Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2012-10-24T02:28:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 260274.pdf: 1698297 bytes, checksum: 2830560113e5a495d972e91e0192e8d6 (MD5) / O presente trabalho estuda o comportamento de materiais compósitos de PRFC em sua aplicação como material estrutural de reforço e recuperação em vigas de concreto armado submetidas ao esforço cortante. É apresentado o estado atual do conhecimento relacionado com o assunto onde se introduzem diferentes modelos conceituais e de dimensionamento de reforços ao cisalhamento com sistemas de PRFC. Quatro sistemas de reforços ao cisalhamento em vigas de concreto armado foram estudados nesta pesquisa: sistemas com laminados em tiras, laminados em L, laminados embutidos no concreto e faixas de tecido de PRFC. Com a finalidade de se obter maiores argumentos qualitativos e quantitativos foram utilizados vários sistemas de reforço em protótipos iguais permitindo assim um maior potencial de conhecimento sobre os tipos de reforços ao cisalhamento com sistemas de PRFC. Destaca-se que no estudo realizado em vigas com armadura transversal convencional reforçadas ao cisalhamento com PRFC foi analisada a diferença da posição de colagem externa das lâminas de reforço, sobre ou entre os estribos internos A literatura específica nada menciona sobre este assunto. Para o programa experimental os protótipos foram reunidos em cinco séries. A primeira série foi constituída por vigas com sistemas de reforços em laminados que foram embutidos na superfície do concreto. Para a segunda série foram utilizados protótipos reforçados com laminados inseridos e uma faixa adicional de laminado colada na região inferior das faces das vigas. A terceira série de vigas continha protótipos com sistemas de reforços com sistemas de laminados colados externamente nas laterais das vigas, na superfície do concreto e situavam-se em duas posições nas faces do concreto, entre ou sobre os estribos de aço internos. Na quarta série foram utilizados laminados em forma de L colados em três faces das vigas nas mesmas posições que a série anterior. Na última série foram analisados sistemas de reforços compostos por tiras de tecido dispostos a 900 e a 450. Os resultados obtidos nos ensaios foram interpretados, discutidos e avaliados. Estes resultados indicam a viabilidade das técnicas utilizadas em vigas de concreto armado que foram reforçadas ao cisalhamento com compósitos de fibras de carbono e mostraram que a técnica por inserção de laminados foi a mais eficaz. / Abstract: The present work studied the behavior of Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) composite used as strengthening and rehabilitating structural material in reinforced concrete (RC) beams submitted to shear stress. The current state of the knowledge related to this issue is presented, and different conceptual and design models for shear strengthening of RC beams with CFRP systems are also introduced. Four strengthening systems were studied in this research: laminated plates; L shaped plates; laminate plates embedded into the concrete; and strips of CFRP sheets. In order to supply stronger qualitative and quantitative arguments, and to build up potential knowledge on different types of CFRP systems for shear strengthening of RC beams, identical prototypes were used. The study was carried out in conventional RC beams, which were shear strengthened with CFRP plates. Different external bonding positions of the strengthening plates, either on or inside the internal steel stirrups were analyzed; an aspect that had not been mentioned in the specific literature before. The experimental program was composed of prototypes assembled into five series: 1) RC beams strengthened with laminated plates embedded into slits cut on the beam#s lateral concrete surface, either longitudinally or transversally; 2) Laminated plates embedded into slits cut on the concrete surface, and an additional laminated plate bonded along the lower side of the beams. 