O presente estudo analisa dois tipos de aços inoxidáveis, o Austenítico AISI 316L e o Duplex AISI 318, para a fabricação de biorreatores. Esses aços possuem propriedades físicas e químicas que podem suprir as necessidades de resistências mecânicas e anticorrosivas dos ambientes dos biorreatores anaeróbicos. Para comparar os dois tipos de aço, foram feitos testes das propriedades mecânicas e químicas antes e depois da exposição ao ambiente de biorreação. Um protótipo de biorreator foi projetado no software Autodesk Inventor 2013 e construído com uma das ligas metálicas em estudo, o aço AISI 316L, criando um ambiente favorável aos testes de campo. Para tal utilizou-se processos de conformação e união de chapas por rebitagem e soldagem. As amostras dos aços para os testes mecânicos e de corrosão foram preparadas e inseridas no biorreator onde permaneceram por 14 meses. Os resultados dos ensaios mostraram que não houve alterações significativas nas propriedades mecânicas dos aços Duplex, porém as amostras de aço Austenítico apresentaram aumento na tensão de escoamento, na tensão limite de resistência e no módulo de elasticidade, demonstrando aumento na rigidez do material após a biorreação. Quanto às propriedades anticorrosivas os resultados apresentam uma leve vantagem do aço Duplex AISI 318 em relação ao Austenítico AISI 316L. Em relação à construção, os aços Austeníticos, por serem mais dúcteis, possuem melhor conformação; o Duplex AISI 318, por ter maior resistência mecânica, possibilita a construção com chapas mais finas, o que acarreta em redução de peso final do biorreator. O aço AISI 318 apresenta maior estabilidade nas propriedades mecânicas do que o AISI 316L. A relação favorável de custo-benefício da aplicação dos aços inoxidáveis na construção de biorreatores anaeróbios é comprovada pelas plantas de produção de biogás existentes em várias partes do mundo, principalmente na Europa. / The present study analyzes two kinds stainless steel, the Austenitic AISI 316L and the Duplex AISI 318 for manufacturing bioreactors. These kinds of stainless steel have the physical and chemical properties to meet the need the anticorrosive and mechanical resistances from the anaerobic bioreactors environments. Before and after the exposition to the bioreaction environment, both kinds of stainless steel were compared by testing their mechanical and chemical properties. A prototype bioreactor was designed in Autodesk Inventor 2013 software and built with on of the alloys in study, the AISI 316L, creating a favorable environment for fielding testing. For this purpose, we used the processes of forming and joining the plates by riveting and welding. The stainless steel samples for the mechanical and corrosion tests were prepared and placed in the bioreactor and they stayed there for fourteen months. Results show that there weren't significant changes in the mechanical properties of Duplex steel. However, Austenitic steel samples showed an increase in yield strength, resistence limit and in the elastic modulus, demonstrating an increase in the stiffness of the materials after bioreaction. The results show that there were not significant changes in mechanical properties, as the corrosive properties, results show a slight advantages of Duplex 318 compared to Austenitic AISI 316L. Regarding the construction, the Austenitic steel has better conformation, because it is more ductile and the Duplex steel has greater mechanical resistance and it enables the construction with thinner plates. Thus, the bioreactor becomes lighter. The AISI 318 steel has higher stability in mechanical properties than AISI 316L. The cost-benefit of the application of stainless steel in the construction of anaerobic bioreactors is proven by production plants of biogas worldwide, mainly in Europe.

Dissertação(mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Oceânica, Escola de Engenharia, 2009. / Submitted by Lilian M. Silva (lilianmadeirasilva@hotmail.com) on 2013-04-22T00:49:01Z No. of bitstreams: 1 Medição do grau de saturação e a difusão de íons cloreto em concretos executados com cimento de alta resistência inicial.pdf: 4033122 bytes, checksum: 9ffd326bd0acdc2d8ee24a07d511ba0e (MD5) / Approved for entry into archive by Bruna Vieira(bruninha_vieira@ibest.com.br) on 2013-06-03T19:08:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Medição do grau de saturação e a difusão de íons cloreto em concretos executados com cimento de alta resistência inicial.pdf: 4033122 bytes, checksum: 9ffd326bd0acdc2d8ee24a07d511ba0e (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-03T19:08:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Medição do grau de saturação e a difusão de íons cloreto em concretos executados com cimento de alta resistência inicial.pdf: 4033122 bytes, checksum: 9ffd326bd0acdc2d8ee24a07d511ba0e (MD5) Previous issue date: 2009 / A durabilidade do concreto armado é objeto de estudo e preocupação de pesquisadores e engenheiros de diversos países. Objetivando a maior precisão na previsão de vida útil das estruturas de concreto armado, alguns pesquisadores desenvolveram métodos de ensaio, buscando a influência do grau de saturação (GS) na difusão de íons cloreto, comprovando que o valor do GS está ligado diretamente à penetração de cloretos no interior de estruturas próximas à atmosfera marinha. Neste trabalho, foi verificada a variação do grau de saturação para concretos executados com cimento de alta resistência inicial e resistente a sulfato e a influência desta variação na difusão dos íons cloreto, sendo criado, assim, um modelo. Para estabelecer o mencionado modelo, foram moldados corpos de prova com diferentes traços de concreto, contaminados