En la presente investigación se evaluarán el uso de las diatomitas de los yacimientos del departamento de Ica, Arequipa y Piura como material cementante suplementario (MCS) en el concreto de alta resistencia, en lugar de la microsilice, evaluándolo desde el punto de desempeño, económico y ecológico. la diatomita es uan roca silícica, sedimentaria de origen biogénico, compuesta por esqueletos fosilizados de las frústulas delas diatomeas. Se forma por la acumulación sedimentaria hasta formar grandes depósitos con un grosor suficiente para tener un potencial comercial. El 60% de la producción global de la diatomita es usada como filtro, principalmente en las bebidas como cerveza, vinos, etc. El 40% restante, se aplica como agente de carga en diferentes industrias, destacando la fabricación de pintura y plástico. Los yacimientos de mayor importancia comercial en Perú se localizan en el departamento de Ica, Arequipa, Ayacucho y Piura. El problema de los concretos de alta resistencia es que con el pasar de los años han presentado serios problemas de durabilidad y para contrarrestarlos se han invertido millones de dólares para sus respectivas reparaciones. Por ello, el interés de este trabajo en investigar acerca de un material puzolánico que brinde, aparte de altas resistencias a la compresión, mejores propiedades el concreto como la baja permeabilidad, el bajo calor de hidratación, entre otras. la reducción de la permeabilidad en el concreto reducirá de varias formas el deterioro del mismo, tales como la corrosión del acero de refuerzo y el ataque químico. Para afrontar este problema se dividió el trabajo en siete capítulos. En el primero, se muestra al introducción antecedentes, clasificación y ventajas de las puzolanas. El segundo, es acerca de las características de las diatomitas del departamento de Ica, Piura y Arequipa. El tercero, está dedicado a la caracterización de los materiales a emplear. En el cuarto, las dosificaciones de mezcla. En el quinto y sexto capítulo se muestran y analizan los resultados de los ensayos realizados en estado fresco y endurecido, respectivamente. En el último capítulo, se procede al análisis del estudio costo-beneficio del concreto. Como resultado se determinó que la diatomita del departamento de Ica y Arequipa sí es una buena alternativa como reemplazo al cemento en lugar de la microsílice, alcanzando resultados similares y satisfactorios; a diferencia de la diatomita del departamento de Piura que los resultados fueron muy deficientes.

[pt] A utilização do concreto de alta resistência já é uma realidade e muitos países estão adaptando suas normas para levar em conta as propriedades deste material. No dimensionamento de pilares esbeltos e seções com concreto de alta resistência é importante observar a relação tensão- deformação adotada no cálculo, pois enquanto para o concreto convencional a deformação máxima, ecu, é 0,0035, para o de alta resistência esta deformação depende do valor da resistência do concreto, diminuindo com o aumento do fck. Para um concreto com fck = 80 MPa, por exemplo, ecu é em torno de 0,0022 de acordo com as relações tensão - deformação propostas pelo MC90-CEB. A relação tensão- deformação com ecu dependente de fck irá alterar os diagramas de interação adimensionais para o dimensionamento de pilares esbeltos e concreto de alta resistência. São construídos neste trabalho diagramas de interação força normal - momento fletor - curvatura (n,m,f) e força normal - momento fletor - índice de esbeltez (n,m,l) para o dimensionamento de pilares esbeltos e diagramas de interação (nd,md) e (nd,mdx,mdy) para o dimensionamento de seções submetidas a flexão composta reta e oblíqua. Adotou- se a relação tensão-deformação proposta pelo MC90-CEB e valores de fck de 50 a 80 MPa. Os diagramas para pilares esbeltos foram construídos com auxílio do programa PCFRAME (KRÜGER, 1989) e os diagramas para o dimensionamento de seções foram construídos com um programa desenvolvido neste trabalho. Através dos resultados, observa-se que, como ecu depende de fck, todos os diagramas de interação sofreram diferenças, podendo ser dito ainda que o uso dos diagramas já existentes, construídos com ecu constante e igual a 0,0035, pode conduzir a erros contra a segurança estrutural. / [en] The use of high strength concrete is already a reality and many countries are adapting their design codes to take into account the properties of this material. For the design of slender columns and sections subjected to combined axial force and bending, the most important property is the stress-strain relationship. While for normal concrete the strain at ultimate, ecu, can be considered constant and equal to 0,0035, for high strength concrete ecu