3) Laminated plates externally bonded on the side of the beam#s concrete surface, between or on the steel stirrups. 4) L shaped plates bonded on the concrete surface on three sides of the beams, in a similar fashion to the previous series. 5) Strips of CFRP sheets placed at 900 and 450. The results obtained in the tests are interpreted, discussed and evaluated. These results indicate that the techniques used in this study, to shear strengthen RC beams with CFRP, are viable. They also showed that CFRP laminated plates embedded into slits cut on the beam#s lateral surface (1) was the most effective technique.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2008 / Made available in DSpace on 2012-10-24T06:05:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 271609.pdf: 2149223 bytes, checksum: 6c547fe961d885fbf1efd2a594531256 (MD5) / Neste trabalho foram comparados procedimentos para dimensionamento de lajes lisas protendidas no estado limite de serviço para pavimentos com e sem balanços, comparando os resultados obtidos pelo processo do pórtico equivalente e pelo método dos elementos finitos através do programa computacional SAP 2000. Os exemplos incluíram o efeito da protensão como carregamento externo equivalente. Nos modelos numéricos foi feito um estudo da influência da modelagem dos apoios nos momentos fletores. A solução adotada foi a utilização de um carregamento equivalente, uniformemente distribuído, na região dos apoios, que forneceram resultados satisfatórios para análise dos pavimentos. Uma vez definido um modelo que forneceu resultados bons nos apoios, passou-se ao estudo do lançamento dos cabos de protensão no pavimento, utilizando diferentes traçados e concentrações de cabos. Desta maneira, buscou-se analisar o efeito do traçado em planta dos cabos e sua posterior influência na análise dos estados limites. Através dos estudos realizados ficou claro que o método dos pórticos equivalentes não consegue representar satisfatoriamente o comportamento em serviço da laje. Portanto, para o estudo dos Estados Limites de Serviço é necessário um modelo numérico mais apropriado principalmente na região dos apoios aonde existe elevadas concentrações de tensões.

Este trabalho avaliou os efeitos da inclusão de fibras de polipropileno, aleatoriamente distribuídas, sob condições de carregamento estático e dinâmico, sobre as propriedades de resistência e deformabilidade de um concreto compactado com rolo. Ensaios de compressão não-confinada, compressão triaxial, compressão diametral, módulo de resiliência e fadiga foram realizados em amostras com 0,5% em peso de fibras de 24 mm de comprimento e 0,021 mm de diâmetro, com o objetivo de avaliar o potencial aumento de resistência e ductilidade, bem como a possível redução do índice de fragilidade devido à inserção das fibras. Além disto, foi também avaliada a influência da granulometria da matriz solo-brita, no tocante à modificação das propriedades mecânicas do material quando da inclusão de fibras em materiais com uma mesma matriz granulométrica fina, mas com a retirada das porções de fração grosseira. Os resultados dos ensaios indicaram que a inclusão de fibras provocou ganhos na resistência a compressão e no comportamento relacionado a fadiga, reduções da rigidez inicial, do módulo de resiliência e do índice de fragilidade, sendo estas modificações de comportamento mais efetivas quanto mais fina a granulometria da matriz.