com cloretos, expostos a diferentes graus de saturação e analisados quanto ao teor de cloretos em cada camada de cada corpo de prova. Analisando-se estes perfis, obteve-se o coeficiente de difusão para os graus de saturação de cada traço. Com a moldagem de outros corpos de prova de traços semelhantes aos executados anteriormente e exposição a diferentes orientações solares, foi possível a comparação do grau de saturação com estação do ano, posicionamento geográfico e posição da superfície exposta em relação à superfície de concretagem. De posse dos dados obtidos a partir desses objetivos parciais, foi atingido o objetivo principal, obtendo-se um modelo, ou nomograma, capaz de possibilitar a obtenção do coeficiente de redução do coeficiente de difusão do concreto em função do grau de saturação a partir da resistência estimada do concreto executado com cimento ARI-RS. / The reinforced concrete’s durability is highly studied and also an important concern of researches and engineers from many countries. It’s already proved that the index value is directly bound to chloride’s penetration in the interior of structures near by marine’s atmosphere. Aiming a higher accuracy in forecast of armed concrete’s structures service life, test’s methods were developed by some researchers, with the purpose of seek for the influence of saturation degree on the diffusion of chloride’s ions, proving that the saturation’s degree’s value is directly linked with the chlorides penetration inside structures near the marine atmosphere. On this research, the variation of the saturation degree with the concrete made with high-early strength cement and it’s influence on the diffusion of chloride’s ions were verified, being created then, a model. In order to establish the mentioned model,test specimens were molded with different mixes of concrete which were contaminated with chlorides and also exposed to different saturation degrees and analyzed according to the chlorides content in each layer of each test specimen. By analyzing these profiles, was obtained the diffusion coefficient. By molding other test specimens with similar mixes to the previously made ones and exposing them to different solar orientations, it was able to compare saturation degree, seasons of the year, geographic position and exposed surface position according to the concrete casting surface. Having the data obtained from these partial points, the main point was reached, obtained a model or nomogram capable to give the obtaining of reduction coefficient of diffusion coefficient according to the saturation degree from the estimated strength of concrete made with high-early strength sulfate-resistant cement.

Dissertação(mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Oceânica, Escola de Engenharia, 2009. / Submitted by Lilian M. Silva (lilianmadeirasilva@hotmail.com) on 2013-04-20T20:31:09Z No. of bitstreams: 1 Estudo de viabilidade de empreendimento sob a ótica da vida útil O caso sobre a modernização do Porto Novo do Rio Grande – RS.pdf: 4308697 bytes, checksum: 19733200872e44b346c9b760ca0923d0 (MD5) / Approved for entry into archive by Bruna Vieira(bruninha_vieira@ibest.com.br) on 2013-06-04T16:55:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Estudo de viabilidade de empreendimento sob a ótica da vida útil O caso sobre a modernização do Porto Novo do Rio Grande – RS.pdf: 4308697 bytes, checksum: 19733200872e44b346c9b760ca0923d0 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-04T16:55:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Estudo de viabilidade de empreendimento sob a ótica da vida útil O caso sobre a modernização do Porto Novo do Rio Grande – RS.pdf: 4308697 bytes, checksum: 19733200872e44b346c9b760ca0923d0 (MD5) Previous issue date: 2009 / A identificação do estado de conservação e manutenção, bem como, do obsoletismo funcional do cais do Porto Novo do Rio Grande, permitiu traçar diretrizes para a realização das obras de modernização desta estrutura. Em razãodo tipo de navios que atualmente navegam na costa brasileira, o projeto de modernização prevê a adequação dos berços de atracação e aprofundamento do calado, na linha próxima ao cais. O estudo da viabilidade para realizar tal empreendimento encontra-se alicerçado no potencial de funcionamento, ou seja, vida econômica e vida útil. Este trabalho apresenta relação entre a vida útil das estruturas de concreto, inseridas em ambientes marítimos, e os indicadores de viabilidade para este tempo de vida. São apresentadas as possibilidades de modernizar ou reabilitar cais com muro de gravidade, bem como, os fatores preponderantes na durabilidade de uma estrutura de concreto, como distância da água do mar, permitindo traçar estimativas quanto a vida útil destas estruturas. Estas estimativas estão baseadas, basicamente, no ambiente no qual estão inseridas e nas especificações de projeto como, cobrimento das armaduras e resistência característica do concreto. Foi observado um ganho considerável na vida útil da estrutura ao adotar-se a especificação do concreto com resistências características à compressão (fck) superiores. A partir desta premissa, o estudo dos indicadores de viabilidade foi baseado em duas possibilidades de horizontes: valor do investimento inicial com especificações do projeto utilizando fckigual a 35 MPa, com estimativa de vida útil de 56 anos e, alternativamente, o valor do custo do concreto com fck igual a 40 MPa agregado ao investimento, para o horizonte de 76 anos. Diante do panorama econômico e das séries históricas analisadas que compreendem o volume e tipo de cargas, número de embarcações que utilizam o cais e, das principais cargas movimentadas, foi identificado o volume