Crescem de forma bastante acelerada as discussões sobre o fato dos concretos fornecidos nas obras brasileiras não estarem atingindo a resistência à compressão especificada nos projetos estruturais, os ditos concretos não conformes. Neste contexto, analisar de forma detalhada os fatores e processos que levam a não conformidade no atendimento aos parâmetros especificados em projeto surge como uma importante questão no âmbito da construção civil do país. Neste trabalho são discutidos os procedimentos adotados na avaliação da qualidade do concreto produzido e aplicado nas obras brasileiras. Também são analisados os fatores que interferem nos resultados da resistência à compressão do concreto, bem como são avaliadas as repercussões proporcionadas por estes no controle tecnológico do material. A influência dos casos de não conformidade no atendimento da resistência à compressão do concreto especificada em projeto no nível de segurança estrutural também é avaliada através do valor do índice de confiabilidade (B). A confiabilidade foi avaliada para o caso de pilares dimensionados de acordo com a NBR 6118 (ABNT, 2014), uma vez que do ponto de vista do risco estrutural e importância de fc, estes são os elementos mais suscetíveis a problemas. A simulação do comportamento dos pilares e consequente determinação da carga de ruptura foram realizadas através de um modelo numérico baseado no Método dos Elementos Finitos, tendo sido consideradas as não linearidades física e geométrica. O método de Monte Carlo e o método FORM foram adotados para a determinação de . O modelo computacional utilizado foi apresentado e sua validação realizada de forma satisfatória através da comparação com resultados experimentais determinados por diversos pesquisadores. Além da resistência à compressão do concreto, inúmeras outras variáveis envolvidas no comportamento estrutural dos pilares foram avaliadas, seguindo modelos propostos por outros autores e através de resultados obtidos ao longo do trabalho. Os resultados mostram que, nos casos de verificação de não conformidades do concreto entregue, inúmeros fatores devem ser observados na busca de uma avaliação segura do real nível de comprometimento da segurança estrutural; sob o ponto de vista de evitar desnecessários conflitos entre as partes envolvidas ou, no caso contrário, gerar falsa sensação de segurança. / The discussion about the fact that the concrete provided by concrete companies for the Brazilian work sites is not reaching the compressive strength specified in the structural design is growing rapidly. These are the so-called non-compliant concretes. In this context, a detailed analysis of the factors and processes that lead to non-compliance emerges as an important issue in the Brazilian construction industry. This thesis discusses the procedures used in the quality control of concrete produced and used in Brazilian work sites. The factors that influence the results of the compressive strength test of concrete, as well as their repercussion on the material quality control were also analyzed. The influence of non-compliance on the compressive strength specified in the design on the structural safety level was evaluated through the reliability index (B).The reliability of columns designed according to NBR-6118 (ABNT, 2014) was assessed. These elements are the most susceptible to problems from the point of view of concrete non-compliance. A numerical model based on the Finite Element Method was used to carry out the simulation of columns behavior and the consequent determination of their load capacity. In this method, the material and geometric non-linearities are considered. The Monte Carlo method and the FORM method were adopted for the determination of the reliability index (B). The computer model used was presented and validated by comparison with experimental results obtained by different researchers. Besides the compressive strength of concrete, numerous other variables involved in the structural behavior of colunms were evaluated, such as load eccentricity, reinforcement ratio, live to dead load ratio and column slenderness. The results show that, in cases of concrete non-compliance, numerous factors must be observed in the search for a reliable estimation of the actual impact to the structure safety level. This is important from the point of view of avoiding unnecessary conflicts between the parties and, on the other hand, generating false sense of security.