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

O objetivo deste trabalho é desenvolver um modelo computacional, baseado no método dos elementos finitos, para o estudo de peças de concreto armado e protendido submetidas a estados planos de tensão. O estudo abrange situações de carga de curta e longa duração, onde consideram-se fluência e retração do concreto e relaxação do aço. São utilizados modelos constitutivos elasto-viscoplásticos para descrever o comportamento dos materiais. Implementou-se um modelo de camadas superpostas para melhor representar o comportamento do concreto, onde o material é composto de diversas camadas que sofrem a mesma deformação. Cada camada possui diferentes características materiais e a tensão total é obtida pela soma das diferentes contribuições de cada camada. Para a fissuração da concreto, utilizou-se um modelo de fissuras distribuídas, que leva em conta a contribuição do concreto entre fissuras. Tanto a amadura passiva como a de pratensão são introduzidas no modelo como uma linha de material mais rígido dentro do elemento de concreto. Os deslocamentos ao longo da armadura são referenciados aos deslocamentos nodais do elemento de concreto. Deste modo, obtém-se uma matriz de rigidez para a armadura com as mesmas dimensões que a matriz de rigidez do elemento de concreto, A matriz de rigidez do elemento concreto-aço é a soma das duas matrizes. Considera-se aderência perfeita entre o concreto e o aço. Os resultados obtidos com esse programa computacionai são comparados com valores experimentais disponíveis. / The purpose of this work is to develop a computational model, based on the Einite element method, for the study of reinforced and prestessed concrete structures under plane stress states. The study comprehends short and long-term loading situations, where creep and shrinkage in concrete and steel relaxation are considered. Elasto-viscoplastic constitutive models are used to describe the behavior of the materiais. An overlay model is included to better represent the concrete behavior, where the material is composed by several layers which have the same deformation. Each layer has different material properties and the total stress is obtained by the sum of the different contributions of each one. A smeared crack model is used for the cracking of concrete, which considers the contribution of concrete between cracks. The passive reinforcement as well as the prestressing one are inserted in the model as a stiffer material line inside the concrete element. The displacements along the reinforcement are referred to the nodal displacements af the concrete element. So, a stiffness matrix for the reinforcement with the same dimensions of the stiffness matrix of the concrete element is obtained. The stiffness matrix of the reinforcement element is the sum of both above mentioned matrices. The bond between concrete and steel is assumed to be perf ect. The results obtained through this computational program are compared with available experimental values.

As estruturas de concreto armado existentes em regiões marítimas são fortemente atacadas por agentes agressivos, sendo os cloretos os causadores dos maiores danos quando atingem níveis críticos, afetando de forma significativa a vida útil do concreto. Nos últimos anos a comunidade científica vem realizando pesquisas relativas à penetração de cloretos e suas conseqüências, sendo a maioria desenvolvida em laboratórios. Em ambiente natural, no Brasil, foram realizadas pesquisas nas regiões Nordeste e Sul, mais especificamente no Rio Grande do Sul na cidade de Rio Grande. O litoral Norte do Rio Grande do Sul possui condições climáticas diversas em relação ao litoral Sul, apresentando municípios com significativo incremento na indústria da construção civil, justificando assim o desenvolvimento do estudo nesta região. Esta pesquisa tem por objetivo estudar a influência do tipo de cimento utilizado, do uso de adições de sílica ativa da relação água/aglomerante em relação à penetração de cloretos nas estruturas de concreto em ambiente natural. Foi analisado, também, o distanciamento da estrutura de concreto em relação ao mar e as condições ambientais do local, tais como direção dos ventos predominantes e umidade relativa. Para fundamentar a pesquisa, foram realizados ensaios químicos para determinar o teor de cloretos nas amostras retiradas dos corpos-de-prova colocados em Tramandaí a três distâncias do mar (50, 150 e 800 m) e junto a Lagoa Tramandaí (1800 m em relação ao mar), em Imbé, a diversas profundidades (superficial, 5, 15 e 25 mm). Os resultados indicam que quanto menor a