Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-06-20T21:53:08Z No. of bitstreams: 1 FRANCISCO AUGUSTO DE SOUZA - TESE PPGEP 2011.pdf: 49177196 bytes, checksum: 3a3bd80203819d1ca322cf48f20425fa (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-20T21:53:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FRANCISCO AUGUSTO DE SOUZA - TESE PPGEP 2011.pdf: 49177196 bytes, checksum: 3a3bd80203819d1ca322cf48f20425fa (MD5) Previous issue date: 2011-08-22 / 0 acelerado processo de modernização na agroindústria tem contribuído para o aumento significativo na geração de resíduos agrícolas que acarretam danos para o meio ambiente. O processo de beneficiamento do arroz gera grande quantidade de casca, estes resíduos são, geralmente, depositados em terrenos ou lançados em cursos d'água, ocasionando degradações ambientais, devido à lenta biodegradação. O seu aproveitamento na construção civil, como produto alternativo, pode contribuir para a conservação e a preservação do meio ambiente. Este trabalho tem por objetivo o estudo da durabilidade de blocos de solo-cimento com a incorporação de casca de arroz. Os ensaios foram realizados com auxílio de ciclos de molhagem e secagem, para avaliar a durabilidade dos blocos convencionais e alternativos incorporados com casca de arroz. Os resultados obtidos indicam que o aumento do teor de casca de arroz, eleva o valor de absorção de água, diminui a resistência à compressão simples, aumenta a perda de massa e a variação de volume, devido o grande volume de vazios apresentados pela casca de arroz e a falta de interação entre o sistema solo-cimento e casca de arroz. Os ensaios de durabilidade pelo método de degradação acelerada e os ensaios de caracterização mineralógica realizados com os blocos alternativos de solo-cimento incorporados com casca de arroz indicaram a composição de 10% de cimento mais a combinação de 86% solo e 4% de casca de arroz, ideal para a fabricação de blocos de alvenaria para construção civil. / The accelerated process of modernization in the agricultural industry has contributed to the signrficant increase in the generation of agricultural residues that cause damage to the environment. The beneficiation process generates large quantities of rice husk, these wastes are usually deposited on land or thrown into streams, causing environmental degradation due to slow bíodegradation. Its use in construction, such as alternative product, can contribute to the conservation and preservation of the environment. This work aims to study the durability of soil-cement with the addition of rice husk. The tests were carried out usíng cycles of wettíng and drying, to evaluate the durability of conventional and alternative blocks embedded with rice husk. The results indicate that increasing the amount of rice husk, raises the value of water absorption, decreases the compressive strength, increases the loss of mass and volume change, due to the large volume of voids produced by rice husk and lack of interaction between the soil-cement and rice husk. Durability testing by the method of accelerated degradation and mineralogical characterization tests performed with the alternative blocks of soil-cement íncorporated with rice husk indicated the composítion of 10% cement plus the combination of soil and 4% 86% peei rice, ideal for the manufacture of masonry blocks for construction.