Submitted by Socorro Pontes (socorrop@ufersa.edu.br) on 2017-09-11T14:04:25Z No. of bitstreams: 1 AllysonLBS_DISSERT.pdf: 2166407 bytes, checksum: d0c688f4e14661f3423f6a7ce8a460e0 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-09-11T16:27:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AllysonLBS_DISSERT.pdf: 2166407 bytes, checksum: d0c688f4e14661f3423f6a7ce8a460e0 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-09-11T16:28:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AllysonLBS_DISSERT.pdf: 2166407 bytes, checksum: d0c688f4e14661f3423f6a7ce8a460e0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-11T16:29:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AllysonLBS_DISSERT.pdf: 2166407 bytes, checksum: d0c688f4e14661f3423f6a7ce8a460e0 (MD5) Previous issue date: 2017-05-11 / The growth of civil construction, a sector of great importance for the Brazilian economy, increases the extraction of raw materials, among them the extraction of sand from the river bed and consequent environmental damage. The use of ashes in partial replacement of the small aggregate used in concretes is not only seen as the use of a waste, but as a contribution to the economy and to the minimization of environmental impacts. In this way, the work analyzes the use of residual ash from furnaces of the red ceramic industry of the Vale do Assú region in the production of concrete for civil construction. In the tests were used the percentages of 0%, 10%, 20%, 30% and 40% of gray in the replacement of the small aggregate. The results of compressive strength of concrete specimens were submitted to analysis of variance and to the Tukey test at 5% of probability. Statistical analysis showed that with the replacement of 40% of sand by ash, concrete did not lose its characteristic resistance at 28 days. The resistance did not change, according to the statistic, with the increase of the substitutions. The compressive strength of the concrete was determined at 7 and 28 days and with the compressive strength tests the technical feasibility of the concrete with ash from the firewood burning of the ceramic industries was confirmed / O crescimento da construção civil, setor de grande importância da economia brasileira, faz aumentar a extração de matérias-primas, entre as quais a extração de areia do leito dos rios e consequente dano ambiental. A utilização de cinzas em substituição parcial do agregado miúdo empregado em concretos, não é vista, somente, como o uso de um resíduo, mas como contribuição à economia e à minimização de impactos ambientais. Desta forma, o trabalho analisa o uso de cinzas residuais dos fornos da indústria de cerâmica vermelha da região do Vale do Assú na produção de concretos para construção civil. Nos testes foram empregados as porcentagens de 0%, 10%, 20%, 30% e 40% de cinza na substituição do agregado miúdo. Os resultados de resistência à compressão dos corpos-de-prova de concreto foram submetidosos a análise de variância e ao teste de média tukey a 5% de probabilidade. A análise estatística comprovou que com até a substituição de 40% da areia pela cinza o concreto não perdeu sua resistência característica aos 28 dias. A resistência não alterou, de acordo com a estatística, com o aumento das substituições. A resistência à compressão do concreto foi determinada aos 7 e 28 dias e com os ensaios de resistência à compressão foi comprovada a viabilidade técnica do concreto com cinza oriundas da queima de lenha das indústrias cerâmicas / 2017-09-11

