O concreto de elevado desempenho (CED) é aquele que atende aos requisitos de durabilidade e de resistência mecânica da construção, produzido a partir de materiais selecionados, com equipamentos eficientes e procedimentos controlados. Desenvolveu-se, assim, um estudo experimental, tendo como objetivo principal analisar e estabelecer correlações a partir de propriedades mecânicas e de durabilidade com a microestrutura da matriz. Para tanto, considera-se: a) emprego de agregados da região de São Carlos SP, analisando as suas características fundamentais; b) o emprego de cimentos Portland CP II E 32, CP V ARI Plus e CP V ARI RS em conformidade com ABNT, estabelecendo uma sinergia com os outros materiais envolvidos; c) o estabelecimento de dosagens buscando uma maior compacidade; d) a relação entre os constituintes, correlacionando-os com as formas produtivas e características de aplicações; e) o acompanhamento do desenvolvimento da hidratação e da microestrutura das composições estabelecidas e da influência adição da sílica ativa na matriz como um todo. A análise da microestrutura fundamentou-se em ensaios de poro simetria por intrusão de mercúrio, poro simetria por adsorção de gás nitrogênio, microscopia eletrônica de varredura, termogravimetria e difração de raio-X. Os resultados indicam que a sílica ativa tem forte influência na qualidade dos concretos de alto desempenho, principalmente quando em associação com escória de alto fomo, indicando a possibilidade de se produzir concretos duráveis. Da mesma forma, os resultados mecânicos sugerem excelentes perspectivas na produção do CED, com altas resistências à compressão, na faixa de até 110MPa, à tração na flexão da ordem de 10MPa e resistência à abrasão cerca de 40% superior a dos concretos convencionais. / High performance concrete (HPC) is concrete that meets the requisites of hardness and mechanical strength of construction applications, and is produced with selected materiaIs, efficient equipment and controlled procedures. An experimental study was carried out with the main purpose of analyzing and establishing correlations based on mechanical properties and durability of the matrix\'s microstructure. To this end, the following factors were taken into consideration: a) the use of aggregates available in the region of São Carlos, SP, analyzing their fundamental characteristics; b) the use of Portland CP II E 32, CP V AR! Plus and CP V AR! RS cements according to the ABNT code, establishing a synergy with the other materiais involved; c) the establishment of dosages in the search for greater compactness; d) the relation among the constituents, correlating them with the forms of production and characteristics of application; e) follow-up of the development of hydration and of the microstructures of the compositions established, and the influence of the addition of active silica in the matrix as a whole. The microstructural analysis was based on tests of porosity by mercury intrusion, porosity by adsorption of nitrogen gas, scanning electron microscopy, thermogravimetry and X-ray diffraction. The results indicate that active silica exerts a strong influence on the quality of high performance concretes, particularly when associated with slag, indicating the possibility of producing durable concretes. Similarly, the mechanical findings suggest excellent prospects for HPC production, with high compressive strength in the range of up to 110MPa, flexural strength in the order of 10MPa, and abrasive strength approximately 40% superior to that of conventional concretes.

A reciclagem de misturas asfálticas usando técnicas de misturas mornas atende às exigências da sustentabilidade, limitando o consumo de energia e de novos materiais. A reciclagem de revestimentos asfálticos fresados (RAP) é praticada há mais de 40 anos, por meio de usinagem a quente do RAP adicionado a agregados e ligante novos. Todavia, o uso de elevadas taxas de RAP (acima de 25% no total), é um grande desafio até o presente, pois limita a perda de durabilidade da mistura asfáltica final. O RAP contém ligante asfáltico envelhecido aderido aos agregados, porém uma parte desse ligante pode ser remobilizada durante a reciclagem pelo aumento da temperatura no processo de usinagem. Esta tese busca compreender o processo de remobilização do ligante envelhecido durante a reciclagem do RAP e as consequências da magnitude de temperatura empregada no processo de reaquecimento deste material envelhecido. Atualmente, tem-se buscado o uso da tecnologia de usinagem morna, permitindo a redução de temperatura total no processo de fabricação. Um dos problemas possíveis da combinação das técnicas reciclagem morna é a ocorrência do fenômeno de recobrimento duplo, que pode impactar na reologia do novo material: o ligante do RAP e o ligante novo não se misturariam totalmente, devido à redução das temperaturas de fabricação, formando camadas superpostas. Este fenômeno seria a causa de disfuncionamentos mecânicos da mistura asfáltica final. Questiona-se então a qualidade do recobrimento dos agregados do RAP, já recobertos, e a