relação água/aglomerante e maior o distanciamento em relação ao mar, menor o teor de cloretos que ingressam nas estruturas de concreto, sendo que a 800 m da orla marítima essa agressividade não é significativa. Concretos com as faces posicionadas a nordeste foram as que apresentaram maior penetração de cloretos. O uso de cimento CP V-ARI com adição de sílica ativa proporciona uma maior concentração superficial de cloretos no concreto, porém, um menor ingresso em seu interior. Nesta pesquisa, nenhum concreto atingiu o teor crítico de cloretos (0,15%) para o ambiente de atmosfera marítima onde foram expostos. / The reinforced concrete structures existing in maritime regions are heavily attacked by aggressive agents, with chlorides those who cause more damage when they reach critical levels, significantly affecting the life of the concrete. In recent years the scientific community is conducting research on the penetration of chlorides and their consequences, mostly developed in laboratories. In the natural environment, in Brazil, were searched in the Northeast and South, more specifically in Rio Grande do Sul in Rio Grande. The northern coast of Rio Grande do Sul has different climatic conditions over the south coast, with municipalities with a significant increase in the construction industry, thereby justifying the development of the study in this region. This research aims to study the influence of cement type, the use of additions of silica fume of the water / binder for the penetration of chlorides in the concrete structures in the natural environment. We also analyzed the distance of the concrete structure from the sea and the environmental conditions of the site, such as direction of prevailing winds and relative humidity. In support of this research, we conducted chemical tests to determine the chloride content in the samples of soils-proof Tramandaí placed in the three distances from the sea (50, 150 and 800 m) and along the lagoon Tramandaí (1800 m above the sea), in Imbé at various depths (surface, 5, 15 and 25 mm). The results indicate that the lower the water / binder and the greater the distance from the sea, the smaller the amount of chlorides entering the concrete structures, and 800 meters from the seafront this aggression is not significant. Concrete with faces positioned northeast showed the highest penetration of chlorides. The use of cement CP V-ARI with the addition of silica fume provides greater surface concentration of chlorides in concrete, however, a lower entry inside. In this study, no case has reached the critical content of chloride (0.15%) to the environment of maritime atmosphere where they were exposed.

VIEIRA, M. M. Estudo experimental de vigas de concreto armado reforçadas à flexão com polímero reforçado com fibra de carbono. 2014. 222 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Estruturas e Construção Civil) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-04-08T18:41:36Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_mmvieira.pdf: 8805056 bytes, checksum: 0a76fc058c11e9bfb11be810ad9f2765 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-04-22T13:34:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_mmvieira.pdf: 8805056 bytes, checksum: 0a76fc058c11e9bfb11be810ad9f2765 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-22T13:34:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_mmvieira.pdf: 8805056 bytes, checksum: 0a76fc058c11e9bfb11be810ad9f2765 (MD5) Previous issue date: 2014-05-30 / The reinforced concrete structures, when properly designed and performed, have prolonged its life. However, the lack of proper maintenance, acting loads greater than the design ones, pathological manifestations due to aggressive environment and accidents can impair the performance of the structure requiring the need for repair or structural strengthening. The technique of structural strengthening with application of carbon fiber reinforced polymer (CFRP), bonded externally to the reinforced concrete has advantages such as fast execution, which added to the characteristics of the composite as a high modulus of elasticity make wide its use. The aim of this study is to analyze through an experimental program the structural behavior of reinforced concrete beams strengthened in bending with CFRP. The methodology used was the production of three groups of five RC beams each one, with the same dimension of rectangular cross section, for bending test. The first group of beams was called VA. The second and third groups, called VB and VC and had different ratio of reinforcement. In each group of five beams, one beam