Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Construções). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2013

Tese de doutoramento. Engenharia do Ambiente. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:48:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HazenWBP_DISSERT.pdf: 3747966 bytes, checksum: 08c339c271b4ea3ae6d7628175dccd30 (MD5) Previous issue date: 2014-05-23 / Infrastructure works are included in strategic areas for the social development. For that matter that all of the investments are very important for the social development. When the population has enough water and an acceptable quality, and it includes a wastewater gathering and its treatment, the whole society became less susceptible to the water diseases. Even the Water Supply and the Sewage depend for its perfect operation of reservoirs, or of the accumulation of water to provide the popular necessity, either due to retention or for the treatment wastewarer. These structures present very specific environmental conditions, because the microclimate created around them, like high environmental humidity and for the existence of many harmful substances for the concrete, such as chloride ions presents in water. The reservoir that compose the System of Water Supply of Natal were built between 1970s and 1980s, a period whom the technical and scientific community did not have in-depth studies about the reinforced concrete mechanism of deterioration. Therefore, these reservoirs have been suffered accelerated deterioration progress, and they have been shown many pathological manifestations strikingly visible. In front of all these problems this academic work aims to identify the generally conditions of conservation of all the reservoirs components of the Water Supply System of Natal. This academic work objectives to develop a recuperation plan for use in these reservoirs, in this academic work it was achieved all the survey of pathological manifestation existing in each reservoir. It was made with local visits, photographic recorders of all manifestations viii and realization of in loco tests. The other step consisted in a application of GDE/UnB metodolgy reformulated by Fonseca (2007). In the step of local visits in each reservoir it was evaluated carbonation depth, by spreading a phenolphthalein solution with 1% of concentration; evaluation of contamination of chlorides, by spreading silver nitrate solution with 1% of concentration, and evaluation of width cracks. After the conclusion of all the testings, it was established that all reservoir, studied in this academic work, have showed an advanced deteriorating condition. It?s presents prevalent pathological manifestations as unacceptable cracks, spots, efflorescence and reinforcement corrosion, and in some cases, chlorides contamination. After the conclusion of the testings and its concatenation it was able to implementing, using GDE/UnB methodology, the order of the restoration its service life and initial safety conditions / As obras de infraestrutura englobam ?reas estrat?gicas para o desenvolvimento da sociedade. Neste ?mbito as obras de saneamento s?o de suma import?ncia para o desenvolvimento social. Com o fornecimento de ?gua em quantidade suficiente e qualidade satisfat?ria, juntamente com a coleta e o devido tratamento dos efluentes dom?sticos, a sociedade torna-se menos suscept?vel ?s doen?as de veicula??o h?drica. Tanto o Sistema de Abastecimento de ?gua quanto o de Esgotamento Sanit?rio dependem, para seu perfeito funcionamento, de reservat?rios, seja para o ac?mulo de ?gua para atendimento da popula??o, seja para a devida reten??o e tratamento dos efluentes dom?sticos. Essas estruturas apresentam caracter?sticas bem espec?ficas de utiliza??o, porque o microclima criado em seu entorno caracteriza-se pela elevada umidade relativa do ar e pela presen?a de subst?ncias danosas ao concreto, como os ?ons cloretos presente na ?gua. Os reservat?rios que integram o Sistema de Abastecimento de ?gua de Natal foram, em sua maioria, constru?dos entre as d?cadas de 1970 e 1980, per?odo