falta de um meio de caracterização para a observação da interface. Neste estudo, a qualidade do recobrimento do RAP foi avaliada em escala microscópica e macroscópica. No nível microscópico, foi proposto o uso de uma ferramenta de micro-espectroscopia infravermelha para avaliar a interface entre o RAP e o ligante novo, e seguir a distribuição espacial desses dois componentes na mistura asfáltica. Para tanto, foi realizado um desenvolvimento experimental detalhado que permitisse o uso de um acessório de imagem infravermelha em misturas asfálticas recicladas. Graças à indentificação prévia de marcadores internos, foi possível acompanhar a mobilização parcial do ligante envelhecido do RAP. Em paralelo, no nível macroscópico, foi desenvolvido um protocolo de ensaio com o objetivo de avaliar a durabilidade das misturas asfálticas recicladas com taxas elevadas de RAP (50%), com o objetivo princial de compreender se há benefícios nas propriedades mecânicas de misturas mornas recicladas. O ensaio de fadiga é um dos ensaios que permitem melhor avaliar e comparar diferentes misturas asfálticas para comporem uma camada de pavimento. Porém, este ensaio não pode ser diretamente transposto à previsibilidade de campo por ter restrições, tais como o ligante das amostras ensaiadas não teve tempo de envelhecer; e as misturas asfálticas, dependendo da quantidade de RAP e da temperatura de usinagem, podem envelhecer em velocidades diferentes em campo. No presente trabalho, foi proposta a adição de uma etapa de envelhecimento previamente aos ensaios mecânicos. Foi suposto que o comportamento real do material estaria situado entre o do material não envelhecido e do envelhecido. Os principais resultados mostram que uma mistura reciclada morna apresenta resultados satisfatórios de comportamento mecânico que atestam seu uso como camada de revestimento asfáltico, exceto que ela tem a tendência de ser mais sensível à fadiga que uma mistura com a mesma composição de agregados e de teor de ligante, fabricada a quente ou morna, mas sem a adição de RAP. / Le recyclage des enrobés bitumineux fabriqués selon un procédé tiède répond aux exigences du développement durable: il limite lapport de matériaux neufs, permet la gestion des déchets et réduit la consommation d\'énergie. Le recyclage des enrobés date des années 70 ; ce qui a changé depuis, cest la volonté de pérenniser le recyclage à fort taux, définit ici à plus de 25% dagrégats denrobés (AE). Les AE contiennent une part de bitume qui est valorisable pour ses propriétés viscoélastiques de liant hydrocarboné. Il est ainsi recherché une mobilisation de ce liant vieilli dans le processus de recyclage. Lun des problèmes suspectés lors du couplage recyclage/procédé tiède est le phénomène de double enrobage pouvant impacter la rhéologie du nouveau matériau: le liant de lAE et le liant dapport ne se mélangeraient pas totalement du fait de labaissement des températures de fabrication et formeraient des couches superposées. Ce phénomène serait la cause de dysfonctionnements mécaniques au niveau de lenrobé. Il se pose donc la question de la qualité de lenrobage de surfaces granulaires déjà enrobées et du manque de moyens de caractérisation pour lobservation in situ de linterface. Dans ce travail de thèse, la qualité denrobage des agrégats denrobés par un liant dapport a été évaluée à léchelle microscopique et macroscopique. Au niveau microscopique, il a été proposé dutiliser un outil de micro-spectroscopie infrarouge pour évaluer in situ la qualité dinterface entre lAE et le liant dapport et suivre la répartition spatiale de ces deux composants au sein denrobés de laboratoire. Cela a nécessité un important développement expérimental afin de pouvoir appliquer un accessoire dimagerie infrarouge aux mélanges complexes que sont les formules denrobés bitumineux constitués de différentes fractions granulaires et de liant bitumineux. Il a ainsi été possible, grâce à lidentification préalable de traceurs internes, de suivre la remobilisation partielle du liant vieilli de lAE. En parallèle, au niveau macroscopique, un protocole dessai a été développé afin dévaluer la durabilité des enrobés contenant des forts taux dAE (50%), notamment des enrobés fabriqués selon un procédé tiède. Lessai actuel de fatigue est lun des essais qui permet le mieux dévaluer la durée de vie dune couche de chaussée. Mais cet essai accéléré est biaisé car le bitume des échantillons testés na pas eu le temps de vieillir comme cest le cas sur une vraie chaussée. Dans ce travail, il a donc été proposé dajouter une étape de vieillissement du matériau avant les essais de fatigue, dorniérage, de tenue à leau et de module complexe. Il est supposé que le comportement réel du matériau se situerait entre celui du matériau non vieilli et celui du matériau vieilli. Les principaux résultats obtenus montrent qu\'un enrobé tiède contenant un taux élevé dAE présentent de bonnes performances mécaniques excepté quil a tendance à être plus sensible à la fatigue quune même formulation de matériau fabriqué à chaud ou selon un procédé tiède mais sans ajout AE.