depends on the concrete strength, decreasing as the strength increases. For a concrete with fck of 80 MPa, for instance, ecu is around 0,0022 according to the CEB Model Code (1990). Stress-strain relationship with ecu dependent of fck will affect the nondimensional interaction diagrams for the design of slender columns and sections of high strength concretes. Nondimensional interaction diagrams moment-axial load-curvature (m,n,f) and diagrams moment-axial load- slenderness ratio (m,n,l), for the design of slender columns, and nondimensional interaction diagrams (md,nd) and (nd,mdx,mdy) , for compression plus axial and biaxial bending of sections, are constructed in this work. The diagrams were constructed for concretes with strength between 50 MPa and 80 MPa, adopting suitable stress-strain relationships recommended by the CEB Model Code 1990. The diagrams for slender columns were constructed with the aid of an existing computational program developed in an earlier thesis, while the diagrams for the design of sections were constructed with a new program, specially developed in this work. The results have shown that all these diagrams are affected, even when presented in a nondimensional form, when stress-strain diagrams with ecu dependent of fck are adopted. The use of traditional nondimensional interaction diagrams, constructed with ecu constant and equal to 0,0035, may lead to errors against structural safety. / [es] La utilización del concreto de alta resistencia es una realidad actual y muchos países estan adaptando sus normas para tener en cuenta las propiedades de este material. En el dimensionamiento de pilares esbeltos y secciones con concreto de alta resistencia es importante observar la relación tensión-deformación que se adopta en el cálculo, porque mientras para el concreto convencional la deformación máxima, ecu, es 0,0035, para el de alta resistencia esta deformación depende del valor de la resistencia del concreto, diminuyendo con el aumento del fck. Para un concreto con fck = 80 MPa, por ejemplo, ecu es en torno de 0,0022 de acordo con las relaciones tensión - deformación propostas por el MC90-CEB. La relación tensión- deformación con ecu dependente de fck alterará los diagramas de interacción adimensionales para el dimensionamiento de pilares esbeltos y concreto de alta resistencia. En este trabajo se construyen diagramas de interacción fuerza normal - momento flector - curvatura (n,m,f) y fuerza normal - momento flector - índice de esbeltez (n,m,l) para el dimensionamiento de pilares esbeltos y diagramas de interacción (nd,md) y (nd,mdx,mdy) para el dimensionamiento de secciones sometidas a flexión compuesta recta y obliqua. se adoptó la relación tensión-deformación propuesta por el MC90-CEB y valores de fck de 50 la 80 MPa. Los diagramas para pilares esbeltos fueron construidos con auxilio del programa PCFRAME (KRÜGER, 1989) e implementamos un programa para obtener los diagramas para el dimensionamiento de las secciones. A través de los resultados se observa que, como ecu depende de fck, todos los diagramas de interacción sufren diferencias, y puede decirse que el uso de los diagramas construidos con ecu constante e igual la 0,0035, pueden conducir a errores que afectan la seguridad extructural.

Orientador : Prof. Dr. José Marques Filho / Coorientador : Prof. Dr. Jorge Christofolli / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Construção Civil. Defesa: Curitiba, 27/06/2016 / Inclui referências : f. 140-147 / Area de concentração : Materiais e estruturas / Resumo: O emprego do concreto auto-adensável (CAA) de alta resistência propicia o melhor aproveitamento dos recursos naturais devido à menor necessidade de manutenção, maior durabilidade das estruturas de concreto e à redução do consumo de matérias primas nobres através da redução do consumo de concreto. Quando o CAA utiliza em sua composição areia artificial em detrimento da areia natural, os impactos ambientais decorrentes do método convencional da extração são reduzidos, bem como o custo de transportes, além de agregar menor variabilidade das características do agregado. Durante o processo de britagem dos agregados é gerado o fíler calcário, material que é removido dos produtos e é disposto em um bota fora, sem uso gerando danos ambientais. Em face deste panorama, este trabalho tem como objetivo estudar a influência da utilização do deste fíler calcário em substituição parcial ao cimento Portland na confecção de CAA de alta resistência utilizando agregados 100% artificiais. Os concretos produzidos tiveram sua validação de propriedades de auto adensabilidade no estado fresco e as seguintes propriedades no estado endurecido: Resistência à compressão e à tração por