A norma brasileira NBR 7212 (ABNT, 1984), para execução de concreto dosado em central, estipula o tempo máximo para que o concreto seja descarregado (aplicado) completamente em 150 minutos. O tempo para utilização do concreto está vinculado às reações de hidratação do cimento e à perda de abatimento que ocorre com o concreto fresco, um fenômeno normal definido como sendo a perda de fluidez com o passar do tempo. Essa propriedade do concreto é particularmente importante no caso de concreto dosado em centrais, pelo fato do primeiro contato da água com o cimento ser na central enquanto que o lançamento/adensamento ocorrerá alguns minutos ou horas depois, quando o caminhão betoneira chegar ao canteiro de obras. Na prática, muitas vezes, ocorrem situações onde caminhões ficam carregados com concreto por 4 ou 5 horas, em função de atrasos no transporte ou na descarga, caracterizando um tempo bem acima do limite especificado pela norma. A dúvida de utilizar ou não o concreto nessas condições existe, pois não há conhecimento consolidado quanto às suas propriedades finais quando empregado com tempo de mistura que já tenham excedido o limite máximo especificado por norma. O objetivo desta pesquisa é investigar o comportamento de concretos do ponto de vista da resistência à compressão e absorção de água, quando utilizados com tempo de mistura de até 6 horas. Os concretos foram produzidos com dois tipos de cimento, CPIV e CPII, e o abatimento foi mantido ao longo das 6 horas em mistura com a incorporação de aditivo superplastificante à base policarboxilato. Nesse estudo adotaram-se três relações a/c e a produção dos concretos foi realizada em laboratório e em condição real numa central dosadora de concreto. As propriedades estudadas, resistência à compressão e absorção de água, foram analisadas aos 28 dias para vários tempos de mistura. O estudo mostrou que o tempo para utilização do concreto pode ser estendido acima do tempo especificado pela norma, sem que haja perda de sua resistência à compressão e alterações na absorção de água ao longo do tempo. / The Brazilian standard NBR 7212 (ABNT, 1984), for execution of ready-mixed concrete, specifies the maximum time for concrete to be discharged (used) completely in 150 minutes. The usage time of the concrete is due to reactions of the cement hydration and slump loss that occurs with fresh concrete, a normal phenomenon defined as the loss of fluidity along the time. This property of concrete is particularly important in the case of ready-mixed concrete plants, because the first contact of water with the cement is in the ready-mixed concrete plants while launching / densification occurs minutes or hours later, when the mixer truck arrives at the construction site. In fact, often, there are situations where trucks are loaded with concrete by 4 or 5 hours, due to delays in transportation or unloading, characterizing some time well above the limit specified by the standard. The question is to use or not use the concrete on these conditions, because there are no studies that confirm the final properties of the concrete when used with mixing time that have already exceeded the maximum limit specified by the standard. The aim of this study is to investigate the behavior of concrete from viewpoint of compressive strength and water absorption when used with mixing time up to 6 hours. The concretes were produced with two types of cement, CPIV and CPII, and slump was kept up to the six hours in a mixture with the incorporation of superplasticizer based polycarboxylate. In this study were adopted three relations w/c and the production of concrete was done in laboratory and real conditions in a ready-mixed concrete plants. The studied properties, compressive strength and water absorption were analyzed in 28 days for several mixing times. The study showed that the time of use from the concrete can be extended over the time specified by the standard, without loss of compressive strength and changes in the water absorption over time.

This thesis contains two parts: theoretical and experimental. In the theoretical part are described materials for production SCC and their effect on the properties of fresh and hardened concrete. Practical part is divided into two experiments. First experiment deals with the design, production and properties of hardened SCC strength classes C16/20, C20/25 and C25/30 with high volume fly ash and inert admixtures. The main endpoints were long-term compressive strength and modulus of elasticity. Second experiment of practical part deals with designs SCC with modulus of elasticity more than 40 kN/mm2.