O desenvolvimento de um concreto de alto desempenho aplicado a sistemas de processamento e armazenagem de alimentos em baixas temperaturas teve por objetivo atender às indústrias de alimentos no Brasil que se utilizam da tecnologia do frio em seu processo industrial. A hegemonia mundial do mercado de carnes é brasileira, sendo que nossas indústrias são responsáveis por 33% desse mercado. A ausência de estudos para aprimorar e tornar as plantas industriais mais duráveis e condizentes com a importância do setor foi determinante na delineação do tema desta tese. Desenvolveu-se um concreto de alto desempenho frente às possíveis situações em uma planta industrial: baixas temperaturas em ambientes secos e baixas temperaturas em ambientes sujeitos à umidade. A temperatura mínima a qual foram submetidos os concretos analisados foi de 35°C. O método de dosagem e as diretrizes calcadas no reforço da matriz da pasta de cimento e refinamento de poros mostraram-se como uma alternativa para vencer as agressividades causadas pelas baixas temperaturas ao concreto. Até então, estudos sugeriam um sistema de ar cujos vazios teriam diâmetros em torno de 250 µm espaçados com esta mesma distância entre eles e com conteúdo de 6±1% para a proteção de concretos expostos a baixas temperaturas. A produção de um concreto coeso, com teor de ar de 3,5%, poros com diâmetro médio de 0,02 µm e com área específica de 2,84m²/g, provaram ser duráveis quando expostos ao congelamento e a ciclos de gelo e degelo. O fator de durabilidade para esses concretos foi de 97%. Além da durabilidade, o projeto de dosagem contemplou o aspecto econômico, produzindo 1MPa com 7,8 kg de cimento por metro cúbico de concreto. Os resultados foram obtidos por meio de ensaios dinâmicos, microscopia eletrônica de varredura, porosimetria por intrusão de mercúrio, absorção de água por imersão, além dos ensaios mecânicos de resistência à compressão, à tração na flexão e módulo de elasticidade. / Brazil has rapidly emerged as one of the world\'s leading meat exporters, being responsible by 33% of this market. In face of that, a high performance concrete (HPC), that can be applied to storage and processing system buildings at low temperatures, has been developed with the aim of answering the needs of brazilian food manufacturers that use cooling technology during industrial process. The lack of studies to improve industrial plants and make them more durable was determinant to delineate this thesis subject. A high performance concrete was designed to resist to low temperatures at dry environments as well as at moist ones. Concrete was exposed to a target temperature of -35°C. The dosage method and the guidelines based on the strengthening of bulk cement and the porous refinement showed to be an alternative to overcome the aggressiveness caused by low temperatures to concrete. To this day, studies have suggested air voids systems to protect concrete from low temperature effects. According to them, the air voids should have about 250 µm of diameter, spaced from each other this same distance and with an air content of 6±1%. However, making a cohesive concrete, with 3,5% of air content and an average diameter porous of 0,02 µm with an specific surface of 2,84m²/g, resulted in a durable concrete, even when exposed to frost / thawing cycles. The durability factor of these concretes achieved 97%. Besides durability, the dosage design brought economical advantages, producing 1 MPa with 7,8 kg of cement per cubic meter of concrete. The results were obtained through dynamic tests, scanning electron microscopy, mercury intrusion porosimetry and water absorption by immersion. In addition, tests of compression, tension strength and elastic modulus were carried out.

O impacto do Homem sobre a Terra, desde a extração intensiva dos recursos da natureza, extinção das espécies, emissões para o ar e água, consumo de energia e água até as mudanças climáticas do planeta, exigem medidas de contenção e preservação do meio ambiente. O futuro da humanidade é questionado e algo deve ser feito. Nesse contexto surge o conceito de desenvolvimento sustentável. Responsável pelo consumo de 40 a 50% da matéria-prima mundial, 12% da água e 40% das emissões de gases de efeito estufa, a indústria da construção possui importante papel na mitigação dos efeitos nocivos para o meio ambiente e capacidade de atingir altos índices de sustentabilidade. Dentro do ciclo de vida de uma edificação, a fase de Operação/Uso provoca grandes consequências ao meio ambiente e oferece grandes oportunidades de redução dos efeitos adversos. Nessa fase as atividades de manutenção predial acabam por ter seu valor reconhecido. As diversas estratégias de manutenção, em especial a manutenção preventiva baseada em condição, colaboram efetivamente para a durabilidade, desempenho e função da edificação e seus sistemas prediais. Procedimentos de manutenção estão associados à baixa qualidade do ar. A manutenção de sistemas de ar condicionado tem especial destaque devido às consequências para a saúde, bem-estar e produtividade dos ocupantes do edifício. / Due to extensive extraction of natures resources, extinction of species, emission of gases into the atmosphere, water and power consumption, to climatic changes of the planet, mankinds impact on earth requires containment and preservation of the environment. The future of humanity is being questioned and something must be done. Responsible for the consumption of 40 to 50% of raw materials worldwide, 12% of water and 40% of emissions of gases into the atmosphere causing the greenhouse effect, the construction industry has an important role in alleviating the adverse impacts on the environment and the ability to achieve high sustainable levels. Within the lifecycle of a building, the phase of operation/use causes significant environmental consequences but also offers opportunities to alleviate adverse effects. In this phase, the value of building maintenance activities has been recognized. The various strategies for maintenance, principally preventive condition- based maintenance should collaborate effectively towards the durability, performance, function and systems of a building. Air-conditioning maintenance procedures are associated with poor air quality. The maintenance of air-conditioning systems has a special significance due to the effects on health, well-being and productivity of the occupants of the building.

