M.S.

Abstract not available

Wood pulp fibers are a unique reinforcing material as they are non-hazardous, renewable, and readily available at relatively low cost compared to other commercially available fibers. Today, pulp fiber-cement composites can be found in products such as extruded non-pressure pipes and non-structural building materials, mainly thin-sheet products. Although natural fibers have been used historically to reinforce various building materials, little scientific effort has been devoted to the examination of natural fibers to reinforce engineering materials until recently. The need for this type of fundamental research has been emphasized by widespread awareness of moisture-related failures of some engineered materials; these failures have led to the filing of national- and state-level class action lawsuits against several manufacturers. Thus, if pulp fiber-cement composites are to be used for exterior structural applications, the effects of cyclical wet/dry (rain/heat) exposure on performance must be known. Pulp fiber-cement composites have been tested in flexure to examine the progression of strength and toughness degradation. Based on scanning electron microscopy (SEM), environmental scanning electron microscopy (ESEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), a three-part model describing the mechanisms of progressive degradation has been proposed: (1) initial fiber-cement/fiber interlayer debonding, (2) reprecipitation of crystalline and amorphous ettringite within the void space at the former fiber-cement interface, and (3) fiber embrittlement due to reprecipitation of calcium hydroxide filling the spaces within the fiber cell wall structure. Finally, as a means to mitigate kraft pulp fiber-cement composite degradation, the effects of partial portland cement replacement with various supplementary cementitious materials (SCMs) has been investigated for their effect on mitigating kraft pulp fiber-cement composite mechanical property degradation (i.e., strength and toughness losses) during wet/dry cycling. SCMs have been found to be effective in mitigating composite degradation through several processes, including a reduction in the calcium hydroxide content, stabilization of monosulfate by maintaining pore solution pH, and a decrease in ettringite reprecipitation accomplished by increased binding of aluminum in calcium aluminate phases and calcium in the calcium silicate hydrate (C-S-H) phase.

Este Trabalho, baseado nas determinações da norma ISO 15686, apresenta e discute um método determinístico, o Método dos Fatores (MF), que permite estimar a vida útil de materiais e componentes e planejar a periodicidade necessária de manutenção e substituição dos referidos materiais e componentes. A precisão das estimativas desse método foi analisada, neste Trabalho. Uma Equação Alternativa para estimar a vida útil, também, foi desenvolvida, usando regressão linear múltipla (RLM), derivada do MF pertencente a ISO 15686-1. A RLM é, largamente, usada para avaliar ou estimar produtos que interajam com variáveis independentes. Finalmente, a supra mencionada Equação Alternativa foi utilizada para comparar os resultados aleatórios de suas estimativas com os resultados aleatórios das estimativas do MF. Analisando os exemplos do Capítulo 4, constatou-se que o Método dos Fatores é muito importante para estimar a vida útil de materiais e componentes, e a Equação Alternativa, também. Foram efetuados dois estudos de casos diferentes. No primeiro caso as vidas úteis totais de três estruturas de concreto que colapsaram foram estimadas. Primeiro a vida útil total de um edifício similar ao que colapsou na Região Metropolitana do Recife (PE), depois a vida útil total da varanda de um prédio, construído na Cidade do Rio de Janeiro (RJ) usando o MF e a Equação Alternativa. Finalmente, foi feita, também a estimativa da vida útil total do embasamento e superestrutura de prédios do tipo caixão (exemplo n4), que colapsaram na Região Metropolitana do Recife, usando o Método Delphi em conjunto com o Método dos Fatores. No segundo caso, foram feitas as estimativas das vidas úteis de uma janela de madeira mole, usando ambos o MF e a Equação Alternativa. As demais estimativas de vida útil das outras estruturas de concreto foram conseguidas da mesma forma. As estimativas de vida útil total do primeiro caso se aproximaram dos casos reais estudados, apesar de as equações apresentadas neste Trabalho terem sido desenvolvidas, exclusivamente, para estimar a vida útil de materiais e componentes, provando, assim, a potencialidade das estimativas. / This Work, based on parts of the ISO 15686, presents and discuss about a deterministic method, Factor Method (FM), that permits to predict material service life and their components and planning their maintenance and replacement necessary periodicity. The precision of the estimates of this method was analyzed in this Work, and an alternative equation to evaluate service life was developed, using multiple linear regression (MLR), derived from FM pertaining to ISO 15686-1 and especially the Factor Method. The MLR is broadly used to evaluate products that interact with independents variables. Finally, this alternative equation was used to compare its estimate random results with the FM random ones. After evaluating the examples on chapter 4, the Author noticed that the Factor Method is very important to estimate service life of materials and components and the alternative equation too. Two case studies were done in this Work, in the first case the total service life of three collapsed structures were estimated. First a concrete structure similar to a building that was located in the Metropolitan Area of Recife (Brazil) and then the total service life of an balcony from a building located at the city of Rio de Janeiro (Brazil) using both the Factor Method and the alternative equation, and finally the total service life of the basement and superstructure of specific buildings called box from the Metropolitan Region of Recife using the Delphi Method together with the Factor Method was realized too. In the second case, the service life estimation of a softwood window was done using the FM and the alternative equation, other estimations of service life were done the same way by using the alternative equation and the FM. Despite the equations presented in this Work have been developed specifically to estimate service life of materials and components, the estimates showed that the precision of the total service life of the first case approximated to the real case studies, proving the potentiality of the methods