was not strengthened (reference beam) and the remaining beams were strengthened with two, three, four and five layers of carbon fiber. The experimental results indicate the efficiency of strengthening, noting an increase in stiffness in all strengthened beams. The increase of load capacity was also observed in all groups of beams varying between 9,11% and 16,69%, 55,14% and 86,83%, 89,46% and 126,18%, of the beams of group VA, VB and VC, respectively in relation to the reference beam of each group. Of the carried through study was observed the excellent performance of strengthening in bending with carbon fiber especially in beams with the lowest ratios of reinforcement (group C), besides gathering a lot of information that can be useful for design criteria of the recovered and strengthened structures. / As estruturas de concreto armado, quando convenientemente projetadas e executadas têm sua vida útil prolongada, porém, a falta de manutenção adequada, as solicitações de cargas superiores às de projeto, as manifestações patológicas devido ao meio ambiente agressivo e a ocorrência de acidentes podem comprometer o desempenho da estrutura exigindo a necessidade de uma recuperação ou reforço estrutural. A técnica de reforço estrutural com a aplicação de polímeros reforçados com fibra de carbono (PRFC) colados externamente a peças de concreto armado apresenta vantagens como a rápida execução que, somada a características do compósito como alto módulo de elasticidade fazem largo o seu uso. O objetivo desse trabalho é analisar através de um programa experimental o comportamento estrutural de vigas de concreto armado reforçadas à flexão com PRFC. A metodologia utilizada foi a produção de três grupos de vigas de concreto armado, com a mesma dimensão de seção transversal retangular para ensaio à flexão. O primeiro grupo, denominado grupo VA, foi dimensionado com seção normalmente armada. O segundo e terceiro grupo de vigas, aqui denominados grupo VB e grupo VC, respectivamente, foram dimensionados com seção subarmada, com taxas de armaduras distintas. Cada grupo possuía cinco vigas, sendo que, uma viga não foi reforçada (de referência) e as demais vigas foram reforçadas com duas, três, quatro e cinco camadas de fibra de carbono. Os ensaios experimentais comprovaram a eficiência do reforço, constatando-se um aumento de rigidez de todas as vigas reforçadas. Observou-se também o aumento da capacidade resistente em todos os grupos de vigas, variando entre 9,11% e 16,69%, 55,14% e 86,83%, 89,46% e 126,18%, das vigas dos grupos VA, VB e VC, respectivamente, em relação à viga de referência de cada grupo. O estudo demonstrou o excelente desempenho do reforço à flexão com fibra de carbono, especialmente nas vigas com menores taxas de armadura (grupo VC), além de reunir uma série de informações que podem ser úteis para critérios de projeto de estruturas recuperadas e reforçadas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-11-21T03:19:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348634.pdf: 2548378 bytes, checksum: 7eace42c6190dac1440e76cf1d8e8aa3 (MD5) Previous issue date: 2017 / A opção pela execução de edificações altas está em destaque no Brasil, especialmente no litoral do estado de Santa Catarina. Nestes empreendimentos imobiliários, normalmente, ocorre a utilização de elevados volumes de concreto, principalmente nos grandes blocos de fundação. O material empregado nestes elementos estruturais pode ser caracterizado como concreto massa onde a ocorrência de tensões térmicas que podem levar à fissuração das peças deve ser evitada. Dentre as possibilidades para reduzir a geração de calor no concreto, destaca-se a redução do consumo de cimento através da substituição deste ligante por altos volumes de cinza volante. Concretos com esta configuração são denominados de concretos com elevados teores de cinza volante, onde a substituição do cimento ocorre em torno de 50%. Outra característica comumente presente nos grandes blocos de fundação é o alto consumo de aço e, consequentemente, a maior dificuldade no processo de adensamento do concreto. Em vista disso, a utilização do concreto autoadensável (CAA) apresenta benefícios neste tipo de processo construtivo. Sendo assim, no presente estudo, buscou-se vincular os pontos positivos de ambos os concretos para desenvolvimento e avaliação de CAAs com elevados teores de cinza volante, para aplicação em grandes blocos de fundação. Para tanto, foram desenvolvidos CAAs com teores de 0 (referência), 40%, 50% e 60% de cinza volante substituindo o cimento. Além disso, três amostras de cinza volante foram utilizadas com