Este trabalho apresenta um estudo sobre a confecção de concretos estruturais com baixo consumo de cimento Portland e avalia algumas das suas propriedades no estado fresco e endurecido, tanto em termos mecânicos como de durabilidade. O uso de concretos de baixo consumo de cimento Portland tem por objetivo possibilitar maior sustentabilidade da indústria da construção baseada no concreto, como maior longevidade de jazidas, reduções na emissão de \'CO IND.2\' e no consumo de energia e menores custos de transporte. Possibilita também diversas melhorias técnicas, como menor retração, fissuração e calor de hidratação. Com base em conceitos de empacotamento e dispersão de partículas, uso de adições minerais e fílers e escolha adequada dos materiais, obtiveram-se concretos com baixo consumo de cimento e alta resistência, com consumo relativo de materiais aglomerantes inferior a 5 kg/\'M POT.3\' para produzir 1 MPa de resistência à compressão. Avaliaram-se diversos parâmetros relacionados à durabilidade destes concretos com base em ensaios de absorção de água por imersão, absorção de água por capilaridade, permeabilidade, abrasão, carbonatação e potencial de corrosão. Os resultados obtidos indicam que os concretos de baixo consumo de cimento obtidos podem ter durabilidade comparável ou até superior a concretos usualmente considerados como de bom desempenho. Observou-se que a durabilidade é dependente do tipo de cimento empregado e que deve ser avaliada especificamente com relação ao tipo de ação agressiva a que o concreto estará exposto. / This dissertation presents a study on the development of structural concrete with low Portland cement consumption and evaluates some of its fresh and hardened properties, in mechanical and durability terms. The use of low concrete Portland cement consumption is intended to enable greater sustainability of the construction industry based on concrete, as increased longevity of deposits, reductions in \'CO IND.2\' emissions and energy consumption and lower transportation costs. It also allows several technical improvements, such as reduced shrinkage, cracking and hydration heat. Based on particle packaging and dispersion, use of mineral additives and fillers and appropriate choice of material, concrete with low cement content and high strength was obtained, with relative consumption of binder materials below 5 kg/\'M POT.3\' to produce 1 MPa compressive strength. Various durability parameters were evaluated based on tests such water absorption by immersion, water absorption by capillarity, permeability, abrasion, corrosion potential and carbonation. The results indicate that the low cement consumption concretes may have achieved comparable or superior durability to concrete usually regarded as good performance. It was observed that the durability is dependent on the type of cement used and that durability should be assessed specifically with regard to the type of aggressive action that the concrete will be exposed.

A durabilidade das estruturas de concreto armado deve ser alcançada, entre outros fatores, pela adequação do concreto frente ao meio ambiente para proteger as armaduras pelas características da camada de cobrimento. Assim, concretos precisam ser corretamente especificados no projeto estrutural e ter a sua qualidade controlada durante a produção e aplicação. Pela ABNT NBR 6118 (2007), os concretos passaram a ser especificados por classes de fck associadas a outras variáveis de dosagem e produção, como relação água/cimento máxima e consumo mínimo de cimento por metro cúbico. Mas, continuam invariavelmente controlados apenas por ensaios de abatimento no estado fresco e de resistência à compressão (fcj), para desforma ou verificação do fck (28 dias, nas obras comuns). Logo, a propriedade em uso para controlar indiretamente a resistência à carbonatação do concreto deveria ser o fcj, já que os concretos se diferenciam, de fato, é pelos materiais constituintes, método de dosagem e pela variabilidade de produção. Mas, na prática o controle da resistência à carbonatação dos concretos vem ocorrendo apenas pela especificação e aceitação do fck e uma das razões para isto pode ser a falta de métodos mais avançados para a predição de propriedades físicas mais complexas, como é a resistência à carbonatação. Assim, este trabalho visou contribuir para a evolução do controle tecnológico dessa propriedade em concretos estruturais, e o programa experimental teve por objetivos principais: testar o teor de ar no concreto fresco por quatro diferentes métodos, como variável auxiliar de controle; b) comparar três métodos acelerados de carbonatação; c) comparar área relativa e espessura de carbonatação, em seção diametral de corpos-de-prova cilíndricos de 10 cm x 20 cm, através de dois programas de análise de imagem e medida linear tradicional. Como concreto de estudo foi escolhido um da classe 30, pré-misturado e bombeável, de abatimento de 10 ± 2 cm, de relação água/cimento 0,60 e consumo de cimento igual a 300 kg/m³. Em uma dada central dosadora, foram então amostrados, aleatoriamente, as misturas de seis caminhões betoneira de 8 m³, produzidas em uma só data, de um dado lote de produção do citado concreto e para fornecimento a uma obra muito próxima. Cada mistura foi caracterizada no estado fresco, por oito diferentes propriedades e seguiu-se à moldagem de cilindros de 10 cm x 20 cm. A maior parte dos corpos-de-prova foi submetida à cura acelerada por imersão em tanque de água em temperatura amena (35 ± 5 °C), entre 1 e 3 dias, por adaptação do método A da ASTM C684, seguida de um resfriamento natural e cura a temperatura ambiente, no mesmo tanque, entre 3 e 7 dias. As propriedades no estado endurecido foram medidas a 8, 35, 63, 91 e 203 dias. As propriedades no estado fresco que melhor se relacionaram às medidas de carbonatação das seis misturas foram o teor de ar por método pressométrico e a medida de compactabilidade do concreto adensado, método adaptado da BS EN 12350-4 (2009). O teor de ar das misturas no estado fresco resultou com valor médio de 1,7% e mostrou correlações fortes e inversas com a resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral e com as medidas de profundidade de carbonatação. É recomendável prosseguir estudos sobre esse concreto, para elucidar as causas e os limites da correlação inversa, pois