Apesar dos avanços tecnológicos e do conhecimento disponível sobre o concreto e suas propriedades, muitas estruturas apresentam-se degradadas prematuramente. Assim, são necessárias frequentes intervenções para reparo havendo, em consequência, consumo de quantidades expressivas de materiais, com importantes impactos financeiros e ambientais. A preocupação crescente com o desempenho das estruturas de concreto tem incentivado vários segmentos da sociedade a buscarem soluções que assegurem sua durabilidade. Nesse sentido, muitas pesquisas acadêmicas vêm sendo desenvolvidas para melhor entender o comportamento do concreto frente a diferentes condições de uso, considerando-se suas propriedades mecânicas e de durabilidade. Esta pesquisa teve por objetivo analisar o desempenho de concretos frente à retração por secagem, após terem sido submetidos ao pré-carregamento. Foram utilizados os cimentos CP V ARI e CP IV, nas relações a/c 0,35, 0,50 e 0,70, e adotadas as idades de cura de 7 e 28 dias. Nas idades 1, 3 e 7 dias, os concretos foram submetidos a carregamentos de 25%, 50% e 75% da carga média de ruptura à tração na flexão (NBR 12142, ABNT, 2010). Realizou-se o ensaio para determinação da retração por secagem (ASTM C157/C157M-08, 2014e1), em concretos de referência e nos pré-carregados. Foram também realizadas análises complementares, como determinação da velocidade da onda ultrassônica (NBR 8802, ABNT, 2013), porosimetria por intrusão de mercúrio e microtomografia de raios X. Comparando-se o desempenho dos concretos pré-carregados ao dos concretos de referência, o cimento CP V ARI apresentou redução da retração média, exceto para a relação a/c 0,35 com cura de 7 dias. Nos concretos com cimento CP IV, a retração média diminuiu para a relação a/c 0,70, com ambas as idades de cura. O pré-carregamento provocou, em maior ou menor grau, a associação de dois diferentes efeitos. Por um lado, a compactação ocasionou a quebra dos compostos menos resistentes da matriz, havendo um efeito físico de redução dos vazios capilares, além da exposição de grãos anidros. Em paralelo, ocorreu a microfissuração do concreto, favorecendo, também, a exposição de grãos anidros. A cura por imersão possibilitou a continuidade da hidratação, com a formação de novos produtos resistentes na matriz, reduzindo as porosidades total e efetiva e, portanto, a taxa da retração do concreto. Além da densificação da matriz, a cura prolongada possibilitou a hidratação dos grãos anidros de cimento expostos nas paredes das microfissuras, favorecendo a sua autocicatrização (self-healing), o que contribuiu com a recuperação da capacidade resistente dos concretos, frente aos esforços da secagem. Assim, a associação destes fatores promoveu a redução da retração por secagem nos concretos estudados, principalmente nos mais porosos. / The growing concern with the performance of structures has encouraged several segments of society to find solutions to improve concrete durability. Several studies have been made to provide a better understanding of the mechanical properties and concrete durability in different conditions. This study assessed the drying shrinkage performance of preloaded concrete. Cement types CP V ARI, equivalent to Portland type III (ASTM C150/C150M-16e1) and CP IV, equivalent to Portland type IP (ASTM C595/C595M-16) were used with w/b = 0.35, 0.50 and 0.70 and curing ages of 7 and 28 days. At the ages of 1, 3 and 7 days, concrete mixes were subject to loads of 25%, 50% and 75% of their mean ultimate flexural strength (Brazilian Standard NBR 12142, ABNT, 2010). Drying shrinkage in reference and preloaded concrete was determined according to ASTM C157/C157M-14e1. Additional tests included ultrasound pulse velocity (NBR 8802, ABNT, 2013), mercury intrusion porosimetry (MIP) and X-ray microtomography. Preloaded CP V ARI cement concrete showed a drop in mean shrinkage when compared with the reference mix, except for the mix with w/b = 0.35 cured for 7 days. For CP IV cement, mean shrinkage dropped with w/b =0.70 for both curing ages. Early loading caused a compaction effect, promoting the weakest compounds of the matrix to be broken, filling the capillary voids. In this process some unhydrous grains probably were exposed. On the other hand, microcracking also occurred, lefting unhydrated grains exposed in the microcracks walls. Due to immersion curing, the availability of water promoted the hydration continuity. New resistant hydrates filled the large voids and reduced the total and effective porosities in the cement matrix. The hydration of anhydrous grains in the microcracks walls had led to self-healing, with partial resistance capacity recovery. The combined effect of these factors promoted the drying shrinkage reducing, mainly for the more porous concrets.