Orientador: João Cláudio Bassan Moraes / Resumo: Ativação alcalina pode ser definida como uma reação química em que um sólido aluminossilicato, chamado de precursor, misturado com uma solução alcalina, chamada de ativador, que reage e forma um material com propriedades cimentantes chamado aglomerantes ativados alcalinamente (AAA). O desenvolvimento desta tecnologia tem ganhado destaque na construção civil, pois além de apresentar desempenho comparável ao cimento Portland, possibilita na redução de emissão de dióxido de carbono e na utilização de subprodutos e/ou resíduos como matéria prima. O objetivo desta pesquisa é estudar o resíduo da indústria agrícola, a cinza de folha de cana-de-açúcar (CFC), formando um sistema binário com o resíduo de cerâmica vermelha (RCV), em aglomerantes ativado alcalinamente. Assim, foram produzidos aglomerantes ativados alcalinamente utilizando, como ativador, uma solução de NaOH e silicato de sódio, com diferentes proporções de RCV/CFC e adição de Ca(OH)2. As pastas e argamassas produzidas foram avaliadas em duas diferentes condições de cura – temperatura ambiente (25 °C) e em banho térmico (65 °C). Para a análise da microestrutura, foram feitos os ensaios em pastas de Difratometria de Raios – X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR). Já para analisar o desempenho mecânico, foi realizado ensaio de resistência à compressão de argamassas. Os resultados mostraram que o emprego da CFC melhorou o desempenho mecânico em... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Alkaline activation can be defined as a chemical reaction in which a solid aluminosilicate, named precursor, mixed with an alkaline solution, named activator, reacts and forms a material with cementing properties named alkali-activated binders (AAB). The development of this technology has been highlighted in civil construction due its performance similar to Portland cement and also because the reduction of CO2 emissions and the possibility of using by-products and/or residues as raw materials. The aim of this study is to assess the use of a residue from sugar cane industry, the sugarcane straw ash (SCSA), in a binary system with the red clay brick waste (RCBW), as an alkali-activated binder. Thus, alkali-activated binders were produced using NaOH and sodium silicate as activator with different ratios of RCBW/SCS and Ca(OH)2 addition. Pastes and mortars were assessed with different curing conditions - room temperature (25°C) and thermal bath (65°C). The microstructure of the system was assessed in pastes by the X - Ray Diffractometer (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Fourier Transform Infrared Spectrophotometer (FTIR). In order to evaluate the mechanical behavior, a compressive strength test was carried out in mortars. The results showed that the use of SCSA improved the mechanical properties for all RCBW/SCSA ratios compared to control (100/0), yielding a maximum compressive strength of 41.6 MPa at 90 days at 25 °C and 42.5 MPa at 7 days at 65 °C for 50/50 ratio. ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

O emprego de resíduos da indústria como materiais alternativos na Engenharia vem sendo tópico recorrente em pesquisas de desenvolvimento de novos materiais, devido a uma maior consciência da opinião pública quanto ao impacto ambiental oriundo da produção industrial. Buscando colaborar com esta discussão, esta pesquisa procurou inserir dois resíduos (cinza volante e cal de carbureto), gerados na região metropolitana de Porto Alegre, como alternativa de solução em Engenharia. Analisando-se a microestrutura da cinza volante, observa-se que ela é formada por esferas ocas e plerosferas (esferas ocas preenchidas por esferas menores). Foi estudado o ganho de resistência da mistura promovido pela moagem da cinza volante em um moinho de bolas cerâmicas, visando uma potencialização da reatividade do material. A fim de possibilitar a utilização destes resíduos, é necessário um estudo do seu comportamento mecânico decorrente da cimentação proporcionada pela mistura e compactação destes materiais. A presente pesquisa busca fornecer subsídios para que seja possível determinar o seu comportamento, através do uso da relação porosidade (η)/teor volumétrico de cal (LV) obtidas a partir da identificação e quantificação das variáveis mais importantes no controle da resistência da mistura dos dois resíduos, com e sem o processo de moagem da cinza, levando a formulação de equações para