compressão diametral e módulo de elasticidade. Foram produzidos concretos com quatro níveis de substituição de cimento Portland, 0%, 6%, 12% e 18%, e quatro faixas de resistência alvo: 60MPa, 70 MPa, 80 MPa e 90 MPa. Os resultados obtidos comprovaram que o CAA confeccionado utilizando areia artificial e fíler calcário gera moldagens como menos erros, sendo que o Coeficiente de Variação para a resistência à compressão aos 28 dias foi de 2,23% para CAA enquanto o concreto de alta resistência (CAR), produzido com os mesmos materiais, obteve CV igual à 9,09%. Os resultados também mostraram significante redução do consumo de cimento, sendo a maior redução encontrada de 10,30%. Os maiores resultados para a resistência à compressão foram encontrados para o teor de substituição de 0%, entretanto 27% dos resultados encontrados, embora numericamente menores, foram considerados estatisticamente iguais, com a vantagem da grande redução do consumo de cimento. Comparado ao CAR produzido com os mesmos materiais, nos melhores resultados, o CAA alcançou 18,3% mais resistência à compressão com redução de 9,1 % no consumo de cimento, mesmo utilizando relações a/c maiores que o CAR. A resistência à tração mais alta foi encontrada para o teor de substituição de 6%, entretanto a análise de variância (ANOVA) revelou que a substituição de cimento Portland por fíler calcário não influenciou nos resultados. O valor mais alto de módulo de elasticidade foi encontrado para o teor de substituição de 12%, entretanto a ANOVA revelou que o teor de substituição de fíler não influi na variação deste parâmetro. Devido às reduções no consumo de cimento, foram percebidas reduções nos custos por unidade de resistência e por volume, bem como reduções de emissão de CO2. Palavras-chave: Concreto auto-adensável (CAA), Concreto de alta resistência (CAR), fíler calcário, sustentabilidade. / Abstract: The use of high strength self-compacting concrete (SCC) leads to a better use of natural resources due to the need of less maintenance, increased durability of concrete structures while minimizing the consumption of noble raw material as a benefit from the reduction in concrete volume pieces. Whenever the SCC is produced using manufactured sand instead of natural sand, environmental impacts resulting from the conventional sand extracting methods are reduced, as well as the transportation costs, besides lowering aggregates characteristics variability. During the aggregates manufacturing processes, calcareous filler is generated, being this waste removed from the aggregates and disposed in dumps, causing environmental damage. In this scenario, the purpose of this study is to analyse the influence of the use of calcareous filler as partial replacement of Portland cement for manufacturing high strength SCC, using 100% of manufactured sand. Fresh concrete tests were performed on SCC to validate self-compacting properties and the following hardened properties were evaluated: Compressive strength, tensile strength by diametral compression and elastic modulus. The concretes were produced with four levels of cement replacement, 0%, 6%, 12% and 18%, and four resistance levels. Results show that SCC produced using manufactured sand and calcareous filler achieved better mould filling, as the Coefficient of Variation (CV) for compressive strength (28 days) resulted as 2,23%, while the high-strength concrete (HSC), composed by the same material, obtained CV equal to 9,09%. The results also show significant decrease in cement consumption, being 10,30% greater reduction. The higher values for compressive strength are observed for 0% calcareous filler replacement, however 27 % of the results although numerically smaller, were found statistically equal, with the advantage of greatly reduced cement consumption. The comparison between HSC and SCC produced with same materials reveals, at the best values, that the SCC developed 18,30% higher compressive strength with 9,10% reduced cement consumption, though the SCC was produced with higher water cement ratios. The higher value for tensile strength is observed for 6% level of replacement, although the analysis of variation (ANOVA) revealed that the replacement of Portland cement for calcareous filler doesn't effect this parameter. The greater value for elastic modulus is observed for 12% level of replacement, although ANOVA revealed that the replacement of Portland cement for calcareous filler doesn't effect this parameter. Due to the cement consumption lowering, reduction on the cost per unit strength and volume were observed, as well as CO2 emission reduction. Keywords: self-compacting concrete (SCC), high-strength concrete (HSC), calcareous filler, sustainability.

