Resumo em Português:

Resumo Este trabalho propõe modelos para estimar a resistência de prismas ocos e grauteados de blocos de concreto com base na resistência à compressão de seus componentes. Um banco de dados composto por 27.426 resultados de ensaios a compressão de prismas ocos e grauteados, argamassas, grautes e blocos de concreto, agrupados em. Foram propostos diferentes modelos de análise estatística, o melhor modelo foi selecionado para cada faixa de resistência de bloco pré-determinada. As faixas de resistência a compressão do bloco consideradas são Faixa 1 (até 8 MPa), Faixa 2 (de 8 a 18 MPa) e Faixa 3 (acima de 18 MPa). Um fator de ajuste de confiança de 95% foi calculado para cada modelo. Ao comparar os resultados dos modelos com os resultados estimados pelos códigos de projeto, observou-se que, em geral, as estimativas dos modelos de prismas ocos e preenchidos foram semelhantes às da resistência de prismas da ABNT NBR 16868-1 (2020), exceto para a resistência da Faixa 3, na qual a recomendação da norma é mais conservadora, e o modelo proposto com o fator de ajuste intrínseco estimou valores mais baixos do que os propostos pela norma. Em relação às normas internacionais, AS-3700 (2017), TMS 602 (2021) e CSA S304 (2014) apresentaram estimativas mais conservadoras, enquanto o Eurocode 6 (2020) se adaptou melhor aos resultados dos modelos propostos. São propostos modelos de cálculo considerados seguros, com base nas centenas de amostras analisadas, que permitem estimar a resistência de prisma oco e grauteado a partir da resistência de seus componentes para alvenaria estrutural em blocos de concreto.

Resumo em Inglês:

Abstract This work proposes models to estimate the resistance of hollow and grouted concrete blocks prisms based on the compressive strength of their components. A database composed of 27,426 tests results on hollow and grouted prisms, mortar, grout and concrete blocks was assessed, grouped into 875 samples. Different statistical analysis models were proposed, and the best model was selected for each predetermined block resistance range. The blocks strength r ranges are Range 1 (up to 8 MPa), Range 2 (from 8 to 18 MPa) and Range 3 (above of 18 MPa). An adjustment factor of 95% confidence was calculated for each model. When comparing the results of the models with the results estimated by the design codes, it was observed that, in general, the estimates of the models of hollow and grouted prisms were similar to those of prism resistance of ABNT NBR 16868-1 (2020), except for the Range 3 resistance, in which the code is more conservative, and the proposed model with the intrinsic adjustment factor estimated values lower than those proposed by the norm. Regarding the international standards, AS-3700 (2017), TMS 602 (2021) and CSA S304 (2014) presented more conservative estimates, while Eurocode 6 (2020) adapted better to the results of the proposed models. Models considered as safe are proposed, based on the hundreds of analyzed samples, allowing estimating the hollow and grouted prism strength from their components strengths for concrete blocks structural masonry.

Resumo em Português:

Resumo As estruturas mistas e as soluções pré-moldadas se destacam por possibilitarem construções simples, rápidas e econômicas. Em construções mistas de aço-concreto, são utilizados conectores de cisalhamento para garantir a transferência de cisalhamento entre o perfil de aço e a laje de concreto, permitindo o desenvolvimento da ação mista. Este trabalho aborda uma tecnologia inovadora de ligação por aderência, cuja resistência se dá por atrito em diversas interfaces aço-concreto. Os autores consideram que este tipo de ligação é adequado para vigas mistas com lajes treliçadas, e o estudo desenvolvido pretende analisar o comportamento da ligação proposta, no contexto desta aplicação, através de abordagens experimentais e numéricas. Para atingir os objetivos propostos, corpos-de-prova de push-out foram produzidos e ensaiados de acordo com os requisitos do Eurocode-4, onde o comportamento da ligação foi analisado em termos da sua relação carga-escorregamento e foram identificados os modos de falha. Resultados experimentais e numéricos permitiram induzir que o conector por aderência produzido com chapa de aço do tipo xadrez é adequado para ser utilizado em estruturas mistas, pois apresenta desempenho satisfatório de resistência ao cisalhamento e ductilidade. Além disso, os corpos-de-prova com lajes treliçadas apresentaram valores médios de capacidade de carga com a mesma magnitude que a média de capacidade de carga obtida em modelos com lajes maciças, apesar de serem mais propensos à fissuração. Pelo estudo paramétrico, um aumento de 100% na altura do conector implicou ganho de resistência de 16% a 25%, dependendo do tipo de laje.

