Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-03-03T10:53:35Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-03-03T10:53:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Resíduos da área de engenharia civil decorrentes da recuperação de estruturas danificadas por agentes agressivos contribuem continuadamente para impactar o meio ambiente de maneira cada vez mais preocupante. O desenvolvimento de novas tecnologias que sejam aceitáveis do ponto de vista ambiental e financeiro provou ser um grande desafio na solução desse problema quando se compara o custo original e eficaz em médio e longo prazo ao custo da demolição, destinação desse material e reconstrução da obra. Para viabilizar a utilização de compósitos de fibras sintéticas como reforço resistente a ambientes agressivos em elementos de concreto, os aparatos de ensaio e os corpos de prova foram modificados e adaptados aos sistemas operacionais descritos pelas normas técnicas vigentes, a partir da concepção do uso de filamentos de fibra contínua. Dado o caráter inovador do trabalho, não se identificou uma norma que tratasse especificamente dos ensaios de flexão nem pullout com fibras contínuas em blocos de concreto. Portanto, para se conseguir um aproveitamento desse tipo de reforço que respondesse satisfatoriamente quando comparado às armaduras metálicas, foi aplicada uma rugosidade à superfície da haste para garantir sua aderência ao bloco de concreto. Pelo método de preparo de compósitos de matriz cimentícia proposto no presente estudo, foram determinados os valores da força de arrancamento dos reforços com fibras de carbono e vidro-AR, os quais, no caso das fibras de carbono, apresentaram aumentos significativos entre 76% e 158% e 47% e 120% respectivamente para concretos de resistência à compressão de 30 MPa (fcm 30) e 40 MPa (fcm 40) comparados com valores obtidos para barras de aço. / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Comportement à haute température des bétons : influence de la nature du granulat.Cette étude porte sur l’influence de la nature du granulat sur le comportement des bétons à haute température. Les propriétés des granulats et les performances des bétons sont généralement classées en deux catégories basées sur leur composition chimique : les bétons de granulats calcaires et les bétons de granulats siliceux. Cependant, de récentes études ont montré que les comportements à haute température de différentes natures de granulats au sein de ces groupes compositionnels sont particulièrement différents. La pertinence de cette distinction est donc discutée au travers de ces résultats.Dans un premier temps, une étude pétrographique (composition minéralogique) sur deux granulats siliceux et deux granulats calcaires, représentatifs des deux catégories, est réalisée. Leurs propriétés physiques (densité, porosité, granulométrie) sont déterminées. L’évolution des caractéristiques minéralogiques est étudiée en passant par l’identification des phénomènes physico-chimiques (modification minéralogique identifiée par DRX, ATG/DSC) survenant au cours du chauffage. Cela permet d’interpréter leurs influences sur l’évolution de la capacité thermique et de la dilatation thermique linéaire des granulats. Des observations à différentes échelles après des cycles de c/r à différents paliers de température jusqu’à 750 °C permettent de décrire et d’évaluer l’endommagement des granulats.Dans un deuxième temps, des bétons et des mortiers (Eeff./C = 0,6 et 0,3) sont confectionnés avec ces granulats (gravillons et sables). Les processus thermo-chimiques sont identifiés et la dilatation thermique des mortiers est mesurée à chaud jusqu’à 1000 °C. Les propriétés thermiques à chaud des bétons (conductivité thermique, capacité thermique, diffusivité thermique) sont mesurées jusqu’à 300 °C et la réponse thermique jusqu’à 750 °C. La fissuration résiduelle est observée à l’échelle macroscopique et microscopique (microscope optique et MEB). L’évolution de la porosité et des propriétés mécaniques résiduelles (résistance à la compression, module d’élasticité et résistance à la traction par fendage) sont estimées après des cycles de c/r à différents paliers de température jusqu’à 750 °C. / High temperature behaviour of concrete : influence of the nature of the aggregates.This study deals with the influence of the nature of the aggregates on the behaviour of concrete undergoing to high temperature stress. Aggregate properties and concrete mechanical performances are usually classified into two categories based on chemical components: calcareous aggregates concretes and siliceous aggregates concretes. However, recent studies showed that high temperature behavior of aggregates within a same group of composition can be particularly different. The relevance of this distinction is discussed through these results.Firstly, a petrographic study (mineralogical composition) on two siliceous and two calcareous aggregates, representative of the two categories of composition is performed. Their physical properties (density, porosity, granular distribution) are determined. The evolution of mineralogical characteristics is performed through the identification of physico-chemical phenomena (mineralogical changes identified by XRD, TGA/DSC) happening during heating. It allows interpreting their influence on the evolution of specific heat capacity and thermal expansion of aggregates. The different scales observations made after heating/cooling cycles at different target temperatures until 750 °C allow the description and the evaluation of aggregates physical damage.Secondly, concretes and mortars (Weff./C = 0.6 and 0.3) are made with these aggregates (gravel and sand). Physico-chemical processes are identified and thermal expansion of mortar are measured during heating until 1000 °C. Hot thermal properties of concretes (conductivity, specific heat capacity, diffusivity) are measured until 300 °C and thermal response until 750 °C. Residual cracking is observed at macroscopic and microscopic scale (optical microscope and SEM). The evolution of porosity and mechanical residual properties (compressive strength, modulus of elasticity and tensile splitting strength) are assessed after heating/cooling cycle at different target temperatures until 750 °C.