anual e a mercadoria com maior movimentação, que corresponde a fertilizantes. A partir destas constatações, realizou-se o levantamento provável de despesas e receitas decorrentes da operação exclusiva no cais, compondo o fluxo de caixa do empreendimento, com cenário provável, pessimista e otimista. Os indicadores de viabilidade analisados foram: Valor Presente Líquido, Taxa Interna de Retorno, Índice de Lucratividade e Pay-back. As incertezas e riscos foram analisados através da geração analítica e numérica do VPL, fornecendo parâmetros para a tomada de decisão, com indicativo de viabilidade para a realização dasobras de recuperação e modernização do cais do Porto Novo do Rio Grande no horizonte de 76 anos. / The identification of the state of conservation andmaintenance as well as the functional obsoletism of the dock of Porto Novo do Rio Grande, allowed establish guidelines in order to perform the modernization work of this structure. Because of the type of vessels currently sailing along the Brazilian coast, the modernization project foresees the adequacy of the berthing cradles and deepening the draft in line next to the pier. The study of the feasibility to undertake such enterprise is based on the functioning potential, that is, economic and useful life. This paper presents relationship between the life of concrete structures, inserted in the marine environment, and indicators of viability for this time of life. The opportunities to upgrade or rehabilitate pier with gravity wall are presented as well as the predominant factors in the durability of a concretestructure, such as distance from the sea, allowing trace estimates of useful life of these structures. These estimates are based, basically, on the environment in which they are inserted and the project specifications, such as armor cover and the characteristic strength of concrete. It was observed a considerable gain in the lifetime of the structure by adopting the concrete specification with higher characteristic strength (fck). From this premise, the study of indicators of viability was based on two types of horizons: value of initial investment with the project specifications using fckequal to 35 MPa, estimated useful life of 56 years and, alternatively, the cost value of the concrete with fck equal to 40 MPa aggregated to the investment, for the horizon of 76 years. Considering the economic outlook and the analyzed historical seriesthat comprises the volume and type of loads, number of vessels using the wharf and the main cargo handled, the annual volume and the goods with more movement were identified, whichis fertilizer. From these findings, a survey of likely income and expenditure arising from the exclusive operation on the pier was undertaken, comprising the cash flow of the enterprise, with probable, pessimistic and optimistic scenario. The analyzed indicators of feasibility were: Net Present Value, Internal Rate of Return, Profitability Index and Pay-back. The uncertainties and risks were analyzed through the analytical and numerical generation of NPV, providing parameters for the decision, with an indication of viability to perform the works of rehabilitation and upgrading of Porto Novo Rio Grande's pier on the horizon of 76 years.

Dissertação(mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Oceânica, Escola de Engenharia, 2011. / Submitted by Lilian M. Silva (lilianmadeirasilva@hotmail.com) on 2013-04-20T20:11:55Z No. of bitstreams: 1 Estudo de fibras de aço em blocos de concreto para a possível utilização em carapaça de molhes.pdf: 6421003 bytes, checksum: 60c7e55066658c2ba4d808a487cc9c33 (MD5) / Approved for entry into archive by Bruna Vieira(bruninha_vieira@ibest.com.br) on 2013-06-04T17:05:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Estudo de fibras de aço em blocos de concreto para a possível utilização em carapaça de molhes.pdf: 6421003 bytes, checksum: 60c7e55066658c2ba4d808a487cc9c33 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-04T17:05:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Estudo de fibras de aço em blocos de concreto para a possível utilização em carapaça de molhes.pdf: 6421003 bytes, checksum: 60c7e55066658c2ba4d808a487cc9c33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Este trabalho tem como propósito de estudo o possível uso da utilização das fibras de aço em blocos de contenção às ondas marinhas, de modo a influenciar a resistência e durabilidade dos mesmos. Foram analisados em exame visual, os tetrápodes do molhe leste da Barra do Cassino (Rio Grande – RS), nos quais, pode-se verificar sua deterioração através de quebras e desgastes nos recentes 10 anos seguidos após sua instalação. De modo a diminuir custos com reposições, serviços com mão-de-obra e influenciar na durabilidade dos blocos, buscando um aumento da ductibilidade e uma melhora quanto a ações dinâmicas, a adição de fibras de aço no concreto pode ser uma alternativa vantajosa. Para isso, foram estudados três diferentes teores de fibras além do concreto base(referência) com o intuito de verificar as resistências obtidas. Paralelamente aos ensaios de resistência, foram desenvolvidos ao longo dos 24 meses de curso, ensaios de durabilidade com blocos de concreto expostos às intempéries do ambiente marítimo, como também ensaio de imersão e secagem a blocos em solução contendo íons cloreto. Foram realizados ensaios de compressão axial, resistência à tração por compressão diametral e ensaios de resistência à tração na flexão em corpos de prova cilíndricos e prismáticos de forma analisar o comportamento da resistência de influência das fibras a estes blocos. Com o intento de verificar a energia necessária para fissurar e gerar o