em que o meio t?cnico-cient?fico n?o dispunha de estudos aprofundados sobre o mecanismo de deteriora??o do concreto armado. Por isso, esses reservat?rios sofrem com o processo acelerado de degrada??o, apresentando diversas manifesta??es patol?gicas visivelmente identific?veis. Diante dessa problem?tica este trabalho visa identificar as condi??es gerais de conserva??o dos reservat?rios integrantes do Sistema de Abastecimento de ?gua de Natal. Objetivando desenvolver um plano de recupera??o para esses reservat?rios, neste trabalho realizou-se o levantamento das manifesta??es patol?gicas apresentadas em vi cada um dos reservat?rios, com a realiza??o de visitas in loco, registro fotogr?fico das manifesta??es e a realiza??o de ensaios de campo. A etapa posterior consistiu na aplica??o da metodologia GDE/UnB reformulada por Fonseca (2007). Na etapa de visita t?cnica a cada um dos reservat?rios foram avaliadas a profundidade de carbonata??o, por meio da aspers?o de solu??o de fenolftale?na a uma concentra??o de 1%; avalia??o da contamina??o por cloretos, por meio da aspers?o de solu??o de nitrato de prata a uma concentra??o de 1%, e a avalia??o das aberturas de fissuras. Ap?s a realiza??o dos ensaios, constatou-se que os reservat?rios objeto deste estudo encontram-se em avan?ado estado de deteriora??o, apresentando como manifesta??es patol?gicas recorrentes a presen?a de fissura??o inaceit?vel, manchas e efloresc?ncias e corros?o das armaduras, devido, principalmente ? carbonata??o, e em alguns casos, a contamina??o por cloretos. Ap?s a obten??o dos resultados e a realiza??o de sua concatena??o, foi poss?vel hierarquizar, por meio da aplica??o da metodologia GDE/UnB, a ordem que os reservat?rios devem sofrer interven??es para recupera??o de sua vida ?til e condi??es iniciais de seguran?a

Submitted by Automação e Estatística (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-06-05T22:22:46Z No. of bitstreams: 1 NayaraJhessicaMarquesDaFonseca_DISSERT.pdf: 3031735 bytes, checksum: c6fa2f78de014d702186307c640acf43 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-06-11T23:27:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 NayaraJhessicaMarquesDaFonseca_DISSERT.pdf: 3031735 bytes, checksum: c6fa2f78de014d702186307c640acf43 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-11T23:27:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NayaraJhessicaMarquesDaFonseca_DISSERT.pdf: 3031735 bytes, checksum: c6fa2f78de014d702186307c640acf43 (MD5) Previous issue date: 2018-03-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A construção civil é uma importante indústria no sistema econômico em que está inserida. Além de gerar emprego e renda, o setor também contribui modificando o cenário natural para garantir à sociedade moradia, segurança e bem-estar. No entanto, os altos índices de recursos naturais utilizados pela construção, bem como as grandes quantidades de resíduos gerados por ela, trazem grande preocupação referente ao impacto ambiental negativo gerado e as suas consequências. Tendo em vista o alto consumo energético no processo de fabricação do cimento, as grandes quantidades de CO2 emitidas durante a queima do clínquer, a disponibilidade de cal hidratada na região Nordeste do Brasil e ainda, o alto índice de perdas que envolve os blocos cerâmicos utilizados em alvenarias de vedação, esse trabalho avaliou o potencial de substituição do cimento pela cal em tijolos de solo-cimento com incorporação de resíduo cerâmico (RC). Foram desenvolvidas composições ternárias de solo + 12% cimento + 4% RC, solo + 12% cal hidratada + 4% RC, quaternárias de solo + 6% cimento + 6% cal hidratada + 4% RC. As composições também foram formuladas sem adição de RC para servirem como referência e possibilitar a análise da influência do resíduo sobre o comportamento dos tijolos produzidos. Após os processos de prensagem e cura dos tijolos, estes foram submetidos a ensaios de resistência mecânica, absorção de água e durabilidade modificada. Em seguida, analisou-se a microestrutura desses materiais através