Orientador : Prof. Dr. Marcelo Henrique Farias de Medeiros / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Construção Civil. Defesa: Curitiba, 20/06/2016 / Inclui referências : f. 128-134 / Area de concentração : Materiais e estruturas / Resumo: Este trabalho teve como objetivo principal avaliar a resistência à compressão de testemunhos extraídos de concreto em diferentes diâmetros, direções de extração e classes de resistência, comparando-os com corpos de prova moldados e curados sob diferentes condições. A NBR 7680 foi revisada em 2015, contendo agora parâmetros de correção quanto à relação h/d (altura/diâmetro), diâmetro de extração, direção de extração e umidade do testemunho, representando um grande avanço na quantificação dos resultados corrigidos. A pesquisa contemplou a análise de concretos das classes 20, 30, 40 e 45 MPa, sendo que para cada classe foram moldados corpos de prova curados sob três diferentes condições, sendo estas: 1 - cura normatizada (NBR 5738 (2015)); 2 - cura ao ar; 3 - cura em tanque externo. Para cada tipo de cura, foram moldados 10 corpos de prova, gerando 30 corpos de prova por evento de concretagem, totalizando 120 em todas as classes. Também para cada classe de resistência foram moldados dois blocos de concreto, para extrações paralelas e ortogonais à concretagem, nos diâmetros de 100 mm, 75 mm, 50 mm e 25 mm, gerando 60 testemunhos por evento e 240 aproximadamente no universo de estudo. Os resultados mostraram que extrações de 100 mm tem em média uma redução na resistência à compressão de 9%, ao passo que as de 75 mm geram reduções médias de 11%. No diâmetro de 50 mm a análise constatou que nos fcks de 20 a 40, a redução média de resistência é de 3%. Nos testemunhos de 25 mm, em todos os casos os resultados foram maiores do que seu referencial de corpo de prova, gerando um ganho de resistência médio de 20%. O estudo também concluiu que existe uma tendência de redução da diferença de resultados entre corpos de prova moldados e testemunhos extraídos, com o aumento da classe de resistência. Comparando-se as extrações paralelas e ortogonais à direção de lançamento do concreto, foi constatada uma perda de resistência média de 7,4% das extrações ortogonais. O estudo comprovou por meio de análises de correlação os bons índices de regressão linear entre as amostras estudadas, outrossim, também foi analisada a eficácia dos ensaios complementares de esclerometria e ultrassom, encontrando também ótimos índices de correlação com a resistência e com a qualidade do concreto, assim provando a boa alternativa de análises preliminares por meio destes ensaios. Palavras Chave: Concreto. Testemunhos. Resistência à compressão. / Abstract: This work aimed to evaluate the compressive strength of concrete cores extracted in different diameters, extractions directions and strength class, comparing them with molded specimens and cured under different conditions. The standard NBR 7680 was revised in 2015, now containing correction parameters as the l/d (length/diameter) ratio, extraction diameter, direction of extraction and humidity of the core, representing a major advance in quantifying the corrected results. The research included the analysis of the strength class 20, 30, 40 and 45 MPa, and for each class were molded specimens cured under three different conditions: 1 - normalized cure (NBR 5738 (2015)); 2- air curing; 3- external tank cure. For each type of cure, 10 specimens were molded, generating 30 specimens by concreting event, totaling 120 in all events. Also for each strength class were molded two concrete blocks for parallel and orthogonal extractions, in diameters of 100mm. 75mm, 50mm and 25mm, generating 60 concrete cores per event and 240 in total. The results showed that 100mm cores has an average reduction in the compressive strength of 9%, whereas the 75mm generates average reductions of 11%. In 50mm cores, the analysis found that the medium strengths (20 to 40 MPa) the average strength reduction is 3%. The 25mm cores showed in all cases that the results were higher than its reference specimen, generating and average strength gain of 20%. The study also concluded that there is a tendency of reducing the difference in results between molded specimens and cores, with increasing strength class. Comparing the parallel and orthogonal extractions, a loss average strength of 7,4% of the orthogonal extraction was observed. The study proves by correlation analysis the good rates of linear regression of the samples studied. This work has also examined the effectiveness of supplementary tests as the rebound hammer and ultrasonic pulse velocity, also finding great correlation coefficients with the strength and quality of concrete, thus proving a good alternative to preliminary analysis. Key Words: Concrete. Cores. Compressive Strength.

