This research studies the green geopolymer incorporated with phase change material (PCM) for energy saving in buildings. First class F fly ash (FA) based-geopolymer binder was studied. In order to improve the mechanical properties, low calcium slag (SG) was added to the FA to produce geopolymer. The effect of different factors including SG content (at different relative amounts FA/SG = 0/100, 25/75, 50/50, 75/25 and 100/0), NaOH solution at different concentrations (7.5, 10 and 15 M), various curing times (1, 2, 4, 7, 14 and 28 days) and curing temperatures (25 (ambient), 45, 60, 75 and 90°C) was investigated. The unit weight and uniaxial compressive strength (UCS) of the geopolymer specimens were measured. Scanning electron microscopy/energy-dispersive X-ray spectroscopy (SEM/EDX) and X-ray diffraction (XRD) were also performed to characterize the microstructure and phase composition of the geopolymer specimens. The results show that the incorporation of SG not only improves the strength of the geopolymer specimens but also decreases the initial water content and thus the NaOH consumption at the same NaOH concentration required for geopolymer production. In addition, the inclusion of SG increases the unit weight of the geopolymer specimens, simply because SG has a much greater specific gravity than FA. The results also show that the strength of the FA/SG-based geopolymer develops rapidly within only 2 days and no obvious gain of the strength after 7 days. The optimum curing temperature (the curing temperature at which the maximum UCS is obtained) at a FA/SG ratio of 50/50 is around 75°C. Second, FA-based geopolymer concrete was synthesized and the effect of different factors including sodium silicate to sodium hydroxide (SS/SH) ratio, aggregate shape, water to fly ash (W/FA) ratio, curing time, water exposure and PCM inclusion on the compressive strength of the geopolymer concrete specimens cured at different ambient temperatures was studied. The results show that the UCS of the specimens increases with higher SS/SH and W/FA ratios up to a certain level and then starts to decrease at higher ratios. The results also indicate that a major portion of the strength of the specimens cured at ambient temperatures develops within the first four weeks. In addition the strength of the FA-based geopolymer concrete is slightly decreased with water exposure and PCM incorporation. Third, the mechanical and thermal properties of geopolymer mortar synthesized with FA and different amount of PCM were studied and the effect of incorporated PCM on the unit weight and UCS of geopolymer mortar was evaluated. SEM imaging was performed to identify the change of micro structure of the geopolymer mortar after incorporation of PCM. The thermal properties of the geopolymer mortar containing different amount of PCM were also characterized using differential scanning calorimetry (DSC) analysis. In addition model tests were performed using small cubicles built with geopolymer mortar slabs containing different amount of PCM to evaluate the effectiveness of geopolymer mortar wall with incorporated PCM in controlling the heat flow and internal temperature. The results indicate that both the unit weight and UCS of the geopolymer mortar decrease slightly after PCM is incorporated, mainly due to the small unit weight and low strength and stiffness of the PCM, respectively. However, the compressive strength of geopolymer mortar containing up to 20% PCM is still sufficiently high for applications in buildings. The results also show that the incorporation of PCM leads to substantial increase of heat capacity and decrease of thermal conductivity of the geopolymer mortar and is very effective in decreasing the temperature inside the cubicles. Finally, a numerical study on the thermal performance of geopolymer with incorporated PCM was carried out. In order to simulate the heat transfer through geopolymer containing PCM, a simplified method was first presented. The influence of phase transition was linked to the energy balance equation through variable specific heat capacity of the PCM-geopolymer. The thermal properties of the geopolymer containing PCM for the numerical analysis were determined using DSC and guarded heat flow (GHF) tests. The simplified method was validated based on the good agreement between the numerical and experimental results. With the validated model, the effect of various factors including the specific heat capacity, thermal conductivity and wall thickness on the thermal performance of PCM-geopolymer walls was studied. Then a modified numerical method was proposed for simulating the whole thermal transfer processes and the simulation results were used to conduct the economic evaluation of PCM-geopolymer walls for energy savings in buildings.

