Navegando por Autor "Magalhães, Fábio Costa"

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Análise dos procedimentos de avaliação do potencial de durabilidade das estruturas de concreto com base na determinação do coeficiente de difusão de cloretos
(2020) Sell Junior, Felix Krolow; Magalhães, Fábio Costa
O concreto é o material mais largamente utilizado na construção civil, sendo também o material de construção mais utilizado na construção de estruturas costeiras e marinhas. No entanto, esse material pode apresentar diversos problemas relacionados ao seu desempenho, principalmente relacionados à sua durabilidade. A durabilidade de estruturas de concreto armado pode ser afetada por vários processos de deterioração, sendo a ação dos íons cloreto presentes na água do mar considerada a maior ameaça à durabilidade de estruturas de concreto armado. A ação dos íons cloreto em estruturas de concreto armado é responsável pela despassivação das armaduras, desencadeando o processo corrosivo do aço, causando uma ação expansiva e, consequentemente, vindo a deteriorar o concreto. O processo de difusão de cloretos é considerado o principal mecanismo que rege a penetração de íons cloreto em uma estrutura de concreto armado. Neste sentido o presente trabalho tem como objetivo avaliar os procedimentos de ensaios e os resultados de três diferentes metodologias de determinação do coeficiente de difusão de cloretos no concreto. Os concretos analisados foram produzidos com diferentes relações água/aglomerante (0,45; 0,55; 0,65) e substituição parcial do cimento por sílica ativa nas porcentagens de 5, 10 e 20 %. Foram também realizados ensaios de resistência à compressão e de absorção de água por capilaridade. As metodologias utilizadas para determinação do coeficiente de difusão de cloretos no concreto foram da ASTM C1556 (2016), NT Build 492 (1999) e UNE 83987 (2012). Com relação à determinação do coeficiente de difusão por meio das três diferentes metodologias, os métodos da UNE 83987 (2012) e NT Build 492 (1999) apresentaram a menor média de resultados para o coeficiente de difusão. Já a média de resultado do coeficiente de difusão de cloretos obtido pelo método da ASTM C1556 (2016) apresenta resultados mais elevados. Nos resultados obtidos para o coeficiente de difusão para as três metodologias de determinação do coeficiente de difusão de cloretos, os concretos com menor relação água/aglomerante e com substituição parcial de cimento por sílica ativa apresentaram resultados mais próximos, sendo que a medida em que aumentou a relação água/aglomerante os resultados para o coeficiente de difusão apresentaram maior diferença. Em geral os métodos de determinação do coeficiente de difusão de cloretos no concreto realizados neste estudo apresentaram boa relação e correlação, sendo constatada excelente correlação do rápido método da NT Build 492 (1999) com os resultados da consolidada metodologia do método da ASTM C1556 (2016).
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Análise numérica do fator de envelhecimento do concreto e sua influência na resposta de modelos de penetração de cloretos
(2022) Gomes, Cristian da Conceição; Magalhães, Fábio Costa
Fatores relacionados à durabilidade e à previsão de vida útil têm ganhado importância cada vez maior no projeto de estruturas de concreto armado ao longo dos últimos anos. Diversos fatores influenciam o processo corrosivo em estruturas de concreto armado. Dentre eles, pode ser destacada a agressividade do ambiente e a qualidade do concreto. Os principais causadores de deterioração precoce em estruturas de concreto são a penetração de íons cloretos e a carbonatação. Esses agentes acarretam prejuízos, tanto do ponto de vista técnico, como do ponto de vista econômico, o que inclui os danos causados e os custos para a recuperação. Os íons cloreto penetram a estrutura em diferentes graus em decorrência da ação do meio ambiente, sendo o agente principal do processo de despassivação das armaduras. Esse processo gera as condições necessárias para o início do processo corrosivo, o qual é considerado o processo de degradação mais recorrente e severo em estruturas de concreto armado em ambientes de atmosfera marinha. Ao longo da vida útil do concreto, ao menos três fatores estão em constante mudança: a microestrutura dos poros, a perda de capacidade de fixação dos cloretos e as diferenças de concentração de cloretos na superfície e no interior do concreto. Nesse contexto, o presente trabalho visa avaliar a influência do processo de envelhecimento do concreto utilizando o fator de envelhecimento adotado em distintos modelos matemáticos baseados na solução da 2a Lei de Fick. Foram realizadas análises numéricas através dos modelos apresentados por GJØRV (2015), KWON (2007) e LIFE 365 (1999) a fim de avaliar a concentração de cloretos em diferentes profundidades e idades para os concretos em estudo. Por meio das análises paramétricas realizadas através do programa MATLAB, observou-se grande influência gerada pelas variações do fator de envelhecimento nos modelos propostos por Gjørv e Life 365, que gerou um aumento na estimativa de concentração de cloretos no interior do concreto. Observou-se também a maior influência da concentração superficial de cloretos no modelo proposto por Kwon. Além disso, através do teste de aderência de Kolmogorov-Smirnov, constatou-se que as concentrações de cloretos estimadas através dos três modelos seguem uma distribuição de probabilidades Lognormal, a qual representa o comportamento dos três modelos com grande fidelidade. Por fim, observaram-se estimativas de concentrações mais elevadas para o modelo proposto por Kwon, o qual se considerou como uma análise mais crítica, em função dos resultados apresentados, enquanto que o modelo Life 365 apresentou-se como mais completo, devido às considerações que podem ser realizadas durante o processo, como o diâmetro da fissura do concreto, as adições minerais presentes e o tipo de ação que o concreto esteja sofrendo.
