Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-08-11T20:46:23Z No. of bitstreams: 1 2017_DyaloisioAraújoFonteles.pdf: 5778266 bytes, checksum: 5ce45761bd844314d3d6eea83822acfc (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-10-05T12:57:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_DyaloisioAraújoFonteles.pdf: 5778266 bytes, checksum: 5ce45761bd844314d3d6eea83822acfc (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-05T12:57:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_DyaloisioAraújoFonteles.pdf: 5778266 bytes, checksum: 5ce45761bd844314d3d6eea83822acfc (MD5) Previous issue date: 2017-10-05 / O objetivo deste trabalho é analisar os efeitos da distribuição de temperatura não linear na espessura da placa nas tensões em pavimentos de concreto nas cidades de São Paulo e Sacramento. O presente trabalho estabelece uma metodologia para consideração de temperaturas medidas em pavimentos aeroportuários em diversas épocas do ano e observar as possíveis consequências da variação térmica para as distribuições de tensões. Desta forma, a distribuição de temperatura lineares e não lineares foram considerados para diferentes configurações das aeronaves A380 e B747 para analisar as tensões induzidas em pontos críticos do pavimento, por meio de programas que utilizam o método dos elementos finitos na solução dos problemas. Os resultados apontam que o gradiente térmico influencia diretamente as tensões de tração e compressão da placa de concreto. Para os casos do A380 e B747, os resultados mostraram que o trem de pouso completo do B747 induz maiores tensões de tração, quando gradientes de temperatura foram considerados, para ambas as espessuras analisadas. Os resultados das magnitudes das tensões mostram que as tensões de base e topo da placa são similares quando somente consideradas as tensões geradas pelo gradiente térmico linear ∆T. Entretanto, quando as tensões auto equilibrantes oriundas da distribuição de temperatura na espessura são consideradas, a cidade de Sacramento apresenta magnitudes de tensão de tração bem superiores as apresentadas pela cidade de São Paulo. Os resultados mostram e quantificam a importância da consideração da distribuição não linear de temperaturas no pavimento, uma vez que estas podem induzir maiores tensões de tração tanto na base da placa quanto no topo quando comparados com as tensões geradas somente considerando o gradiente térmico linear. / The objective of this work is to analyze the effects of nonlinear temperature distribution through concrete pavement’s thickness in the magnitudes of tension stresses at the concrete plate for the cities of São Paulo and Sacramento. The proposed work establishes a methodology for considering measured temperatures in airport pavements at different times of the year and to observe the possible consequences of the thermal variation for the critical stresses. In this way, the linear and nonlinear temperature distribution were considered for different configurations of the A380 and B747 aircrafts to analyze the stresses induced at critical points of the pavement, using the finite element method to predict the stresses. The results indicate that the thermal gradient directly influences the tensile and compressive stresses of the concrete slab. For the A380 and B747 cases, the results showed that the complete gear of the B747 induces higher tensile stresses when temperature gradients are considered for both thicknesses analyzed. The results of the stress magnitudes show that the stresses at both top and bottom of the concrete plate are similar only when considering the stresses generated by the linear thermal gradient ΔT. However, when the self-balancing stresses calculated from the nonlinear temperature distribution are considered, the city of Sacramento has tensile magnitudes higher than those presented by the city of São Paulo. The results show and quantify the importance of considering the temperature distribution on the pavement, as these can induce high tensile stresses both at the base of the plate and at the top rather than considering only stresses due to linear gradient.