The aim of this research is to assess the material properties of concrete like modulus of elasticity, compressive strength, and Poisson’s ratio using various nondestructive Testing (NDT) methods like Ultrasonic Pulse Velocity (UPV) and Rebound Hammer (RH). Assessment of material properties of concrete is very important as they are used for structural design process. Various NDT methods are applied to ensure the quality of concrete specimens but they can also be used to find material properties. UPV is a NDT method which is used to test the internal condition of the concrete specimen. RH is a surface hardness testing method and can be used to test the homogeneity of the specimen. For this study, several batches of concrete samples with three different design strengths of 6000 psi, 8000 psi, and 12000 psi were casted. Modulus of elasticity and Poisson’s ratio were calculated from UPV P-wave and S-wave velocities. A Nomogram was developed by combining the longitudinal ultrasonic pulse velocities, rebound numbers, and compressive strengths measured from UPV, RH, and compressive strength tests respectively. This combined NDT correlation curve (Nomogram) can be used to estimate compressive strength of concrete if UPV and rebound values are known. The accuracy of these NDT methods were determined by comparing estimated strength to the actual strength. Furthermore, the effect of moisture content on UPV and rebound values was reviewed and also studied dynamic modulus of elasticity and its relation with static modulus of elasticity of the concrete was investigated for better understanding.

Esta pesquisa experimental destina-se à avaliação da resistência à compressão do concreto na estrutura através da análise das resistências de corpos-de-prova padrão moldados fc(M), denominada potencial e de testemunhos extraídos da estrutura fc(E), denominada efetiva objetivando quantificar o coeficiente de correção devido aos efeitos do broqueamento na extração - nesta tese considerado como a relação entre elas R(M/E) = fc(M)/fc(E) - a ser aplicado à resistência dos testemunhos de mesmas dimensões dos corpos-de-prova. Admitindo-se que a resistência dos testemunhos representa a resistência do concreto na estrutura, esta relação R(M/E) corresponde a parcela yc2 do coeficiente normativo de ponderação da resistência do concreto yc. A norma brasileira NBR 6118:2003 - Projeto de Estruturas de Concreto - Procedimento, para o caso de não-conformidade na aceitação do concreto, indica a extração de testemunhos segundo a NBR 7680:1983. Admite, neste caso de extração, dividir o valor de yc por 1,1 nas avaliações estruturais no estado limite último. Em sua versão anterior de 1978 e registrada como NBR 6118:1980 recomendava que os resultados dos testemunhos fossem corrigidos em virtude dos efeitos do broqueamento, sem, no entanto, especificar o coeficiente para a correção referida, sugerindo que os resultados fossem majorados em 10% ou 15%, dependendo da amostragem, por se tratar da resistência do concreto na própria estrutura. A NBR 6118:2003 estabelece para o coeficiente yc o valor de 1,4 sem especificar valor para a parcela yc2. O CEB igualmente recomenda 1,4 para o yc citando o valor de 1,10 para o yc2. Especificamente quanto à correção devida aos danos causados pela extração aos testemunhos, o ACI 214 4R-2003 indica o coeficiente de 1,06 para ser multiplicado pela resistência dos testemunhos nas avaliações estruturais. Trabalhando-se com corpos-de-prova padrão curados úmidos e com testemunhos extraídos de blocos tanto curados úmidos quanto curados ao ar buscou-se avaliar esse coeficiente referente aos danos causados pela extração. Utilizaram-se ainda corpos-de-prova padrão curados ao ar para comparação de resultados. No presente estudo procurou-se também verificar a viabilidade da utilização de testemunhos de diâmetros inferiores aos de 15cm e 10cm normalmente previstos na normalização nacional e internacional, extraindo-se, além daqueles, testemunhos de 7,5cm; 5,0cm e do diminuto diâmetro de 2,5cm; que podem vir a facilitar e agilizar as avaliações de estruturas acabadas. Permitem ainda evitar cortes de armaduras, reduzir custos, possibilitar a obtenção da relação altura/diâmetro igual a 2 e ainda o aumento significativo da amostragem. No programa de ensaios desenvolvido foram estudados concretos produzidos por central dosadora que atende à Região Metropolitana do Recife, em quatro níveis de resistência à compressão aos 28 dias, respectivamente de 20Mpa, 50Mpa e 70MPa e amostragem suplementar de 65MPa, para rupturas também aos 90 dias de idade. Foram realizados também ensaios esclerométricos, ultrassônicos e de massa específica aparente do concreto como subsídios aos ensaios de resistências à compressão. Após análise estatística chegou-se a um valor final promédio para o coeficiente de correção dos efeitos de broqueamento R(M/E) de 1,07; demonstrando-se ainda por correlações ao nível de significância de 1% a viabilidade da utilização dos testemunhos de diâmetros 7,5cm; 5,0cm e do minitestemunho de 2,5cm na avaliação de estruturas acabadas. / The present research aims to evaluate