colapso em corpos de prova cilíndricos (10 x 80 cm) – estes reforçados por diferentes teores de fibras, ou não – foi desenvolvido um equipamento que simulasse o impacto recebido no cilindro pela batida constante de uma esfera, simulando a batida de um tetrápode contra outro provocada pela ação das ondas. O teor que apresentou melhor desempenho das propriedades mecânicas foi o traço de 90 kg/m³, devido a este ser o mais próximo do volume crítico do concreto analisado, pois com esse teor os ganhos de resistência são significativos quando comparados aos traços com teores menores. / This paper aims to study the possible use of steel fibers in blocks of contention to sea waves, in order to influence at their strength and durability. It was analyzed by visual examination, the tetra pod of the east breakwater of Cassino beach (Rio Grande – RS), in which their deterioration through wear and breaks in the recent 10 consecutive years after its installation were verified. Conductive to reduce replacement costs, services with manpower and influence in the durability of the blocks, seeking an increase in ductility and an improvement in the dynamic action, the addition of fibers of steel in concrete can be an attractive alternative. Aiming that, it was studied three different fiber content besides the base of concrete (reference) targeting an economic viability related to the obtained resistances. Alongside the resistance tests, it has been developed over the 24 months of the course, with durability testing on concrete blocks exposed to the elements of the maritime environment, as well as testing of immersion and drying of blocks in a solution containing chloride ions. In contemplation of this, it was performed axial compression tests, tensile strength by diametrical compression tests and tensile strength in bending specimens used in prismatic and cylindrical specimens in order to analyze the behavior of the strength of influence of the fibers to these blocks. Aiming to verify the energy needed to crack and generate the collapse on the body of cylindrical specimens (10 x 80 cm)- reinforced by different levels of fiber, or not – it was developed a device which simulates the received impact on a cylinder by the steady beat of a sphere, simulating the tetra pods impacts against each other caused by the wave action. The content that has presented the best performance of the mechanical properties was the print of 90 kg/m³, due to the aspect that it is closer to the critical volume of concrete analysis, since with this level, the strength gains are significant when compared to traits with lower levels.

Orientador: Franco Giuseppe Dedini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-17T08:38:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Raizer_Breno_M.pdf: 10875437 bytes, checksum: 61222da4aa96b2988de6a375663ef94f (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A aplicação de transmissões continuamente variáveis (CVT's) no mercado automotivo tem crescido ano após ano. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho é criar um modelo matemático para avaliar o impacto das variações nos parâmetros geométricos no desempenho de CVT's Toroidais (T-CVT's) em aplicações automotivas. Estas variações permitem a verificação da influência dos parâmetros na vida útil, capacidade de torque e eficiência da transmissão para qualquer ciclo urbano. Novos parâmetros geométricos, relacionados ao com o sistema controle, foram adicionados ao modelo geométrico básico da T-CVT. O objetivo foi avaliar o efeito de escorregamento lateral (?Side-Slip?) juntamente com efeitos de ?Spin? e ?Slip? previstos pelo modelo de lubrificação elasto-hidrodinâmica (EHL) adotado. Os resultados indicam que qualquer desalinhamento dos rolos de potência tem um impacto negativo sobre o desempenho da transmissão toroidal. A metodologia apontou uma configuração otimizada de acordo com uma ponderação de objetivos que são desejáveis em uma transmissão automobilística (custo, durabilidade, eficiência) / Abstract: The automotive application of Continuously Variable Transmissions (CVT's) has been growing year after year. In this sense, the objective of this work is to develop a mathematical model to evaluate the impact of variations in geometric parameters on the Toroidal CVT's (T-CVT's) performance in automotive application. These variations allow a verification of its influence on the system lifetime, torque capacity and efficiency for any urban cycle. New geometric parameters, related to the control system, were added to the T-CVT's basic geometric model. The purpose was to evaluate the Side-Slip along with Spin and Slip effects predicted by the elasto-hydrodynamic lubrication model (EHL) adopted. The results indicate that any misalignment of the power-rollers has a negative impact on the performance of the toroidal transmission. The methodology pointed an optimal configuration according to a weighting of goals that are desirable in an automotive transmission (cost, durability, efficiency) / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Gladis Camarini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-17T14:20:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CostaJunior_MiltonPaulinoda_D.pdf: 32272121 bytes, checksum: 4bdfe4b5164d33ec72b7ebbb079101ba (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A preocupação com a durabilidade do concreto é crescente no Brasil, devido à grande quantidade de estruturas com sinais avançados de deterioração. Aliadas a essa questão têm-se a importância da cura no desempenho do material e as fissuras que podem surgir ao longo de sua vida útil. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar a influência da abertura de fissuras induzidas por carregamento e do tipo de cura na durabilidade (profundidade de carbonatação e penetração de cloretos) e microestrutura no concreto. Corpos-de-prova prismáticos de concreto foram produzidos com cimento de alto-forno e submetidos a dois tipos de cura (cura úmida por 7 dias e cura ao ar). Após a cura, os corpos-de-prova ficaram expostos em ambiente externo por 28 dias. Aos 28 dias os corpos-de-prova foram submetidos a duas situações de carregamento e a uma sem carregamento e expostos ao meio ambiente natural e à névoa salina artificial. Nas idades de 6, 12, 18 e 24 meses foram realizados ensaios de profundidade de carbonatação, de penetração de cloretos e análises microestruturais (MEV e EDS). Os resultados obtidos indicaram que aos 24 meses de idade a abertura de fissura aumentou a profundidade de carbonatação nos concretos submetidos à cura ao ar. A cura influenciou nos resultados de profundidade de carbonatação e de penetração de cloretos, com maiores profundidades em concretos submetidos à cura ao ar (a partir dos 18 meses de idade). Quanto à microestrutura, aos 24 meses observaram-se, nos concretos com fissuras induzidas por carregamento, morfologias de produtos de deterioração diferentes dos observados nos concretos sem fissuras (microorganismos), o que pode influenciar no desempenho do material. Os concretos submetidos à cura ao ar apresentaram maior quantidade de produtos de deterioração, independente do tipo de carregamento adotado. Com base nos resultados obtidos, observa-se que os cuidados iniciais com a cura úmida são fundamentais para a durabilidade do concreto, assim como os cuidados para evitar fissuras acima dos valores estabelecidos por norma, uma vez que elas podem influenciar na profundidade de carbonatação, penetração de cloretos e microestrutura ao longo do tempo. / Abstract: The concern about concrete durability is growing in Brazil, due to a large amount of structures with advanced signs of deterioration. Beyond these questions, the curing is an important factor on the material performance in reference to penetration of aggressive ions into the concrete (carbon dioxide and chloride) and cracks that may arise in its service life. The aim of this work is to evaluate the influence of cracking width and curing on the concrete durability (depth of carbonation and chloride penetration) induced by loading, in external environment and salt spraying. Prismatic specimens were produced with blast furnace cement and exposed to the natural environment for 28 days. After 28 days these specimens were subjected to two types of curing (moist curing for 7 days and air-curing), two types of loading, without loading and exposed to the natural environment and artificial salt spray. At ages 6, 12, 18 and 24 months the carbonation depth, chloride ions penetration and microstructure were investigated. It was observed that the crack width influenced in the depth of carbonation (at 24 months old and concrete specimens subjected to air-curing). The curing influences the results of carbonation depth and chloride penetration, with greater depths in specimens subjected to air-curing (from 18 months old). As for the microstructure, at 24 months it was observed that in the prismatic specimen with cracks induced by loading, morphologies of different deterioration products from those observed in the prismatic specimen without crack (microorganisms), which can influence the material performance. In concrete specimens subjected to air-curing it was observed a largest amount of products of deterioration, independent of the applied load. Based on the obtained results it was observed that the initial treatments with moist curing and avoid the crack width higher than standards recommendations are the keys to the concrete durability, since they can influence the depth of carbonation and chloride penetration along the time. / Doutorado / Arquitetura e Construção / Doutor em Engenharia Civil

Orientador: Armando Lopes Moreno Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-12T21:41:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Roque_JamesAntonio_D.pdf: 6579029 bytes, checksum: c5e0ed0e899502b4a5cbef4280bbc75e (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O déficit habitacional é um dos maiores problemas sociais não resolvidos no Brasil, estimado em aproximadamente 8 (oito) milhões de moradias. Ao segmento da construção civil compete desenvolver e disseminar sistemas construtivos para o atendimento da demanda por habitações para a população alvo, mais carente de recursos. Contudo, para executar um empreendimento que atenda às expectativas dos usuários, o sistema construtivo deve ser verificado quanto ao desempenho frente ao que indica a NBR 15.575:2008 (Edifícios Habitacionais de até cinco pavimentos - Desempenho). Assim, elegeu-se um conjunto habitacional de interesse social de 2.026 moradias para estudo de caso, construído em Jundiaí, Estado de São Paulo, há 6 (seis) anos. O objetivo geral deste trabalho foi verificar o atendimento do desempenho à durabilidade das alvenarias das habitações, no sistema construtivo constituído de blocos cerâmicos de vedação com funções auto-portantes, à luz da NBR 15.575:2008. Para tanto, foram realizadas entrevistas e registro das patologias. Como resultado, são apresentadas considerações sobre o elemento alvenaria do sistema construtivo que, com o uso de blocos cerâmicos de vedação com funções auto-portantes, na condição executada, não conduz, ainda, a uma classificação como um pleno sistema convencional, quanto ao atendimento ao desempenho à durabilidade. Também são propostas recomendações para o aprimoramento da Norma de Desempenho. / Abstract: Shortage of housing is one of the biggest unresolved social problems in Brazil, estimated at approximately 8 (eight) million homes. It is the responsibility of the civil construction sector to develop and propagate construction systems to meet the demand for houses in the target population which has least access to resources. As well as constructing a building which meets users' expectations, however, the construction system must to be checked for compliance with the standards laid down in NBR 15,575:2008 (Residential buildings up to five storied - Performance). With this in view, a Low-cost Housing project consisting of 2,026 homes built 6 (six) years ago in Jundiaí City, State of São Paulo, was chosen for this case study. The general objective of this study was to ascertain compliance, in terms of the houses' masonry durability, with the self-supporting ceramic block construction system, in accordance with NBR 15,575:2008. Thus interviews were carried out and records of the pathologies were made. Presented here are the resulting considerations on the element masonry in the construction system, which, using self-supporting seal ceramic blocks, does not yet merit classification at the same level as a full conventional system in terms of durability performance. Also here are presented recommendations for improving Performance Standards. / Doutorado / Edificações / Doutor em Engenharia Civil

A carbonatação acelerada é um processo químico que têm se tornado muito atrativa para a indústria do fibrocimento, por mitigar a degradação das fibras vegetais utilizadas nos materiais e por melhorar o desempenho físico-mecânico dos compósitos. Nesse contexto, o presente trabalho avaliou a influência da umidade no processo de carbonatação acelerada, em fibrocimentos reforçados com polpas celulósicas de eucalipto. Para o desenvolvimento das atividades experimentais foi realizado primeiramente um estudo da evolução da carbonatação nos compósitos de fibrocimento, considerando diferentes concentrações de umidade relativa (60, 70, 80 e 90%). Posteriormente, foi realizada a caracterização dos compósitos de fibrocimento por meio da avaliação do desempenho físico-mecânico, com ensaio mecânico de flexão em quatro pontos que determinou o módulo de ruptura (MOR), módulo elástico (MOE), limite de proporcionalidade (LOP) e energia específica (EE); e ensaios físicos para obtenção dos valores de absorção de água (AA), densidade aparente (DA) e porosidade aparente (PA). Os compósitos foram também avaliados quanto à durabilidade e microestrutura, através de ensaios de envelhecimento acelerado, composição mineralógica e análise microestrutural. A partir dos resultados obtidos, os compósitos carbonatados com 60% de umidade relativa apresentaram maior formação de carbonato de cálcio, maior densificação da matriz cimentícia e, consequentemente, menor quantidade de espaços vazios logo nas primeiras horas de carbonatação. Em relação ao desempenho dos compósitos de fibrocimento, as umidades de 60 e 70% permitiram que a carbonatação proporcionasse maiores valores de MOR, LOP e MOE, diferindo estatisticamente dos demais compósitos. Os ensaios físicos complementaram os ensaios mecânicos, mostrando que os compósitos carbonatados com 60 e 70% de umidade apresentaram menores valores de AA e PA, junto de maiores valores de DA. O processo de carbonatação acelerada foi favorecido pelas menores concentrações de umidade relativa, como apresentado também pelas análises de TG e DRX, que permitiram que o processo acontecesse de forma mais efetiva, melhorando a interface fibra-matriz. / The accelerated carbonation is a process that can be made very feasible for the fiber cement industry, for mitigating the degradation of the vegetable fibers used in the materials and for improving the physico-mechanical performance of composites. In this context, the present work evaluated the influence of relative humidity in the accelerated carbonation process in fiber cement composites reinforced with eucalyptus cellulosic pulps. For the development of experimental activities, a study of the evolution of carbonation in fiber cement composites was carried out, considering different concentrations of relative humidity (60, 70, 80 e 90%). Subsequently, the characterization of fiber cement composites was evaluated through the physical-mechanical performance evaluation, with a four-point mechanical test that determined the modulus of rupture, modulus of elasticity, limit of proportionality and specific energy; and physical tests to obtain the values of water absorption, bulk density and apparent void volume. The composites were also evaluated for durability and microstructure, through accelerated aging, mineralogical composition and microstructural analysis. From the results obtained, the carbonate composites with 60% relative humidity showed a higher calcium carbonate formation, a higher densification of the cementitious matrix and, consequently, a lower amount of voids in the first few hours of carbonation. In relation of the performance of fiber cement composites, the 60 and 70% humidity allowed the carbonation to provide higher values of mechanical analysis, differing statistically from the other composites. The physical tests complemented the mechanical tests, showing that the carbonated composites with 60 and 70% humidity presented lower values of water absorption and apparent void volume, with a greater filling of the empty spaces of the composites. The accelerated carbonation process was favored by the lower concentrations of relative humidity, as also shown by the TG and XRD analyzes, which allowed the process to happen more effectively, improving the fiber-matrix interface.