previsão da resistência à compressão simples do material cimentado para cinza volante com diferentes tempos de moagem e cura acelerada. Para isso, foram realizados ensaios de compressão simples em corpos de prova com 5, 10 e 15% de cal, com peso específico aparente seco de 11, 12 e 13 kN/m3, curados por 7 dias, com umidade de 18% para os tempos de moagem 0, 2 e 6h nas temperaturas 23 e 40°C, e 0 e 6h a 60°C. Os resultados apontam que o aumento do teor de cal gerou ganhos de resistência para as maiores temperaturas de cura; a diminuição da porosidade proporcionou um ganho de resistência para todas as combinações; o aumento da temperatura foi importante no ganho de resistência entre 23oC e 40oC; a moagem da cinza por 2h promoveu ganhos significativos de resistência em relação à não moída, porém, para 6h de moagem os ganhos não foram significativos para as temperaturas de cura de 23oC e 60oC. A relação η/LV, ajustada por um expoente [η/(Lv)0,07], mostrou-se adequada na formulação de equações na previsão da resistência do material cimentado para todas as temperaturas e tempos de moagem estudados. Além disso, a existência de relações únicas e distintas no controle da resistência à compressão simples em função da porosidade, teor volumétrico de cal, temperatura de cura e tempo de moagem, mostraram-se úteis para formulações de dosagem. Os resultados foram submetidos à análise de variância que comprovou que todos os fatores controláveis escolhidos para o experimento são significativos, assim como todas suas interações. / The use of industry by-products as alternative materials in Engineering has been a recurring topic of research in development of new materials, mainly, due to a larger public conscience regarding the environmental impact of industrial production of waste. Aiming to contribute on this discussion, this research sought to introduce two by-products (fly ash and carbide lime), produced on the metropolitan area of Porto Alegre, as an alternative Engineering solution. Analyzing the microstructure of the fly ash, it is observed that it is composed by void spheres and plerospheres (void spheres filed with smaller ones). Having that in mind, it was studied the admix strength gain promoted by the grinding of de fly ash on a ceramic ball mill, aiming an enhancement of the reactivity of the material. In order to enable the use of these byproducts, it is necessary the study of its mechanical behavior due to the cementation provided by the mixture and compaction of these materials. The current research seeks to provide subsides in order to determine its behavior, through the use of the ratio porosity (η)/ volumetric lime content (LV), obtained from the identification and quantification of the most important variables on the control of the strength of the admixes of both by-products, with or without the process of fly ash grinding. This means, the formulation of equations for the simple compressive strength forecast of the cemented material for the fly ash with different grinding times and accelerated curing temperature. In order to do so, it were realized simple compression tests with 5, 10 and 15% of lime, with a specific dry unit weight of 11, 12 and 13 kN/m3, cured for 7 days, with water content of 18% for the grinding times of 0, 2 and 6h to the curing temperatures of 23 and 40oC, and 0 and 6h to 60oC. The results show that, the increase of lime content provided strength gains for the higher temperatures; the decrease of porosity generated strength gain to all the combinations; the increase in curing temperature was important on the strength gain between 23oC and 40oC; the grinding of fly ash for 2h promoted significant strength gains when compared to the not ground samples, however, for 6h of grinding the strength gain wasn’t significant for the 23oC and 60oC curing temperatures. The η/LV ratio, adjusted by an exponent [η/(LV)0,07], presented itself adequate for the formulation of the equations for the forecast of the strength gain of the cemented material to all the studied temperatures and grinding times. Besides that, the existence of unique and distinct relationships on the control of the simple compression strength depending on the porosity, volumetric lime content, curing temperature and grinding time, have been shown useful for the dosage formulation. The results were submitted to variance analysis, which demonstrated that all the factors chosen on the experiment were significant, as all their interactions.