Este trabalho foi elaborado, na tentativa de se aplicar as técnicas e os conceitos que são empregadas na Análise de Sobrevivência, na medicina e aplicá-los na Engenharia Civil, na área de construção. Essas técnicas recebe o nome de Confiabilidade, onde permite estimar a vida útil de componentes construtivos, através de modelos probabilísticos mais usados nessa área. Esses modelos foram desenvolvidos e aplicados nos dados colhidos, com uma confiabilidade de 95%. Esse assunto, nessa área, já vem sendo estudado na comunidade científica, mas especificamente na área da construção civil pouco se conhece, encontrando-se ainda a fase embrionária, merecendo um estudo mais aprofundado. Logo nossa proposição foi a de a partir de análise feita em uma amostra para estudo, tirar algum proveito ou alguma informação que possa ajudar para trabalhos futuros. Foram coletados 60 amostras para estudo, sendo que 10 delas foram censuradas, onde o estudo terminou com um numero pré-determinado de amostras estudadas. Os resultados foram obtidos através do software R, sendo comparados os modelos Exponencial, Weibull e Log-normal, com o estimador de Kaplan-Meier, mostrando tanto graficamente como através de testes, qual melhor modelo se ajusta aos dados coletados. O modelo que melhor se ajustou foi o Log-normal / This Work was developed as an effort to utilize the techniques and concepts that are employed in Survival Analysis in medicine, in order to apply them in Civil Engineering in the construction area. These techniques is called Reliability, which allows estimating the life time of building components through probabilistic models commonly used in that area. These models were developed and applied to the collected data, with a reliability of 95%. This subject, in this area have been studied in the scientific community, but specifically in the construction area is poorly known and is still in its beginning and, deserves further study. Thus, our proposition was to take some benefit or some information that might help for future work from analysis of a sample to study. 60 samples were collected for study, and 10 of them were censored, so that the study ended with a predetermined number of samples. The results were obtained using the software R and compared the models Exponential, Weibull and Log-normal, with the Kaplan-Meier estimator showing both graphically and through tests, which model best fits the data collected. The model that best fitted was the lognormal

Made available in DSpace on 2017-06-01T17:57:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_celio_costa.pdf: 1343486 bytes, checksum: defd2c580a46995d62275872e20e9326 (MD5) Previous issue date: 2009-12-30 / This Work was developed as an effort to utilize the techniques and concepts that are employed in Survival Analysis in medicine, in order to apply them in Civil Engineering in the construction area. These techniques is called Reliability, which allows estimating the life time of building components through probabilistic models commonly used in that area. These models were developed and applied to the collected data, with a reliability of 95%. This subject, in this area have been studied in the scientific community, but specifically in the construction area is poorly known and is still in its beginning and, deserves further study. Thus, our proposition was to take some benefit or some information that might help for future work from analysis of a sample to study. 60 samples were collected for study, and 10 of them were censored, so that the study ended with a predetermined number of samples. The results were obtained using the software R and compared the models Exponential, Weibull and Log-normal, with the Kaplan-Meier estimator showing both graphically and through tests, which model best fits the data collected. The model that best fitted was the lognormal / Este trabalho foi elaborado, na tentativa de se aplicar as técnicas e os conceitos que são empregadas na Análise de Sobrevivência, na medicina e aplicá-los na Engenharia Civil, na área de construção. Essas técnicas recebe o nome de Confiabilidade, onde permite estimar a vida útil de componentes construtivos, através de modelos probabilísticos mais usados nessa área. Esses modelos foram desenvolvidos e aplicados nos dados colhidos, com uma confiabilidade de 95%. Esse assunto, nessa área, já vem sendo estudado na comunidade científica, mas especificamente na área da construção civil pouco se conhece, encontrando-se ainda a fase embrionária, merecendo um estudo mais aprofundado. Logo nossa proposição foi a de a partir de análise feita em uma amostra para estudo, tirar algum proveito ou alguma informação que possa ajudar para trabalhos futuros. Foram coletados 60 amostras para estudo, sendo que 10 delas foram censuradas, onde o estudo terminou com um numero pré-determinado de amostras estudadas. Os resultados foram obtidos através do software R, sendo comparados os modelos Exponencial, Weibull e Log-normal, com o estimador de Kaplan-Meier, mostrando tanto graficamente como através de testes, qual melhor modelo se ajusta aos dados coletados. O modelo que melhor se ajustou foi o Log-normal