tanto podem ter resultado de efeitos do ar na interface pasta/agregados, quanto de sedimentação do concreto no estado plástico. A 203 dias, a espessura média de carbonatação pelos três métodos de envelhecimento acelerado resultou entre 4 e 5 mm, com coeficiente de variação entre 13% e 21% para oito dos nove grupos de doze corpos-de-prova (dois por mistura), no caso diferenciados pelo método de envelhecimento ou de medida da carbonatação. Por análise de variância para três fatores nessa idade, foram observadas equivalência entre as medidas de carbonatação, por dois dos métodos acelerados um de secagem contínua a 40°C em estufa ventilada e outro de um dia de exposição a CO2 (5% e U.R. 75%) alternado por 27 dias de secagem a 40°C em estufa ventilada, mas ambos não mostraram semelhança com o terceiro método, que foi de um dia de imersão em água alternada por 27 dias de secagem a 40°C em estufa ventilada. As medidas de carbonatação em corpos-de-prova submetidos a este terceiro método, envolvendo apenas imersão em água e secagem, resultaram com ótimo contraste com o indicador de fenolftaleína e foram as que mostraram maiores probabilidades de igualdade de médias, independente do método de medida. Espera-se que o prosseguimento de pesquisas com esses métodos possa trazer avanços no controle da resistência carbonatação de concretos, por valores médios ou característicos, e um melhor domínio tecnológico das variáveis de verificação da vida útil de projeto de armaduras e das estruturas em geral. / Durability of reinforced concrete structures should be obtained, among other factors, by adapting the concrete to the environment to protect the steel reinforcements depending on the characteristics of the cover layer. Therefore, concrete must be properly specified in the design structural and have its quality controlled during production and placing. After ABNT NBR 6118 (2007), concretes began to be specified according to fck classes in association with other mixture proportion and production variables, such as maximum water/cement ratio and minimum cement content per cubic meter. However, concretes are invariably controlled only through slump tests of fresh concrete and compressive strength tests (fcj) for stripping or assessment of fck (28 days, in common construction sites). As a result, the property in use to indirectly control concrete carbonation resistance should be fcj, since what actually differentiates the concretes are the constituent materials, the mix design and production variability. However, in practice, control of concrete carbonation resistance usually occurs through specification and acceptance of fck and one of the reasons for that may lie in the lack of more advanced methods to predict more complex physical properties, as in the case of carbonation resistance. Therefore, this study aimed to contribute to the evolution of technological control of this property in structural concrete and the experimental program had as its main goals: a) to test air content of fresh concrete by four different methods as auxiliary control variable; b) to compare three methods of accelerated carbonation; c) to compare relative area and carbonation thickness, in the diametral section of cylindrical specimens measuring 10 cm x 20 cm, through two image analysis softwares and traditional linear measurement. The concrete chosen for the purposes of this study was a class 30, ready mixed and pumped concrete, slump test of 10 ± 2 cm, water/cement ratio of 0.60 and cement content of 300 kg/m³. In a given batch plant, random samples were taken from the mixtures of six 8-m³ truck mixers that had been produced on the same date, from a given production batch of that concrete and for the supply of a nearby construction site. Each mixture was characterized in the fresh state, according to eight different properties, and then 10 cm x 20 cm cylinders were molded. Most specimens were submitted to accelerated curing by immersion in water tank at mild temperature (35 ± 5 °C), between 1 and 3 days, in an adaptation of method A of ASTM C684, followed by natural cooling and curing at room temperature, in the same tank, between 3 and 7 days. The properties in the hardened state were measured at 8, 35, 63, 91 and 203 days. The properties in the fresh state that best related to the carbonation measurements of the six samples were air content by the pressure method and compactability of compacted concrete, in a method adapted from BS EN 12350-4 (2009). Air content of the mixtures in the fresh state resulted in mean value of 1.7% and showed strong and inverse correlations with compressive strength, splitting tensile strength and with the measurements of carbonation depth. Further studies about this concrete are recommended to clarify the causes and limits of the inverse correlation, since they may result from effects of the air on the transition zone between paste and aggregates, or from concrete settlement in the fresh state. At 203 days, mean carbonation thickness in the three accelerated ageing methods resulted in between 4 and 5 mm, with coefficient of variation between 13% and 21% for eight out of nine groups of twelve specimens (two per mixture), which were differentiated according to the ageing method or the carbonation measurement. After an analysis of variance for three factors at this age, equivalences were observed in the carbonation measurements in two of the accelerated methods one of continuous drying at 40°C in ventilated oven and the other of one-day exposure to CO2 (5% and R.H. 75%) alternated with 27 days of drying at 40°C in ventilated oven, but neither showed similarity with the third method, which consisted in one-day water immersion alternated with 27 days of drying at 40°C in ventilated oven. Carbonation measurements in specimens submitted to the third method, involving only water immersion and drying, resulted in optimum contrast with the phenolphthalein indicator and showed higher probabilities of equality of means, regardless of the measurement method. It is expected that further research about these methods can bring advances in the control of concrete carbonation resistance, by mean or characteristic values, and better technological knowledge of the variables in verifying the design service life of steel reinforcement and structures in general.