Resumo em Inglês:

Abstract Composite structures and precast solutions stand out because they lead to simple, fast erected and economic constructions. In steel-concrete composite construction, shear connectors are used to assure the shear transfer between the steel profile and the concrete slab, enabling the composite action to develop. This paper discusses an innovative technology for connection by adherence, whose resistance is due to friction on various steel-concrete interfaces. The authors consider that this type of shear connection is suitable for composite beams with latticed joists slabs, and the study developed intends to analyze the behavior of the proposed connection, in this application's context, through experimental and numerical approaches. For this purpose, push-out specimens were fabricated and tested in accordance with Eurocode-4 requirements, where the connection behavior is analyzed in terms of its load-slip relation, and the failure modes are identified. Experimental and numerical results allowed to induce that the connector by adherence made with a checkered steel plate is appropriate to be used in composite structures, as it exhibits satisfactory shear resistance and ductility performance. Also, specimens with latticed joist slabs presented average load capacity values with the same magnitude as the average load capacity obtained in models with solid slabs, despite being more prone to cracking. From the parametric study, an increase of 100% in the connector height implied strength increase from 16% to 25%, depending on slab type.

Resumo em Português:

Resumo Efeitos globais de segunda ordem em edifícios de concreto armado podem ser estimados por métodos numéricos ou procedimentos simplificados, como o coeficiente γz, apresentado na norma brasileira. Neste artigo propõe-se um novo parâmetro simplificado, que é deduzido pelo Método de Galerkin por Resíduos Ponderados. De modo a avaliar a acurácia do modelo proposto, 42 pórticos planos (21 com contraventamento por pórticos e 21 com contraventamento por elementos rígidos) foram analisados em termos de esforços internos e deslocamentos. Tais resultados foram comparados aos obtidos pelo coeficiente γz e a resultados de referência obtidos por um programa de elementos finitos com análises de não linearidade geométrica. A precisão dos resultados foi definida por parâmetros estatísticos, que mostram que os resultados obtidos utilizando o parâmetro proposto estavam mais próximos dos resultados de referência, mesmo na faixa recomendada para a utilização do parâmetro γz.

Resumo em Inglês:

Abstract Global second order effects in reinforced concrete buildings can be estimated using numerical or simplified methods, such as the γz coefficient, presented in the Brazilian standard. This paper proposes a new simplified parameter, which is deduced by the Galerkin’s Method by Weighted Residuals. In order to evaluate the accuracy of the proposed methodology, 42 planar frames (21 framed system structures and 21 dual system structures) were analysed in terms of internal forces and displacements. Such results were compared to those obtained by the γz coefficient and to the reference results obtained throughout a geometric nonlinear elastic finite element program. The precision of the results was defined by statistical analyses, which showed that the results using the proposed parameter were closer to the reference ones, even in the recommended range for using the γz coefficient.

Resumo em Português:

Resumo Foi investigado a influência da adição combinada de fibras de celulose (FC) e microceluloses cristalinas (MCC) nas propriedades no estado fresco e cinética de hidratação dos compósitos cimentícios. Para isso, foram analisadas dezesseis diferentes formulações de celuloses FC-MCC na matriz cimentícia, no qual foram variadas fibras de celulose em 0.5%, 1.0% e 1.5% e microceluloses cristalinas em 0.4%, 0.6% e 0.8% em relação a massa do cimento. Os compósitos cimentícios com adição das celuloses FC-MCC foram caracterizados em termos de comportamento reológico, no qual foi determinado por meio do método Squeeze flow, de fluidez através do ensaio de mini-slump e de cinética de hidratação determinada por meio da evolução temporal da temperatura das misturas. Os testes de hidratação inicial mostraram que a adição máxima de MCC (0.8%) empregada nesse trabalho reduziu a temperatura máxima dos compósitos cimentícios, assim como a combinação das FC’s com a MCC 0.8. As fibras de celulose levaram um tempo maior para atingir a temperatura máxima. Os teores combinados de FC 1.0-MCC 0.4 e FC 0.5-MCC 0.6 promoveram um aumento da temperatura máxima podendo indicar um efeito dispersivo das partículas de celulose com o sistema cimentício. Os resultados do fluxo de compressão mostraram que as amostras estudadas apresentaram um fluxo com cargas muito baixas e se estendendo por grande parte da curva. O aumento da quantidade de fibra de celulose altera os principais fenômenos relacionados ao fluxo: com alto teor de celulose (FC 1.5%) há um aumento do atrito entre as partículas, podendo concluir que a quantidade de fibras de celulose no sistema cimentício influencia no comportamento reológico e na ocorrência de separação de fases.