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Avaliação da deposição de cloretos em diferentes microambientes de atmosfera marinha
(2024) Barbosa, Renata Cristina Fernandes; Magalhães, Fábio Costa
As estruturas de concreto armado frequentemente apresentam insuficiência em alcançar os padrões desejados de durabilidade e vida útil quando expostas a ambientes marítimos. As normas vigentes carecem de abrangência suficiente para assegurar o desempenho dessas estruturas, em ambientes caracterizados por diferentes níveis de agressividade, levando à necessidade de uma revisão e ajuste dos critérios de classificação de agressividade ambiental e à adoção de testes mais específicos. Esta pesquisa tem como objetivo central o estudo do litoral da cidade de Cabo Frio – RJ, com o intuito de cartografar a deposição de cloretos e investigar as características climáticas locais para fundamentar uma avaliação da agressividade local decorrente do ataque de cloretos, visando assim implementar medidas condizentes com a construção de estruturas mais resilientes. A determinação dos teores de cloretos seguiu a norma NBR 6211:2001, baseada na norma ASTM D 512-89:1999. Os dados climáticos foram obtidos junto à Divisão de Interação Oceano Atmosfera do Instituto de Estudos do Mar Almirante Paulo Moreira (IEAPM), responsável pelo monitoramento das variações climáticas ao longo do ano. Os resultados mostram a relação interdependente entre os fatores climáticos e a deposição de íons agressivos, tais como a direção e velocidade do vento, temperatura e umidade relativa do ar. Esses elementos mostraram-se influenciando em conjunto tanto a deposição quanto a dissipação de cloretos na atmosfera. A deposição de cloretos evidenciou relações interessantes, apresentando nos primeiros 35 metros da superfície fonte mais próxima, os valores máximos de íons depositados foram em média 1300 mg/(m2.dia), alcançados no período da primavera e aproximadamente 1000 mg/(m2.dia) no inverno. A média dos valores mais baixos nesta mesma distância foi observada em torno de 600 mg/(m2.dia), alcançados no verão e semelhantemente no outono. Para o ponto de monitoramento mais distante investigado, equivalente a 1400km da superfície fonte mais próxima, apresentou deposição máxima média de 112 mg/(m2.dia) na primavera e deposição mínima média de 43 mg/(m2.dia) no verão. Destaca-se, portanto, a importância da análise microambiental para compreender situações particulares e atender às necessidades específicas de cada estrutura. Assim, é essencial considerar não apenas os aspectos gerais do ambiente, mas também as características específicas dos microambientes dentro dele. Este levantamento proporcionou uma análise dos riscos potenciais aos quais as estruturas poderão estar expostas durante sua vida útil, quando considerado métodos e procedimentos adotados empiricamente. A compreensão dos padrões de deposição de cloretos ao longo do ano pode orientar estratégias de proteção e manutenção dessas estruturas, contribuindo para sua durabilidade e desempenho a longo prazo.
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Estudo probabilístico da resistência à compressão e da resistência à tração na flexão dos concretos utilizados na construção do dique seco do estaleiro Rio Grande, no superporto, em Rio Grande - RS
(2009) Magalhães, Fábio Costa; Real, Mauro de Vasconcellos
A variação presente nos ensaios de aceitação do concreto, sobretudo a resistência, torna fundamental a utilização de uma grande quantidade de dados amostrais para estabelecer parâmetros de avaliação e calibração das normas técnicas. Distintos controles tecnológicos, metodologias de dosagem e características dos materiais, são alguns dos fatores que fazem com que o concreto tenha peculiaridades relacionadas à região do planeta onde o mesmo é produzido.O presente trabalho aplicou diversos métodos de controle e aceitação de estruturas de concreto aos resultados práticos oriundos do concreto lançado na execução do dique seco do Estaleiro Rio Grande em construção na cidade de Rio Grande - RS. Esta obra é uma importante fonte de informações sobre a resistência e o comportamento do concreto visto que, na mesma, foi empregado desde o início um rigoroso controle de qualidade; gerando dados raramente disponíveis em obras portuárias brasileiras. Foram utilizados como base para este trabalho dois traços de concreto; um com adição de fibras e fck= 35 MPa e outro com adição de sílica ativa e fck= 40 MPa. Foram realizadas comparações entre as estimativas de resistência das normas brasileira, européia e norte-americana de concreto. Realizadas análises estatísticas de modelos teóricos de distribuição de probabilidade destas resistências. Além disso, foram estabelecidas correlações entre as resistências à tração e à compressão do concreto. O incremento de resistência do concreto ao longo do tempo também foi estudado, tanto para compressão como para a tração. As análises apresentadas permitem atestar o atendimento dos concretos utilizados na execução do dique seco quanto aos requisitos estabelecidos pelas normas brasileiras de concreto.