As estruturas de concreto pré-moldado tendem a ser mais moduladas e mais padronizados do que as estruturas de concreto moldadas no local, logo as técnicas de otimização podem produzir mais benefícios econômicos devido à produção em escala. Entre as técnicas de otimização utilizadas em engenharia estrutural, os algoritmos genéticos têm sido reconhecidos como uma forte tendência devido à sua facilidade de implementação e os excelentes resultados obtidos. Este trabalho trata da otimização integrada de pavimentos de edifícios com estruturas de concreto pré-moldado utilizando algoritmos genéticos e minimizando os custos. O principal objetivo é apresentar uma formulação para a otimização do pavimento, baseado em restrições arquitetônicas; restrições estruturais e restrições construtivas. A função-objetivo contemplou não só o consumo de materiais, mas também os aspectos relativos à fabricação, transporte e montagem. Atesta-se a consistência da representação do problema pelo modelo em função dos resultados que foram muito coerentes com a prática dos projetos. Os vários exemplos apresentados mostraram a robustez e a aplicabilidade do modelo e evidenciou-se a possibilidade de sua utilização em um sistema de apoio à tomada de decisão, que sirva como ferramenta de auxílio aos projetistas na concepção estrutural. Foi implementada a rotina dos transgênicos, que melhorou a convergência, e, a dos gêmeos, que aumentou a variabilidade da população. / The precast concrete structures are more modular and standardized than the cast in place concrete structures, therefore optimization techniques can improve economics gain because of series production. Among the optimization techniques in structural engineering design, genetic algorithms have been recognized as a trend. This work aims the floor precast concrete building optimization using GA\'s and minimizing the cost. The main goal of the work is to present a model to optimize the floor taking account of the structural, architectonics and constructive restrictions. The adopted model reached its purpose of the representing the more realist as possible the problem. The cost function considered not only the material consumption but the manufacture, transport and assembled stage. An integrated structural optimization is performed from the structural layout (columns position, directions and spans for beams and hollow cores) through the complete elements detailing (dimensions and reinforcement). The example results evidence the effectiveness of the formulation, they were very consistent with the design practice and they present the system application possibility like a decision support system that helps the engineer in the projects development. It was implemented a transgenic routine to improve the convergence and a twin routine to improve the variability of the population.

Este trabalho apresenta um estudo experimental do comportamento de juntas transversais em placas de concreto simples, apoiadas sobre fundação elástica. Uma vez sujeita a tensões, provocadas tanto pelo carregamento como por empenamentos e variações volumétricas da placa, as juntas podem provocar uma redução sensível na vida do pavimento, caso não estejam devidamente dimensionadas para suportar as cargas impostas. Devido a isto, a conexão mecânica entre as placas do pavimento é fundamental para garantir uma melhor eficiência na transferência desses esforços e, consequentemente, um aumento na vida útil do pavimento. No trabalho, faixas de concreto, com dimensões de 220 cm x 60 cm e espessuras de 12 cm e 16 cm, foram ensaiadas com força monotônica até a ruína, considerando força em um dos lados da junta. O estudo analisou o comportamento do sistema placa-junta para diferentes dispositivos metálicos de transferência, sendo eles: barras de seções circulares e quadradas, placas e discos, adotando dois dispositivos por modelo ensaiado. Dois diferentes tipos de juntas foram analisados, segundo sua tipologia, como juntas serradas e juntas moldadas. Os resultados experimentais mostram que o aumento na espessura do pavimento aumenta sua capacidade resistente, para os dois tipos de junta. Já a tipologia da junta pode influenciar na força de ruína da peça, uma vez que a presença de concreto abaixo do dispositivo causa variação na rigidez vertical do conjunto, conhecida como interação concreto-barra, levando o modelo serrado a romper com uma carga superior. Os ciclos de carregamento aumentaram a propagação de fissuras sob o lado carregado, reduziram a força de fissuração em parte dos modelos, mas não reduziram sua força de ruína. O disco metálico, em função dos dados coletados, apresentou o melhor desempenho em relação aos demais, e é sugerido como o dispositivo de transferência de carga preferencial para se obter uma maior eficiência do sistema. / This paper presents an experimental study of the behavior of transverse joints in slabs of plain concrete, under elastic support. Once it subjects to tensions, caused so much by the loading as for warped and volumetric variations of the slap, the joints can cause a sensitive reduction in the life of the pavement, in case they are not properly design to support the loads forced. Due to this, the mechanical connection among the slabs of the pavement is fundamental to guarantee a better efficiency in the transfer of those efforts and, consequently, a prolongation in the useful life of the pavement. In the paper, concrete areas, with dimensions of 220 cm x 60 cm and thickness of 12 cm and 16 cm were loading frame monotonic until the rupture, in one on the sides of the joint. The study analyzed the behavior of the system slab/joint for different metallic devices of transfer, being them: dowels of circular and square sections, plates and disks, adopting two devices for model. Two different types of joints were analyzed, according to the typology, as sawed and molded joints. The tests data show that the increase in the thickness of the pavement increases in resistant capacity, for the two types of joints. Already the typology of the joints can influence in the maximum load of the model, once the concrete presence below the device causes variation in the vertical rigidity of the group, known as interaction concrete-dowel, taking the sawed model rupture with a superior load. The loading cycles increased the cracks propagation under the load side, they reduced the load crack partly of the models, but they didn\'t reduce ultimate force. The disk plate, in function of the collected data, presented the best performance in relation to the others, and it is suggested as the preferential transfer device of load to obtain a larger efficiency of the system.