propriedades distintas entre si, como a procedência e a distribuição granulométrica. Deste modo, avaliou-se o desempenho dos CAAs quanto aos parâmetros de autoadensabilidade, elevação adiabática de temperatura, resistência à compressão e módulo de elasticidade. No estado fresco, a substituição de cimento por elevados teores de cinza volante, especialmente 50% e 60%, influenciou nos parâmetros de autoadensabilidade. Além do mais, cada cinza volante influenciou de maneira distinta ou com diferente intensidade. A utilização de elevados teores de cinza volante nos CAAs reduziu a elevação adiabática de temperatura. Para uma mesma cinza volante, esta redução foi mais significativa para o teor de 60% de substituição do cimento. No estado endurecido, para todas as cinzas avaliadas, a substituição do cimento resultou na redução da resistência à compressão. Estas reduções foram mais elevadas quanto maior o teor de substituição do cimento. Entretanto, os CAAs apresentaram acréscimos nos valores de resistência à compressão em função do aumento da idade de cura, de 28 para 91 dias. Estes acréscimos foram tanto maiores quanto maior o teor de cinza volante utilizado, independentemente da cinza volante avaliada. Em relação ao módulo de elasticidade, o comportamento dos CAAs foi semelhante ao verificado na resistência à compressão, porém com reduções menos expressivas devido à substituição do cimento pelas cinzas volantes. Este fato indicou que a matriz cimentícia teve maior influência na resistência à compressão. Dos três tipos de cinza volante avaliados, aquela de granulometria mais fina apresentou o melhor desempenho, tanto no estado fresco quanto no estado endurecido dos CAAs. Considerando que, a redução na elevação da temperatura foi comprovada e, os valores de resistência à compressão dos CAAs excederam 40 MPa, aos 91 dias, concluiu-se que é possível utilizar CAAs com elevados teores de cinza volante em grandes blocos de fundação. No entanto, esta configuração de CAA não dispensa a avaliação prévia dos parâmetros de autoadensabilidade. / Abstract : The option for the high buildings execution is highlighted in Brazil, especially in the coast of Santa Catarina state. In these real estate developments, usually, the use of high volumes of concrete occurs, mainly in the great pile caps. The material used in these structural elements can be characterized as mass concrete where the occurrence of thermal stresses that could lead to cracking should be avoided. Among the possibilities to reduce the heat generation in the concrete, the reduction of the cement content by the substitution of this binder by high volumes of fly ash stands out. Concretes with this configuration are called high-volume fly ash concrete, where cement replacement takes place around 50%. Another feature commonly found in large pile caps is the high steel consumption and, consequently, the greater difficulty in the concrete consolidation. In view of this, the use of SCC (self-compacting concrete) has benefits in this type of construction process. Therefore, in the present study, it was tried to link the positive points of both concretes for the development and evaluation of SCC with high fly ash contents, for application in large pile caps. Therefore, SCC were developed with 0 (reference), 40%, 50% and 60% fly ash replacing the cement. In addition, three fly ash samples were used with different properties, such as the origin and particle size distribution. In this way, the SCC performance was evaluated for parameters of workability, adiabatic temperature rise, compressive strength and modulus of elasticity. In the fresh state, the replacement of cement by high levels of fly ash, especially 50% and 60%, influenced the workability parameters. Moreover, each fly ash influenced in a different way or with different intensity. The use of high fly ash content in SCC reduced adiabatic temperature elevation. For the same fly ash, this reduction was more significant for the 60% cement substitution content. In the hardened state, for all the ashes evaluated, cement replacement resulted in a compressive strength reduction. These reductions were greater the higher the cement replacement content. However, SCC showed increases in compressive strength values due to the increase in the age of cure, from 28 to 91 days. These increases were larger the higher the fly ash content, regardless of fly ash evaluated. Regarding the modulus of elasticity, the behavior of SCC was similar to that observed in the compressive strength, but with less expressive reductions due to the replacement of cement by fly ash. This fact indicated that the cementitious matrix had greater influence on the compressive strength. Among the three fly ash types evaluated, the one with the finest particle size distribution presented the best performance, both in the fresh and hardened state of SCC. Whereas, the reduction in temperature rise was proven and, the values of compressive strength of SCC exceeded 40 MPa, at 91 days, it was concluded that it is possible to use SCC with high levels of fly ash in large pile caps. However, this configuration of SCC does not exempt the previous evaluation of the parameters of workability.