concrete\'s compressive strength in the structure through the analysis of the strength of cast concrete specimens fc(M), hereafter called \"potential\", and that of concrete cores extracted from the structure fc(E), hereafter called \"effective\". The objective was to quantify the coefficient to correct for drilling effects during core extraction - in the present work taken as the ratio R(M/E)=fc(M)/fc(E) - to be applied to the strength of cores with the same dimensions as the specimens. By assuming that the strength of the cores represents the strength of concrete within the structure, R(M/E) corresponds to the term yc2 of the normative coefficient of concrete strength yc. Brazilian Standard NBR 6118:2003 - Procedures for the Design of Concrete Structures - whenever non-conformity in concrete acceptance arises, indicates the extraction of cores in accordance with Standard NBR 7680:1983. It accepts, in this case, that yc be divided by 1.1 in structural evaluations at the ultimate limit state. Former versions of Standard 6118:1980 recommended that core results be corrected due to drilling effects, but made no mention to the correction coefficient itself, merely suggesting that results were increased in 10 to 15 %, depending on the sampling, because it is dealing with the strength of concrete in the structure. NBR 6118:2003 establishes a figure of 1.4 for yc without specifying any value for yc2. The European Concrete Committee (CEB) also recommends a figure of 1.4 for yc, mentioning a figure of 1.1 for yc2. With regard to the corrections due to the damage caused by core extraction, ACI 214 4R-2003 proposes a coefficient of 1.06 to be multiplied by core strength in structural evaluations. By working with wet-cured standard cast specimens and with cores extracted from concrete blocks - either wet-cured or air-cured - an attempt was made to assess this coefficient related to the damage caused by drilling. Standard air-cured cast specimens were used to verify the results. The present study also managed to verify the feasibility of using cores with diameter smaller than those nationally and internationally adopted (15 and 10 cm), namely, 7.5cm, 5.0cm and 2.5cm, which can potentially speed up the evaluation of finished structures. Smaller diameters also decrease the risk of reinforcement damage, lead to lower costs and allow that height: diameter ratios of 2:1 be obtained, thus increasing sampling. During the test programme developed for the present investigation concretes produced by one of the main suppliers in Recife\'s Metropolitan Region were studied, at four compressive strength levels at 28 days: 20, 50 and 70MPa, with a supplementary sampling at 65MPa, for rupture tests at 90 days. Sclerometric, ultrasound and apparent density tests were also performed, as further subsidies to compressive strength tests. The application of statistical analysis led to a final average figure of 1.07 for yc2. The feasibility of using cores with diameters of 7.5, 5.0 and even 2.5 cm was also established at a significance level of 1%.

Este trabalho apresenta resultados de uma análise teórico-experimental sobre a resistência à compressão de perfis I soldados de aço, formados por chapas cortadas a maçarico. A construção metálica no Brasil utiliza os perfis I soldados formados por chapas cortadas a maçarico em virtude da pouca disponibilidade no mercado dos perfis laminados. Os perfis soldados brasileiros apresentam dimensões (altura, largura de mesa e espessura) diferentes das encontradas nos perfis laminados e soldados, fabricados em outros países. Apresentam-se os principais parâmetros envolvidos na formulação das curvas de resistência à compressão para perfis soldados de pequenas dimensões, tais como: tensões residuais, imperfeições geométricas iniciais e seus efeitos no cálculo da resistência à compressão dos perfis soldados compostos por chapas cortadas a maçarico. Os perfis ensaiados são das séries PS 200x25, PS 225x29 e CS 150x25, sendo que foram obtidos resultados experimentais da força normal crítica e das imperfeições geométricas iniciais para três modelos de cada série com quatro índices de esbeltez diferente. / This work presents results of theoretical and experimental analysis about the compressive strength of steel welded I-shapes manufactured from flame-cut plates. Steel construction in brazil uses these welded I-shapes because of the limited availabilily of hot-rolled shapes in the market. The brazilian welded shapes have dimensions (height, flange width and thickness) that differ from steel welded shapes manufactured in other countries. It presents the main parameters in the formulation of the compressive strength curves for welded shapes of small dimensions as: residual stresses, geometrical initial crookedness and their effects in the evaluation of the compressive strength of the welded shapes manufactured from flame-cut plates. The tested shapes are of PS 200x25, PS 225x29 and CS 150x25 series. Test results were obtained for the critical axial load and the geometrical initial crookedness to three models with four different slenderness ratio in each serie.

Bakgrund: En bärande formbyggnad har uppgiften att bära den färska betongen tills bjälklaget uppnått tillräcklig hållfasthet. Kostnaden för formbyggnaden står för en stor andel av den totala kostnaden. En tidigare formrivning ligger därför i entreprenörens intresse att göra projektet mer effektivt och lönsamt. Syftet med den här studien är att studera vilka faktorer som begränsar en tidigare formrivning. Metod: En Revitmodell importerades till Robot Structural Analysis där linjärelastiska analyser har genomförts. Delmodeller skapades beroende på studerad fråga. Produktionsplanering Betong (PPB) användes för att simulera betongens hållfasthetsutveckling. Elasticitetsmodulen beräknades och reducerades med kryptal för att använda det effektiva kryptalet vid analyserna. Dimensioner på stämpen har hämtats från formleverantörens hemsida och laster från Eurocode. Resultat: Studien visar att sprickor uppstår över väggar vid en tidigare formrivning. Resultatet i den här studien visar även att de initiella nedböjningarna samt stämplasterna är obetydliga vid en tidigare formrivning. När stämpning sker mot bottenplattan tar säkerhetsstämpen upp den mesta av lasten. När säkerhetsstämpen avlastas helt från bottenvåningen utsätts betongbjälklagen för högre moment och nedböjning. / Background: A load bearing formwork has the task of carrying the fresh concrete until the floor has reached sufficient strength. The cost of the formwork account for a large proportion of the total cost. Therefore, an earlier removal of the formwork is in the entrepreneur´s interest, to make the project more efficient and profitable. The purpose of this work is to study which factors limit an earlier removal of the formwork. Method: A Revit model was imported into Robot Structural Analysis where linear elastic analyzes have been done. Sub-models were created depending on the question studied. Produktionsplanering Betong (PPB) was used to simulate the concrete´s strength development. The modulus of elasticity was calculated and reduced by the creep coefficient to use the effective modulus of elasticity in the analyzes. Dimensions of the shores have been taken from the supplier´s website and loads from Eurocode. Results: The study shows that cracks occur over walls when removing the formwork earlier. The results of this study also show that the initial deflections and the shoring loads are insignificant at an earlier removal of the formwork. While using reshores against the bottom plate, the reshores takes up most of the loads. When the reshores are fully unloaded from the ground floor, the concrete floor is exposed for higher moment and deflections.

Submitted by Rosimeri Vergara (rosimerivergara@unipampa.edu.br) on 2018-08-23T19:58:34Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Bruno Acosta Flores 2017.pdf: 951239 bytes, checksum: 51068a51a0979fb15f6a081dce6ed447 (MD5) / Approved for entry into archive by Dayse Pestana (dayse.pestana@unipampa.edu.br) on 2018-08-24T12:49:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Bruno Acosta Flores 2017.pdf: 951239 bytes, checksum: 51068a51a0979fb15f6a081dce6ed447 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-24T12:49:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Bruno Acosta Flores 2017.pdf: 951239 bytes, checksum: 51068a51a0979fb15f6a081dce6ed447 (MD5) Previous issue date: 2017 / A mineração é um setor importante no desenvolvimento global, no entanto a atividade é responsável pela geração de uma grande quantidade de rejeito nos processos de beneficiamento do mineral. Esse rejeito necessita de um destino ambientalmente correto, sendo o reaproveitamento do mesmo uma forma de destinação correta, mitigando os impactos ambientais. Este estudo consiste na utilização de resíduos da mineração para a confecção de tijolos ecológicos, resíduos tais como cinza mineral, cinza vegetal, areia calcária e areia de rio, além de aglomerantes como o cimento e a cal. Analisou-se o efeito do processo em cura úmida (saturada em água) e cura ambiente, com tempo de 7 e 28 dias, para testes de resistência à compressão. Para a obtenção das resistências mecânicas das amostras foi utilizado o procedimento da NBR 7215/1996 – Resistência à compressão do cimento Portland. Os resultados finais evidenciaram que 100% dos traços compostos com cimento apresentaram resistências satisfatórias, se enquadrando em pelo menos uma das classes das normas que norteiam o estudo. Conclui-se que é possível produzir tijolos ecológicos como o reaproveitamento de materiais e com custo menor que o preço do mercado. / The mining is an important sector in the global development, however the activity is responsible of a large reject generation in the mineral processing. This waste requires an environmentally correct destination, being the reuse an correct destination form, mitigating the environmental impacts. This study consists in the use of mining waste to manufacture ecological bricks, residues such as mineral ash, vegetable ash, limestone and river sand, as well as cement and lime. It was tested the effect of the process on wet (saturated in water) curing and ambient cure, with a time of 7 and 28 days, for compressive strength tests. To obtain the mechanical strength of the samples, the procedure of the NBR 7215/1996 standart - Resistance to compression of the Portland cement was used.The final results showed that 100% of the composite traces with cement presented satisfactory resistance, being classified in at least one of the classes of norms that guide the study. It is concluded that it is possible to produce ecological bricks which the reuse of materials and at a lower cost than the market price.

Com a crescente diminuição de recursos minerais e o alto custo envolvido na construção da estrutura de uma mina, a recuperação máxima possível de uma jazida vem se tornando fundamental. Para isso além da escolha do método de lavra ter a necessidade de ser feito cautelosamente, é possível lançar mão de métodos adicionais de recuperação, como por exemplo, a recuperação de pilares. Essa pesquisa foi baseada na determinação da caracterização do enchimento (backfill cimentado) utilizado nas câmaras vazias que possibilita a posterior recuperação dos pilares. A caracterização do enchimento é composta da determinação da resistência simples do backfill necessária para que o enchimento cumpra com seu objetivo, desenvolvimento da classificação granulométrica ótima para os agregados e dosagem de cimento e água para alcançar a resistência proposta. A metodologia desenvolvida para obter a nova caracterização é composta de várias etapas que incluem pesquisas em campo e trabalhos em laboratório. Primeiramente, foram obtidos através de análise em campo os parâmetros de dosagem de cimento e classificação granulométrica dos agregados já utilizados na planta de fabricação do enchimento, bem como sua resistência correspondente. Em seguida definições teóricas da dosagem de cimento ideal e classificação granulométrica ótima foram realizadas com base na resistência à compressão simples que foi identificada como necessária para cumprir com as solicitações geomecânicas do maciço rochoso, então posteriormente, a nova caracterização definida teoricamente foi posta à prova através da confecção de corpos de prova de backfill, seguido de execuções de ensaios de compressão. Durante a primeira etapa da metodologia, já se pôde identificar que os agregados possuíam um alto índice de partículas tamanho argila que estavam afetando os resultados de resistência obtidos com a caracterização empregada inicialmente. A partir disso se optou por construir a curva granulométrica ótima sem essa fração. A resistência à compressão simples calculada de 2,69 MPa, foi obtida com base no planejamento de longo prazo que prevê a total recuperação dos pilares existentes na mina. Dessa maneira toda a área que será minerada foi considerada como um único bloco. Finalmente, foi identificada a dosagem de cimento sendo de 4% em peso, que juntamente com a granulometria ótima é capaz de alcançar os valores esperados de resistência. Para que o planejamento da produção da mina durante os próximos anos de vida útil seja efetivamente cumprido, o enchimento deverá prover à mina estabilidade geomecânica local a nível de câmaras abertas com paredes verticais de backfill estáveis e também estabilidade global a nível de contato entre níveis e galerias de acesso. Isso somente será alcançado se a nova caracterização for corretamente aplicada. / As a consequence of the ongoing reduction of mineral resources and the high cost involved in the construction of a mine, the maximum recovery of a mineral deposit becomes a fundamental issue. Therefore, besides the need of caution on the choice of the mining method, it is possible to make use of additional recovery methods, such as the recovery of pillars. This research was based on the determination of the characterization of the fill (cemented backfill) used in avoid stopes that allows the subsequent recovery of adjacent pillars. The characterization of the fill consists of determining the uniaxial compressive strength of the backfill required for an efficient filling, developing an optimal particle-size distribution for the aggregates and finding the cement-water ratio necessary to reach the desired resistance. The methodology developed to obtain the new characterization is comprised of several steps which include field work and laboratory tests. First, cement dosing parameters and particle size of the aggregates (already used at the filling manufacturing plant), as well as their corresponding strength, were obtained through analyses in the field work. Then, theoretical definitions of the ideal cement dosing and optimal particle-size analysis were carried out based on the uniaxial compressive strength that has been identified as necessary to comply with the geomechanical requests from the rock mass, and then later, the new theoretical characterization was tested by making backfill samples, followed by execution of compression tests. During the first stage of this methodology, it has been identified a high proportion of clay particle size for the aggregates, that have affected the strength results obtained from the characterization used initially. From this point, we decided to build the optimal particle-size curve without this fraction. Uniaxial compressive strength, calculated as 2.69 MPa, was obtained from the long-term planning that determines the full recovery of the existing pillars in the mine. In this way, the entire area to be mined was considered as a single block. Finally, the cement dosing has been identified as 4% by weight, which together with the optimal particle size, is able to achieve the expected strength values. In order to effectively fulfill the mine production planning over the next years of lifespan, the filling should provide the mine local geomechanical stability at open stopes level, with vertical walls of stable backfill, and also global stability at the contacts between levels and access galleries. This will only be achieved if the new characterization is correctly applied.

O objetivo deste trabalho é avaliar a incorporação de uma fração cuja fração granulométrica é menor que 2mm do resíduo do Shredder proveniente de uma indústria siderúrgica ao processo de fabricação de blocos cerâmicos estruturais de uma fábrica de cerâmica vermelha. As variáveis analisadas foram: dimensões, propriedades de resistência à compressão, absorção de água e quanto às questões ambientais pela análise de lixiviação e solubilização segundo a NBR 10.004 (ABNT, 2004). Foi realizado processamento do resíduo do Shredder em uma fração menor que 2mm e realizada a incorporação de uma dosagem de 10% e 20% deste material no processo industrial de uma cerâmica de produção de blocos estruturais. Foram avaliadas as propriedades de qualidade e quanto às questões ambientais. Analisando os resultados constatou-se que tanto o bloco cerâmico padrão quanto aos protótipos contendo 10% e 20% de resíduo atendem os limites normativos para resistência à compressão e para absorção de água. Na análise dimensional, somente o protótipo contendo 10% de resíduo atende todos os parâmetros quanto os requisitos normativos.Pelas análises de lixiviado e solubilizado, concluiu-se que tanto o bloco cerâmico estrutural padrão quanto ao protótipo contendo 20% de resíduo são classificados como Classe II A- não inerte. É possível afirmar que a fração menor que 2mm do resíduo do Shredder pode ser utilizada junto à massa cerâmica como matéria-prima para fabricação de blocos cerâmicos estruturais. / The goal of this work is to evaluate the incorporation of a fraction smaller than 2 mm of the Shredder Residue from a steel industry into a manufacturing process of structural bricks in a red ceramic factory. Evaluate the quality of results as the compressive strength properties, water absorption and environmental issues as leaching and solubilization analysis according to NBR 10.004 (ABNT, 2004). The Shredder Residue in a fraction smaller than 2mm was incorporated in dosages of 10% and 20% with the clay in the industrial process of a ceramic which produces structural blocks. The quality properties and the environmental issues were analyzed and the results was that both brick pattern block and the prototypes containing 10% and 20% residue meet regulatory limits for compressive strength and water absorption. The analysis of leached and solubilized concluded that both the brick pattern and the prototype containing 20% of waste are classified as Class II A – non inert residue. It is possible to say that the fraction smaller than 2mm of Automotive Shredder Residue can be used with the clay as raw material for the manufacture of structural ceramic blocks.