Resumo em Inglês:

Abstract The influence of the combined addition of cellulose fibers (FC) and microcrystalline celluloses (MCC) on the fresh properties and hydration kinetics of cementitious composites was investigated. For this purpose, sixteen different formulations of FC-MCC celluloses in the cement matrix were analyzed, in which various cellulose fibers were 0.5%, 1.0%, and 1.5% and microcrystalline cellulose in 0.4%, 0.6% and 0.8% about the cement mass. The cementitious composites with the addition of FC-MCC celluloses were characterized in terms of rheological behavior, which was determined through the Squeeze flow method, fluidity through the mini-slump test, and hydration kinetics determined through the temporal evolution of the temperature of the mixtures. The initial hydration tests showed that the maximum addition of MCC (0.8%) used in this work reduced the maximum temperature of the cementitious composites, as well as the combination of FCs with MCC 0.8. Cellulose fibers took a longer time to reach the maximum temperature. The combined contents of FC 1.0-MCC 0.4 and FC 0.5-MCC 0.6 promoted an increase in the maximum temperature, which could indicate a dispersive effect of the cellulose particles with the cementitious system. The results of the compression flow showed that the studied samples presented a flow with very low loads and extended for a large part of the curve. Te increase in the amount of cellulose fiber alters the main phenomena related to flow: with a high cellulose content (FC 1.5%) there is an increase in friction between the particles, leading to the conclusion that the amount of cellulose fibers in the cementitious system influences on the rheological behavior and the occurrence of phase separation.

Resumo em Português:

Resumo Foram abordados neste estudo micro concretos autoadensáveis ecoeficientes com substituição parcial do cimento Portland por resíduo de rochas ornamentais (do inglês ornamental stone waste - OSW) e substituição dos agregados convencionais por resíduo de poliestireno expandido. A dosagem foi feita utilizando metodologia de empacotamento de partículas, e as frações de substituição seguiram um projeto experimental estatístico composto de segunda ordem. Foram avaliados e discutidos os parâmetros reológicos, físicos, mecânicos e de ecoeficiência das misturas. Como esperado, a incorporação dos resíduos diminuiu a resistência mecânica, e as misturas com elevadas incorporações de agregados leves apresentaram tendência a segregação. Entretanto, a adição do resíduo OSW demonstrou aumentar a trabalhabilidade e diminuir a viscosidade, contribuindo para controlar a segregação devido à redução no consumo de água necessário sem prejudicar a fluidez da mistura. Ao mesmo tempo, o agregado leve diminuiu tanto a densidade das misturas quanto a viscosidade. A interação do resíduo com o agregado leve se mostrou promissora na obtenção de microconcretos leves mais ecoeficientes.

Resumo em Inglês:

Abstract Eco-efficient self-compacting micro concretes with partial replacement of Portland cement by ornamental stone waste (OSW) and replacement of conventional aggregates by expanded polystyrene waste were addressed in this study. A base mixture was obtained using a particle packing method, and replacement fractions followed a second-order composite experimental design. The mixtures’ rheological, physical, mechanical and eco-efficiency parameters were evaluated and discussed. As expected, the incorporation of residues reduced the mechanical strength, and mixtures with high incorporation of lightweight aggregates tended to segregate. However, OSW has been shown to increase workability and decrease viscosity, contributing to control segregation due to the reduced amount of water required without impairing the fluidity of the mix. At the same time, the lightweight aggregate decreased both the density of the mixtures and the viscosity. The interaction of the residue with the lightweight aggregate proved promising in obtaining more eco-efficient lightweight microconcretes.