Orientador : Prof. Dr. Marcelo Henrique Farias de Medeiros / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Construção Civil. Defesa: Curitiba, 19/05/2015 / Inclui referências : f. 115-121 / Area de concentração : Materiais e estruturas / Resumo: As maiores densidades demográficas brasileiras ocorrem em torno das áreas litorâneas, o que leva a urbanização e industrialização de uma região onde há forte agressividade às estruturas de concreto, tanto pelo processo de carbonatação quanto pelo ataque por cloretos. Apesar de a NBR 6118 (2014) alertar quanto aos cuidados relativos ao processo construtivo visando a durabilidade, a resistência à compressão ainda é a única propriedade prescrita pela NBR 12655 (2015) para o controle de qualidade do concreto endurecido. Entretanto, nem sempre a avaliação da durabilidade com base apenas nos resultados de resistência mecânica é adequada para a obtenção de concretos duráveis. Além disso, a NBR 15575-1 (2014), atual norma de desempenho, estabelece para as estruturas uma vida útil de projeto mínima de 50 anos. Neste contexto, surge a necessidade de avaliar e modelar as manifestações patológicas do concreto armado. O objetivo desta pesquisa é avaliar a influência do uso das adições pozolânicas cinza volante, metacaulim, sílica ativa e sílica de casca de arroz na vida útil de estruturas de concreto armado calculada segundo Andrade (2004) baseada na resistividade elétrica superficial do concreto para ambientes com a presença de cloretos. Para isso, foram moldados corpos de prova de oito traços diferentes, compostos com CPV-ARI, CPIV, CPII-Z, cinza volante, metacaulim, sílica ativa e sílica de casca de arroz. Realizaram-se ensaios de resistência à compressão, absorção por imersão e absorção por capilaridade para todos os traços citados. Como o modelo de vida útil proposto por Andrade (2004) tem como parâmetros a resistividade elétrica superficial (RES), o fator de reação de cloretos (avaliado pelo coeficiente de difusão de cloretos) e as características do ambiente a que a estrutura é exposta; características que também foram determinadas. Os resultados permitiram observar que há influência direta da composição do traço tanto no fator de idade, quanto na resistividade elétrica superficial. Consequentemente, a vida útil também é alterada. O traço composto com CPII, por exemplo, apresentou um ganho de vida útil por MPa 2,2 vezes superior ao traço de referência, composto com CPV-ARI. O custo por ano de vida para esse traço foi 43% inferior a do traço de referência. Já o traço composto com sílica ativa resultou em uma vida útil por MPa 130% superior, com custo por ano de vida 62% inferior à referência. Palavras-chave: cloretos, vida útil, modelo, adições pozolânicas, concreto armado, resistividade elétrica superficial / Abstract: The largest Brazilian population densities occur around the coastal areas, which leads to urbanization and industrialization of a region where there is strong aggressiveness to concrete structures, due the carbonation process and the chlorides. Although the NBR 6118 (2014) warns about the care for the constructive process to durability, compressive strength is still the only property prescribed by NBR 12655 (2015) for the quality control of the hardened concrete. However, the results of mechanical strength are not always adequate for obtaining a durable concrete. Furthermore, the NBR 15575-1 (2014), the current standard of structures performance, establishes a project service life of minimum 50 years. In this context, there is a need to evaluate and to model the pathologies of reinforced concrete. The objective of this research is to evaluate the influence of the use of pozzolanic additions fly ash, metakaolin, silica fume and rice-husk ash in the life of reinforced concrete structures calculated according to Andrade (2004) based on the electrical resistivity of concrete for environments with the presence of chlorides. For this, specimens of eight differents concretes were molded, compounded of CPV-ARI, CPIV, CPII-Z, fly ash, metakaolin, silica fume and ricehusk ash. Then, compressive strength, absorption by immersion and absorption by capillarity were tested. As the life model proposed by Andrade (2004) has as parameters concrete resistivity, chloride reaction factor (measured by chlorides diffusion coefficient) and the environment characteristics that the structure is exposed, these characteristics were also determined. Results showed that there was a direct influence of the concrete composition both in the factor of age, as the concrete resistivity. Consequently, the service life was also changed. The concrete compounded of CPII, for example, showed a gain of useful life by MPa 2.2 times higher than the mark, made with CPV- ARI. The cost per year of life for this trait was 43% lower than the reference concrete. But the concrete made with silica fume resulted in a lifetime of 130% higher, with cost per year of life 62% lower than the reference concrete. Key words: chlorides, modeling, service life prediction, pozzolanic, reinforced concrete, concrete resistivity