Este trabalho teve como objetivo analisar o comportamento do concreto leve com pérolas de poliestireno expandido (expanded polystyrene – EPS), para posterior utilização em estruturas pré-moldadas constituídas, por exemplo, por painéis de paredes e lajes sujeitas a ações mecânicas. Também foram considerados parâmetros de durabilidade e mecanismos de redução da porosidade. Dentre um universo de solicitações a que as estruturas de concreto leve podem estar submetidas, analisaram-se, para diferentes dosagens: resistência à compressão axial, módulo de elasticidade, absorção de água, resistência à tração na compressão diametral e na flexão. Foram incorporadas pérolas de EPS como componente para proporcionar redução do peso do concreto. Esse concreto leve pode, também, conter sílica ativa para reduzir a porosidade e melhorar a durabilidade das estruturas confeccionadas com esse material. As dosagens de concreto leve com EPS estudadas foram compostas basicamente por: cimento CPV-ARI, agregado miúdo (areia), pérolas de EPS, água e aditivo superplastificante. Ao final da pesquisa, após análise de 45 misturas, observaram-se ganhos de desempenho mecânico com a adição de sílica ativa, adição de fibras de aço, ajuste na granulometria do agregado miúdo e redução do teor de EPS nas misturas, obtendo-se resistência à compressão na ordem de 16 MPa e massa aparente de 1370 kg/m³, com fator de equivalência (FE) correspondente ou superior ao de um concreto convencional de 20 MPa e 2400 kg/m³. Deve-se ressaltar que o emprego de EPS no concreto reduz o peso dos elementos de construção, estruturais ou não, e o consumo de agregados (areia e brita ou seixo), do mesmo modo que o uso de adições minerais reduz o consumo de cimento. / This study aimed to analyse the lightweight concrete behavior with expanded polystyrene beads (EPS beads) for later use in precast structures made of walls panels and slabs, for example, structures under mechanical actions. Durability parameters and mechanisms of porosity reduction were also considered. Among a universe of requests which structures of lightweight concrete can be submitted, were analysed to different mix designs: compressive strength, modulus of elasticity, water absorption, tensile strength in the splitting and in the flexure tests. EPS beads were incorporate as raw material to provide weight reduction to the concrete. This lightweight concrete can also have silica fume to reduce its porosity and to improve durability of structures made with this material. The lightweight concrete mix designs studied were basically composed by: high initial strength cement, small aggregate (sand), EPS beads, water and superplasticizer additive. At the end of the research, after 45 mixtures analysis, mechanical performance gains were observed with the addition of silica fume, addition of steel fibers, adjusting in the fine aggregate\'s particle size and reducing of EPS content in the mixtures, obtaining compressive strength in the order of 16 MPa and apparent mass of 1370 kg/m³, with equivalence factor (EF) corresponding to or higher than that of an ordinary concrete of 20 MPa and 2400 kg/m³. It should be emphasized that the use of EPS in the concrete reduces the weight of the building members, whether structural or not, and the aggregates consumption (sand and gravel or pebble), in the same way as the employment of mineral additions reduces the consumption of cement.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2018-05-16T18:51:27Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Elias Pereira.pdf: 10035465 bytes, checksum: 5e61eca3b140495c2587e4ab317ff822 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-16T18:51:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Elias Pereira.pdf: 10035465 bytes, checksum: 5e61eca3b140495c2587e4ab317ff822 (MD5) Previous issue date: 2018-02-23 / A degradação da argamassa ocasionada pelo ataque por sulfatos e reação álcali-agregado, ocorre pela presença de contaminantes nos agregados que reagem com os produtos da hidratação do cimento, sendo formados produtos expansivos, provocando efeitos deletérios ao material. Este trabalho tem por objetivo a análise isolada e combinada da reação álcali-agregado pela presença de quartzo deformado nos agregados e do ataque interno por sulfato devido à presença de pirita, também nos agregados, em argamassas de cimento Portland, em diferentes idades e meios de cura, assim como a investigação das mudanças microestruturais, com foco na absorção e na mudança de estrutura porosa do material. O programa experimental foi divido em quatro etapas: (i) caracterização dos agregados; (ii) ensaios acelerados e envelhecimento natural em prismas de argamassa; (iii) investigação do comportamento, em ambiente natural, de corpos de prova de concretos com pirita; (iv) análise da absorção e porosidade. As análises petrográficas, variações dimensionais de barras de argamassa, resistências à compressão e resistência à tração por compressão diametral, foram bons indicativos para a ocorrência da RAA e ISA de forma isolada e combinada, onde as curas parcialmente e totalmente imersa em água mantida a 40 °C intensificaram as reações pela incidência de umidade e oxigenação constantes. As porosidades, absorções de água por imersão e por capilaridade dos corpos de prova se mostraram indicativos da intensidade das reações álcali-agregado e ataque por sulfatos, sendo que para agregados contendo sulfetos as variações puderam ser atribuídas a fissuração produzida pela formação de cristais expansivos de sulfatos, e para os agregados reativos as variações puderam ser atribuídas a presença de intercrescimento mirmequíticos e extinção ondulante dos silicatos, culminando na formação de géis expansíveis. Em ambas as manifestações patológicas, a demasiada formação de fases expansivas promoveu a fissuração da matriz e aumento da proporção de macroporos nas idades finais. As análises de diâmetro de poros por intrusão de mercúrio demonstram que a RAA ocorre primeiramente nos poros próximos a 50 nm, devido ao seu caráter de borda de reação, e a ISA promove o refinamento e colmatação dos poros de toda a gama de diâmetros pela formação de sais de sulfatos, além de ambos os processos gerarem tensões internas e fissuração da matriz. Para os agregados com efeito combinado, estes processos ocorrem concomitantemente, tendo influência sobre as capacidades de absorção de água por imersão e capilaridade, além das resistências mecânicas e variações dimensionais. / The degradation of the mortar caused by the attack by sulfates and alkali-aggregate reaction occurs by the presence of contaminants in the aggregates that react with the products of the cement hydration, being formed expansive products, causing deleterious effects to the material. This work aims at the isolated and combined analysis of the alkali-aggregate reaction by the presence of deformed quartz in the aggregate and the internal attack by sulphate due to the presence of pyrite, also in the aggregate, in Portland cement mortars, at different ages and mortar cure means, as well as the investigation of the microstructural changes, focusing on the absorption and the change in the porous structure of the material. The experimental program was divided into four stages: (i) characterization of the aggregates; (ii) accelerated tests and natural aging on mortar prisms; (iii) investigation of the behavior, in the natural environment, of concrete specimens with pyrite; (iv) absorption and porosity analysis. The petrographic analyzes, dimensional variations of mortar bars, compressive strengths and tensile strength by diametrical compression were good indicative for the occurrence of RAA and ISA in an isolated and combined manner, where the cures were partially and totally immersed in water maintained at 40 ° C intensified the reactions by the incidence of constant moisture and oxygenation. The porosities, water absorptions by immersion and by capillarity of the test specimens were indicative of the intensity of the alkali-aggregate and sulfate attack reactions, and being that for aggregates containing sulfides the variations could be attributed to the cracking produced by the formation of expansive crystals of sulfates, and for the reactive aggregates the variations could be attributed to the presence of myrhythmic intergrowth and undulating extinction of the silicates, culminating in the formation of expandable gels. In both pathological manifestations, the excessive formation of expansive phases promoted matrix cracking and increased proportion of macropores in the final ages. The analysis of pore diameter by mercury intrusion shows that the RAA occurs first in pores close to 50 nm, due to its character of reaction border, and ISA promotes the refinement and filling of the pores of the whole range of diameters by the formation of sulfate salts, in addition to both processes generating internal stresses and cracking of the matrix. For aggregates with combined effect, these processes occur concomitantly, having influence on the water absorption capacities by immersion and capillarity, besides the mechanical resistances and dimensional variations.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2016-02-29T15:46:40Z No. of bitstreams: 1 Jeferson Alcantara Alves Sentena_.pdf: 9477344 bytes, checksum: b6b4ffd8def394ec6203badce4e2dd85 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-29T15:46:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jeferson Alcantara Alves Sentena_.pdf: 9477344 bytes, checksum: b6b4ffd8def394ec6203badce4e2dd85 (MD5) Previous issue date: 2015-09-28 / CNPQ – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / FAPERGS – Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul / A construção civil tem apresentado um grande crescimento nesta última década. Junto à construção, cresce a demanda por matéria prima e há um aumento da geração de resíduos nos canteiros de obras e em indústrias ligadas ao setor. Segundo o Ministério de Minas e Energias (MME) no ano de 2008, a estimativa de produção de areia chegou a 279 milhões de toneladas e estima-se que em 2030 possa chegar a 1,276 bilhões de toneladas. O uso de resíduos de construção e demolição para a produção de argamassas de revestimento pode trazer benefícios econômicos e ambientais, no entanto, sua utilização somente é possível se o revestimento for durável, suportando as ações ambientais. O presente estudo consiste no desenvolvimento, aplicação e comparação entre dois métodos de ensaio de ciclagem térmica. O primeiro se baseia na NBR 15575-4:2013, que estabelece um método para a avaliação da durabilidade de componentes de vedação em edifícios, utilizando caixas térmicas irradiantes, que consiste na exposição unilateral da alvenaria revestida a ciclos de aquecimento e resfriamento simultâneo à molhagem do revestimento. Utilizando-se esse método, também foram submetidos a exposição térmica prismas de cada argamassa, nas dimensões de 40x40x160 mm. No segundo método, o sistema revestido é totalmente exposto a variações de temperaturas, permanecendo em uma câmara climática que executa repetidos ciclos de aquecimento e resfriamento. As argamassas utilizadas foram produzidas no traço 1:1:6 em volume (cimento, cal e areia) utilizando-se cimento CP II F-32, cal CH-I em pasta, areia de rio e fíler produzido a partir de agregado reciclado de concreto (ARC), adicionado nos teores de 2; 4,5; 7 e 9,5% em relação à massa da areia, e aplicadas sobre substrato de cerâmica vermelha. A primeira atividade do programa experimental consistiu no desenvolvimento dos métodos para a realização da ciclagem térmica e em sua avaliação. Posteriormente, foram produzidas as argamassas e revestimentos, e realizadas as ciclagens térmicas. O método que utiliza uma câmara climática para a ciclagem térmica demonstrou menor potencial de degradação das argamassas; o método das caixas térmicas demonstrou maior eficiência no envelhecimento acelerado dos revestimentos e prismas de argamassas. A exposição à ciclagem térmica resultou em expressiva perda das propriedades das argamassas testadas na forma de prisma, em todos os teores de adição de fíler de ARC. A ciclagem dos revestimentos de argamassa aplicados sobre substrato cerâmico apresentou menor degradação que os prismas, sendo que os dois revestimentos com baixo teor de adição (2 e 4,5% de fíler) apresentaram maior degradação nas argamassas e os demais revestimentos (com 7 e 9,5% de fíler) apresentaram as menores resistências de aderência à tração. / Construction industry has shown a significant growth this past decade. With it, grows the demand for raw materials and there is a generation of waste at construction sites and in industries linked to the sector. According to the Ministery of Mines and Energy (MME) in 2008, sand production reached an estimated 279 million