Orientador: Gladis Camarini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-05T12:07:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bardella_PauloSergio_M.pdf: 1317917 bytes, checksum: 2bd53842fd42fd70b176488c91fedd8f (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A durabilidade das estruturas de concreto depende da estrutura porosa e da impermeabilidade do concreto, uma vez que a entrada de água e de agentes deletérios iniciam os processos patológicos que diminuem a vida útil de uma estrutura de concreto. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a resistência mecânica, permeabilidade, absorção e carbonatação natural de concretos submetidos a diferentes condições de cura. Os procedimentos de cura adotados são normalmente utilizadds em canteiros de obra e na produção de estruturas pré-moldadas de concreto: cura imersa até a idade de 7 dias, cura ambiente e cura térmica. A cura térmica foi realizada na temperatura de 60°C. Foram empregados concretos produzidos com cimento Portland de Alta Resistência Inicial (CP V ARI) e cimento Portland de Alto Forno (CP III) sem e com sílica ativa (em substituição ao cimento na proporção de 10% em massa) para cada um dos diferentes tipos de cura utilizados. Os resultados evidenciaram que o tipo de cura afeta o desempenho do concreto. A mudança do tipo de cura aplicada proporcionou variações nas propriedades mecânicas e na durabilidade dos concretos, principalmente no que diz respeito à sua estrutura porosa. Assim, um regime de cura adequado é essencial para garantir a resistência mecânica e a durabilidade dos concretos. A utilização de sílica ativa em substituição ao cimento melhorou o desempenho dos concretos, tanto para a resistência mecânica quanto para a durabilidade, independente do tipo de cura empregado / Abstract: The durability of concrete structures depends on porous structure and its impermeability. The entrance of water and deleterious agents begin the damage processes and reduce the life of the concretestructure. ln that way, the aim of this work was to evaluate the mechanical resistance, permeability, absorption and natural carbonation of concretes submitted to different curing procedures. The curing procedures adopted were usually used in civil construction and in the production of precast structures: moist curing until the age 6f 7 days, curing in air, and steam curing. The maximum temperature of steam curing was 60°C. All concretes were produced with High Early Strength Portland cement (CP V ARl) and Blastfurnace Portland cement (CP TIl) without and with silica fume (10% of replacement, by mass, of Portland cement) for each one of the different curing procedure used. The results showed that the curing procedure affects the concrete performance, providing variations in their mechanical properties and in their durability, mainly in porous structure. Therefore, the curing process used is essential to guarantee the mechanical resistance and the durability of the concretes. The use of silica fume improved the performance of the concretes, as for the mechanical resistance as for its durability, independent of the curing procedure used. / Mestrado / Edificações / Mestre em Engenharia Civil

Estudos anteriores utilizando matriz cimentícia reforçada exclusivamente com fibras vegetais propiciaram a produção de telhas com desempenho aceitável nas idades iniciais. Porém, com o envelhecimento natural, as telhas apresentaram significativa redução do desempenho mecânico, fato este atribuído principalmente ao ataque alcalino da matriz cimentícia. A presente pesquisa teve como objetivo o aprimoramento de telhas onduladas de fibrocimento sem amianto, a partir de processo automatizado. A primeira etapa do trabalho consistiu na avaliação do efeito da intensidade de refino da polpa Kraft de sisal (Agave sisalana) nas propriedades mecânicas e físicas de placas planas baseadas em matriz de cimento Portland, e o uso conjunto com fibras de poliproprileno (PP). Esta etapa envolveu também a caracterização dos principais atributos das polpas celulósicas refinadas, bem como a caracterização microestrutural (microscopia eletrônica de varredura e porosimetria por intrusão de mercúrio) do material resultante após envelhecimento acelerado e em ambiente natural. Na segunda etapa, séries de telhas onduladas de fibrocimento foram produzidas por técnica de sucção do excesso de água e prensagem, utilizando os melhores parâmetros definidos na etapa anterior. Os efeitos da cura acelerada em autoclave e dos envelhecimentos acelerados (carbonatação acelerada, imersão-secagem e calor-chuva) nas propriedades mecânicas e físicas das telhas foram avaliados. Os resultados obtidos mostraram a grande contribuição do refino da polpa celulósica na melhoria da resistência dos compósitos. Altas intensidades de refino apresentaram os melhores resultados para compósitos reforçados somente com polpa celulósica, mesmo após os envelhecimentos, porém intensidades intermediárias em compósitos híbridos mostraram-se suficientes. A adição das fibras de polipropileno como reforço híbrido teve como ponto forte a manutenção da resistência ao impacto, propriedade esta fortemente afetada pelo envelhecimento acelerado nos compósitos reforçados somente com polpa de sisal. As telhas produzidas mostraram-se mais eficientes no amortecimento térmico do que telhas comerciais de fibrocimento amianto. Melhorias no processo de produção das telhas mostraram efetiva contribuição no desempenho mecânico em relação aos trabalhos anteriores, tanto no curto como no longo prazo. Os resultados também indicaram a utilização da carbonatação acelerada como um procedimento eficiente na mitigação da degradação sofrida pelas fibras celulósicas em meios menos agressivos, no caminho para tornar viáveis os materiais reforçados com