Magister Chirurgiae Dentium - MChD (Prosthodontics) / The aim of this study was to evaluate and compare the physical properties of two core build-up materials (ParaCore and CoreXflow) and compare this to conventional composite material (Filtek Supreme Plus and SDR Flow) used as core build-up material.

Os ensaios não destrutivos servem como uma importante ferramenta para a análise de estruturas de concreto armado. A utilização de ensaios de velocidade de propagação do pulso ultra-sônico (VPU) permite realizar um acompanhamento das características do material ao longo de sua vida útil. Através da análise dos dados obtidos, pode-se averiguar a uniformidade do concreto, controlar a sua qualidade, acompanhar sua deterioração e, através de comparação com corpos de prova de referência e, até mesmo, estimar a resistência do mesmo. No entanto, as técnicas atuais para análise dos resultados coletados são, em grande parte, baseadas na sensibilidade dos profissionais que as aplicam. Para facilitar o controle e inspeção de estruturas de concreto armado é fundamental desenvolver estratégias para tornar esta análise mais simples e precisa. Este trabalho se baseia na hipótese de que a aplicação de Redes Neurais Artificiais (RNAs) pode gerar modelos de relacionamento úteis e acurados entre as características do concreto, sua compacidade e sua resistência à compressão. O intuito é determinar se com o uso de RNAs é possível estabelecer relações não-lineares que permitam estimar a resistência do concreto a partir do conhecimento de algumas propriedades básicas e da verificação da sua compacidade por meio de ensaios de VPU. Os resultados indicam que as RNAs podem ser usadas para gerar métodos numéricos robustos e flexíveis para estimativa da resistência à compressão a partir de dados de VPU. O estudo evidencia uma considerável melhora nos resultados de estimação da resistência quando se empregam modelos neurais, em comparação a modelos estatísticos tradicionais. Para os dados coletados, provenientes de diversas pesquisas, os modelos tradicionais geram estimativas com coeficientes de determinação que não ultrapassam um valor de R² de 0,40. Já as redes neurais conseguem ajustes com R² da ordem de 0,90. Além de contribuir para uma melhor análise de situações em que haja dúvidas sobre a resistência ou homogeneidade de elementos de concreto, o trabalho demonstra que modelos neurais são uma forma eficiente de ordenar e transferir conhecimento não estruturado. Constatou-se, ainda, que, dada sua capacidade de aprendizagem e de generalização do conhecimento adquirido, as RNAs se constituem em um meio rápido e preciso para modelagem de fenômenos complexos. / Nondestructive Testing (NDT) techniques are useful tools for analyzing reinforced concrete (RC) structures. The use of Ultrassonic Pulse Velocity (UPV) measurements enables the monitoring of changes in some critical characteristics of concrete over the service life of a structure. The interpretation of the data collected allows an assessment of concrete uniformity, and can be used to perform quality control, to monitor deterioration and even, by means of comparison against reference samples, to estimate compressive strength. Nonetheless, the current techniques for UPV data analysis are, on a large degree, based on the sensitivity of the professionals who apply these tests. For accurate diagnosis it is necessary to consider the various factors and conditions that can affect the results. To proper control and inspect RC facilities it is essential to develop appropriate strategies to make the task of data interpretation easier and more accurate. This work is based on the notion that using Artificial Neural Networks (ANNs) is a feasible way to generate workable estimation models correlating concrete characteristics, compacity and compressive strength. The goal is to determine if it is possible to establish models based on non-linear relationships that are capable of estimating with good accuracy the concrete strength based on previous knowledge of some basic material characteristics and UPV measurements. The study shows that this goal is achievable and indicates that neural models perform better than traditional statistical models. For the data collected in this work, provided by various researchers, traditional regression models cannot exceed R² = 0.40, while the use of ANNs allows the creation of models that can reach a determination coefficient R² = 0.90. The results make clear that, besides contributing to better the analysis of situations where there is doubts regarding concrete strength or uniformity, neural models are an efficient way to order and transfer unstructured knowledge. It was shown that, given the learning capacity and its ability to generalize acquired information into mathematical patterns, ANNs are a quick and adequate way to model complex phenomena.