tonnes and it is estimated that in 2030 its production can reach 1.276 billion tons. The use of construction and demolition waste for the production of coating mortars can bring economic and environmental benefits, but its use is only possible if the coating is durable, supporting environmental actions. This study is the development, application and comparison between two thermal cycling test methods. The first method is based on the NBR 15575-4:2013 standard, uses radiant boxes and consists in unilateral exposure of masonry coated to simultaneous cycles of heating and cooling under wetting. This method were also underwent to thermal exposure 3 prisms of each mortar, in the dimensions of 40x40x160 mm. In the second method, the coated system is fully exposed to temperature variations and remains in a climatic chamber that performs repeated heating and cooling cycles. The mortars used and applied to ceramic substrates have been produced in a proportion of 1: 1: 6 by volume (cement, lime and sand) using Brazilian cement CP II F-32, CH-I lime putty, river sand and filler produced from recycled concrete aggregate (RCA), in compositions with varying content (2, 4.5; 7 and 9.5%) relative to the mass of sand. The first activity of the experimental program was the development of the methods for performing thermal cycling and in their assessment. Mortars and coatings were produced, and then was performed thermal cycling. The method using a climatic chamber for thermal cycling has showed lower efficiency for the degradation of mortar; the method that uses radiant thermal boxes has demonstrated greater efficiency in the accelerated aging of the coatings. The thermal cycling exposure resulted in a significant loss of properties of the prisms, in all addition levels of ARC’s filler. The thermal cycling in mortar applied on the ceramic substrate showed less degradation than the prisms, and the two coatings with a low content of filler (2% and 4.5%) showed higher degradation in mortars while other coatings (with 7 and 9.5% of filler) had the lowest coating bond strength.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2016-05-11T15:43:54Z No. of bitstreams: 1 FABRICIO LONGHI BOLINA_.pdf: 12122006 bytes, checksum: 94b786347b29331df85e06c63ee3a387 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-11T15:43:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FABRICIO LONGHI BOLINA_.pdf: 12122006 bytes, checksum: 94b786347b29331df85e06c63ee3a387 (MD5) Previous issue date: 2016-02-24 / Nenhuma / As recentes tragédias ocorridas no Brasil motivaram a revisão de leis e diretrizes sobre segurança contra incêndio das edificações. Paralelamente, novos requisitos de segurança foram exigidos pela norma de desempenho (ABNT, 2013a), fortalecendo o debate. Estes fatores, reforçados pela intensificação da fiscalização e das exigências para o licenciamento edilício, acentuou o dever de prever a segurança contra incêndio em projeto. Nas estruturas de concreto, as normas que definem as especificações de durabilidade, a NBR 6118 (ABNT, 2014) e NBR 12655 (ABNT, 2015), não consentem os parâmetros de segurança contra incêndio da NBR 15200 (ABNT, 2012), e vice-versa. Este trabalho visa avaliar, experimentalmente, o tempo de resistência ao fogo (TRF) de protótipos de pilares pré-fabricados produzidos com parâmetros normativos de durabilidade do concreto, comparando-os com as recomendações da NBR 15200 (ABNT, 2012). O estudo foi feito em 16 pilares, 4 para cada classe de agressividade ambiental, com seção transversal 25x25cm e altura 300cm, com diferentes classes de resistência e produzidos numa indústria de pré-fabricados, ensaiados na idade de 28 dias por 240 minutos, sem carregamento, com a curva de aquecimento da ISO 834 (ISO, 2014). Para cada pilar de mesma classe, uma espessura de cobrimento distinta foi adotada. Concluiu-se que os parâmetros de durabilidade do concreto influenciaram no grau de desplacamento, havendo, contudo, preponderância do diâmetro das barras e da espessura de cobrimento no TRF destes pilares. Os maiores diâmetros, apesar de desenvolverem temperaturas médias menores durante o ensaio, intensificaram o desplacamento de aresta, que aumentou em paralelo com a resistência à compressão nos concretos de até 63MPa, diminuindo nas resistências superiores a esta. O método analítico de verificação da NBR 15200 (ABNT, 2012) se mostrou seguro, notando-se um grau de conservadorismo intrínseco. Após o ensaio, as armaduras principais e o concreto apresentaram perda residual de resistência. / Recent tragedies in Brazil have set off a revision of laws and technical practices on fire safety in buildings. At the same time, new security requirements have become required by the brazilian performance standard (ABNT, 2013). This set of factors, enhanced by strong supervision and project approval requirements, intensified the commitment to provide fire safety in the initial design of buildings, along with other design requirements. In concrete structures, the standards that stablish the durability specifications - the NBR 6118 (ABNT, 2014) and NBR 12655 (ABNT, 2015), do not cogitate the parameters of fire safety design of the NBR 15200 (ABNT, 2012), and vice versa. This study aims to evaluate the fire resistance time of elements produced with standard durability parameters, comparing them with the NBR 15200 (ABNT, 2012) criteria. The experiment was done on 16 columns, 4 for each standard environmental aggressiveness class, with cross section of 25x25 cm and a height of 300 cm, with different resistance classes and produced in a industry, tested at the age of 28 days for 240 minutes without load, with temperature evolution attending to the ISO 834 (ISO 2014) curve. Moreover, a different thickness of concrete cover was used for each column with the same environmental aggression class. The results showed that the durability parameters influence the degree of spalling, whereas the nominal diameter and the thickness of concrete cover have greater importance in fire resistance time. While the biggest diameters of the bars produced lower temperatures, they intensified the degree of spalling that simultaneously increased with the compressive strength of the concrete up to 63MPa. The analytical verification method of NBR 15200 (ABNT, 2012) proved to be safe, with a degree of intrinsic conservatism. The reinforcement and the concrete had residual loss of strength.