Propiciado pela construção de uma pista experimental inteiramente instrumentada com medidores de deformação e de temperatura na Cidade Universitária, este trabalho buscou o entendimento de inúmeros fatores intervenientes no desempenho do whitetopping ultradelgado, recente técnica de manutenção de pavimentos asfálticos com a utilização de delgadas placas de concreto, sob tráfego característico urbano, em condições tipicamente tropicais de uso, sobre uma pequena espessura de concreto asfáltico remanescente de fresagem. Com o intuito de nortear o problema em questão, além da revisão bibliográfica, foram realizados levantamentos periódicos das condições estruturais e funcionais deste pavimento; leituras contínuas de temperaturas e deformações obtidas por meio de um sistema automatizado de captação de dados junto aos instrumentos colocados no interior das placas; caracterização dos gradientes térmicos presentes nas placas durante as diferentes estações climáticas do ano. Foram realizadas provas de carga, estáticas e dinâmicas, com intuito de verificar os reais níveis de deformação aos quais as placas estariam sujeitas quando da interação com o tráfego; posteriormente, realizou-se modelagem numérica por meio de um programa de elementos finitos objetivando uma comparação com os dados obtidos nas provas de carga, analisando inclusive o posicionamento da linha neutra neste pavimento composto. Por fim, em uma sucinta abordagem sobre as deflexões antes e depois da execução do whitetopping ultradelgado, observou-se o tipo de comportamento estrutural do pavimento nas condições em que o experimento foi realizado. Ao término da pesquisa, inferiu-se que os gradientes térmicos dependem de vários fatores climáticos que não somente a temperatura ambiente, importando também a irradiação solar, o número de horas de sol, a velocidade de crescimento e decréscimo da temperatura ambiente; os gradientes térmicos encontrados não são importantes para o acréscimo nos níveis de tensões nas placas, não alterando assim a vida à fadiga do whitetopping ultradelgado, considerada a magnitude destes gradientes, as diminutas dimensões das placas e ainda a presença de aderência na interface concreto e concreto asfáltico. Em provas de carga, concluiu-se que os valores de tensões obtidos em campo mantêm grandezas semelhantes com os provenientes de modelos numéricos e ainda observou-se o vasto potencial de utilização das provas dinâmicas. Dado o excelente desempenho observado nas condições do experimento, mesmo com as placas aderidas a uma delgada camada asfáltica, fator que diferentemente do relatado no exterior não comprometeu o desempenho, não foi possível fazer uma avaliação em termos funcionais do desempenho deste tipo de pavimento. Verificou-se a significativa redução nas deflexões após a execução das placas, visualizando inclusive a transferência de cargas entre sucessivas placas, quando mantida a integridade estrutural das demais camadas do pavimento. / In this work, several factors affecting behavior and performance of ultra-thin whitetopping were evaluated taking advantage of a full scale experimental pavement, restored by applying such technique. Temperatures and thermal gradients in concrete thin slabs were evaluated by almost one year, comprising al the seasons. Load tests were carried out to allow strains measurements on concrete as well to define the deflection basins on whitetopped pavements. The experimental research has permitted to verify the dependence of thermal gradients on air temperature and solar radiation among other factors. It was observed that the thermal gradients practically do not affect behavior of the thin slabs. Stresses received from load tests compared to finite element generated stresses shown to maintain a good and closed relation. Due to good performance observed along the experiment it became not possible to establish patterns of functional performance. Expressive decrease of deflection level was observed over concrete overlays allowing to infer some load transfer on joints when the slabs are to be laid over non distressed old asphalt pavements.