[pt] A aplicação do Concreto de Alta Resistência como material de construção está se tornando mais comum em estruturas de concreto. Esta tendência demanda um melhor conhecimento do material, incluindo os parâmetros que se referem à tensão limite na compressão. Sendo um material relativamente novo, com um conhecido comportamento frágil, poucas informações a respeito de seu desempenho estão disponíveis para possibilitar o projeto correto de estruturas especiais. Como o material fornece uma resistência compressiva mais alta, os vãos das peças estruturais de concreto armado podem ser maiores, permitindo, por exemplo, a redução do número de pilares em edifícios. Neste caso, o efeito de escala da mecânica da fratura deve ser considerado no projeto estrutural, e a energia de fraturamento torna-se uma propriedade fundamental no controle de resistências à flexão e corte das peças estruturais de concreto armado. Nesta dissertação, alguns resultados obtidos através de ensaios para determinação da energia de fraturamento são apresentados. Os testes à flexão de vigas com entalhe foram realizados na PUC - Rio para diferentes traços de concreto, com resistência compressiva igual ou superior a 40 MPa. Os testes foram feitos segundo especificações fornecidas na RILEM 50-FMC e foram executados em sistemas de teste de materiais com controle de deslocamentos. Os traços do concreto foram estabelecidos com o objetivo de utilizar concretos comumente usados pelas empresas que atuam no Brasil. / [en] The application of high-performance concrete as a construction material is becoming increasingly common in conventional concrete structures. This trend demands a better knowledge of the material, besides the parameter that refers to the limit stress in compression. Being a relatively new material, with a known brittle behavior, few information about its performance is available for design engineers that allows the correct design of special structures. As the material provides a higher compressive strength, concrete structural members can increase in size, allowing the reduction of the number of columns in a building, for example. In this case, the fracture mechanics size effect should be considered in the structural design, and the fracture energy turns to be a fundamental property in controlling the flexural and shear strength of the concrete structural members. In this dissertation, some results obtained through experimental tests for determination of fracture energy for high-performance concrete are presented. The three-point bend tests were conducted at PUC-Rio for different compositions of concrete, with compressive strength equals to or greater than 40 MPa. The tests comply with the specifications given in RILEM recommendations, RILEM 50-FMC and were performed in a servo-controlled materials testing system. The compositions of the concrete were established in order to match the concrete commonly used by the companies that operate in Brazil. / [es] La aplicación del Concreto de Alta Resistencia como material de construción está se tornando más común en extructuras de concreto. Esta tendencia demanda un mejor conocimiento del material, incluyendo los parámetros que se refieren a la tensión límite en la compresión. Siendo un material relativamente nuevo, con un conocido comportamiento frágil, son pocas las informaciones disponibles a respecto de su desempeño. Como el material ofrece una resistencia compresiva más alta, los vans de las piezas extructurales de concreto armado pueden ser mayores, permitiendo, por ejemplo, la reducción del número de pilares en edificios. En este caso, el efecto de escala de la mecánica de fracturas debe ser considerado en el proyecto extructural, y la energía de fractura se torna una propriedad fundamental en el control de resistencias a la flexión y corte de piezas extructurales de concreto armado. En esta disertación, se presentan algunos resultados obtenidos a través de ensayos para determinación de la energía de fractura. Las pruebas a la flexión de vigas fueron realizados en la PUC - Rio para diferentes trazos de concreto, con resistencia compresiva igual o superior la 40 MPa. Las pruebas fueron realizadas según especificaciones ofrecidas en la RILEM 50-FMC y se ejecutaron en sistemas de test de materiales con control de deslocamientos. Fueron establecidos los trazos de concreto con el objetivo de utilizar concretos comumente utilizados por las empresas que actúan en Brasil.