Made available in DSpace on 2017-06-01T17:57:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fuad Zarzar_dissert.pdf: 2776007 bytes, checksum: aabaf5bf493a96131a98e3b91918ee12 (MD5) Previous issue date: 2007-08-16 / This Work, based on parts of the ISO 15686, presents and discuss about a deterministic method, Factor Method (FM), that permits to predict material service life and their components and planning their maintenance and replacement necessary periodicity. The precision of the estimates of this method was analyzed in this Work, and an alternative equation to evaluate service life was developed, using multiple linear regression (MLR), derived from FM pertaining to ISO 15686-1 and especially the Factor Method. The MLR is broadly used to evaluate products that interact with independents variables. Finally, this alternative equation was used to compare its estimate random results with the FM random ones. After evaluating the examples on chapter 4, the Author noticed that the Factor Method is very important to estimate service life of materials and components and the alternative equation too. Two case studies were done in this Work, in the first case the total service life of three collapsed structures were estimated. First a concrete structure similar to a building that was located in the Metropolitan Area of Recife (Brazil) and then the total service life of an balcony from a building located at the city of Rio de Janeiro (Brazil) using both the Factor Method and the alternative equation, and finally the total service life of the basement and superstructure of specific buildings called box from the Metropolitan Region of Recife using the Delphi Method together with the Factor Method was realized too. In the second case, the service life estimation of a softwood window was done using the FM and the alternative equation, other estimations of service life were done the same way by using the alternative equation and the FM. Despite the equations presented in this Work have been developed specifically to estimate service life of materials and components, the estimates showed that the precision of the total service life of the first case approximated to the real case studies, proving the potentiality of the methods / Este Trabalho, baseado nas determinações da norma ISO 15686, apresenta e discute um método determinístico, o Método dos Fatores (MF), que permite estimar a vida útil de materiais e componentes e planejar a periodicidade necessária de manutenção e substituição dos referidos materiais e componentes. A precisão das estimativas desse método foi analisada, neste Trabalho. Uma Equação Alternativa para estimar a vida útil, também, foi desenvolvida, usando regressão linear múltipla (RLM), derivada do MF pertencente a ISO 15686-1. A RLM é, largamente, usada para avaliar ou estimar produtos que interajam com variáveis independentes. Finalmente, a supra mencionada Equação Alternativa foi utilizada para comparar os resultados aleatórios de suas estimativas com os resultados aleatórios das estimativas do MF. Analisando os exemplos do Capítulo 4, constatou-se que o Método dos Fatores é muito importante para estimar a vida útil de materiais e componentes, e a Equação Alternativa, também. Foram efetuados dois estudos de casos diferentes. No primeiro caso as vidas úteis totais de três estruturas de concreto que colapsaram foram estimadas. Primeiro a vida útil total de um edifício similar ao que colapsou na Região Metropolitana do Recife (PE), depois a vida útil total da varanda de um prédio, construído na Cidade do Rio de Janeiro (RJ) usando o MF e a Equação Alternativa. Finalmente, foi feita, também a estimativa da vida útil total do embasamento e superestrutura de prédios do tipo caixão (exemplo nº4), que colapsaram na Região Metropolitana do Recife, usando o Método Delphi em conjunto com o Método dos Fatores. No segundo caso, foram feitas as estimativas das vidas úteis de uma janela de madeira mole, usando ambos o MF e a Equação Alternativa. As demais estimativas de vida útil das outras estruturas de concreto foram conseguidas da mesma forma. As estimativas de vida útil total do primeiro caso se aproximaram dos casos reais estudados, apesar de as equações apresentadas neste Trabalho terem sido desenvolvidas, exclusivamente, para estimar a vida útil de materiais e componentes, provando, assim, a potencialidade das estimativas.