A construção de pavimento de concreto de cimento Portland para liberação rápida, conhecido como fast-track, é uma boa solução principalmente para reparos em locais onde não se pode interromper o tráfego por um período muito grande, cujas técnicas são abrangentes, servindo para obras de construção, reconstrução ou para execução de camadas superpostas. Normalmente o ensaio utilizado para verificar a resistência do concreto para pavimentação é o de resistência à tração na flexão. Em função da grande variabilidade deste ensaio e da demora dos resultados, uma vez que o corpo-de-prova é normalmente ensaiado em laboratório na idade em que se deseja saber a resistência, engenheiros que executam ou fiscalizam obras de pavimento de concreto para fast-track demonstram certa insatisfação com relação a este procedimento. Alternativamente, uma opção promissora para este monitoramento é a utilização dos ensaios de maturidade e ultra-som, que avaliam indiretamente a resistência do concreto in situ. Para contribuir nesta área do conhecimento, realizaram-se ensaios de resistência à tração na flexão, resistência à compressão, maturidade e ultra-som (método direto e indireto), em concretos, argamassas e pastas com cimento Portland de alta resistência inicial (CPV-ARI), para avaliar a possibilidade de correlações entre os ensaios de resistência à tração na flexão e os de ultra-som e maturidade. Os fatores controláveis foram a relação água/cimento (0,25-0,35-0,45) e a idade (1-2-3-7-28 dias). A diferença dos resultados de energia aparente de ativação (maturidade) utilizando diferentes tipos de corpos-de-prova não foi significativa em relação ao corpo-de-prova recomendado pela ASTM C 1074. Encontrouse um coeficiente de correlação de 95,4% entre os resultados de resistência à tração na flexão dos ensaios e os previstos pelo ensaio de maturidade. Não se constatou diferença significativa entre os resultados de velocidade ultra-sônica para os diferentes métodos de ultra-som utilizados. Todos os métodos de ultra-som apresentaram bons coeficientes de correlação com a resistência à tração na flexão, sendo que para o método indireto com três pontos de recepção obteve-se um coeficiente de correlação de 80,8% para as idades de até 24 horas e de 76,4% considerando todas as idades ensaiadas. Portanto, tanto o ensaio de ultra-som como o de maturidade mostraram-se eficazes para estimar a resistência à tração em idades iniciais, o que pode facilitar o controle de concreto para fast-track em campo. / The construction of concrete pavement made of Portland cement for fast use, known as fasttrack, is a good solution, mainly for restoration in places where traffic cannot be disrupted for long. Fast-track concrete pavement techniques are broad, and can be used for construction, reconstruction, and resurfacing. For determining concrete strength in pavement, the flexural strength test is usually used. Since this test presents high variability and demands more time because the specimen is usually tested in laboratories at certain selected ages, engineers who carry out or monitor fast-track concrete pavement projects have shown some dissatisfaction with this procedure. Alternatively, a promising option to monitor this work is the use of maturity and ultra-sound tests, which evaluate concrete strength directly in situ. In order to contribute to this area of knowledge, I have carried out flexural strength, compressive strength, and maturity and ultra-sound (direct and indirect methods) tests in concrete, mortar, and Portland cement paste with high early strengths (CPV-ARI) to evaluate possible correlations among the flexural strength tests and the maturity and ultra-sound ones. The controllable factors were the water-cement ratio (0.25-0.35-0.45) and the age (1-2-3-7-28 days). The difference in the results of the apparent activation energy (maturity), using different types of specimens, was not meaningful if compared to the specimen recommended in ASTM C 1074. Among the results of the flexural strength tests and the ones obtained in the maturity test, the correlation coefficient has been found to be 95.4%. No meaningful difference was found among the results of ultra-sonic speed for the different ultra-sound methods. All ultra-sound methods have shown good correlation coefficients with flexural strength: for the indirect method with three reception points, the correlation coefficient has been found to be 80.8% at ages up to 24 hours, and 76.4% at all test ages. Therefore, both the ultra-sound and the maturity tests have proven to be efficient to estimate tensile strength at early ages; thus, help control fast-track concrete in the field.