O cimento Portland, em seus diferentes tipos e classes, é o principal constituinte dos concretos e das argamassas, e é aplicado em todas as tipologias de obras de construção civil. Caso as propriedades do mesmo sofram variações, em função de diversos fatores, esta variabilidade influenciará nas propriedades do concreto, pelo fato do cimento Portland ser seu principal constituinte. Neste sentido, o presente trabalho visa analisar a variabilidade de diferentes tipos e marcas de cimentos produzidos no Brasil através do cálculo da média, do coeficiente de variação, da resistência característica à compressão, bem como determinar os coeficientes de crescimento de resistência à compressão entre as idades preconizadas, conforme as especificações normativas de cada cimento. Os dados para o estudo pertencem ao registro de ensaios efetuados pelo Laboratório de Materiais de Construção Civil da Fundação de Ciência e Tecnologia do Estado do Rio Grande do Sul, compreendidos entre o período de 1992 a 2012. Este banco de dados permitiu a realização das análises considerando duas faixas de tempo relacionadas a dois distintos momentos da economia brasileira, entre 1992 a 2003, referente ao pequeno crescimento do país e da indústria cimenteira, e entre 2004 a 2012, relacionado à retomada do crescimento do Brasil e consequente aumento do consumo de cimento. Da mesma forma, foi possível, separar os fabricantes de cimento que possuem o selo de qualidade segundo os padrões da Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP) – “Com Selo” – dos que não possuem – “Sem Selo”. Dentre as principais conclusões, pode-se ressaltar que quando analisado de forma geral, por tipo de cimento, os índices de consistência médios variam de 165mm para o CP I S a 186 mm para o CP V ARI RS, com coeficientes de variação entre 7,77% para o CP II Z 32 a 13,70% para o CP IV 32 RS; as superfícies específicas Blaine médias variam de 3480 cm²/g para o CP I S a 5170 cm²/g para o CP V ARI RS, com coeficientes de variação entre 6,21% para o CP I S 32 a 12,2% para o CP IV 32 RS; as resistências mínimas especificadas em norma foram respeitadas para todas as idades, tomando as resistências médias à compressão; em contraposição, somente os cimentos CP II Z 32 e CP II Z 32 RS atingiram as resistências características à compressão mínimas em relação à norma para todas as idades. / The Portland cement, in its different types and classes, is the main component of concrete and mortar and is applied in all types of civil construction works. If its properties suffer changes, depending on various factors, this variability will influence the properties of the concrete, because the Portland cement being its main constituent. Accordingly, this study aims to analyze the variability of different types and marks of cement produced in Brazil by calculating the mean, coefficient of variation, characteristic compression strength, and determining the coefficients of the development of compressive strength among the recommended ages, according to the normative specifications of each cement. The database for the study belong to the record of tests conducted by the Laboratory for Civil Construction Materials of Foundation of Science and Technology of Rio Grande do Sul state , ranging from the period 1992-2012. This database allowed the analyzes considering two time slots related to two distinct moments of the Brazilian economy, between 1992 and 2003, concerning the small development of the country and cement industry, and between 2004 and 2012, related to the resumption of development in Brazil and consequently an increase in cement consumption. Similarly, was possible to separate the cement manufacturers who have the seal of quality standards in the ABCP (Brazilian Association of Cement Portland) – “With Seal” - of those without the seal – “Without Seal”. Among the main conclusions, can be noted that when analyzed in general, by type of cement, the rate of medium consistency ranging from 165mm to 186mm for the CP I S to CP V ARI RS, with coefficients of variation ranging from 7.77% to 13.70% for the CP II Z 32 to CP IV 32 RS; averages Blaine specific areas ranging from 3480cm²/g to 5170cm²/g for the CP I S to CP V ARI RS, with coefficients of variation ranging from 6.21% to 12.2% for the CP I S 32 to CP IV 32 RS; the minimum resistance specified in the standard have been respected for all ages, taking the average compressive strength; in contrast, only CP II Z 32 and CP II Z 32 RS cements reached the resistance characteristics to the minimum compression relative to the standard for all ages.