Submitted by JÚLIO HEBER SILVA (julioheber@yahoo.com.br) on 2016-11-23T17:14:46Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rodrigo Teodoro Alves - 2016.pdf: 18998519 bytes, checksum: f266e21bf12621c39fd5ae232e5df7ac (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2016-11-30T15:41:57Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rodrigo Teodoro Alves - 2016.pdf: 18998519 bytes, checksum: f266e21bf12621c39fd5ae232e5df7ac (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-30T15:41:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rodrigo Teodoro Alves - 2016.pdf: 18998519 bytes, checksum: f266e21bf12621c39fd5ae232e5df7ac (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-02-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Cementitious materials have been used since antiquity. The development of silica fume as a pozzolana has afforded significant improvements to concrete technology. Now, new high performance mineral admixtures have come to light, such as highly-reactive metakaolin. This material has presented great results, trough more than a decade, in researches made by the group of study of concrete durability of UFG. The fact of metakaolin concretes shows great performance towards durability and mechanical strength is controversial, once the silica content is about 55%, which, theoretically, would result in a smaller volume of C-S-H, from the pozzolanic reaction. However, as it is a very fine material, its physical effect in concrete seems to be more prominent, besides, the alumina that there is in metakaolin also produces interesting hydrated compounds. This way, the goal of the present work is to evaluate the changes in the microstructure of concrete using three types of metakaolin, manufactured by the same company. The main differences between than is their fineness. The specific surface area, measured by BET method, varied from about 8 000 m²/kg to 31 000 m²/kg. Moreover, one of them – the coarser one – differs from the other because it has a high chemical and mineralogical purity. In order to have a better understanding of the properties of the three types of metakaolin, a wide characterization of the physical, chemical and mineralogical properties of this mineral admixtures were carried out. Concrete mixtures were than prepared for the purpose of knowing the influence of the characteristics of the metakaolins in the mechanical and durability related properties and microstructure of the concrete. Metakaolin concretes studied in this work showed significant improvement in mechanical strength, total porosity, pore refinement, electrical resistivity and non-steady state chloride migration. The evaluation of concrete microstructure shows that metakaolin promoted a densification of interfacial transition zone between the paste matrix and aggregate. Furthermore, there are indications suggesting that in metakaolin concrete can occur the formation of Friedel’s salt. Thus, it follows that the addition of the three different types of metakaolin had significantly changed the properties of concrete, with positive highlight for the properties associated to concrete durability, in which the benefits of the mineral admixtures were more pronounced. / Os materiais pozolânicos têm sido utilizados desde a antiguidade. A descoberta da sílica ativa como adição mineral proporcionou significativos ganhos à tecnologia do concreto. Agora, porém novas adições minerais de alto desempenho tem surgido, como o metacaulim de alta reatividade. Esse material tem apresentado bons resultados nas pesquisas realizadas ao longo de mais de uma década pelo grupo de estudos de durabilidade do concreto na UFG. O fato de concretos com metacaulim apresentarem bom desempenho frente a propriedades de durabilidade e resistência mecânica é controverso, uma vez que o teor de sílica gira em torno de 55%, o que teoricamente, resultaria em um menor volume de formação de C-S-H, a partir da reação pozolânica. No entanto, por ser um material muito fino, seu efeito físico no concreto parece ser mais proeminente, além disso, a alumina presente no material também produz compostos hidratados interessantes para o concreto endurecido. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho é avaliar as alterações da estrutura interna do concreto com uso de três tipos diferentes de metacaulins, fabricados por uma mesma empresa. As principais diferenças entre eles são a finura. A área superficial específica, medida por BET, variou de cerca de 8 000 m²/kg a 31 000 m²/kg. Além disso, um deles – o mais grosso – se difere dos demais por possuir um elevado grau de pureza química e mineralógica. Para melhor compreender a influência do tipo de metacaulim utilizado, foi realizada uma ampla caracterização física, química e mineralógica dessas adições minerais. Foram dosados concretos com vistas a conhecer a influência das diferentes características dos metacaulins nas propriedades mecânicas, naquelas relativas à durabilidade e na microestrutura dos concretos. Os concretos com os metacaulins estudados apresentaram melhorias significativas na resistência à compressão, porosidade total, resistividade elétrica e migração de cloretos no regime não estacionário. A avaliação da microestrutura do concreto mostra que o metacaulim promoveu uma densificação da zona de transição entre a pasta e o agregado. Além disso, há indícios de nos concretos com metacaulim pode ocorrer a fixação de cloretos na forma de sal de Friedel. Assim, concluiuse que a incorporação dos diferentes tipos de metacaulim alterou significativamente as propriedades do concreto, com destaque positivo para as propriedades associadas à durabilidade, onde os benefícios do uso da adição mineral são mais pronunciados.