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:21:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319994.pdf: 5981478 bytes, checksum: 22c522d53fb5ce83f4719112db989a3a (MD5) Previous issue date: 2013 / A presente dissertação teve por objetivo o desenvolvimento de uma metodologia de controle de qualidade para empresas produtoras de peças de concreto para pavimentação (PCP). Sua importância consiste em contribuir para que as fábricas de PCP, dentro de suas limitações, possam utilizar esta metodologia para obter um aumento da qualidade das peças produzidas, da produtividade e diminuição de custos inerentes ao processo. Visando atingir o objetivo proposto, inicialmente realizou-se um diagnóstico do processo produtivo de duas fábricas de PCP de Santa Catarina, sendo uma fábrica da Grande Florianópolis e outra de Blumenau. A partir do diagnóstico inicial das fábricas e de pesquisa bibliográfica foi possível propor o programa de controle de qualidade, sendo este dividido em 4 módulos. O objetivo dos módulos iniciais foi mostrar quais os ensaios são necessários para a definição do parâmetro de massa específica verde que as PCP devem atingir durante o processo produtivo de forma a garantir que aos 28 dias as peças atinjam resistência à compressão preconizada pela NBR 9781 (1987). Após a definição dos parâmetros dos módulos iniciais, foi proposto no módulo 4 um fluxograma de controle de qualidade para aplicação diária nas fábricas. Neste fluxograma, são apresentadas as possíveis causas e as medidas que devem ser tomadas caso não se atinja o parâmetro de massa específica verde na produção. Foi possível a aplicação de 3 módulos do programa de controle de qualidade nas duas fábricas estudadas. Os resultados obtidos mostraram que o coeficiente de variação da resistência à compressão foi maior do que o apontado pela literatura e que apenas o controle da massa verde e do traço do concreto não é suficiente para a garantia do fpk das PCP. Além disso, constatou-se que, a utilização volume de sólidos das peças como parâmetro genérico de controle da resistência não totalmente eficaz pois, apesar de ambas as fábricas estudadas utilizarem o mesmo cimento, a fábrica onde este volume foi maior, a resistência à compressão foi menor, mesmo utilizando um consumo de cimento mais elevado na produção. <br> / Abstract : The present dissertation aimed at developing a method of quality control for concrete pavers (PCP). The importance of the proposed method is to increase the competitiveness of PCP producers by gains of productivity and product quality leading to cost savings. In order to achieve the proposed goal, initially it was carried out a diagnosis of the production process in two factories PCP Santa Catarina: one located in Florianópolis and another in Blumenau. From the initial diagnosis and literature review, it was possible to propose a quality control program, divided into 4 modules. The objective of the initial modules was to show the tests were necessary to define the PCP density in green state during the production process in order to guarantee the compressive strength at 28 days recommended by NBR 9781 (1987). After that, It was proposed in module 4 a flow chart of quality control for daily use in factories. This flow chart presents the possible causes and probable solution procedures when the minimum density of green concrete in not achieved during PCP production. During the period of this research it was applied 3 modules of the proposed quality control method. The results obtained showed that the coefficient of variation of the compressive strength was greater than that estimated by literature and the control of the green mass and concrete mix proportion is not sufficient to guarantee the fpk of PCP. Moreover, it was found that the use of volume of solids of PCP as a generic quality control parameter is not totally effective because, although both plants studied use the same cement type and brand, that one where this volume was higher, the compressive strength was smaller, even using a higher cement content in the production process.