Resumo em Português:

Resumo Esse trabalho apresenta resultados experimentais de oito vigas-parede com entalhes e furos, não alinhados e não simétricos geometricamente. As variáveis consideradas no estudo foram a presença de armadura na alma ou não, e a geometria das vigas-parede. Junto com a investigação experimental, foi realizado um estudo de modelos de bielas e tirantes (MBT) que representassem o comportamento (modo de falha e carga máxima) das vigas-parede de concreto armado com geometrias complexas. Os resultados experimentais mostraram que a capacidade de carga última das vigas-parede é afetada significativamente pela existência de armadura na alma. Além disso, o estudo mostrou que o MBT é conservador, e tende a subestimar os resultados, reduzindo a sua capacidade de predição de carga de falha.

Resumo em Inglês:

Abstract This article presents experimental results of eight non-aligned, non-geometrically symmetrical deep beams with notches and openings. The variables considered in the study were the presence of web reinforcement, and the geometry of the deep beams. Along with the experimental investigation, a study of strut-and-tie models (STM) representing the behavior (failure mode and maximum load) of reinforced concrete deep beams with complex geometries was performed. The experimental results showed that the ultimate load capacity of deep beams is significantly affected by the presence of reinforcement in the web. Furthermore, the study showed that the STM is conservative and tends to underestimate the results, reducing its ability to predict failure load.

Resumo em Português:

Resumo Compreender e quantificar os efeitos de interferência aerodinâmica é fundamental para projetar edifícios seguros e eficientes, no entanto, há uma complexidade nesse fenômeno que o caracteriza como o maior desafio da engenharia do vento e, por tanto, limita o aprimoramento das diretrizes de projeto de maneira normativa. Logo, essa pesquisa investigou o impacto da interferência de edificações nas cargas induzidas pelo vento em um edifício alto, através de testes em túnel de vento conduzidos utilizando a técnica de medição de pressão síncrona. Esse impacto foi quantificado por meio dos fatores de interferência (FIs) nos coeficientes da força longitudinal, transversal e torcional, os quais foram mapeados considerando diferentes ângulos de vento, posições relativas e quantidade dos edifícios, além da rugosidade do terreno. Observou-se que o efeito de proteção em uma análise estática é um fenômeno dominante na maioria dos cenários estudados quando há interferência do vento. A maior extensão das zonas de amplificação ocorreu nos cenários em que o vento incidiu na menor fachada do edifício analisado e na maior fachada do edifício interferente, onde o coeficiente do momento torcional mostrou-se mais sensível às mudanças de turbulência do escoamento do vento.

Resumo em Inglês:

Abstract Understanding and quantifying the effects of aerodynamic interference is fundamental to designing safe and efficient buildings; however, there is a complexity in this phenomenon that characterizes it as the greatest challenge of wind engineering and thus limits improving design guidelines in a normative way. Therefore, this study investigated the impacts of building interference on wind-induced loads on a tall building through wind tunnel tests conducted using the synchronous pressure measurement technique. This impact was quantified using the interference factors (IFs) on the along-wind, across-wind and torsional force coefficients, which were mapped considering different wind angles, relative positions and number of buildings, in addition to the terrain roughness. It was observed that the protection effect in a static analysis is a dominant phenomenon in most studied scenarios when there is wind interference. The largest extension of the amplification zones occurred in scenarios in which the wind blew against the smallest facade of the analyzed building and the largest facade of the interfering building, where the coefficient of torsional moment was more sensitive to changes in wind turbulence.