Crescem de forma bastante acelerada as discussões sobre o fato dos concretos fornecidos nas obras brasileiras não estarem atingindo a resistência à compressão especificada nos projetos estruturais, os ditos concretos não conformes. Neste contexto, analisar de forma detalhada os fatores e processos que levam a não conformidade no atendimento aos parâmetros especificados em projeto surge como uma importante questão no âmbito da construção civil do país. Neste trabalho são discutidos os procedimentos adotados na avaliação da qualidade do concreto produzido e aplicado nas obras brasileiras. Também são analisados os fatores que interferem nos resultados da resistência à compressão do concreto, bem como são avaliadas as repercussões proporcionadas por estes no controle tecnológico do material. A influência dos casos de não conformidade no atendimento da resistência à compressão do concreto especificada em projeto no nível de segurança estrutural também é avaliada através do valor do índice de confiabilidade (B). A confiabilidade foi avaliada para o caso de pilares dimensionados de acordo com a NBR 6118 (ABNT, 2014), uma vez que do ponto de vista do risco estrutural e importância de fc, estes são os elementos mais suscetíveis a problemas. A simulação do comportamento dos pilares e consequente determinação da carga de ruptura foram realizadas através de um modelo numérico baseado no Método dos Elementos Finitos, tendo sido consideradas as não linearidades física e geométrica. O método de Monte Carlo e o método FORM foram adotados para a determinação de . O modelo computacional utilizado foi apresentado e sua validação realizada de forma satisfatória através da comparação com resultados experimentais determinados por diversos pesquisadores. Além da resistência à compressão do concreto, inúmeras outras variáveis envolvidas no comportamento estrutural dos pilares foram avaliadas, seguindo modelos propostos por outros autores e através de resultados obtidos ao longo do trabalho. Os resultados mostram que, nos casos de verificação de não conformidades do concreto entregue, inúmeros fatores devem ser observados na busca de uma avaliação segura do real nível de comprometimento da segurança estrutural; sob o ponto de vista de evitar desnecessários conflitos entre as partes envolvidas ou, no caso contrário, gerar falsa sensação de segurança. / The discussion about the fact that the concrete provided by concrete companies for the Brazilian work sites is not reaching the compressive strength specified in the structural design is growing rapidly. These are the so-called non-compliant concretes. In this context, a detailed analysis of the factors and processes that lead to non-compliance emerges as an important issue in the Brazilian construction industry. This thesis discusses the procedures used in the quality control of concrete produced and used in Brazilian work sites. The factors that influence the results of the compressive strength test of concrete, as well as their repercussion on the material quality control were also analyzed. The influence of non-compliance on the compressive strength specified in the design on the structural safety level was evaluated through the reliability index (B).The reliability of columns designed according to NBR-6118 (ABNT, 2014) was assessed. These elements are the most susceptible to problems from the point of view of concrete non-compliance. A numerical model based on the Finite Element Method was used to carry out the simulation of columns behavior and the consequent determination of their load capacity. In this method, the material and geometric non-linearities are considered. The Monte Carlo method and the FORM method were adopted for the determination of the reliability index (B). The computer model used was presented and validated by comparison with experimental results obtained by different researchers. Besides the compressive strength of concrete, numerous other variables involved in the structural behavior of colunms were evaluated, such as load eccentricity, reinforcement ratio, live to dead load ratio and column slenderness. The results show that, in cases of concrete non-compliance, numerous factors must be observed in the search for a reliable estimation of the actual impact to the structure safety level. This is important from the point of view of avoiding unnecessary conflicts between the parties and, on the other hand, generating false sense of security.

O melhoramento de solos com cimento Portland para utilização em camadas de base de fundações rasas, liners de proteção ambiental ou proteção contra erosão em barragens de terra entre outros mostra grandes vantagens econômicas, evitando a necessidade de substituição do solo natural bem como, a necessidade de uma área de despejo. A presente pesquisa tem por objetivo quantificar a relação entre resistência à tração e a compressão de um solo fino (caulim) artificialmente cimentado bem como, quantificar a influência da porosidade, teor de cimento e teor de umidade na resistência à tração das misturas caulim-cimento. Um programa experimental foi delineado com esse objetivo. Dentro da faixa de valores estudados, os resultados mostram que o teor de umidade (w) tem uma influência linear sobre a resistência à tração (qt), ou seja, quanto maior o teor de umidade maior a resistência à tração da mistura estudada. Por fim, a relação vazios/cimento (h/Civ) demonstrou ser válida no dimensionamento de misturas caulim-cimento à tração. A relação resistência à tração/resistência à compressão (qt/qu) não é única para o solo estudado. qt/qu varia em função do teor de umidade de modo não-linear. / The addition of Portland cement to soil in order to base layers for shallow foundations, liners for environmental protection or protection against erosion in earth damns has shown great economic advantages, avoiding the need of soil substitution as well as waste area. This research aim to quantify the relation between tensile and compressive strength for fine grained, artificially cemented soils as well as, quantify the influence of porosity, water content and cement content on tensile strength of kaolin-cement mixtures. An experimental program was designed with this objective. For the range of values studied, results show that water content (w) affects linearly tensile strength (qt) of specimens, bigger the water content bigger the tensile strength of the mixture studied. Besides that, the relation porosity/cement content (h/Civ) has demonstrated to be valid for designing kaolin-cement mixtures under tensile strength. The relation between tensile and compressive strength (qt/qu) is not unique for the soil studied. qt/qu seems to be a function of water content in a non-linear function.