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2015-03-27T13:15:30Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - José Roberto Perim - 2013.pdf: 5602046 bytes, checksum: a13b1b08e33347855a3233aed18ac260 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-03-27T15:38:31Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - José Roberto Perim - 2013.pdf: 5602046 bytes, checksum: a13b1b08e33347855a3233aed18ac260 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-27T15:38:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - José Roberto Perim - 2013.pdf: 5602046 bytes, checksum: a13b1b08e33347855a3233aed18ac260 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2013-09-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The concrete, to be one of the most consumed material in the world, has been the object of several studies and researches in order to improve and enhance its features with respect to technical, economical and environmental aspects, aiming a higher durability. Solutions have been searched and actions have been implemented in order to produce such concrete and to achieve these goals. One of which is the incorporation of mineral additions to replace part of the Portland cement used in the production of this material. Several additions have been studied over time, among them are the fly ash, the slag blast furnace, the silica fume, the ash from rice husk, the bagasse ash from sugar cane and the metakaolin. The latter is a high reactivity pozzolan and it is being studied to be an alternative material of great potential and abundance, it is found in several parts of the world and it has a great number of advantages, such as ease of exploration, the use of a relatively simple process in its industrialization, the low cost of production and trade, besides a lower environmental impact when compared to the clinker. Several researches have already proved its potential as pozzolanic material, however, a few studies have been conducted in order to verify the durability of concretecurrent market with the addition of metakaolin. The carbonation, which is, simplifying, a chemical reaction between the carbon dioxide from the air and the calcium hydroxide present in cement paste, and occurs in the surface layers in contact with the environment to which the concrete is exposed, is one of the most important phenomenon to the beginning of the process of corrosion that causes major problems related to the lack of durability of structures, can lead to the collapse of structures. In this research, two groups of concrete were studied. In the first group were addressed levels of 10%, 12,5%, 15%, 17,5% and 20% of metakaolin in replacement of the cement and with the same relation a/ag (0,60). And in the second group were used the substitution levels of 10%, 15% and 20%, keeping the same range of resistance with variation of the ratio a/ag. The behavior of these concrete was analyzed in relation of its resistance to compressive strength at ages 3, 7, 28, 56 and 91 days, to water absorption by immersion at 91 days, and to microstructural and mineralogical changes. It as also evaluated the advancing front of carbonationmeasurements of the depth of the carbonation and mass gain during 16 weeks after preconditioning, where these concrete were subjected to accelerated carbonation process in a CO2 incubator, whose parameters used were as follows: temperature of 20°C, 75% relative humidity and CO2 concentration from 6%. The results showed that as the level of metakaolin increases, there are strength gains by compression, reaching levels between 8% and 16% higher than the reference concrete. Regarding the carbonation process, the behavior of the concrete of the first group was very similar to the reference concrete, and that levels 10% and 15% of substitution had the best performances. The concrete of the second group performed well below the other group, showing the great influence of ratio a/g related to carbonation. / O concreto, por ser um dos materiais mais consumidos no mundo, vem sendo objeto de vários estudos e pesquisas no intuito de melhorar e aprimorar as suas características no que se refere aos aspectos técnicos, econômicos e ambientais visando a uma maior durabilidade. Soluções têm sido buscadas e ações implementadas na produção desses concretos para se atingir esses objetivos, e uma delas é a incorporação de adições minerais em substituição parcial ao cimento Portlandutilizado na produção desse material. Diversas adições têm sido estudadas ao longo do tempo, dentre elas a cinza volante, a escória de altoforno, a sílica ativa, a cinza da casca de arroz, a cinza do bagaço da cana-de-açucar e o metacaulim. Essa última é uma pozolana de alta reatividade e vem sendo estudada por ser um materialalternativo de grande potencial e abundante, encontrada em várias partes do mundo, além de trazer uma série de vantagens, como a facilidade de exploração, a utilização de um processo relativamente simples na sua industrialização, baixo custo de produção e comercialização, e menor impacto ambiental quando comparado ao clínquer. Várias pesquisas já comprovaram o seu potencial como material pozolânico, porém, poucos estudos foram realizados no sentido de verificar a durabilidade das estruturas de concretoscorrentes do mercado com a adição do metacaulim. A carbonatação, que é, simplificadamente, uma reação química entre o dióxido de carbono do ar e o hidróxido de cálcio presente na pasta de cimento e que ocorre nas camadas superficiais em contato com o ambiente a que o concreto está exposto, é um dos fenômenos mais importantes para o início do processo de corrosão das armaduras, fenômeno este que podelevar estruturas ao colapso. Nesta pesquisa, foram estudados dois grupos de concretos, sendo abordados, no primeiro, níveis de 10%, 12,5%, 15%, 17,5% e 20% de metacaulim em substituição em massa ao cimento e com mesma relação a/ag (0,60), e no segundo grupo foram utilizados os níveis de substituição de 10%, 15% e 20%, mantendo-se a mesma faixa de resistência, com variação da relação a/ag. O comportamento desses concretos foi analisado em relação à resistência à compressão nas idades de 3, 7, 28, 56 e 91 dias, à absorção de água por imersão aos 91 dias e às mudanças microestruturais e mineralógicas.Também se avaliou o avanço da frente de carbonatação, com medidas de profundidade carbonatada e ganhos de massa, no decorrer de 16 semanas, após precondicionamento, onde esses concretos foram submetidos ao processo de carbonatação acelerada em incubadora de CO2, cujos parâmetros adotados foram os seguintes: temperatura de 20oC, umidade relativa de 75% e concentração de CO2 de 6%. Os resultados mostraram que, na medida em que se aumenta o nível de metacaulim, há ganhos de resistência à compressão atingindo níveis entre 8% e 16% acima do concreto de referência. Em relação ao processo de carbonatação, os comportamentos dos concretos do primeiro grupo foram bastante semelhantes ao concreto de referência, sendo que os níveis de 10% e 15% de substituição obtiveram os melhores desempenhos. Os concretos do segundo grupo ficaram com desempenho bem abaixo dos demais, mostrando a grande influência da relação a/ag em relação à carbonatação.