Resumo em Português:

Resumo Laje bidirecional oca resulta da aplicação de uma tecnologia que remove concreto de regiões em que ele é pouco útil e coloca esferas plásticas ocas no seu interior. Essa característica gera economia de material e redução de peso próprio, sem perder considerável inércia, possibilitando vãos maiores e mais flexíveis, que, consequentemente, são suscetíveis a vibrações e acelerações dinâmicas indesejáveis causadas por ações externas, como os movimentos produzidos pela atividade humana. Dessa forma, entender o comportamento dinâmico desta tecnologia e confrontar com limites normativos, ainda na fase de projeto, é fundamental para um bom desempenho no estado limite de serviço, trazendo conforto ao usuário. A presente pesquisa visa estudar o comportamento dinâmico de uma laje bidirecional aliviada submetida às ações humanas de pular, dançar, bater palmas, balançar o corpo e bater palmas balançando o corpo. É realizada a modelagem numérica da estrutura e nela são aplicadas as ações dinâmicas. Os resultados numéricos mostram que, para a maioria das ações (bater palmas, balançar o corpo e bater palmas balançando o corpo) os serviços limites normativos são atendidos, entretanto, a laje bidirecional aliviada apresenta acelerações excessivas para as ações de pular e dançar.

Resumo em Inglês:

Abstract The bi-axial hollow slab is the result of applying a technology that removes concrete from the least useful region and replaces it with hollow plastic spheres. This technique leads to material economy and self-weight saving, without considerable inertial loss, enabling larger and more flexible spans. Consequently, these spans are vulnerable to unwanted vibrations and dynamic acceleration caused by external actions, such as movements produced by human activity. This way, understanding the dynamic behavior of this technology and confronting it with normative limits on the project phase is essential for a good performance in the serviceability limit state, bringing comfort to the user. This paper studies the dynamic behavior of a bi-axial hollow slab submitted to human actions, such as jumping, dancing, clapping, moving the body, and moving and clapping at the same time. For that, this work made a numerical model of the structure and applied dynamic actions to it. The numerical results show that, for most of the actions, normative limits are satisfied, but the slab presents excessive accelerations in the case of jumping and dancing.

Resumo em Português:

Resumo Encontrar formas de reaproveitar resíduos é uma alternativa não só para reduzir sua presença em ambientes urbanos e naturais, mas também para reduzir custos e consumo de matérias primas pelas indústrias. O objetivo deste trabalho é avaliar as propriedades de concretos fabricados através da substituição de agregados graúdos e miúdos convencionais por resíduo de mármore. Foram realizadas análises de morfologia, granulometria, massa específica e da fase cristalina dos agregados. A composição dos constituintes, em massa, foi 1:1,2:3 de cimento Portland CPIII-32 RS, agregados miúdos e agregados graúdos, respectivamente, com adição de 0,4 de água, moldados e curados em água. Foram confeccionadas cerca de 25 amostras de concreto, variando a quantidade de agregado graúdo/fino na massa de cimento de acordo com as proporções de agregados de: A= 100% brita/ 100% areia, B= 100% RRO grosso/ 50% RRO fino + 50% areia, C= 50% RRO grosso + 50% cascalho/ 100% RRO fino, e D = 100% RRO grosso/100% RRO fino. As amostras cilíndricas medindo ∅50 x 100 mm foram submetidas a testes de absorção de água e resistência à compressão, e os resultados obtidos foram comparados com algumas normas e com a literatura. A absorção de água foi inferior a 2,5% e a resistência à compressão ficou entre 27-33 MPa, valor próximo à resistência do cimento utilizado. A composição B apresenta os melhores resultados entre as demais, indicando a possibilidade de utilização do resíduo do mármore para produção de concretos para diversas finalidades como pavimentação de baixa carga, calçadas, blocos, entre outros. No entanto, para pisos intertravados, deve-se utilizar cimento de maior desempenho para atingir a resistência necessária. Esse tipo de concreto agrega valor ao resíduo e mitiga os impactos ambientais.

Resumo em Inglês:

Abstract Finding ways to reuse residue is an alternative not only to reduce its presence in urban and natural environments, but also to reduce costs and consumption of resources by industries. The objective of this paper is to evaluate the properties of concretes made by replacing conventional coarse and fine aggregates with marble residue. Morphological, granulometry, specific gravimetry and crystalline phase analyses were carried out in the aggregates. The composition of the constituents, by mass, was 1:1,2:3 of Portland cement CPIII-32 RS, fine aggregates, and coarse aggregate, respectively, with the addition of 0.4 of water, molded and cured in water. About 25 concrete samples were made, varying the amount of coarse/fine aggregate in the cement mass according to the aggregates proportions of: A= 100% gravel/ 100% sand, B= 100% coarse RRO/ 50% fine RRO + 50% sand, C= 50% coarse RRO + 50% gravel/ 100% fine RRO, and D = 100% coarse RRO/100% fine RRO. The cylindrical samples measuring ∅50 x 100 mm were subjected to water absorption and compressive strength tests, and the results were compared with standards and literature. The water absorption was smaller than 2.5% and the compressive strength values were between 27-33 MPa, close to the resistance of cement used. Composition B presented the best results among the others, indicating the possibility of using the residue from marble for production of concretes for various purposes such as low load paving, sidewalks, blocks, among others. However, for interlocking floors, higher performance cement should be used to achieve the required strength. This type of concrete adds value to the residue and mitigates environmental impacts.