de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Difração de raios X (DRX) das superfícies de fratura. Dados os teores de sílica e alumina presentes, tanto no solo empregado, como no resíduo cerâmico finamente moído, pode ocorrer a reação pozolânica que, por sua vez, contribui para a melhoria das propriedades físicas e mecânicas das composições estudadas. Observou-se que os tijolos produzidos apresentaram boas condições de resistência a compressão simples, absorção de água e durabilidade em acordo com recomendações das Normas vigentes para tijolos em aplicação não estrutural. Os resultados experimentais constataram que a composição ternária solo + 12% cimento + 4% RC apresentou valores mais significativos, ultrapassando 2 Mpa de resistência à compressão simples, a partir dos 150 dias de cura. Entre as misturas quaternárias, a formulação solo + 6% cimento + 6% cal e 4% RC apresentou o melhor desempenho, superando a resistência à compressão mínima de 2 MPa recomendada pela Norma, a partir dos 120 dias de cura. Com base nos resultados obtidos é possível concluir que, tanto do ponto de vista técnico, como econômico, a substituição do cimento pela cal em tijolos de solocimento, é viável, com os benefícios da incorporação do RC e observando-se os tempos de cura necessários para a efetiva hidratação dos aglomerantes e das reações pozolânicas. / Civil construction is an important industry in the economic system in which it is inserted. In addition to generating employment and income, the sector also contributes by modifying the natural landscape to guarantee society housing, security and well-being. However, the high indices of natural resources used by the construction, as well as the large amounts of waste generated by it, raise great concern about the negative environmental impact generated and the serious consequences. Considering the high energy consumption in the cement manufacturing process, the large amounts of CO2 emitted during clinker firing, the availability of hydrated lime in the Northeast region of Brazil, and also the high loss rate involving the ceramic blocks used in sealing masonry, this work evaluated the potential of cement substitution by lime in soil-cement bricks with ceramic residue (RC) incorporation. Ternary compositions of soil + 12% cement + 4% CR, soil + 12% hydrated lime + 4% CR, quaternary soil + 6% cement + 6% hydrated lime + 4% CR were developed. The compositions were also formulated without addition of RC to serve as reference and enable the analysis of the influence of the residue on the behavior of the bricks produced. After the pressing and curing processes of the bricks, they were submitted to tests of mechanical resistance, water absorption and modified durability. Then, the microstructure of these materials was analyzed through Scanning Electron Microscopy (SEM) and X-ray Diffraction (XRD) of the fracture surfaces. Given the silica and alumina contents present in both the used soil and the finely ground ceramic residue, the so-called pozzolanic reaction occurs, that contribute to the improvement of the physical and mechanical properties of the compositions studied. It was observed that the bricks produced presented good conditions of resistance to simple compression, water absorption and durability in accordance with the recommendations of the current Standards for bricks in nonstructural application. The experimental results showed that the ternary composition soil + 12% cement + 4% CR showed more significant values, exceeding 2 MPa of simple compression strength, after 150 days of cure. Among the quaternary mixtures, the soil formulation + 6% cement + 6% lime and 4% CR showed the best performance, exceeding the minimum compression strength of 2 MPa recommended by Norma, after 120 days of cure. Based on the results obtained, it is possible to conclude that, from a technical and economic point of view, the replacement of cement by lime in soil-cement bricks is viable, with the benefits of incorporating RC and observing the necessary for the effective hydration of the binders and the pozzolanic reactions.