Apesar dos avanços tecnológicos e do conhecimento disponível sobre o concreto e suas propriedades, muitas estruturas apresentam-se degradadas prematuramente. Assim, são necessárias frequentes intervenções para reparo havendo, em consequência, consumo de quantidades expressivas de materiais, com importantes impactos financeiros e ambientais. A preocupação crescente com o desempenho das estruturas de concreto tem incentivado vários segmentos da sociedade a buscarem soluções que assegurem sua durabilidade. Nesse sentido, muitas pesquisas acadêmicas vêm sendo desenvolvidas para melhor entender o comportamento do concreto frente a diferentes condições de uso, considerando-se suas propriedades mecânicas e de durabilidade. Esta pesquisa teve por objetivo analisar o desempenho de concretos frente à retração por secagem, após terem sido submetidos ao pré-carregamento. Foram utilizados os cimentos CP V ARI e CP IV, nas relações a/c 0,35, 0,50 e 0,70, e adotadas as idades de cura de 7 e 28 dias. Nas idades 1, 3 e 7 dias, os concretos foram submetidos a carregamentos de 25%, 50% e 75% da carga média de ruptura à tração na flexão (NBR 12142, ABNT, 2010). Realizou-se o ensaio para determinação da retração por secagem (ASTM C157/C157M-08, 2014e1), em concretos de referência e nos pré-carregados. Foram também realizadas análises complementares, como determinação da velocidade da onda ultrassônica (NBR 8802, ABNT, 2013), porosimetria por intrusão de mercúrio e microtomografia de raios X. Comparando-se o desempenho dos concretos pré-carregados ao dos concretos de referência, o cimento CP V ARI apresentou redução da retração média, exceto para a relação a/c 0,35 com cura de 7 dias. Nos concretos com cimento CP IV, a retração média diminuiu para a relação a/c 0,70, com ambas as idades de cura. O pré-carregamento provocou, em maior ou menor grau, a associação de dois diferentes efeitos. Por um lado, a compactação ocasionou a quebra dos compostos menos resistentes da matriz, havendo um efeito físico de redução dos vazios capilares, além da exposição de grãos anidros. Em paralelo, ocorreu a microfissuração do concreto, favorecendo, também, a exposição de grãos anidros. A cura por imersão possibilitou a continuidade da hidratação, com a formação de novos produtos resistentes na matriz, reduzindo as porosidades total e efetiva e, portanto, a taxa da retração do concreto. Além da densificação da matriz, a cura prolongada possibilitou a hidratação dos grãos anidros de cimento expostos nas paredes das microfissuras, favorecendo a sua autocicatrização (self-healing), o que contribuiu com a recuperação da capacidade resistente dos concretos, frente aos esforços da secagem. Assim, a associação destes fatores promoveu a redução da retração por secagem nos concretos estudados, principalmente nos mais porosos. / The growing concern with the performance of structures has encouraged several segments of society to find solutions to improve concrete durability. Several studies have been made to provide a better understanding of the mechanical properties and concrete durability in different conditions. This study assessed the drying shrinkage performance of preloaded concrete. Cement types CP V ARI, equivalent to Portland type III (ASTM C150/C150M-16e1) and CP IV, equivalent to Portland type IP (ASTM C595/C595M-16) were used with w/b = 0.35, 0.50 and 0.70 and curing ages of 7 and 28 days. At the ages of 1, 3 and 7 days, concrete mixes were subject to loads of 25%, 50% and 75% of their mean ultimate flexural strength (Brazilian Standard NBR 12142, ABNT, 2010). Drying shrinkage in reference and preloaded concrete was determined according to ASTM C157/C157M-14e1. Additional tests included ultrasound pulse velocity (NBR 8802, ABNT, 2013), mercury intrusion porosimetry (MIP) and X-ray microtomography. Preloaded CP V ARI cement concrete showed a drop in mean shrinkage when compared with the reference mix, except for the mix with w/b = 0.35 cured for 7 days. For CP IV cement, mean shrinkage dropped with w/b =0.70 for both curing ages. Early loading caused a compaction effect, promoting the weakest compounds of the matrix to be broken, filling the capillary voids. In this process some unhydrous grains probably were exposed. On the other hand, microcracking also occurred, lefting unhydrated grains exposed in the microcracks walls. Due to immersion curing, the availability of water promoted the hydration continuity. New resistant hydrates filled the large voids and reduced the total and effective porosities in the cement matrix. The hydration of anhydrous grains in the microcracks walls had led to self-healing, with partial resistance capacity recovery. The combined effect of these factors promoted the drying shrinkage reducing, mainly for the more porous concrets.