Resumo em Português:

Resumo A produção de materiais ecoeficientes à base de cimento é essencial para reduzir as emissões de CO2 na indústria da construção civil. Pode-se alcançar reduções importantes nas emissões globais de CO2 pelo uso mais eficiente do clínquer em argamassas e concretos, e pela utilização de adições minerais de baixo teor de CO2 como substitutos parciais do cimento Portland. No entanto, a dosagem de compósitos ecoeficientes é complexa e a redução do teor de cimento pode afetar suas propriedades. Este artigo tem como objetivo otimizar a dosagem de argamassas contendo adições minerais (fíler de calcário, cinza volante, metacaulim, sílica ativa). O modelo de empacotamento compressível associado a um planejamento de mistura simplex foi utilizado juntamente com parâmetros químicos, para limitar a quantidade de adições minerais reativas para as iterações do modelo. Os resultados mostram uma redução significativa no impacto ambiental das argamassas, que apresentaram resistências à compressão entre 76 e 118 MPa aos 91 dias e índices de ligante entre 10 e 15 kg/m3/MPa. A reatividade das adições minerais (baseada no teste de Chapelle modificado) foi utilizada com sucesso para estabelecer a substituição do cimento Portland (até 13%), evitando a presença de adições minerais sem reagir e otimizando o uso de fíler calcário e areia, que apresentam menor impacto ambiental. As misturas de alto desempenho atingiram 8,73 kg CO2e/MPa, redução de até 30% nas emissões de CO2 comparativamente às argamassas contendo apenas cimento Portland.

Resumo em Inglês:

Abstract The production of eco-efficient cement-based materials is essential to reduce CO2 emissions from the construction industry. A substantial reduction in global CO2 emissions can be achieved by using clinker in mortar and concrete more efficiently and using low-CO2 minerals as partial replacements for Portland cement. However, the proportioning of eco-efficient composites is complex and the reduction in clinker content may affect its properties. This paper aims to optimize the mix design of high-strength mortars containing supplementary cementitious materials (limestone filler, fly ash, metakaolin, silica fume). The compressible packing model associated with a simplex mixture design were used together with chemical parameters, to limit the amount of active SCMs for the model iterations. The results show a significant decrease in the environmental impact of the mortars, which presented compressive strengths between 76 and 118 MPa at 91 days and binder indexes between 10 and 15 kg/m3/MPa. The reactivity of the SCMs (based on the modified Chapelle test) were successfully used to establish the Portland cement substitution (up to 13%), preventing the presence of unreacted SCMs and optimizing the use of limestone filler and sand, which have a lower environmental impact. The high-performance blends reached 8.73 kg CO2e/MPa, up to a 30% reduction in CO2e emissions compared to the mortar with only Portland cement.

Resumo em Português:

Resumo O cobrimento das armaduras tem a função de proteger física e quimicamente as armaduras de aço, através da qualidade do concreto e sua espessura, influenciando na durabilidade e vida útil. Este trabalho propôs variações do cobrimento baseados na classe de agressividade ambiental (CAA) de exposição dos concretos, considerando a resistência especificada em cada classe. Os traços foram submetidos aos ensaios acelerados de névoa salina e de carbonatação. Os testes foram mantidos por períodos até que o cobrimento de cada CAA fosse atingido, determinando o impacto no cobrimento das armaduras para cada CAA, mais amena ou mais severa. Cada um destes traços foi avaliado quanto às características físicas e mecânicas. Verificou-se que o cobrimento necessário às armaduras varia de maneira linear com a resistência à compressão dos traços, denotando a possibilidade de considerar mais de uma classe de resistência de concreto e o cobrimento nas diferentes CAA. Destaca-se que a diferença do cobrimento necessário em relação às CAA se torna maior quando utilizados concretos de classe superior a C30. Ainda, percebeu-se que o ataque por íons cloreto é mais severo que a carbonatação, tendo determinado, na maioria das verificações, a espessura mínima de concreto para garantir a durabilidade almejada.