Made available in DSpace on 2015-05-14T16:52:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-11-30Bitstream added on 2015-05-14T16:59:35Z : No. of bitstreams: 1 000823369.pdf: 968014 bytes, checksum: f5d099a9d076eac405e6135c9fb190b7 (MD5) / O volume de resíduos de óleo produzidos no Brasil está cada vez mais crescente e, consequentemente, o descarte desses materiais na natureza se torna progressivamente mais complicado. De acordo com a Associação Brasileira para Sensibilização, Coleta e Reciclagem de Resíduos de Óleo Comestível (ECÓLEO), o óleo é o maior poluidor de águas doces e salgadas das regiões mais adensadas do Brasil. Acredita-se que o concreto para aplicação em pavimentos de estacionamento, calçadas, sarjetas, muros de divisórias em estradas e avenidas, entre outros, possa ser uma opção para os descartes dos resíduos de óleo, diminuindo o impacto ambiental causado pela má destinação destes resíduos. No presente trabalho foi analisado o concreto com adição de 5 e 10% de resíduo de óleo de cozinha e resíduo de óleo lubrificante. Resultados de resistência à compressão axial, de resistência à tração por compressão e de módulo de elasticidade mostraram reduções significativas nos concretos com adição de óleo, sendo maiores ainda no concreto com óleo de cozinha. No entanto, a propriedade de resistência à tração na flexão não mostrou alterações significativas. Os resultados da análise microestrutural não mostraram presença de metais pesados nas amostras contendo resíduos de óleo lubrificante. O acréscimo de resíduo de óleo de cozinha apresentou significativo aumento no tempo de pega do concreto. Entretanto, esse aumento foi pequeno com o acréscimo do resíduo de óleo lubrificante. Apesar das reduções das propriedades mecânicas dos concretos contendo resíduos de óleo, a não influência da tração à flexão e a ausência de metais pesados possibilita uma alternativa de descarte de resíduos de óleo em estruturas de concreto para aplicação em pavimentos de concreto, contribuindo com o meio ambiente e o desenvolvimento sustentável / The content of oil wastes product in Brazil is growing fast and, consequently, the discard of these materials in nature become progressively complicated. According with ECÓLEO, Brazilian Association to Awareness, Gathering and Recycling Edible Oil Wastes, and the oil is one of the most pollutants of seas and rivers in regions most density of Brazil. Believes that concrete could to be applied in pavements, parking lots, sidewalk, gutter, and division walls in roads and avenues, i.e., could be an option to discard oil wastes, decreasing the environment impact caused by the bad destination of these wastes in nature. Results of compression resistance, flexural resistance and elasticity modulus have showed significances reductions when ROV and ROL has been put in concrete mix. Nevertheless, it has not presented significances alterations flexural on splitting tensile strength. The results of microstructural analysis have not detected the heavy metals presence in the samples with oil wastes. Despite of these reductions on mechanical properties, the non-influence in flexural splitting tensile and the absence of heavy metals, these concrete with oil wastes can provide an alternative of wastes disposals in concrete structures to apply in concrete pavements, since applied in places with low mechanical resistance requirements, contributing with environment and sustainability development

A construção de pavimento de concreto de cimento Portland para liberação rápida, conhecido como fast-track, é uma boa solução principalmente para reparos em locais onde não se pode interromper o tráfego por um período muito grande, cujas técnicas são abrangentes, servindo para obras de construção, reconstrução ou para execução de camadas superpostas. Normalmente o ensaio utilizado para verificar a resistência do concreto para pavimentação é o de resistência à tração na flexão. Em função da grande variabilidade deste ensaio e da demora dos resultados, uma vez que o corpo-de-prova é normalmente ensaiado em laboratório na idade em que se deseja saber a resistência, engenheiros que executam ou fiscalizam obras de pavimento de concreto para fast-track demonstram certa insatisfação com relação a este procedimento. Alternativamente, uma opção promissora para este monitoramento é a utilização dos ensaios de maturidade e ultra-som, que avaliam indiretamente a resistência do concreto in situ. Para contribuir nesta área do conhecimento, realizaram-se ensaios de resistência à tração na flexão, resistência à compressão, maturidade e ultra-som (método direto e indireto), em concretos, argamassas e pastas com cimento Portland de alta resistência inicial (CPV-ARI), para avaliar a possibilidade de correlações entre os ensaios de resistência à tração na flexão e os de ultra-som e maturidade. Os fatores controláveis foram a relação água/cimento (0,25-0,35-0,45) e a idade (1-2-3-7-28 dias). A diferença dos resultados de energia aparente de ativação (maturidade) utilizando diferentes tipos de corpos-de-prova não foi significativa em relação ao corpo-de-prova recomendado pela ASTM C 1074. Encontrouse um coeficiente de correlação de 95,4% entre os resultados