Apesar dos avanços tecnológicos e do conhecimento disponível sobre o concreto e suas propriedades, muitas estruturas apresentam-se degradadas prematuramente. Assim, são necessárias frequentes intervenções para reparo havendo, em consequência, consumo de quantidades expressivas de materiais, com importantes impactos financeiros e ambientais. A preocupação crescente com o desempenho das estruturas de concreto tem incentivado vários segmentos da sociedade a buscarem soluções que assegurem sua durabilidade. Nesse sentido, muitas pesquisas acadêmicas vêm sendo desenvolvidas para melhor entender o comportamento do concreto frente a diferentes condições de uso, considerando-se suas propriedades mecânicas e de durabilidade. Esta pesquisa teve por objetivo analisar o desempenho de concretos frente à retração por secagem, após terem sido submetidos ao pré-carregamento. Foram utilizados os cimentos CP V ARI e CP IV, nas relações a/c 0,35, 0,50 e 0,70, e adotadas as idades de cura de 7 e 28 dias. Nas idades 1, 3 e 7 dias, os concretos foram submetidos a carregamentos de 25%, 50% e 75% da carga média de ruptura à tração na flexão (NBR 12142, ABNT, 2010). Realizou-se o ensaio para determinação da retração por secagem (ASTM C157/C157M-08, 2014e1), em concretos de referência e nos pré-carregados. Foram também realizadas análises complementares, como determinação da velocidade da onda ultrassônica (NBR 8802, ABNT, 2013), porosimetria por intrusão de mercúrio e microtomografia de raios X. Comparando-se o desempenho dos concretos pré-carregados ao dos concretos de referência, o cimento CP V ARI apresentou redução da retração média, exceto para a relação a/c 0,35 com cura de 7 dias. Nos concretos com cimento CP IV, a retração média diminuiu para a relação a/c 0,70, com ambas as idades de cura. O pré-carregamento provocou, em maior ou menor grau, a associação de dois diferentes efeitos. Por um lado, a compactação ocasionou a quebra dos compostos menos resistentes da matriz, havendo um efeito físico de redução dos vazios capilares, além da exposição de grãos anidros. Em paralelo, ocorreu a microfissuração do concreto, favorecendo, também, a exposição de grãos anidros. A cura por imersão possibilitou a continuidade da hidratação, com a formação de novos produtos resistentes na matriz, reduzindo as porosidades total e efetiva e, portanto, a taxa da retração do concreto. Além da densificação da matriz, a cura prolongada possibilitou a hidratação dos grãos anidros de cimento expostos nas paredes das microfissuras, favorecendo a sua autocicatrização (self-healing), o que contribuiu com a recuperação da capacidade resistente dos concretos, frente aos esforços da secagem. Assim, a associação destes fatores promoveu a redução da retração por secagem nos concretos estudados, principalmente nos mais porosos. / The growing concern with the performance of structures has encouraged several segments of society to find solutions to improve concrete durability. Several studies have been made to provide a better understanding of the mechanical properties and concrete durability in different conditions. This study assessed the drying shrinkage performance of preloaded concrete. Cement types CP V ARI, equivalent to Portland type III (ASTM C150/C150M-16e1) and CP IV, equivalent to Portland type IP (ASTM C595/C595M-16) were used with w/b = 0.35, 0.50 and 0.70 and curing ages of 7 and 28 days. At the ages of 1, 3 and 7 days, concrete mixes were subject to loads of 25%, 50% and 75% of their mean ultimate flexural strength (Brazilian Standard NBR 12142, ABNT, 2010). Drying shrinkage in reference and preloaded concrete was determined according to ASTM C157/C157M-14e1. Additional tests included ultrasound pulse velocity (NBR 8802, ABNT, 2013), mercury intrusion porosimetry (MIP) and X-ray microtomography. Preloaded CP V ARI cement concrete showed a drop in mean shrinkage when compared with the reference mix, except for the mix with w/b = 0.35 cured for 7 days. For CP IV cement, mean shrinkage dropped with w/b =0.70 for both curing ages. Early loading caused a compaction effect, promoting