Resumo em Inglês:

Abstract The physical and chemical protection of steel reinforcement afforded by the cover is a consequence of the quality of the concrete and its thickness, with a long-term impact on durability and service life. This study proposed variations in cover based on environmental aggressivity class (EAC) of exposure considering concretes of prescribed compressive strength classes (C20/C25/C30/C40). To this end, concrete mixtures were subjected to accelerated testing in salt spray chambers or carbonation. Accelerated testing was kept for periods long enough to reach each EAC cover level. Thus, the effect of each EAC, from mild to severe, was determined on the physical and mechanical characteristics of each mixture. It was determined that the required reinforcement cover varied linearly with compressive strength. This denoted the possibility of using more than one class of concrete and cover for each EAC. It should be noted that the difference in required cover became greater when using concrete with a strength class higher than C30. Still, it was noticed that the chloride ions attack s was more severe than carbonation and was, for most of the test cases, the determinant factor in minimum cover thickness to ensure the desired durability.

Resumo em Português:

Resumo Ensaios não destrutivos (END) que avaliam a constituição ou degradação de estruturas são de grande interesse na Engenharia Civil. Entre as técnicas de END, destaca-se o teste de Velocidade de Pulso Ultrassônico (UPV); no entanto, embora seu uso seja difundido, ainda não existem aplicações que empreguem esse método para determinar a constituição do concreto in situ. Portanto, este artigo aborda a identificação do teor de agregados graúdos em amostras de concreto por meio de uma Rede Neural Artificial (RNA) treinada com um banco de dados de ensaios numéricos que simularam UPV. Neste artigo, o teor de agregados graúdos será descrito como uma porcentagem da área total de um modelo bidimensional de concreto. Três arquiteturas de redes neurais artificiais foram avaliadas. As duas primeiras, treinadas com 13 ou 22 trajetórias, resolveram um problema de classificação para cinco teores de agregados, e a terceira, treinada com 22 trajetórias, resolveu um problema de regressão. Seu desempenho foi comparado com o de outras soluções de regressão, a saber, Regressor XGB, Random Forest e Mínimos Quadrados Ordinários, e mostrou-se superior, com desvios médios de -2,55% a +2,17%. Assim, este artigo demonstrou que o uso da RNA em combinação com o teste UPV tem o potencial de identificar o teor de agregados graúdos em concretos. Os resultados positivos sugerem que essa abordagem é promissora e ressaltam a necessidade de validação experimental adicional em pesquisas futuras.

Resumo em Inglês:

Abstract Nondestructive tests that assess the constitution or degradation of structures are of great interest in Civil Engineering. Among the non-destructive testing techniques, the Ultrasonic Pulse Velocity (UPV) test stands out; however, although its use is widespread, there are still no applications that employ this method to determine the constitution of concrete in situ. Therefore, this article addresses the identification of the coarse aggregate content in concrete specimens by an Artificial Neural Network (ANN) trained with a database of numerical tests that simulated UPV. In this paper, the coarse aggregate content will be described as a percentage of the total area of a two-dimensional concrete model. Three artificial neural network architectures were evaluated. The first two, trained with 13 or 22 paths, solved a classification problem for five aggregate contents, and the third, trained with 22 paths, solved a regression problem. Its performance was compared with those of other regression solutions, namely XGB Regressor, Random Forest, and OLS (Ordinary Least Squares), and showed superior, with -2.55% to +2.17% average deviations. Thus, this paper demonstrated that the use of ANN in combination with UPV test has the potential to identify the coarse aggregate content in concretes. The positive results suggest that this approach is promising and highlights the need for further experimental validation in future research.

Resumo em Português:

Resumo O trecho oeste do Rodoanel Governador Mário Covas foi aberto ao tráfego no ano de 2000. O pavimento era originalmente composto por placas de concreto com barras de transferência, com módulo de ruptura de projeto 4.5 MPa. Falhas prematuras foram observadas não somente por engenheiros e usuários, mas foram também relatadas pela imprensa. Placas de concreto começaram a ser demolidas e substituídas. Muitas das placas removidas foram levadas a uma planta de reciclagem local para britagem. Entretanto, os agregados produzidos não foram utilizados na produção das novas placas de concreto. O primeiro objetivo foi verificar a presença de fluorita como substância prejudicial no concreto existente, pois era uma suspeita entre os tecnologistas de concreto envolvidos no projeto de mistura durante a construção. As análises químicas por espectrometria de fluorescência de raios X não evidenciam a presença de componentes químicos prejudiciais à durabilidade do concreto. Portanto, o segundo objetivo foi aceitar o material para reciclagem e assim discutir proporções da mistura, resistência, rigidez, tenacidade à fratura e fadiga. Este documento apresenta um estudo de viabilidade da utilização de agregados reciclados na produção de novas placas de concreto, contudo mais espessas. O estudo inclui discussões sobre as proporções de mistura, resistência mecânica, fratura, fadiga, e composição química. A análise química com espectrometria de fluorescência de raios-X não detectou a presença de compostos químicos prejudiciais a durabilidade do concreto. O desempenho à fadiga de misturas recicladas impõe demandas por soluções de projeto mais espessas e custosas.

Resumo em Inglês:

Abstract The west section of the Governor Mário Covas São Paulo Metropolitan Road Ring was opened to traffic in 2002. The original pavement was a jointed plain concrete pavement with dowelled joints and a design flexural strength (or modulus of rupture) of 4.5 MPa. Premature failure of the concrete slabs was observed not only by engineers and users, but also reported by the media. Concrete slabs soon started being demolished and replaced. Many of the removed slabs were taken to a nearby recycling plant for crushing. However, the resulting recycled concrete aggregate was not used in the manufacturing of the new slabs. There were concerns that the potential presence of detrimental chemical substances had caused the early deterioration of the slabs. If that were true, using recycled aggregates obtained from the original concrete could result in the same issues in the new mix. This paper describes a feasibility study on recycling the original concrete for use as aggregate in new concrete slabs. The first goal was to verify the presence of fluorite as detrimental substance in the existing concrete because there was a suspicion among concrete technologists engaged on mixture design during the construction. Chemical analysis using X-ray fluorescence spectrometry did not show the presence of chemical components detrimental to concrete durability. Therefore, the second goal was to accept the material for recycling and discuss mix proportions, strength, stiffness, fracture toughness, and fatigue. Although some of the concrete properties were affected by the inclusion of recycled aggregates in the mix, the results indicate that it is possible to use recycled aggregates produced from the original concrete to cast new concrete slabs, however requiring greater thicknesses. The fatigue performance of recycled mixtures points out the demand for thicker and eventually more expansive design solutions.

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Resumo Este artigo explora os conceitos essenciais relacionados à durabilidade de estruturas de concreto armado existentes, com vistas ao seu monitoramento. Compara a abordagem atual adotada em grandes obras com aquela aplicada às demais estruturas em serviço. Apresenta os princípios do Structure Health Monitoring (SHM) e explora diversas soluções de sensores disponíveis no mercado e desenvolvidas em projetos de pesquisa. Destaca a viabilidade de democratizar o monitoramento estrutural, atualmente limitado por barreiras culturais. Para isso, enfatiza a necessidade de colaboração entre profissionais técnicos, pesquisadores, entidades de classe e órgãos governamentais, a fim de superar os desafios que levaram ao chamado “apagão” de controle no conjunto construído.

Resumo em Inglês:

Abstract This article explores the fundamental concepts related to the durability of existing reinforced concrete structures, focusing on its monitoring. It compares the current approach adopted in major projects with that applied to other structures in service. It presents the principles of Structural Health Monitoring (SHM) and examines various sensor solutions available on the market and developed in research projects. It emphasizes the feasibility of democratizing structural monitoring, which is currently limited by cultural barriers. To achieve this, it highlights the need for collaboration among technical professionals, researchers, professional associations, and government agencies to overcome the challenges that have led to the so-called “control blackout” in the built environment.