A reciclagem dos resíduos provenientes de atividades da indústria da construção civil está sendo uma prática de fundamental importância, tanto para o meio ambiente, quanto para a sociedade em geral. O entulho de construção civil que sai dos canteiros de obras, de demolição ou de restos de construção é constituído de uma mistura heterogênea de materiais com grande potencial de reciclagem. A composição dos resíduos de construção e demolição constitui-se numa alternativa para eliminar a nociva deposição de entulho às margens de vias públicas, terrenos baldios, rios, e ao mesmo tempo obter materiais de construção mais econômicos e de qualidade assegurada. Muitos estudos já foram desenvolvidos com estes materiais, sendo avaliados, na sua grande maioria, em propriedades mecânicas e viabilidade técnica da utilização desses resíduos incorporados ao concreto. Pouco se têm estudado sobre aspectos de durabilidade de concretos produzidos com agregados reciclados. Dessa forma, este trabalho teve como objetivo fazer um estudo relacionado à durabilidade de concretos confeccionados a partir de agregados reciclados, analisando o comportamento do concreto quando submetido a um ataque de agentes agressivos, neste caso, os íons cloreto. O estudo apresenta resultados dos ensaios mecânicos de resistência à compressão axial, como parâmetro de controle dos concretos produzidos. Para os ensaios de durabilidade, são apresentados resultados do potencial de corrosão e taxa de corrosão nas armaduras dos concretos obtidos com estes agregados, submetidos a um ataque de íons cloreto. Na produção dos concretos foram consideradas três relações água/cimento (0,40; 0,60; 0,80) e três percentuais de substituição do agregado natural pelo reciclado, que foram de 0%, 50% e 100% de substituição, tanto do agregado miúdo reciclado (AMR) quanto do agregado graúdo reciclado (AGR). Os resultados comprovaram que há uma grande resistência por parte do concreto obtido com estes agregados, em permitir que a armadura sofra a ação dos íons cloreto, principalmente com aqueles obtidos com um maior percentual de substituição do agregado miúdo reciclado se comparado aos concretos produzidos sem substituição de material reciclado.

Resumo não disponível

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-07-11T18:27:07Z No. of bitstreams: 1 Tese_Final.pdf: 18613626 bytes, checksum: d4f34337e0ea19e95b2f8db3c6683ab3 (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-07-11T18:28:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese_Final.pdf: 18613626 bytes, checksum: d4f34337e0ea19e95b2f8db3c6683ab3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-11T18:28:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Final.pdf: 18613626 bytes, checksum: d4f34337e0ea19e95b2f8db3c6683ab3 (MD5) / As estruturas de concreto armado existentes em regiões litorâneas são fortemente atacadas por agentes agressivos, sendo os cloretos os causadores dos maiores danos. A durabilidade desse material mantém uma relação direta com a estrutura de seus poros, com as microfissuras da pasta de cimento e com a forma de ingresso e transporte dos agentes agressivos, estejam estes em estado líquido ou gasoso. O presente trabalho teve dois objetivos principais: estudar as taxas de deposição de cloretos em estruturas de concreto armado com idades distintas de construção e localizadas em diversos bairros de Salvador e estabelecer uma modelagem do mecanismo de transporte desses ânions em sua camada de cobertura. Avalia também a variabilidade efetiva dos perfis de transporte de cloretos nessas estruturas. A metodologia da pesquisa compreendeu a execução de ensaios laboratoriais de percolação de coluna e de sucção em argamassas e concretos com o emprego dos programas SEEP/W e CTRAN/W, visando identificar os parâmetros de transporte de soluções pelos corpos de prova e as suas curvas de retenção de água, respectivamente. Paralelamente, houve ensaios de campo para determinar a deposição de cloretos orgânicos existentes na atmosfera e para a extração de testemunhos em edificações, a fim de se conhecer a influência dos parâmetros climatológicos e de salinidade ambiental na penetração de cloretos no concreto armado, ao longo do tempo. Os estudos experimentais realizados em argamassas e concretos, com diferentes relações água/cimento e diferentes índices de consistência, propiciaram a obtenção dos principais parâmetros relacionados ao mecanismo de transporte de cloretos nesses materiais, tais como: dispersão hidrodinâmica, fator de retardamento, coeficiente de difusão, coeficiente de permeabilidade, porosidade, fator de tortuosidade etc. As análises dos modelos de percolação da solução de NaCℓ e de transporte do seu contaminante indicam que os valores de cobrimento nominal de armadura exigidos pela NBR 6118 (ABNT, 2007), relativos às classes de agressividade ambiental moderada e forte, estão bem ajustados, considerando-se uma vida útil mínima de projeto (VUP) para sistema estrutural de 50 anos. Os resultados obtidos em campo permitiram avaliar a influência das condições climáticas (temperatura, umidade relativa, precipitação, direção e velocidade do vento), altitude e distância ao mar na deposição de cloretos nas estações de monitoramento instaladas, resultando em estimativa de classificação da agressividade ambiental da cidade Salvador.