[pt] Trata-se de um estudo experimental do comportamento de pilares de alta resistência submetidos à flexão composta reta e oblíqua. Foram ensaiados oito pilares com seção transversal de 25x15 cm e comprimento de 300 cm, compondo duas séries de 4 pilares cada uma. Na primeira série, a resistência do concreto foi de 40 MPa e os quatro pilares foram ensaiados à flexão composta oblíqua. Na segunda série, a resistência do concreto foi de 70 MPa e os quatro pilares foram ensaiados à flexão composta reta. Em cada série, a variável foi a taxa de armadura longitudinal que assumiu os valores 1,3%, 2,1%, 3,2% e 4,3%. A finalidade foi verificar os valores da excentricidade de segunda ordem que devem ser considerados no dimensionamento de pilares de concreto de alta resistência. Os resultados experimentais foram comparados com os obtidos pelos métodos do Pilar Padrão com Curvatura Aproximada e do Pilar Padrão com Rigidez Aproximada que constam na NBR 6118:2003. Essa comparação mostrou que o método da curvatura aproximada apresenta valores das excentricidades de 2ª ordem próximos dos reais no caso de pilares submetidos à flexão composta reta e oblíqua, enquanto que o método da rigidez aproximada é contra a segurança só na maioria dos ensaios de pilares submetidos à flexão composta reta. / [en] This work presents an experimental study of the behavior of slender high strength concrete columns under uniaxial and biaxial eccentric compression loads. Eight columns with cross-section of 15x25 cm and height of 300 cm were tested, divided into two series. In the first series, the concrete strength was 40 MPa and the four columns were tested under biaxial compression. In the second series, the concrete strength was 70 MPa and the four columns were tested under uniaxial compression. In each series, the variable was the longitudinal reinforcement ratio which assumed the values 1,3%, 2,1%, 3,2% e 4,3%. The objective was to verify the values of the eccentricity of second order that should be taken into account in the design of slender high strength concrete columns. The experimental results were compared with theoretical results obtained by the models of the approximated curvature and approximated stiffnes methods prescribed in the NBR 6118:2003 code. This comparison showed that the method of curvature approximate present values of the eccentricities of second order close to the real in the case of columns under uniaxial and biaxial eccentric compression loads, while the method of stiffness approximate is lower security in columns under uniaxial eccentric compression load.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-12-10Bitstream added on 2014-06-13T18:31:07Z : No. of bitstreams: 1 jacomassi_lmc_me_ilha.pdf: 1853171 bytes, checksum: f9955a37141d1b46cbca1dacc35af9be (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A demanda crescente pela utilização de Concreto de Alta Resistência (CAR) torna necessária a definição de critérios e procedimentos de análise do comportamento estrutural desse material. Nesse sentido, este trabalho apresenta a discussão de resultados experimentais publicados e as simulações numéricas de pilares armados de CAR submetidos à compressão axial simples. Utilizando o Código CASTEM 2000, é feita uma modelagem numérica bidimensional e análise via Método dos Elementos Finitos (MEF) para a reprodução dos diagramas força-deformação obtidos experimentalmente. Após um estudo comparativo dos parâmetros recomendados por normas internacionais de análise do comportamento estrutural do CAR, nota-se que os resultados numéricos obtidos utilizando as especificações da Norma Norueguesa NS 3473 são mais próximos dos experimentais. A modelagem numérica desenvolvida é capaz de reproduzir, com certa precisão, a capacidade de carga de pilares de diversas geometrias, taxas de armadura transversal e longitudinal, tipos de aço e resistência do concreto variando entre 50 MPa e 90 MPa. As taxas mínimas de armadura capazes de promoverem a ductilização dos pilares por desagregação do cobrimento são superiores a 2,5% de armadura longitudinal e 2,0% de armadura transversal, segundo os resultados experimentais. Comparando a esses resultados os obtidos pelas simulações, observa-se como de comportamento dúctil os pilares com capacidade de carga obtida numericamente pelo menos 25% maior que a força máxima teórica obtida de acordo com as recomendações da NS 3743. / The increasing demand of the use of High-Strength Concrete (HSC) makes it necessary to define criteria and procedures analysis to the structural behavior of this material. This work presents the discussion on published experimental results and numerical simulations of HSC reinforced columns submitted to simple axial compression. Bidimensional numerical modeling with Finite Elements Method (FEM) analysis were made to reproduce experimentally force-strain diagrams by using the Code CASTEM 2000. After a comparative study on the internationally recommended HSC structural behavior analysis standards, it may be inferred that the numerical results obtained using specifications of the Standard Norge NS 3473 are the closest to the experimental ones. The adopted numerical modeling could reproduce the force capacity of columns of different shapes, transversal and longitudinal reinforcement rates, types of steel and concrete resistance from 50 MPa to 90 MPa with some precision. The minimal reinforcement rate able to provide columns ductility by confinement effect is higher than 2.5% longitudinal reinforcement and 2.0% transversal reinforcement, according the experimental results. Comparing these results with the simulations, it could be considered the ductility behavior of the columns with the numerical charge capacity at least 25% higher than the maximum teorical force obtained according to recomendations of NS 3743.