de resistência à tração na flexão dos ensaios e os previstos pelo ensaio de maturidade. Não se constatou diferença significativa entre os resultados de velocidade ultra-sônica para os diferentes métodos de ultra-som utilizados. Todos os métodos de ultra-som apresentaram bons coeficientes de correlação com a resistência à tração na flexão, sendo que para o método indireto com três pontos de recepção obteve-se um coeficiente de correlação de 80,8% para as idades de até 24 horas e de 76,4% considerando todas as idades ensaiadas. Portanto, tanto o ensaio de ultra-som como o de maturidade mostraram-se eficazes para estimar a resistência à tração em idades iniciais, o que pode facilitar o controle de concreto para fast-track em campo. / The construction of concrete pavement made of Portland cement for fast use, known as fasttrack, is a good solution, mainly for restoration in places where traffic cannot be disrupted for long. Fast-track concrete pavement techniques are broad, and can be used for construction, reconstruction, and resurfacing. For determining concrete strength in pavement, the flexural strength test is usually used. Since this test presents high variability and demands more time because the specimen is usually tested in laboratories at certain selected ages, engineers who carry out or monitor fast-track concrete pavement projects have shown some dissatisfaction with this procedure. Alternatively, a promising option to monitor this work is the use of maturity and ultra-sound tests, which evaluate concrete strength directly in situ. In order to contribute to this area of knowledge, I have carried out flexural strength, compressive strength, and maturity and ultra-sound (direct and indirect methods) tests in concrete, mortar, and Portland cement paste with high early strengths (CPV-ARI) to evaluate possible correlations among the flexural strength tests and the maturity and ultra-sound ones. The controllable factors were the water-cement ratio (0.25-0.35-0.45) and the age (1-2-3-7-28 days). The difference in the results of the apparent activation energy (maturity), using different types of specimens, was not meaningful if compared to the specimen recommended in ASTM C 1074. Among the results of the flexural strength tests and the ones obtained in the maturity test, the correlation coefficient has been found to be 95.4%. No meaningful difference was found among the results of ultra-sonic speed for the different ultra-sound methods. All ultra-sound methods have shown good correlation coefficients with flexural strength: for the indirect method with three reception points, the correlation coefficient has been found to be 80.8% at ages up to 24 hours, and 76.4% at all test ages. Therefore, both the ultra-sound and the maturity tests have proven to be efficient to estimate tensile strength at early ages; thus, help control fast-track concrete in the field.

Orientador: Maria da Consolação Fonseca de Albuquerque / Co-orientador: Sérgio Augusto Mello da Silva / Banca: Marco Antonio Morais Alcanctara / Banca: Ivone Regina de Oliveira / Resumo: O volume de resíduos de óleo produzidos no Brasil está cada vez mais crescente e, consequentemente, o descarte desses materiais na natureza se torna progressivamente mais complicado. De acordo com a Associação Brasileira para Sensibilização, Coleta e Reciclagem de Resíduos de Óleo Comestível (ECÓLEO), o óleo é o maior poluidor de águas doces e salgadas das regiões mais adensadas do Brasil. Acredita-se que o concreto para aplicação em pavimentos de estacionamento, calçadas, sarjetas, muros de divisórias em estradas e avenidas, entre outros, possa ser uma opção para os descartes dos resíduos de óleo, diminuindo o impacto ambiental causado pela má destinação destes resíduos. No presente trabalho foi analisado o concreto com adição de 5 e 10% de resíduo de óleo de cozinha e resíduo de óleo lubrificante. Resultados de resistência à compressão axial, de resistência à tração por compressão e de módulo de elasticidade mostraram reduções significativas nos concretos com adição de óleo, sendo maiores ainda no concreto com óleo de cozinha. No entanto, a propriedade de resistência à tração na flexão não mostrou alterações significativas. Os resultados da análise microestrutural não mostraram presença de metais pesados nas amostras contendo resíduos de óleo lubrificante. O acréscimo de resíduo de óleo de cozinha apresentou significativo aumento no tempo de pega do concreto. Entretanto, esse aumento foi pequeno com o acréscimo do resíduo de óleo lubrificante. Apesar das reduções das propriedades mecânicas dos concretos contendo resíduos de óleo, a não influência da tração à flexão e a ausência de metais pesados possibilita uma alternativa de descarte de resíduos de óleo em estruturas de concreto para aplicação em pavimentos de concreto, contribuindo com o meio ambiente e o desenvolvimento sustentável / Abstract: The content of oil wastes product in Brazil is growing fast and, consequently, the discard of these materials in nature become progressively complicated. According with ECÓLEO, Brazilian Association to Awareness, Gathering and Recycling Edible Oil Wastes, and the oil is one of the most pollutants