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. / Made available in DSpace on 2012-10-22T15:32:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O intemperismo pode levar a deterioração e alterações importantes nas pedras naturais de construção, transformando até as propriedades originais das rochas em propriedades típicas dos solos. O estudo dos fatores que influenciam a degradação das pedras naturais em monumentos e edifícios é crucial para o estabelecimento de estimativas de durabilidade e para o planejamento de estratégias de reparo e manutenção. Os mecanismos de deterioração estão estreitamente relacionados com os agentes de intemperismo, para além das características petrofísicas e geomecânicas dos materiais. Assim, nos estudos experimentais de simulação da alterabilidade das rochas é fundamental o conhecimento das suas propriedades intrínsecas e a adoção de procedimentos de teste similares às condições ambientais de utilização. O objetivo principal desta tese é propor uma metodologia de previsão da durabilidade de pedras naturais de construção, principalmente de revestimento, pela comparação dos resultados de análises de caracterização petrográfica e físico-mecânica e de cinco ensaios de alterabilidade aplicados a tipos de rochas bem distintos. Foram analisadas três rochas: ardósia, arenito e mármore. As amostras foram submetidas a um teste de alteração natural por exposição atmosférica e a quatro testes laboratoriais de alteração acelerada: imersão parcial contínua em solução de sulfato de sódio, alteração em câmara de névoa salina, ciclagem água-estufa e lixiviação Soxhlet. Para cada amostra e teste, os espécimes foram serrados com forma prismática. A caracterização dos materiais foi feita por análise petrográfica (AP), difração de raios X (DRX), fluorescência de raios X (FRX) e porosimetria de intrusão de mercúrio (PIM). Os ensaios de alteração por ciclagem natural, lixiviação Soxhlet e imersão parcial em solução de sulfato de sódio mostraram-se como os mais apropriados à previsão quantitativa da durabilidade. Os ensaios de alteração acelerada por ciclagem água-estufa e por névoa salina permitiram conclusões mais de índole qualitativa. A tese propõe prever quantitativamente a alteração de pedras naturais de construção em situação de uso até um ano mediante um Estimador Multivariante de Durabilidade - EMD. Também, a previsão quantitativa da durabilidade em prazos mais longos pode ser feita por ensaios laboratoriais de alteração acelerada - imersão parcial em solução de sulfato de sódio e de lixiviação Soxhlet - e com recurso a ábacos propostos por esta tese.

As pesquisas com o concreto buscam cada vez mais alternativas para melhorá-lo em desempenho, não apenas nas resistências mecânicas, mas também e principalmente quanto à sua durabilidade. Para isso, a utilização das adições minerais nos concretos, principalmente a partir da década de 80, no Brasil, passaram a fazer parte dos experimentos, em função dos benefícios que trazem para minimizar os problemas patológicos de deterioração do material. No entanto, estudos em concretos com essas adições precisam ser melhor investigados, especialmente na proteção da armadura contra a corrosão. Em vista disso, o presente trabalho teve como objetivo principal avaliar o desempenho dos concretos com e sem adições minerais frente à corrosão do aço induzida por carbonatação acelerada. Foram pesquisados, nas relações água/aglomerante (a/ag) nominais de 0,50, 0,60 e 0,70, cinco tipos de concreto, sendo quatro com adições minerais (substituição em massa): cinza volante 25% e 50%, cinza de casca de arroz 25% e escória granulada de alto-forno 70% e um sem adição: 100% cimento CPV-ARI, tomado como referência. Os concretos foram curados por 49 dias em câmara úmida e, em seguida, passaram por um processo de précondicionamento para equilíbrio de umidade interna até completarem 91 dias, segundo recomendações da RILEM-TC116/1999. O processo da corrosão foi induzido por carbonatação (10% de CO2 em volume) e acelerado por ciclos de molhagem/secagem, sendo avaliado através das técnicas eletroquímicas do potencial de corrosão e resistência de polarização bem como do ensaio de perda de massa gravimétrica. Também foram realizados os ensaios complementares de resistência à compressão axial, permeabilidade a gases, absorção capilar d’água, profundidade de carbonatação e pH. Os resultados mostraram que os concretos feitos com adições minerais, principalmente aqueles com altos teores (cinza volante/50% e escória/70%), apresentaram menor proteção para o aço contra a corrosão, quando comparados com o concreto de referência, feito somente com cimento. Portanto, no contexto das presentes condições experimentais, concluiu-se que os concretos com os tipos e teores de adições minerais estudados, para resistências à compressão ≤ 40 MPa e relações a/ag ≥ 0,50, não apresentaram desempenhos adequados no tocante à corrosão do aço induzida por carbonatação, necessitando, no entanto, de mais experimentos que comprovem tal comportamento para concretos em estruturas reais.