[pt] Este trabalho apresenta uma análise experimental de cinco vigas de concreto, simplesmente apoiadas, protendidas com cabos sintéticos externos, com o objetivo de estudar a influência da resistência do concreto na variação da força nos cabos de protensão e na resistência à flexão das vigas. A protensão das vigas foi feita com cabos sintéticos conhecidos como Parafil, com resistência a tração de 1950MPa e módulo de elasticidade de 126000MPa. A única variável considerada foi a resistência do concreto, cujo valores foram 36, 57, 73, 74 e 104MPa. O concreto das vigas com resistência de 57, 73, 74 e 104MPa foram feitos com o uso da microssílica e aditivo superplastificante, com exceção da viga com resistência de 36MPa que foi feita com concreto comum. Os resultados mostraram que a influência da resistência do concreto sobre a resistência à flexão das vigas não é tão grande. Para o aumento de 189% na resistência do concreto, houve um aumento na variação da força no cabo de apenas 13.6% e um aumento de 33% no momento de ruptura. Na comparação dos resultados experimentais com os resultados das principais normas e modelos propostos verificou-se que todos fornecem bons resultados e subestimam os valores experimentais. Na comparação dos resultados experimentais com o modelo de Campos (1993) observou-se que os valores da variação na força no cabo superestimam os valores experimentais. / [en] An experimental investigation on five concrete beams prestressed with external aramid tendons was carried out for the purpose of studying the influence of concrete on the flexural behaviour at service and ultimate loads. The beams were prestressed with Type G Parafil tendons, which are made of Kevlar 49 fibres. The strength and elastic modulus of the cables are 1950 MPa and 12600 MPa respectively. The main variable considered in the testes was the strength of the concrete with values of 36, 57, 73, 74 and 104 MPa. The results show that for an increase of 189% in the strength of the concrete, an increase of only 33% in the ultimate moment is observed. Experimental results were compared with results predicted by some Codes of Practice. This comparison shows that the theoretical models give good results. / [es] Este trabajo presenta un análisis experimental de cinco vigas de concreto, simplemente apoyadas, protendidas con cables sintéticos externos, con el objetivo de estudiar la influencia de la resistencia del concreto en la variación de la fuerza de los cables de protensión y en la resistencia a la flexión de las vigas. La protensión de las vigas fue hecha con cables sintéticos conocidos como Parafil, con resistenciaa la tracción de 1950MPa y módulo de elasticidad de 126000MPa. La única variable considerada fue la resistencia del concreto, cuyos valores fueron 36, 57, 73, 74 y 104MPa. El concreto de las vigas con resistencia de 57, 73, 74 y 104MPa fueron construidos con el uso de la microsílica y aditivo superplastificante, con excepción de la viga con resistencia de 36MPa que fue construida con concreto común. Los resultados mostraron que la influencia de la resistencia del concreto sobre la resistencia a la flexión de las vigas no es grande. Para el aumento de 189% en la resistencia del concreto, se produjo un aumento en la variación de la fuerza en el cable de apenas 13.6% y un aumento de 33% en el momento de ruptura. Comparando los resultados experimentales con los resultados de las principales normas y modelos propuestos se verificó que todos ofrecen buenos resultados y subestiman los valores experimentales. Comparando los resultados experimentales con el modelo de Campos (1993) se observó que los valores de la variación en la fuerza en el cable superestiman los valores experimentales.

[pt] Este trabalho apresenta um estudo experimental do comportamento de pilares esbeltos de alta resistência submetidos à flexão composta reta. Foram ensaiados oito pilares divididos em duas séries, sendo uma série com concreto de 40 MPa e a outra com concreto de 80 MPa aos vinte e oito dias. Todos os pilares tinham seção transversal de 15x25 cm e altura de 300 cm. Em cada série, a variável foi a taxa de armadura longitudinal que assumiu quatro valores diferentes. O objetivo foi verificar os valores da excentricidade de segunda ordem que devem ser considerados no dimensionamento de pilares esbeltos de concreto de alta resistência. Os resultados dos ensaios foram comparados com os resultados teóricos obtidos pelos modelos da curvatura aproximada e da rigidez aproximada que constam na NBR6118:2003. Essa comparação mostrou uma boa concordância entre os resultados experimentais e teóricos. / [en] This work presents an experimental study of the behavior of slender high strength concrete columns under uniaxial eccentric compression loads. Eight columns were tested, divided into two series, one series with concrete of 40 MPa and the other with concrete of 80 MPa at twenty eight days. All columns had a cross-section of 15x25 cm and height of 300 cm. In each series, the variable was the longitudinal reinforcement ratio which assumed four different values. The objective was to verify the values of the eccentricity of second order that should be taken into account in the design of slender high strength concrete columns. The experimental results were compared with theoretical results obtained by the models of the approximated curvature and approximated stiffnes methods prescribed in the NBR6118:2003 code. This comparison showed a good agreement between the experimental and theoretical results.