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:35:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 320600.pdf: 20818334 bytes, checksum: ba284d99b75fcd9abb5649b1392eb911 (MD5) Previous issue date: 2013 / O objetivo principal desta pesquisa é avaliar a ação dos aditivos para a elaboração das misturas asfálticas mornas no módulo complexo e na fadiga. A distribuição granulométrica que compõe o esqueleto mineral é uma curva granulométrica densa. O procedimento de avaliação de misturas asfálticas nesta pesquisa esta baseada na formulação e normalização francesa, por causa de considerar esta metodologia mais próxima do que realmente acontece no campo. Os critérios normativos franceses são derivados de muitos anos de pesquisa tanto em campo como em laboratório, o que permitiu estabelecer uma estreita relação laboratório/campo, não existente em outras metodologias. O intuito desta pesquisa baseasse no estudo das misturas asfálticas mornas com o uso dos aditivos REDISET, CECABASE RT e ZEÓLITAS comparados com uma mistura padrão com CAP 50/70 mediante a realização dos ensaios da metodologia francesa: Duriez a 18?C (com e sem imersão na água) que estuda o comportamento na água da mistura asfáltica, Prensa de Compactação por Cisalhamento Giratório (PCG) que estuda a habilidade á compactação, Ornierage que estuda a resistência à formação de trilha de roda ou deformação permanente da mistura asfáltica, ensaio de Módulo Complexo que estuda o comportamento reológico e finalmente o ensaio de Fadiga que estuda o comportamento mecânico para avaliar a vida útil em número de ciclos. Finalmente, para que os resultados sejam analisados de uma maneira mais simples para o leitor, para cada mistura asfáltica analisada foi feito um dimensionamento hipotético que utiliza os princípios conceptivos franceses que abordam a sua vez o comportamento mecânico e reológico dentro das suas análises. Com este trabalho pode-se quantificar o nível de afetação da mistura pelo uso dos aditivos, para a produção de misturas asfálticas mornas. Estes resultados são facilmente apreciados no dimensionamento hipotético, onde são evidenciadas as diferenças entre as espessuras com o uso dos mesmos parâmetros de base. <br> / Abstract : The main aim of this research is to evaluate the action of aditives in the formulation of warm mix asphalts in the complex modulus and fatigue. The dense aggregate gradation is calculated by using Talbot's Equation. The rheological and mechanical analyses regarding the asphalt mixes are based on the French methodology, which was chosen by its well defined and narrow field/laboratory relation, not established yet by other methodologies. They were used aditives such as REDISET, CECABASE RT and ZEOLITES, which had their results compared with a conventional asphalt mix dosed with asphalt binder CAP 50/70. For proceeding the analyses mentioned, the following tests were made: Duriez at 18ºC (with and without immersion in water), to verify the water resistance; Giratory Compacting Shear Press, for checking the mechanical behavior during the application of compacting efforts; Rutting test, to verify the permanent deformation resistance; Complex Modulus, to determine the rheological behavior evolution of the mixes; and Fatigue test, to attest the resistance to rupture along the application of the loading cycles. Furthermore, it was realized a series of hipothetical design cases, also based on the French methodology, inserting the fundamental data obtained during the experimental campaign, principally those from Complex Modulus and Fatigue tests. By these analyses it is possible to identify the level of influence concerning each kind of aditive used in the warm mix asphalt formulations. These results are easily appreciated in the hipothetical design procedures, in which they are emphasized the differences regarding the asphalt layer thicknesses in conditions of same pavement infrastructure.