O objetivo deste estudo foi investigar o processo de corrosão no aço embutido nos concretos com relação a/agl 0,40; a/agl 0,50 e a/agl 0,70, com substituição parcial do cimento por 30% de cinza da casca de arroz (CCA), 25% ou 50% de cinza volante (CV), expresso por massa de cimento, obtendo-se concretos convencionais com resistência mecânica variando entre 17 e 51 MPa, aos 28 dias de idade. O processo de corrosão foi induzido pelos íons cloreto, por exposição aos ciclos de imersão em solução com 3,5% NaCl e secagem ao ar, durante um longo período de exposição (5 anos). Foram apresentados os resultados obtidos das propriedades físicas (resistência mecânica à compressão axial, índice de vazios e absorção de água) e propriedades elétricas (queda ôhmica, resistência e capacitância do concreto e interfacial). Foram discutidas as técnicas eletroquímicas usadas para avaliar o processo de corrosão, tais como o monitoramento do potencial de corrosão (Ecorr), resistência de polarização (Rp), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) e curvas de polarização. A técnica de interrupção de corrente foi usada para obter-se informações sobre a queda ôhmica no sistema. No presente estudo foram utilizados diferentes métodos de determinação da velocidade de corrosão (icorr), tais como Rp e EIS. Ambas as técnicas foram relativamente adequadas para a determinação do valor da icorr, quando o aço se encontrava no estado de corrosão ativa. O valor da icorr obtida pela extrapolação das retas de Tafel (retas tangentes às curvas de polarização) tendeu ser mais baixo. Observou-se que a técnica de Rp é relativamente simples, rápida e quantitativa, mas requer a determinação da compensação da queda ôhmica no sistema, o qual pode variar com o tempo de exposição, conteúdo de umidade, teor de íons cloreto e com o grau de hidratação. A técnica EIS pode fornecer informações precisas sobre a icorr, processo de difusão envolvido, heterogeneidade ou porosidade da matriz e interfaces do concreto. Todavia, pode criar um espectro de difícil interpretação, além de consumir muito tempo para a aquisição dos resultados. A dificuldade na técnica EIS ficou também relacionada com a obtenção direta da resistência de transferência de carga (Rt) no diagrama de Nyquist. A evolução do processo de corrosão pode ser mais bem avaliada pelo acompanhamento da diminuição da inclinação da curva log |Z| x log ƒ no diagrama de Bode, sendo esta diretamente proporcional à Rt. Para a análise dos dados de impedância, um circuito equivalente foi proposto, auxiliando na interpretação física do processo de corrosão acontecendo no sistema aço-concreto sem pozolana. Os resultados obtidos também demonstraram que os concretos com mais baixa relação a/agl estudada e com pozolana (30% CCA, 25% CV ou 50% CV, por massa de cimento) foram mais eficientes no controle da iniciação do processo de corrosão, induzida por íons cloreto, quando monitorado pela medida do Ecorr.