fibras vegetais. / Previous studies using exclusively vegetal fibres as the sole reinforcement of cement matrix have propitiated the production of roofing tiles with acceptable performance at the first ages. However, with the natural ageing, the roofing tiles have presented significant reduction in the mechanical performance, attributed to the alkaline attack of the cimentitious matrix mainly. The present research had as objective the improvement of undulate fibrecement roofing tiles without asbestos with automated equipment for production. The study also evaluated the physical, mechanical and microstructural behaviour of the obtained composites. The first stage consisted of evaluating the refinement effect of sisal Kraft pulp on mechanical and physical properties of flat pads based on Ordinay Portland cement and the jointly use of polypropylene fibres (PP). This stage also involved the characterization of the main attributes of refined cellulosic pulps, as well as the microstructural characterization (scanning electron microscopy and mercury intrusion porosimetry) of the resultant material after the accelerated and natural ageing. In the second stage, series of fibrecement roofing tiles were produced by slurry dewatering technique and pressing, using the best parameters of the first stage. Efects of autoclaved curing and accelerated ageing (accelerated carbonation, soak-dry and heat-rain) on mechanical and physical properties of tiles were evaluated. Results showed the great contribution of pulp refinement on mechanical strengh improvement. Higher intensities of refinement provided the best results for composites only reinforced with sisal pulp, despite ageing mechanism. Intermediate refinement revealed to be enough for hybrid composites. Adition of polypropylene fibres as hybrid reinforcement provided toughness maintenance after ageing, which was strongly affected only in sisal reinforced composites. Asbestos free tiles showed to be more efficient on thermal insulating properties than commercial asbestos cement. Improvements on tiles production process showed effective contribution on mechanical performance in relation to the previous works, both at initial ages and after ageing. The results have also indicated the utilization of accelerated carbonation as an effective procedure to mitigate the degradation suffered by the cellulosic fibres in the less aggressive medium, in way of the viability of the cement based materials reinforced by vegetal fibres.

O presente estudo trata do problema da corrosão de armaduras em estruturas de concreto armado submetidas à penetração de cloretos. É amplamente reconhecido nos meios técnico e científico que, dentre os diversos processos causadores de patologias nas estruturas de concreto armado, destacam-se aqueles que desencadeiam a corrosão das armaduras. O processo de corrosão é iniciado quando a concentração de cloretos na interface armadura/concreto atinge um valor limite, despassivando a camada química protetora ao redor da armadura. A utilização de uma abordagem probabilística é capaz de tratar o problema de forma mais consistente, uma vez que as variáveis envolvidas no fenômeno possuem um alto grau de aleatoriedade associado. A formulação utilizada para a análise não linear mecânica emprega o método dos elementos finitos, utilizando o modelo de dano de Mazars para descrever o comportamento do concreto e o modelo elastoplástico para descrever o comportamento do aço. A lei de Fick é empregada para descrever o mecanismo de difusão dos íons cloretos no interior dos elementos de concreto armado e leis empíricas são utilizadas para representar a penalização das áreas de aço das armaduras bem como a redução de sua tensão de escoamento. A formulação utilizada para a análise probabilística emprega o FORM (First Order Reliability Method), o método de superfície de resposta e a simulação de Monte Carlo. Enfoque especial é dado na análise de estruturas hiperestáticas, com o objetivo de determinar a probabilidade de falha do sistema, sendo esta uma das contribuições desse estudo. Os resultados obtidos indicam de que forma os efeitos corrosivos considerados contribuem para a redução da durabilidade estrutural. / This work deals with the problem of reinforcement corrosion of concrete structures subjected to chloride penetration. It is widely recognized in the technical and scientific communities that, among the different processes which cause pathologies in reinforced concrete structures, reinforcement corrosion is one of the most relevant. The corrosion process starts when chloride concentration at the reinforcement/concrete interface reaches a threshold value, causing depassivation of the protecting chemical layer surrounding the armor. A probabilistic approach is capable of dealing with the problem in a more consistent manner, since the variables involved in the phenomenon have a high degree of randomness. The formulation used in the mechanical non-linear analysis utilizes the finite element method, employing Mazars\' damage model to describe the concrete behavior and the elastoplastic model to describe the steel behavior. Fick\'s law is used to describe the diffusion mechanism of chloride ions inside the concrete elements and empirical laws are used to represent the steel area reduction as well as the reduction of steel yield stress. The formulation used for the probabilistic analysis employs the FORM (First Order Reliability Method), the response surface method and the Monte Carlo simulation. A contribution of this study concerns the analysis of hyper-static structures, in order to evaluate the failure probability of the system, giving special attention to this type of problem. The obtained results show how the considered corrosive effects influences the structural durability reduction.