the weakest compounds of the matrix to be broken, filling the capillary voids. In this process some unhydrous grains probably were exposed. On the other hand, microcracking also occurred, lefting unhydrated grains exposed in the microcracks walls. Due to immersion curing, the availability of water promoted the hydration continuity. New resistant hydrates filled the large voids and reduced the total and effective porosities in the cement matrix. The hydration of anhydrous grains in the microcracks walls had led to self-healing, with partial resistance capacity recovery. The combined effect of these factors promoted the drying shrinkage reducing, mainly for the more porous concrets.

Encouraged by the performance of high performance normal weight composite girders, Virginia Department of Transportation has sought to exploit the use of high strength lightweight composite concrete (HSLWC) girders to achieve economies brought about by the reduction of dead loads in bridges. Transfer Length measurements conducted on two AASHTO Type IV HSLWC prestressed girders, resulted in an average transfer length of 17 inches, well below the AASHTO and ACI guidance. Two girders composed of HSLWC AASHTO Type II girders and a 48" x 8" normal weight 4000-psi concrete deck were produced. The HSLWC Type II girders were cast of concretes with a compressive strength of 6380 psi and unit weight of 114 pcf. Full scale testing of the girders was conducted to evaluate development length and flexural strength in HSLWC composite girders. Embedment lengths of five, six and eight feet were evaluated. Tests indicated a development length of about 72 inches, marginally below the ACI and AASHTO stipulation. Four of eight strands in the girders showed general bond failure nevertheless, the tested girders exceeded their theoretical flexural capacity by 24 to 30 percent. A third composite girder was cast of a high strength normal weight concrete (HSNWC) Type II girder, and topped with a 48" x 8" normal weight 4000-psi concrete deck. This girder was intended as a control specimen to contrast its test results with the HSLWC composite girders. The targeted compressive strength of both the HSLWC and HSNWC AASHTO beams was 8000 psi. The compressive strength of the HSNWC mixture, however, was about 8990 psi compared to 6380 psi for the HSLWC mixture. Prestress losses in HSLWC AASHTO Type IV girders monitored over a nine-month period were found to be less than those calculated using the ACI and PCI models. Furthermore, the ACI model indicated that the effective prestressess retained in the HSLWC girders in 30 year's time are greater than 50% of the specified tensile strength of the strands. / Master of Science

An analytical study is performed to evaluate the influence of shear wall area to floor area ratio on the behavior of existing mid-rise reinforced concrete buildings under earthquake loading. The seismic performance of five existing school buildings with shear wall ratios between 0.00% and 2.50% in both longitudinal and transverse directions and their strengthened counterparts are evaluated. Based on the structural properties of the existing buildings, additional buildings with varying shear wall ratios are designed. Consequently, twenty four buildings with different floor plans, number of stories, cross-sectional properties of the members and material strengths are acquired. Nonlinear time-history analyses are performed for all buildings by utilizing the software program, SAP2000 v14.2.0. under seven different ground motion records. The results indicated that roof drifts and plastic deformations reduce with increasing shear wall ratios, but the rate of decrease is lower for higher shear wall ratios. Buildings with 1.00% shear wall ratio have significantly lower roof drifts and plastic deformations when compared to buildings with 0.00% or 0.50% shear wall ratio. Roof drifts and plastic deformations are minimized when the shear wall ratio is increased to 1.50%. After this limit, addition of shear walls has only a slight effect on the seismic performance of the analyzed buildings.