of seas and rivers in regions most density of Brazil. Believes that concrete could to be applied in pavements, parking lots, sidewalk, gutter, and division walls in roads and avenues, i.e., could be an option to discard oil wastes, decreasing the environment impact caused by the bad destination of these wastes in nature. Results of compression resistance, flexural resistance and elasticity modulus have showed significances reductions when ROV and ROL has been put in concrete mix. Nevertheless, it has not presented significances alterations flexural on splitting tensile strength. The results of microstructural analysis have not detected the heavy metals presence in the samples with oil wastes. Despite of these reductions on mechanical properties, the non-influence in flexural splitting tensile and the absence of heavy metals, these concrete with oil wastes can provide an alternative of wastes disposals in concrete structures to apply in concrete pavements, since applied in places with low mechanical resistance requirements, contributing with environment and sustainability development / Mestre

Propiciado pela construção de uma pista experimental inteiramente instrumentada com medidores de deformação e de temperatura na Cidade Universitária, este trabalho buscou o entendimento de inúmeros fatores intervenientes no desempenho do whitetopping ultradelgado, recente técnica de manutenção de pavimentos asfálticos com a utilização de delgadas placas de concreto, sob tráfego característico urbano, em condições tipicamente tropicais de uso, sobre uma pequena espessura de concreto asfáltico remanescente de fresagem. Com o intuito de nortear o problema em questão, além da revisão bibliográfica, foram realizados levantamentos periódicos das condições estruturais e funcionais deste pavimento; leituras contínuas de temperaturas e deformações obtidas por meio de um sistema automatizado de captação de dados junto aos instrumentos colocados no interior das placas; caracterização dos gradientes térmicos presentes nas placas durante as diferentes estações climáticas do ano. Foram realizadas provas de carga, estáticas e dinâmicas, com intuito de verificar os reais níveis de deformação aos quais as placas estariam sujeitas quando da interação com o tráfego; posteriormente, realizou-se modelagem numérica por meio de um programa de elementos finitos objetivando uma comparação com os dados obtidos nas provas de carga, analisando inclusive o posicionamento da linha neutra neste pavimento composto. Por fim, em uma sucinta abordagem sobre as deflexões antes e depois da execução do whitetopping ultradelgado, observou-se o tipo de comportamento estrutural do pavimento nas condições em que o experimento foi realizado. Ao término da pesquisa, inferiu-se que os gradientes térmicos dependem de vários fatores climáticos que não somente a temperatura ambiente, importando também a irradiação solar, o número de horas de sol, a velocidade de crescimento e decréscimo da temperatura ambiente; os gradientes térmicos encontrados não são importantes para o acréscimo nos níveis de tensões nas placas, não alterando assim a vida à fadiga do whitetopping ultradelgado, considerada a magnitude destes gradientes, as diminutas dimensões das placas e ainda a presença de aderência na interface concreto e concreto asfáltico. Em provas de carga, concluiu-se que os valores de tensões obtidos em campo mantêm grandezas semelhantes com os provenientes de modelos numéricos e ainda observou-se o vasto potencial de utilização das provas dinâmicas. Dado o excelente desempenho observado nas condições do experimento, mesmo com as placas aderidas a uma delgada camada asfáltica, fator que diferentemente do relatado no exterior não comprometeu o desempenho, não foi possível fazer uma avaliação em termos funcionais do desempenho deste tipo de pavimento. Verificou-se a significativa redução nas deflexões após a execução das placas, visualizando inclusive a transferência de cargas entre sucessivas placas, quando mantida a integridade estrutural das demais camadas do pavimento. / In this work, several factors affecting behavior and performance of ultra-thin whitetopping were evaluated taking advantage of a full scale experimental pavement, restored by applying such technique. Temperatures and thermal gradients in concrete thin slabs were evaluated by almost one year, comprising al the seasons. Load tests were carried out to allow strains measurements on concrete as well to define the deflection basins on whitetopped pavements. The experimental research has permitted to verify the dependence of thermal gradients on air temperature and solar radiation among other factors. It was observed that the thermal gradients practically do not affect behavior of the thin slabs. Stresses received from load tests compared to finite element generated stresses shown to maintain a good and closed relation. Due to good performance observed along the experiment it became not possible to establish patterns of functional performance. Expressive decrease of deflection level was observed over concrete overlays allowing to infer some load transfer on joints when the slabs are to be laid over non distressed old asphalt pavements.