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:08:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 323441.pdf: 7077436 bytes, checksum: 2596def19711bf2bd5552a912907dc8b (MD5) Previous issue date: 2013 / A pesquisa tem por objetivo principal estudar o comportamento mecânico das misturas de concreto asfáltico com aplicação dos aditivos poliméricos PR PLAST S (base plastômero) e PR FLEX 20 (junção de plastômeros e elastômeros). São formuladas três misturas para a camada superficial e estrutural do pavimento: a mistura Béton Bitumineux Mince classe 3 (BBM-3), com adição de PR FLEX 20 (destinada às camadas superficiais sem função estrututal); a mistura Béton Bitumeneux Módule Elevé classe 2 (BBME-2), com adição de PR PLAST S (destinada às camadas superficiais com função estrutural); e a mistura convencional Grave Betume classe 4 (GB-4), para camada estrutural. Nesta pesquisa, utiliza-se o ligante convencional CAP 50/70. Os ensaios laboratoriais realizados de acordo com a metodologia francesa de formulação de misturas de concreto asfálticos são: PCG (Prensa de Compactação por Cisalhamento Giratória), Duriez, Deformação Permanente, Módulo Complexo e Fadiga. Os dois últimos ensaios são realizados à flexão alternada de dois pontos e modo contínuo no domínio frequencial, mais conhecidos como ensaios fundamentais, pois fornecem os parâmetros intrínsecos utilizados no projeto de dimensionamento. O dimensionamento hipotético da estrutura do pavimento é realizado por meio do software Viscoroute, que leva em conta o modelo reológico e de comportamento viscoelástico de Huet-Sayegh. Após a análise dos resultados, chegou-se às seguintes conclusões: na avaliação de compacidade, as misturas modificadas aumentaram a resistência à compactação e consequentemente aumentaram a viscosidade; quanto à avaliação da ação deletéria da água e do afundamento de trilha de roda, todas as misturas apresentaram resultados satisfatórios, pois atendem aos limites especificados; no entanto, a mistura com PR PLAST S apresenta menor afundamento de trilha de roda; no ensaio de Módulo Complexo, foi constatado que em todas as misturas analisadas, os maiores valores do módulo imaginário ocorreram na temperatura de 20°C, indicando situação mais crítica para o ensaio de Fadiga. Concluiu-se também que as misturas BBME-2 e BBM-3 são mais viscosas e suscetíveis que a mistura GB-4. Já no ensaio de Fadiga, a mistura BBME-3 apresentou maior valor de deformação para um milhão de ciclos. Portanto, a adição do PR-PLAST S melhora a característica em relação à Fadiga. <br> / Abstract : The main objetive of this research effort is to study the mechanical behavior of asphalt concrete mixtures applying the polymeric additives PR PLAST S (plastomer base) and PR FLEX 20 (plastomers and elastomers juction). Three mixtures are formulated for the surface layer of the pavement structure: Béton Bitumineux Mince mix class 3 (BBM-3) with the addition of PR FLEX 2; Béton Bitumeneux Módule Elevé mix class 2 (BBME-2) with the addition of PR PLAST S (intended for surface layers with structural purposes) and a conventional mixture of Grave Betume class 4 (GB-4) for the structural layer. In this study, the conventional binder 50/70 is used. The laboratory trials performed according to the French methodology for asphalt concrete formulation are: Gyratory Shear Press, Duriez, Permanent Deformation, Complex Modulus and Fatigue. The last two tests are performed with two-point bending and continuous modulus in the frequential domain, also known as fundamental tests as they provide the intrinsic parameters used in the pavement design. The hypothetical design of the pavement structure is performed using the software Viscoroute, which takes into account the model of rheological and viscoelastic behavior from Huet-Sayegh. After analyzing the results, the following conclusions were reached: In the evaluation of compactness, the modified mixtures increased its resistance to compression, and thus increased viscosity. As for the evaluation of the deleterious action of water and wheel track rutting, all mixtures presented satisfactory results as they meet the specified limits; however, the mixture with PR PLAST S presents lower levels of wheel track rutting; in the complex modulus trial, it was concluded that in all the analyzed mixtures the highest values of imaginary modulus are found in the temperature of 20°C, indicating the most critical situation for the fatigue test. It was also concluded that the mixtures BBME-2 and BBM-3 are more viscous and susceptible than the GB-4 mixture. In the fatigue test, the BBME-3 mixture presented a higher deformation value for each million cycles, thus adding the PR-PLAST S improves the fatigue characteristics.