Rebar corrosion in reinforced concrete structures is a big issue to technical studies, because it has, besides the maintenance costs, indirect costs which affect bridges and building users. Corrosion inhibitors are chemical substances that added to concrete reduce or retard rebar corrosion. In this thesis we described the behavior of sodium molybdate and thiourea used as corrosion inhibitors (CI) for concrete mixes submitted to chloride medium. Calcium hydroxide solution, cement paste, mortar and concrete were used to understand corrosion inhibitors effects on their properties. Dosage study was performed using solutions, with and without the CI, applying cyclic voltammetry and steady-state polarization. Effects on cement paste and concrete were studied using four different dosages of the proposed CI and two commercial products, two different cements and silica fume as supplementary cementitious material. Concretes mixes were tested by workability, compression strength and resistance to chloride penetration, using ASTM C 1202 and ASTM C 1543. ASTM G 109 was used as standard to determine CI efficiency on corrosion inhibition and two techniques were used to determine concrete electrical resistivity: electrochemical impedance spectroscopy and conductivimetry. The proposed inhibitors showed, in 2% sodium molybdate and 0,67% thiourea, slight effects on concrete properties and good effects on improving the resistance to chloride penetration and to corrosion due chloride ions. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A corrosão de armaduras de concreto armado em pontes, viadutos e edifícios tem preocupado o meio técnico, pois além do custo de manutenção, há o custo indireto devido à quedas de estruturas, interdições e incômodos causados aos usuários. Entre os métodos para minimizar a corrosão, podem ser citados os inibidores de corrosão, os quais são adicionados ao concreto e atuam na interface concreto/aço, diminuindo a taxa de corrosão. Neste trabalho, são relatados os estudos do comportamento de inibidores de corrosão à base de molibdato de sódio e tiouréia, aplicados em concretos submetidos à ação de íons cloreto e comparados a dois inibidores comerciais. Foram realizados estudos em solução e em pastas, argamassas e concretos, com dois cimentos diferentes, sem e com adição de 5 e 10% de sílica ativa. A determinação das dosagens de inibidores foi feita em solução saturada de hidróxido de cálcio, utilizando técnicas eletroquímicas como polarização em estado quase-estacionário e voltametria cíclica. Foram estudados os efeitos dos inibidores propostos, em várias dosagens, e de dois inibidores comerciais, nas propriedades de pastas e concretos sem e com sílica ativa. Além da trabalhabilidade e da resistência à compressão, foi testada a resistência à penetração de cloretos pelos métodos ASTM C 1202 e ASTM C 1543. A avaliação da eficiência frente à corrosão provocada por íons cloreto seguiu a norma ASTM G 109. A resistividade elétrica foi determinada utilizando espectroscopia de impedância eletroquímica e condutivimetria. Os inibidores propostos, nas concentrações de 2% de molibdato de sódio e 0,67% de tiouréia, mostraram resultados bastante promissores, tanto na avaliação quanto à influência sobre as propriedades físicas e mecânicas do concreto, quanto à diminuição da penetração de cloretos e eficiência na inibição da corrosão.