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L'utilisation de ressources locales est une des facettes importantes du développement durable dans le secteur de la construction. Plusieurs types de sous-produits sont aujourd'hui à l'étude pour une utilisation dans les bétons en tant qu'addition cimentaire, dans le but de développer des liants basés sur des ressources alternatives. La présente étude cherche à évaluer les performances de quatre types de sous-produits sur les propriétés des bétons armés vis-à-vis de la corrosion. La poudre de verre, les cendres volantes de papeterie, les cendres de boues d'épurations ou les sédiments calcinés présentent une nature minérale compatible avec un milieu cimentaire. Face à la problématique de corrosion des armatures, le béton constitue à la fois un milieu alcalin favorisant la passivité des aciers et une barrière de transport qui limite la pénétration de contaminants au sein de la matrice cimentaire (principalement les chlorures et le dioxyde de carbone). Les additions cimentaires doivent donc permettre aux aciers de développer un état passif et apporter à l'enrobage une densification afin de limiter la pénétration de contaminants jusqu'aux armatures. Les propriétés électrochimiques au contact des additions ont été caractérisées et les propriétés de transfert des bétons face aux chlorures et au dioxyde de carbone ont été étudiées. L'utilisation de ces matériaux n'influe pas particulièrement le comportement des aciers. Toutefois, l'enrobage est d'une importance particulière, à la fois vis-à-vis de la pénétration de chlorures et du dioxyde de carbone, mais aussi sur la cinétique de corrosion des armatures. La réactivité des additions impacte les propriétés de transfert qui contrôlent aussi bien la cinétique de contamination des bétons que le processus de corrosion des armatures dépassivées / The use of locally available resources is a major concern for construction sector when it comes to sustainable development. In the case of concrete, a variety of by-products is currently being investigated for use as cementitious materials so as to develop concrete made out of alternatives resources. The present study intends to assess the performance of four kinds of by-products on corrosion-related properties in reinforced concrete. Glass powder, paper mill fly ashes, sewage sludge ashes or calcined sediments exhibit a mineral nature compatible with the medium of concrete. In terms of corrosion concerns, the concrete act as an alkaline medium that enable steel passivity and as a transport barrier that limits deleterious elements ingress (mainly chlorides, carbon dioxide). Thus, the use of alternative cementitious materials should enable the passivation of steel and should also provide a densification to the cover in order to limit contaminants ingress toward steel vicinity. The electrochemical properties of steel in contact with cementitious additions were characterized and the transfer properties of concrete were investigated. The use of these materials has an insignificant impact on the behavior of steel. However, the concrete cover has significant influence on both chloride and carbon dioxide ingress as well as on the corrosion kinetic of reinforcement. The reactivity of the cementitious materials impacts the transfer properties which control the kinetic of contamination of concretes and the corrosion process of non-passive steel

The diploma thesis deals with the study of hydration of reactive powder concrete under hydrotermal conditions. The theoretical part describes the properties of materials and additives used for the preparation of mixtures. The following describes the principles and requiments for the materials for preparing the reactive powder concrete. The practical part is studied design method mix and the impact of materials to the consistency of paste. The effect of cample placement on flexural and compressive strength of the prepared mixtures was observed. The samples were stored under standart laboratory conditions and under hydrothermal conditions. The phase composition of the samples was monitored by X-ray diffraction analysis and the mocrostructure by scanning electron microscopy.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:46:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:57:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 08513.pdf: 9974543 bytes, checksum: 92f7076f974608407acb3c472a6d993b (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Concrete is a material obtained by mixing raw materials such as cement, aggregates and water, and its per capita utilization is only behind water. Due to its large volume of use, it presents itself as a growing generator of waste and waste in civil construction. From the need to minimize these impacts on the environment with the possibility of reuse of concrete residues, transforming them into recycled concrete aggregates (ARGC). These materials are presented with high water absorption capacity and low specific mass. An alternative to improve this feature is the use of accelerated carbonation, which acts through the pores of the mortar adhered to the natural aggregate, producing carbonate elements that reduce the water absorption capacity and increase the specific mass. The objective of this research is to analyze the properties of the carbonated ARGC for concrete application. For this, a chamber was used in which the ARGC were submitted to concentrations of carbon dioxide. From the verification of the impact of carbonation on the samples, analyzed in mineralogical, thermal, microscopic and physical characterization tests, using as determinant impact value of the process, the capacity of absorption and specific mass, it was developed the reproduction of the carbonation parameters In scale for concrete production. They were produced: a reference concrete, with aggregates without carbonation, and their properties were compared with the samples of concrete with carbonated CGA, and analyzed its properties in fresh and hardened state. The ARGC presented, in its non-carbonated form, high absorption and low density, when compared to the natural aggregate, in contrast carbonation modified this picture with the formation of expansive products based on carbonates, which decreased the water absorption capacity and increased The density of carbonated ARGC when compared to untreated ARGC. Carbonation through the chamber proved to be an efficient method in this process, reflecting the behavior of the ARGC, which showed a decrease of 16.5% in the absorption capacity, a 1.53% increase in the specific mass and the formation of carbonates between the pores Of the ARGC. The concretes presented fluid abatement, mechanical strength of 25 MPa at 28 days and a mean carbonation depth of 12 mm. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O concreto é um material obtido pela mistura de matérias-primas como cimento, agregados e água, e sua utilização per capita fica atrás somente da água. Devido ao seu grande volume de utilização, apresenta-se como crescente gerador de resíduos e de desperdícios dentro da construção civil. A partir da necessidade de se minimizar estes impactos sobre o meio ambiente com a possibilidade de reutilização dos resíduos de concreto, transformando-os em agregados reciclados graúdos de concreto (ARGC). Estes materiais apresentam-se com alta capacidade de absorção de água e baixa massa específica. Uma alternativa para melhorar esta característica é a utilização da carbonatação acelerada, que age através dos poros da argamassa aderida ao agregado natural, produzindo elementos carbonáticos que reduzem a capacidade de absorção de água e aumentam a massa específica. O objetivo desta pesquisa é analisar as propriedades dos ARGC carbonatados para aplicação em concretos. Para isto foi utilizada uma câmara na qual os ARGC foram submetidos a concentrações de dióxido de carbono. A partir da verificação do impacto da carbonatação nas amostras, analisado em ensaios de caracterização mineralógica, térmicas, microscópicas e físicas, usando como valor de impacto determinante do processo, a capacidade de absorção e massa específica, desenvolveu-se a reprodução dos parâmetros da carbonatação em escala para produção de concretos. Foram produzidos: um concreto de referência, com agregados sem carbonatação, e suas propriedades foram comparadas com as amostras de concreto com ARGC carbonatado, e analisadas suas propriedades no estado fresco e endurecido. O ARGC apresentou, em sua forma não carbonatada, alta absorção e baixa densidade, quando comparados ao agregado natural, em contraponto a carbonatação modificou este quadro com a formação de produtos expansivos a base de carbonatos, que diminuíram a capacidade de absorção de água e aumentaram a densidade do ARGC carbonatado quando comparado ao ARGC sem tratamento. A carbonatação através da câmara mostrou-se um método eficiente neste processo, refletindo no comportamento do ARGC, que apresentou diminuição de 16,5% na capacidade de absorção, 1,53% de aumento na massa específica e a formação de carbonatos entre os poros do ARGC. Os concretos apresentaram abatimento fluido, resistência mecânica de 25 MPa aos 28 dias e uma profundidade de carbonatação média de 12 mm.

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2014-11-10T12:20:07Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-11-10T12:20:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:46:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:57:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 08513.pdf: 9974543 bytes, checksum: 92f7076f974608407acb3c472a6d993b (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2014-11-10T12:20:07Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-11-10T12:20:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Este trabalho de tese de doutorado visou identificar as matérias primas naturais produzidas no Brasil e possíveis de serem utilizadas na produção de concretos de elevada massa específica. Desenvolver uma metodologia para a caracterização, preparo, moldagem, ensaios para determinação do coeficiente de atenuação linear experimental, calculo do coeficiente de atenuação linear teórico, e determinação do Z efetivo, culminando com a confecção de um banco de dados embrionário para os concretos de elevada massa específica preparados com matérias primas nacionais. Para tanto foram identificadas onze matérias primas produzidas no Brasil com caracteísticas adequadas para a produção de concretos de elevada densidade. Apresentamos os fundamentos teóricos ao bom entendimento do trabalho tanto no campo da proteção radiológica como naquela dos conceitos que podem ser usados para a produção de blindagem às radiações gama e X. Preparamos vinte e dois tipos de concretos de elevada massa específica com a utilização de matérias primas naturais e nacionais. Os concretos desenvolvidos foram preparados, moldados e ensaiados com uma fonte de 137Cs, de 3,7 1010 Bq (1Ci) de atividade. Foram calculados os coeficientes de atenuação linear com a utilização das análises químicas dos concretos preparados e encontrados os coeficientes de atenução linear experimentais para comparação e avaliação da técnica proposta. Foram medidas as massas específicas dos concretos preparados em virtude de sua importância para a formação da seção de choque do composto quando da predominância do efeito Compton, e determinado o Z efetivo para a região predominante do efeito fotoelétrico. Por fim foram calculados os custos de produção levando-se em conta somente os custos das matérias primas. Para as massas específicas os concretos apresentaram uma variação de 2,74 kg/dm3 até 3,76 kg/dm3, já para o coeficiente de atenuação linear experimental a variação foi de 0,2137 cm-1 a 0,2860 cm-1, o Z efetivo variou de 19 a 25. Finalizando o trabalho foram discutidos os resultados e sugeridos preferências de concretos para utilização em blindagens com a aplicação de alguns conceitos. Comparando os resultados encontrados com vários outros publicados em trabalhos internacionais, verificamos o grau de similaridade. / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP