Foram realizados estudos em solução e em pastas, argamassas e concretos, com dois cimentos diferentes, sem e com adição de 5 e 10% de sílica ativa. A determinação das dosagens de inibidores foi feita em solução saturada de hidróxido de cálcio, utilizando técnicas eletroquímicas como polarização em estado quase-estacionário e voltametria cíclica. Foram estudados os efeitos dos inibidores propostos, em várias dosagens, e de dois inibidores comerciais, nas propriedades de pastas e concretos sem e com sílica ativa. Além da trabalhabilidade e da resistência à compressão, foi testada a resistência à penetração de cloretos pelos métodos ASTM C 1202 e ASTM C 1543. A avaliação da eficiência frente à corrosão provocada por íons cloreto seguiu a norma ASTM G 109. A resistividade elétrica foi determinada utilizando espectroscopia de impedância eletroquímica e condutivimetria. Os inibidores propostos, nas concentrações de 2% de molibdato de sódio e 0,67% de tiouréia, mostraram resultados bastante promissores, tanto na avaliação quanto à influência sobre as propriedades físicas e mecânicas do concreto, quanto à diminuição da penetração de cloretos e eficiência na inibição da corrosão.

[ES] Las ciudades portuarias se benefician de diseños innovadores a un ritmo más rápido que los asentamientos del interior, sirviendo como campos de prueba y laboratorios técnico-edilicios. Este fue el caso de las tecnologías edilicias y los pioneros que se arriesgaron a utilizarlas en la región rodeada del Mar Caribe y el Océano Atlántico. Estas obras fueron importantes exponentes de una evolución y revolución tecnológica, desde 1895-1930, enmarcados por la Revolución Industrial y las guerras que definieron el período. Las tecnologías de construcción de principios del siglo XX que utilizaron el cemento pórtland, han sido poco estudiadas en los trópicos. Lograr un entendimiento del importante papel que jugaron los elementos arquitectónicos fabricados con materiales de vanguardia en esta época como las armaduras de acero, forman la base de este estudio, ya que promovieron la evolución de la arquitectura tropical, particularmente en Cuba. El diseño de componentes estructurales, fachadas e interiores fueron profundamente impactados por elementos arquitectónicos posibilitados por un molde con mezcla de cemento que permitió todo tipo de siluetas y formas y que facilitó la instalación, y proporcionó competitividad en costo. Durante la última década del siglo XIX, tanto empresarios como artesanos de España y Estados Unidos emigraron al Caribe Hispano. Productos de cemento pórtland fueron inicialmente importados del Viejo Mundo hasta que se establecieron las primeras fábricas de cemento locales. Luego de la Guerra Hispano-cubano-americana de 1898, durante un período de crecimiento económico debido a la productividad y ventas del azúcar, hubo un aumento en los proyectos de construcción de cemento y aquellos con estructuras de acero estructural como nuevos materiales edilicios. La instauración de un gobierno temporero por los E.E. U.U. en Cuba, proveyó un activo amanecer a la industrialización en la región y la inmigración de profesionales de la industria de la construcción. En las islas progresistas del Caribe Hispano, el furor por la "modernización" aumentó debido a los logros estructurales exitosos en los E.E. U.U. para esta época, donde edificios en ciudades como Chicago y Nueva York habían alcanzado nuevas alturas y estructuras mucho más ligeras construidas con esqueletos fabricados de acero. Durante este período de experimentación y riesgo descontrolado, el uso de elementos importados para edificar una estructura de acero sirvió como sustituto viable a la construcción tradicional. Esto ayudó a que se convirtiese en la tecnología preferida para la construcción de estructuras altas, ligeras, con menos divisiones interiores, grandes ventanales y a prueba de fuego y de huracanes. Como resultado de estas iniciativas, entre los años 1899-1900, se estableció en La Habana la primera sucursal ultramar de los ingenieros estadounidenses Purdy & Henderson. Los esfuerzos y visión de esta empresa exitosa de diseño, compuesta por ingenieros y arquitectos talentosos y experimentados, los trajeron a Cuba, donde podrían establecerse con sus conocimientos vanguardistas y experiencia innovadora. Poco se ha escrito sobre la importante obra habanera de P&H, y esta tesis llena este vacío. Los primeros proyectos cubanos de esta compañía, que coincidieron con los años fundacionales de la República de Cuba, incluyeron múltiples edificios con estructura de acero revestidos con distintos materiales arquitectónicos. Entre estas estructuras emblemáticas se encuentran el Centro Gallego, el Capitolio, y el Hotel Nacional. Sus labores incluyeron una estrecha colaboración con arquitectos e ingenieros cubanos, sirviendoles como sus consultores. A la vez, P&H incorporó servicios de construcción y supervisión de obras a esta sucursal de su empresa, e incluyó también la importación de materiales y equipos para proyectos. Sus contribuciones en Cuba (y específicamente en La Habana), como poder importante en la región, merecen el enfoque de esta tesis doctoral. / [CA] Les ciutats portuàries es beneficien de dissenys innovadors a un ritme més ràpid que els assentaments de l'interior, servint com a camps de prova i laboratoris tècnic-edilicis. Aquest va ser el cas de les tecnologies edilícies i els pioners que es van arriscar a utilitzar-les a la regió envoltada de la Mar Carib i l'Oceà Atlàntic. Aquestes obres van ser importants exponents d'una evolució i revolució tecnològica, des de 1895-1930, emmarcats per la Revolució Industrial i les guerres que van definir el període. Les tecnologies de construcció de principis del segle XX que van utilitzar el ciment pòrtland, han estat poc estudiades en els tròpics. Aconseguir un enteniment de l'important paper que van jugar els elements arquitectònics fabricats amb materials d'avantguarda en aquesta època com les armadures d'acer, formen la base d'aquest estudi, ja que van promoure l'evolució de l'arquitectura tropical, particularment a Cuba. El disseny de components estructurals, façanes i interiors van ser profundament impactats per elements arquitectònics possibilitats per un motlle amb mescla de ciment que va permetre tot tipus de siluetes i formes i que va facilitar la instal·lació, i va proporcionar competitivitat en cost. Durant l'última dècada del segle XIX, tant empresaris com artesans d'Espanya i els Estats Units van emigrar al Carib Hispà. Productes de ciment pòrtland van ser inicialment importats del Vell Món fins que es van establir les primeres fàbriques de ciment locals. Després de la Guerra Hispà-cubà-americana de 1898, durant un període de creixement econòmic a causa de la productivitat i vendes del sucre, va haver-hi un augment en els projectes de construcció de ciment i aquells amb estructures d'acer estructural com a nous materials edilicis. La instauració d'un govern temporer pels E.E. U.U. a Cuba, va proveir un actiu començar el dia a la industrialització a la regió i la immigració de professionals de la indústria de la construcció. A les illes progressistes del Carib Hispà, el furor per la "modernització" va augmentar a causa dels assoliments estructurals reeixits en els E.E. U.U. per a aquesta època, on edificis en ciutats com Chicago i Nova York havien aconseguit noves altures i estructures molt més lleugeres construïdes amb esquelets fabricats d'acer. Durant aquest període d'experimentació i risc descontrolat, l'ús d'elements importats per a edificar una estructura d'acer va servir com a substitut viable a la construcció tradicional. Això va ajudar al fet que es convertís en la tecnologia preferida per a la construcció d'estructures altes, lleugeres, amb menys divisions interiors, grans finestrals i a prova de foc i d'huracans. Com a resultat d'aquestes iniciatives, entre els anys 1899-1900, es va establir a l'Havana la primera sucursal ultramar dels enginyers estatunidencs Purdy & Henderson. Els esforços i visió d'aquesta empresa reeixida de disseny, composta per enginyers i arquitectes talentosos i experimentats, els van portar a Cuba, on podrien establir-se amb els seus coneixements avantguardistes i experiència innovadora. Poc s'ha escrit sobre la important obra havanera de P&H, i aquesta tesi plena aquest buit. Els primers projectes cubans d'aquesta companyia, que van coincidir amb els anys fundacionals de la República de Cuba, van incloure múltiples edificis amb estructura d'acer revestits amb diferents materials arquitectònics. Entre aquestes estructures emblemàtiques es troben el Centre Gallec, el Capitoli, i l'Hotel Nacional. La feina de casa van incloure una estreta col·laboració amb arquitectes i enginyers cubans, sirviéndoles com els seus consultors. Alhora, P&H va incorporar serveis de construcció i supervisió d'obres a aquesta sucursal de la seva empresa, i va incloure també la importació de materials i equips per a projectes. Les seves contribucions a Cuba (i específicament a l'Havana), com a poder important a la regió, mereixen l'enfocament d'aquesta tesi doctoral. / [EN] Port cities benefit from innovative designs at a faster rate than inland settlements, serving as testing grounds and structural-technical laboratories. This was the case of the building technologies and pioneers who risked using them in the region surrounded by the Caribbean Sea and the Atlantic Ocean. These projects were important exponents of a technological evolution and revolution, from 1895-1930, framed by the Industrial Revolution and the wars that defined the period. Early 20th century construction technologies using Portland cement have been under studied in the tropics. Achieving an understanding of the important role these architectural elements played as avant-garde materials of the time, such as the steel frame, form the basis of this study, since they promoted the evolution of tropical architecture, particularly in Cuba. The design of structural components, facades and interiors were deeply impacted by architectural elements made possible by a cement mix and a mold that allowed for all kinds of forms and shapes and facilitated installation while providing cost competitiveness. During the last decade of the 19th century, both businessmen and artisans from Spain and the United States immigrated to the Hispanic Caribbean. Portland cement products were initially imported from the Old World until the first local cement factories were established. After the Spanish-Cuban-American War of 1898, during a period of economic growth due to the productivity and sales of sugar, there was an increase in construction projects with cement as well as those with structural steel structures as new building materials. The establishment of a temporary government by the USA in Cuba, provided the dawn for industrialization in the region and the immigration of professionals from the construction industry. In the progressive islands of the Spanish Caribbean, the rage for "modernization" increased due to successful structural achievements in the USA by this time, where buildings in cities like Chicago and New York had reached new heights and much lighter structures built with frames made of steel. During this period of experimentation and uncontrolled risk, the use of imported elements to build a steel structure served as a viable substitute for traditional construction. This helped make it the preferred technology for building tall, lightweight structures with fewer interior divisions, large windows, and that were fire and hurricane proof. As a result of these initiatives, between the years 1899-1900, the first overseas branch of American engineers Purdy & Henderson was established in Havana. The efforts and vision of this successful design firm, comprised of talented and experienced engineers and architects, brought them to Cuba, where they could establish themselves with their cutting-edge knowledge and innovative expertise. Little has been written about the important Havana work of P&H, and this thesis fills this gap. The first Cuban projects of this company, which coincided with the founding years of the Republic of Cuba, included multiple buildings with steel structures covered with different architectural materials. Amongst their emblematic structures are the Centro Gallego, the Capitolio, and the Hotel Nacional. Their work included a close collaboration with Cuban architects and engineers, serving as their consultants. Concurrently, P&H added construction and supervision services to this branch of its company, and also included the importation of plumbing materials and project equipment. Their contributions in Cuba (and specifically in Havana), as an important power in the region, deserve the focus of this doctoral thesis. / Cueto De Pantel, BD. (2023). Nuevos materiales y tecnologías edilicias en el Caribe Hispano y sus pioneros (1895-1930) [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/193685