A realização de uma eficiente gestão e gerenciamento dos resíduos sólidos urbanos (RSU) é um desafio ao meio técnico-acadêmico e administrativo das grandes cidades. Os resíduos de construção e demolição (RCD) consistem em uma importante parcela dos RSU, em função do volume dos mesmos se é gerado e dos danos que estes podem trazer ao meio-ambiente. A reciclagem dos RCD tem sido uma solução adotada no gerenciamento dos mesmos, sendo em sua grande maioria voltada para a produção de agregados reciclados, em função do grande volume de agregados que são usados pela indústria da construção civil. Entretanto, a grande variabilidade apresentada na composição desses agregados é uma das barreiras na difusão do uso dos mesmos como matéria-prima alternativa na confecção de concretos. Com o intuito de contribuir nesta área de conhecimento, através dos resultados obtidos em um programa experimental baseado em um projeto fatorial fracionado composto de segunda ordem, que contempla a produção de concretos com os três principais componentes do RCD (concreto, argamassa e cerâmica vermelha), modelou-se o comportamento da resistência à compressão (fc), do módulo de deformação (Ec), da retração por secagem (\'épsilon\') e do volume de poros permeáveis (VPP) dos concretos produzidos, ao se variar o teor de substituição dos agregados naturais pelos reciclados e a relação água/cimento. Os resultados indicam que com exceção da resistência à compressão para o concreto confeccionado com o agregado miúdo reciclado de cerâmica vermelha, a substituição dos agregados naturais pelos reciclados minora o desempenho dos concretos para todas as propriedades estudadas. Observou-se também que a substituição do agregado miúdo natural pelos miúdos reciclados influencia mais no desempenho dos concretos, sobre as propriedades estudadas, que a substituição dos agregados graúdos naturais pelos graúdos reciclados. Ao se validar os modelos propostos para a fc e para o Ec, utilizando dados provenientes de outros autores, observou-se que tais modelos descrevem muito bem o comportamento das propriedades, embora não tenham produzido valores semelhantes aos publicados originalmente. Simulou-se também, utilizando os modelos propostos, o uso dos agregados reciclados de RCD de algumas cidades brasileiras na fabricação de concretos, sendo que, de uma maneira geral, percebeu-se uma grande viabilidade no uso dos mesmos, uma vez que os concretos simulados ainda atingiram consideráveis fc e Ec, principalmente quando se utilizou o agregado miúdo. Classificaram-se também os concretos quanto à durabilidade baseando-se nos acréscimos do VPP para com o concreto de referência de relação a/c=0,46, sendo que a classificação encontrada sugere que os concretos com elevados teores de substituição não possuem um bom desempenho com relação à sua durabilidade, sendo a substituição de pequenos teores dos agregados miúdos mais recomendada. De uma maneira geral, pode-se concluir que é possível utilizar agregados reciclados, considerando-se as variabilidades dos mesmos, na produção de concretos com desempenho mecânico e durabilidade satisfatórios, dentro das condições estudadas. / An efficient solid waste management is a challenge to the technician-academic and administrative sectors of great cities. Construction and demolition (C&D) wastes are an important portion of solid wastes, due to their great volume and to the damages that they can bring to the environment. Recycle C&D wastes has been adopted as a management solution and the production of recycled aggregates has been a practice quite used, in function of the great volume of aggregates that have been used by the construction industry. However, the great variability presented in the composition of those aggregates is one barrier to diffuse the use of them as an alternative material to make concrete. Intending to contribute in this knowledge area, an experimental program based on a fractional factorial project was done. It consisted in produce concretes with the three main components of C&D waste (concrete, mortar and red ceramic) as recycled aggregates, varying the percentage of substitution of natural aggregates by recycled aggregates and the water/cement ratio. Strength (fc), modulus of elasticity (Ec), shrinkage (épsilon\') and volume of permeable voids (VPP) of concretes were measured and the results were modeled using statistical tools. The results indicated that except the fc for concrete made with recycled red ceramic fine aggregate, the recycled aggregates lessens the concrete\'s behavior for all studied properties. It was also observed that the natural fine aggregate\'s substitution by recycled fine aggregates influences less in the concrete\'s behavior than the coarse aggregate\'s substitution, for all studied properties. To validate the proposed models, using other authors\' data, it was observed that such models describe the properties behavior very well, although such models don\'t produce properties values similar to the values published by the authors. It was also simulated, through the proposed models, the use of the recycled aggregates of C&D waste from some brazilian cities in concrete production and, in a general way, it was noticed a great viability in the use of the same ones, once the simulated concretes still reached considerable fc and Ec, mainly when the recycled fine aggregates was used. The recycled concrete\'s durability was also determined using the VPP increments in relation to a 0.46 water/cement ratio reference concrete. This classification suggests that the concretes with high tenors of substitution don\'t have a good behavior, being small tenors of substitution of fine aggregates more recommended. In general, it can be concluded that it is possible to use recycled aggregates, considering their variability, to produce concretes with satisfactory mechanical behavior and durability, considering the studied conditions.