Submitted by Nara Lays Domingues Viana Oliveira (naradv) on 2015-07-17T15:20:48Z No. of bitstreams: 1 joanabenetti.pdf: 894915 bytes, checksum: 58e3900b6f8a79d2d5f5de65fd5cf38c (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-17T15:20:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 joanabenetti.pdf: 894915 bytes, checksum: 58e3900b6f8a79d2d5f5de65fd5cf38c (MD5) Previous issue date: 2012-01-13 / Banco Santander / Banespa / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / O setor da construção civil apresenta um grande potencial de geração de resíduos sólidos, caracterizando-se como um dos maiores geradores deste material no mundo. Por este motivo, é importante adotar um novo modelo de desenvolvimento, que busque, gradativamente, a não geração e a minimização de resíduo, assim como alternativas para o reaproveitamento destes resíduos na própria construção civil, e, assim, atingir um desenvolvimento mais sustentável. Neste contexto, muitos estudos sobre o concreto confeccionado com agregados reciclados de concreto vêm sendo desenvolvidos, tanto em nível nacional como internacional. Entretanto, é possível perceber que a maior parte das pesquisas tem seu foco voltado para a resistência à compressão e à tração, sendo mais escassos aqueles que dão ênfase para o comportamento elástico destes concretos. Frente ao exposto, o presente trabalho tem como objetivo analisar o módulo de elasticidade dinâmico de concretos produzidos com a utilização de agregado reciclado de concreto. Para tanto, confeccionou-se concretos que foram divididos em dois grupos. Um dos grupos empregou agregados reciclados de duas resistências (18 e 50 MPa), que foram inseridos em um novo concreto de 32 MPa, nos teores de substituição de 25%, 50%, 75% e 100%. O outro grupo empregou dois tipos de resíduos, gerados em maior quantidade por uma indústria de pré-fabricados de concreto. Um deles é o resíduo de concreto plástico, com cura convencional ao ar, e o outro é o resíduo de concreto seco, com cura térmica à vapor de água, sendo que substituiu-se 50% em volume do agregado graúdo natural pelo reciclado, em três novos concretos de distintas resistências. O módulo de elasticidade dinâmico foi calculado conforme especificado na C597 (ASTM, 2009), sendo analisada a influência da umidade do concreto no momento do ensaio, do tipo de resíduo e do teor de substituição de agregado natural pelo reciclado no módulo de elasticidade dinâmico. O tipo de agregado reciclado de concreto influenciou o módulo de elasticidade dinâmico, assim como os diferentes teores de substituição e a umidade do concreto no momento do ensaio. Para os materiais avaliados, o módulo de elasticidade não variou em função da resistência à compressão do concreto que gerou o agregado reciclado de concreto, e verificou-se correlação positiva entre o módulo de elasticidade e a resistência à compressão do concreto. / The construction industry is one of the largest solid waste generator. For this reason, it is important to adopt a new model aiming for thereuse of construction waste and thereby achieve a more sustainable development. In this context, studies on concrete made with recycledaggregate concrete have been developed, focused to determine compressive strength and tensile strength, with little emphasis on the elastic behavior of concrete. This work aims to analyze the dynamic modulus of elasticity of concrete produced with waste concrete as aggregate. To this end, it was made two groups of concrete using two types of waste generated in larger quantities by an industry of prefabricated concrete. The first group was made with a residue of plastic concrete, air-cured, and concrete made with of heat curing. The concrete aggregates were used to replace 50% by volume of natural coarse aggregate. In the second group recycled aggregates was produced in two strengths (18 and 50 MPa), being used to produce a new concrete of 32 MPa. The levels of substitution were 25%, 50%, 75% and 100%. The dynamic modulus of elasticity was calculated as specified in C597 (ASTM, 2009). It was analyzed the influence of moisture content and the type of waste recycled aggregate replacement in the natural dynamic modulus of elasticity. The type of recycled aggregate influenced the dynamic modulus of elasticity, as well as different levels of moisture and replacement of concrete at the time of trial. For the materials tested, the modulus of elasticity did not vary as a function of the compressive strength of recycled aggregate concrete, bu there was a positive correlation between the modulus of elasticity and compressive strength of concrete.

Uma das aplicações da análise modal experimental é a avaliação da integridade estrutural. O ensaio dinâmico fornece os valores de freqüência natural, cujas variações podem ser utilizadas para identificar a presença e a magnitude do dano e determinar a rigidez equivalente de peças já fissuradas. Atualmente, as pesquisas sobre o efeito dinâmico nas estruturas civis estão se tornando mais freqüentes. Dentre os vários aspectos de interesse relacionados ao comportamento dinâmico das estruturas de concreto armado, cita-se como relevante a questão da danificação progressiva de seus elementos. Com a evolução da fissuração, existe uma diminuição da freqüência natural e um aumento do amortecimento. Essa variação dos parâmetros permite obter os valores de rigidez equivalente para os diversos estágios de fissuração da peça, o que pode indicar a proximidade da ruptura. Neste trabalho foi avaliada a integridade de elementos estruturais de concreto, discutindo os resultados da análise modal experimental em função do nível de danificação. Foram realizados ensaios em elementos de concreto simples para avaliação do módulo de elasticidade, tanto pelo método estático como pelo método dinâmico, observando a sua variação em função da microfissuração, resistência à compressão e idade do concreto. Os ensaios experimentais foram realizados em corpos-de-prova cilíndricos e prismáticos, sendo os resultados dos ensaios de vibração livre comparados aos resultados obtidos com os ensaios estáticos usuais. Também foram realizados ensaios estáticos e dinâmicos em vigas de concreto armado, de tamanho reduzido, para análise do comportamento de parâmetros dinâmicos ao longo de um processo de danificação. Demonstra-se a viabilidade dos ensaios não-destrutivos dinâmicos para a determinação das propriedades do material e dos elementos de concreto armado, além das vantagens econômicas, facilidade de execução e confiabilidade / Structural integrity assessment may be performed by experimental modal analysis. The dynamic tests provide natural frequencies values whose changes may be used to identify existent damage and to estimate the equivalent stiffness of cracked elements. Nowadays more researches about dynamic effects on civil structures are becoming available. Among all aspects related to the dynamic behaviour of reinforced concrete structures, the progressive damage of their elements is one of great relevance. According to the damage progress, the natural frequencies decrease and the damping factors increase. These dynamic characteristics changes allow getting the equivalent stiffness values for the various degrees of cracking, even indicating the closeness to failure. The objective of this research is to assess the concrete elements integrity and to discuss the results from experimental modal analysis due to different damage levels. There were carried through dynamic and static experiments to evaluate the modulus of elasticity of concrete. It was observed its changes related to concrete micro-cracking, compression strength and age. The experimental testings had been carried through in cylindrical and prismatic specimens. The results obtained from free vibration tests were compared with the ones obtained from the usual static tests. Reinforced concrete beams were also subjected to static and dynamic testings to assess the behavior of the dynamic parameters throughout a damage process. The dynamic non-destructive tests can be used to find out concrete and reinforced beam properties, beyond its economic advantages, easiness to do and trustworthiness

Este trabalho apresenta dois tipos de ensaios não destrutivos para a correlação do módulo dinâmico com a resistência à compressão para elementos de concreto. Os métodos de ensaio são a ultrassonografia e o método de excitação por impulso utilizando o equipamento Sonelastic®. Neste trabalho estão descritos seus funcionamentos, aplicações e limitações. A ultrassonografia, através da propagação de ondas sonoras, fornece, indiretamente, o módulo de elasticidade dinâmico. Com o método de excitação por impulso obtêm-se as frequências naturais e os modos de vibração do elemento estudado, o que permite determinar seu módulo dinâmico. Primeiramente, estes ensaios foram utilizados em corpos-de-prova cilíndricos e lajes alveolares produzidas em laboratório para a obtenção das curvas de correlação e, em seguida, estes mesmos ensaios foram realizados na fábrica de concreto pré-moldado. Para elementos de geometria complexa, como é o caso das lajes alveolares, apresenta-se uma metodologia para a obtenção de uma equação analítica para o cálculo do módulo dinâmico no ensaio de excitação por impulso. Estes métodos tiveram o objetivo final de avaliar a resistência à compressão do concreto na pista de protensão da fábrica, e então determinar o melhor momento para a desforma e corte do cabo de protensão. Com ambos os métodos, obteve-se ótimas correlações do módulo dinâmico com a resistência à compressão dos elementos em laboratório. Na fábrica de concreto pré-moldado não foi possível obter uma curva de correlação representativa de toda a laje na pista de protensão, porém foi possível registrar um bom indicativo de que é possível obter boas correlações para futuras pesquisas no assunto / This work presents two types of non-destructive testing for the correlation of the dynamic elastic modulus with the compressive strength. The test methods are the ultrasonography and the impulse excitation using the Sonelastic® equipment. In this work the equipaments operations, applications and limitations are also described. The ultrasound test indirectly supplies the dynamic elastic modulus through the propagation of sound waves. The natural frequencies and the vibration modes of the studied elements are obtained through impulse excitation method allowing to determine its dynamic modulus. To start, these tests were used in cylindrical specimens and hollow core slabs produced in the laboratory to obtain the correlation curves, and then these same methods were performed in the pre-cast concrete plant. As for complex geometric elements, as in the case of hollow core slabs, a methodology is applied in order to obtain an analytic equation to calculate the dynamic modulus in the impulse excitation test. These methods had the final goal the evaluation of the strength of prestressed concrete lying on track of the plant, so as to determine the best moment to demold and cut the prestressed cable. Excellent correlations of the dynamic modulus with compressive strength of the elements made in laboratory were obtained using both methods. It was not possible to obtain in the precast concrete plant a representative correlation curve of the whole slab on the track, nevertheless, it was possible to record a good indication that it is possible to obtain good correlations for future research.

Este trabalho apresenta dois tipos de ensaios não destrutivos para a correlação do módulo dinâmico com a resistência à compressão para elementos de concreto. Os métodos de ensaio são a ultrassonografia e o método de excitação por impulso utilizando o equipamento Sonelastic®. Neste trabalho estão descritos seus funcionamentos, aplicações e limitações. A ultrassonografia, através da propagação de ondas sonoras, fornece, indiretamente, o módulo de elasticidade dinâmico. Com o método de excitação por impulso obtêm-se as frequências naturais e os modos de vibração do elemento estudado, o que permite determinar seu módulo dinâmico. Primeiramente, estes ensaios foram utilizados em corpos-de-prova cilíndricos e lajes alveolares produzidas em laboratório para a obtenção das curvas de correlação e, em seguida, estes mesmos ensaios foram realizados na fábrica de concreto pré-moldado. Para elementos de geometria complexa, como é o caso das lajes alveolares, apresenta-se uma metodologia para a obtenção de uma equação analítica para o cálculo do módulo dinâmico no ensaio de excitação por impulso. Estes métodos tiveram o objetivo final de avaliar a resistência à compressão do concreto na pista de protensão da fábrica, e então determinar o melhor momento para a desforma e corte do cabo de protensão. Com ambos os métodos, obteve-se ótimas correlações do módulo dinâmico com a resistência à compressão dos elementos em laboratório. Na fábrica de concreto pré-moldado não foi possível obter uma curva de correlação representativa de toda a laje na pista de protensão, porém foi possível registrar um bom indicativo de que é possível obter boas correlações para futuras pesquisas no assunto / This work presents two types of non-destructive testing for the correlation of the dynamic elastic modulus with the compressive strength. The test methods are the ultrasonography and the impulse excitation using the Sonelastic® equipment. In this work the equipaments operations, applications and limitations are also described. The ultrasound test indirectly supplies the dynamic elastic modulus through the propagation of sound waves. The natural frequencies and the vibration modes of the studied elements are obtained through impulse excitation method allowing to determine its dynamic modulus. To start, these tests were used in cylindrical specimens and hollow core slabs produced in the laboratory to obtain the correlation curves, and then these same methods were performed in the pre-cast concrete plant. As for complex geometric elements, as in the case of hollow core slabs, a methodology is applied in order to obtain an analytic equation to calculate the dynamic modulus in the impulse excitation test. These methods had the final goal the evaluation of the strength of prestressed concrete lying on track of the plant, so as to determine the best moment to demold and cut the prestressed cable. Excellent correlations of the dynamic modulus with compressive strength of the elements made in laboratory were obtained using both methods. It was not possible to obtain in the precast concrete plant a representative correlation curve of the whole slab on the track, nevertheless, it was possible to record a good indication that it is possible to obtain good correlations for future research.

Uma das aplicações da análise modal experimental é a avaliação da integridade estrutural. O ensaio dinâmico fornece os valores de freqüência natural, cujas variações podem ser utilizadas para identificar a presença e a magnitude do dano e determinar a rigidez equivalente de peças já fissuradas. Atualmente, as pesquisas sobre o efeito dinâmico nas estruturas civis estão se tornando mais freqüentes. Dentre os vários aspectos de interesse relacionados ao comportamento dinâmico das estruturas de concreto armado, cita-se como relevante a questão da danificação progressiva de seus elementos. Com a evolução da fissuração, existe uma diminuição da freqüência natural e um aumento do amortecimento. Essa variação dos parâmetros permite obter os valores de rigidez equivalente para os diversos estágios de fissuração da peça, o que pode indicar a proximidade da ruptura. Neste trabalho foi avaliada a integridade de elementos estruturais de concreto, discutindo os resultados da análise modal experimental em função do nível de danificação. Foram realizados ensaios em elementos de concreto simples para avaliação do módulo de elasticidade, tanto pelo método estático como pelo método dinâmico, observando a sua variação em função da microfissuração, resistência à compressão e idade do concreto. Os ensaios experimentais foram realizados em corpos-de-prova cilíndricos e prismáticos, sendo os resultados dos ensaios de vibração livre comparados aos resultados obtidos com os ensaios estáticos usuais. Também foram realizados ensaios estáticos e dinâmicos em vigas de concreto armado, de tamanho reduzido, para análise do comportamento de parâmetros dinâmicos ao longo de um processo de danificação. Demonstra-se a viabilidade dos ensaios não-destrutivos dinâmicos para a determinação das propriedades do material e dos elementos de concreto armado, além das vantagens econômicas, facilidade de execução e confiabilidade / Structural integrity assessment may be performed by experimental modal analysis. The dynamic tests provide natural frequencies values whose changes may be used to identify existent damage and to estimate the equivalent stiffness of cracked elements. Nowadays more researches about dynamic effects on civil structures are becoming available. Among all aspects related to the dynamic behaviour of reinforced concrete structures, the progressive damage of their elements is one of great relevance. According to the damage progress, the natural frequencies decrease and the damping factors increase. These dynamic characteristics changes allow getting the equivalent stiffness values for the various degrees of cracking, even indicating the closeness to failure. The objective of this research is to assess the concrete elements integrity and to discuss the results from experimental modal analysis due to different damage levels. There were carried through dynamic and static experiments to evaluate the modulus of elasticity of concrete. It was observed its changes related to concrete micro-cracking, compression strength and age. The experimental testings had been carried through in cylindrical and prismatic specimens. The results obtained from free vibration tests were compared with the ones obtained from the usual static tests. Reinforced concrete beams were also subjected to static and dynamic testings to assess the behavior of the dynamic parameters throughout a damage process. The dynamic non-destructive tests can be used to find out concrete and reinforced beam properties, beyond its economic advantages, easiness to do and trustworthiness

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2018-08-16T13:06:28Z No. of bitstreams: 1 Fernando Henrique Fernandes Sousa_.pdf: 2658604 bytes, checksum: e7b64f91760b00255d2c12f5440cf17d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-16T13:06:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernando Henrique Fernandes Sousa_.pdf: 2658604 bytes, checksum: e7b64f91760b00255d2c12f5440cf17d (MD5) Previous issue date: 2018-05-28 / Nenhuma / O módulo de elasticidade é um parâmetro que mensura a rigidez do concreto, sendo uma das propriedades que é levada em consideração na verificação da segurança estrutural, pois expressa as condições dos estados limites último e de serviço. Quando é avaliada - a influência da substituição de agregados graúdos naturais por agregados graúdos reciclados - o comportamento elástico do concreto torna-se imprescindível, uma vez que não é similar ao comportamento de resistência à compressão, que por sua vez pode alcançar resistências superiores ao concreto produzido inteiramente com agregados graúdos naturais. Nesse sentido, o uso da resistência à compressão como parâmetro único, para se estimar o módulo de elasticidade do concreto produzido com agregados graúdos reciclados, tem sido cada vez mais questionável. Tratando-se da influência do uso de agregado graúdo reciclado no módulo de elasticidade do concreto, poucos são os estudos que apresentam os valores de módulo de elasticidade estático e módulo de elasticidade dinâmico. Diante disso, o objetivo desta pesquisa é avaliar a relação entre o módulo de elasticidade estático e o módulo de elasticidade dinâmico de concretos produzidos com agregados graúdos reciclados em substituição aos agregados graúdos naturais, com o intuito de relacionar o tipo de agregado graúdo ao módulo de elasticidade. Para tal, foram utilizados agregados graúdos reciclados de concreto e agregados graúdos reciclados de cerâmica vermelha em taxa de substituição de 30% em relação ao agregado graúdo natural. Os concretos foram produzidos em três traços experimentais, sendo eles: traço pobre (maior relação a/c), traço intermediário e traço rico (menor relação a/c). As propriedades dos concretos foram avaliadas aos 28 dias, sendo elas: massa específica do concreto no estado fresco e endurecido; porosidade; resistência à compressão; módulos de elasticidade estático e dinâmico. Como principais resultados, verificou-se que o tipo de agregado graúdo reciclado de modo geral influenciou negativamente o módulo de elasticidade, sendo essa influência mais pronunciada no módulo de elasticidade dinâmico; não foi possível obter uma relação entre o módulo de elasticidade estático e dinâmico dos concretos produzidos com agregados graúdos reciclados; o módulo de elasticidade estático dos concretos produzidos com agregados graúdos reciclados é mais fortemente relacionado à resistência e à compressão; o módulo de elasticidade dinâmico possui maior relação com a porosidade dos concretos produzidos com agregados graúdos reciclados; os módulos de elasticidade estimados por equações algébricas apresentam elevada variabilidade. / Modulus of elasticity is a parameter that measures the stiffness of the concrete, being one of the properties taken into account in the structural safety check, since it expresses the conditions of the ultimate and service boundary state. When the influence of the replacement of natural aggregates by recycled aggregates is evaluated, the elastic behavior of the concrete becomes essential, since it cannot be compared to the behavior of compressive strength, usually lower than the concrete produced with natural aggregates. The use of compressive strength as a single parameter to estimate the modulus of elasticity of concrete produced with recycled aggregates has been increasingly questionated. Considering the influence of the use of recycled aggregate on the modulus of elasticity of concrete, only a few studies have compared the values of static elastic modulus and dynamic modulus. This research aims to evaluate the relationship between the static elastic modulus and the dynamic elastic modulus of concrete produced with recycled aggregates in replacement of natural aggregates, in order to correlate the type of aggregate to the modulus of elasticity, verifying the relationship between the two procedure of determination of elasticity modulus. Aggregates made of recycled concrete and of ceramic bricks were used in a replacement rate of 30% to the natural aggregate. The concretes were produced in three experimental proportions (lower w/c ratio, intermediate w/c ratio and higher w/c ratio). The properties evaluated at 28 days are: bulk concrete mass; porosity; compressive strength; static and dynamic modulus of elasticity. The main conclusions are: the recycled aggregate decrease the modulus of elasticity, mainly the dynamic modulus; there are no relationship between the static and dynamic modulus of elasticity of concrete produced with recycled aggregates; the static modulus of concrete produced with recycled aggregates has a higher relationship to the compressive strength; the dynamic modulus of elasticity is higher related to the porosity of concrete produced with recycled aggregates; the moduli of elasticity estimated by algebraic equations present high variability.