Main concerns in the building industry includes the development of alternative building materials that reduces the amount of energy spent during manufacturing process and easier to work with. Wood-crete is a composite material developed in this study, made up of wood waste (sawdust), paper, tradical lime and water. Wood-crete is developed to provide an alternative material in construction solving problems associated with the delivery of low-cost housing across all income earners, reducing the amount of energy spent during manufacturing process of construction materials and the ease with which these construction materials are developed and solve issues related to waste management. This thesis presents the processing technologies, factors which affect the performance and properties of wood-crete. Wood-crete properties were found to be closely related to the composition of the constituent elements though compressive strength and modulus of elasticity were low when compared to other building materials like concrete and steel. In a bid to improve the strength of the developed wood-crete, the properties were investigated based on the modification of sawdust by hot water boiling and alkaline treatments which help to modify cellulose fibre surface to reduce the hydrophilic nature of sawdust thereby improving the sawdust-matrix bonding. It was found that the surface modification, processing of cellulosic fibril and the extraction of lignin and hemi-cellulosic compounds with alkali had an effect on the compressive strength of wood-crete, with treating sawdust with 4% NaOH at 140mins of boiling time achieving the highest compressive strength and boiling sawdust from 100mins to 140mins had a gradual increase in compressive strength but reduced at higher boiling time. Furthermore, treating sawdust with NaOH more than 4% weakened the individual wood particles thus leading to poor strength of wood-crete. Additionally, the properties of wood-crete were investigated based on the type of wood sawdust – hardwood (beech and oak) and softwood (pine and cedar). Apart from individual wood density having a significant effect on the density of wood-crete, other factors such as lignin, cellulose, hemicellulose contents including fibre length of individual wood species affect the strength properties of wood-crete. The compressive strength of wood-crete was closely related to the wood species, with highest compressive strength of 3.93MPa recorded for hardwood wood-crete compared to 1.37MPa and 0.26MPa of wood-crete from softwood and mixed wood respectively. Results from thermal conductivity tests on wood-crete also show that wood-crete blocks can be produced with good insulating properties for building construction. Addition of different types of paper fibres to reduce the density of wood-crete and improve the insulating properties of composite developed also had a dominant influence on both strength and thermal conductivity, reflecting its effect on the structure of composite and contribution of self strength of paper fibres. The addition of various percentages of waste paper (de-fibred) had a significant influence on the thermal conductivity of wood-crete with 75% addition of waste paper achieving a thermal conductivity value of 0.046W/mK performed with the TCi thermal conductivity analyser. Thermal conductivity results for wood-crete made from hardwood and softwood sawdust was closely related to the chemical composition of various wood species, with softwood wood-crete having about 20% lower thermal conductivity compared to hardwood wood-crete. The developed wood-crete was able to withstand impact load and considered, like hempcrete, most suitable for wall panelling or other non- and semi-structural applications with good thermal insulating properties. Findings of this study provides an alternative new material for the construction industry and an important background for achieving better strength of wood-crete, choosing what type of sawdust to be used for development of wood-crete and for directing a better use of this potential material with very small embodied energy and carbon negative.