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Influência da cinza de fundo como substituto do agregado miúdo em concretos produzidos com e sem metacaulim: efeitos em propriedades relacionadas à penetração de cloretos
(2024) Aragão, Tatiane Valente de; Magalhães, Fábio Costa
Nos últimos anos, muito se discute sobre a necessidade da utilização sustentável dos recursos naturais disponíveis no meio ambiente. A produção de concretos com resíduos industriais é uma prática cada vez mais utilizada na busca de reduzir os impactos ambientais. Muitos desses materiais são pozolânicos, como as cinzas volantes e sílicas ativas. Esses minerais, portanto, propiciam incrementos em propriedades físicas, químicas e mecânicas do concreto. Outros resíduos, como a cinza de fundo gerada no processo de queima de carvão mineral que não passa por controle de temperatura ou qualquer tipo de beneficiamento costumam apresentar baixo potencial reativo. O descarte deste material, porém, se caracteriza como um importante desafio dentro de um contexto de sustentabilidade. Neste trabalho é avaliado o potencial de durabilidade dos concretos produzidos com a substituição de areia por cinza oriundo da queima de carvão nas proporções de 5%, 10%, 15%, 20% e 30%, bem como a substituição de cimento Portland por metacaulim na proporção de 5%. A análise das propriedades químicas da cinza indicou predominância de material cristalino, contendo ainda material amorfo em menor proporção. Os resultados experimentais obtidos através dos ensaios de resistência à compressão, absorção de água por capilaridade, migração de cloretos em regime não estacionário e velocidade de pulso ultrassônico evidenciam a influência das adições minerais nas propriedades do concreto. Concretos produzidos com a adição de cinza de fundo e metacaulim apresentaram melhorias em relação ao concreto de referência C0 (sem adição), principalmente no que se refere à resistência à penetração de íons cloreto. Entre as misturas analisadas, os concretos CMK20 e CMK30 se destacam, evidenciando que a combinação de metacaulim e cinza de fundo em teores equilibrados proporciona excelente proteção contra a despassivação das armaduras, reforçando a viabilidade desses materiais na produção de concretos duráveis e sustentáveis.
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Modelos para estimativa do grau de saturação do concreto em função das condições meteorológicas de dois macro ambientes distintos e sua contribuição na estimativa de vida útil de projeto
(2019) Favretto, Felipe; Magalhães, Fábio Costa; Guimarães, André Tavares da Cunha
A garantia da durabilidade de elementos estruturais de concreto armado sujeitos a condições ambientais de severa agressividade apresenta-se como uma das principais dificuldades enfrentadas pela cadeia da construção civil. Dentre os mecanismos de deterioração de estruturas de concreto, destaca-se a corrosão das armaduras decorrente da despassivação provocada pela penetração de agentes agressivos, como o caso dos íons cloreto. A estimativa de vida útil de elementos de concreto armado surge como uma temática fundamental na avaliação da vida útil, na definição de intervenções, manutenções ou mesmo nas situações de projeto de novas estruturas. Embora outros processos resultem na penetração de íons cloreto no concreto, é praticamente consenso que a difusão é o mecanismo predominante. Um modelo clássico de modelagem da penetração de cloretos é a 2a Lei de Fick, na qual a difusibilidade do concreto é um fator fundamental. Guimarães (2000) demonstrou que o grau de saturação (GS) do concreto é um parâmetro que exerce forte influência sobre o coeficiente de difusão de cloretos. Embora tenham sido desenvolvidas metodologias de medição do GS, estas se apresentam onerosas em termos de tempo e recursos financeiros. O objetivo deste trabalho é apresentar estimativas do grau de saturação do concreto com base nas condições ambientais a que o material é exposto e posteriormente analisar a influência deste parâmetro na avaliação da estimativa de vida de elementos estruturais. São utilizados dados meteorológicos e medições do GS obtidas em duas regiões litorâneas (Rio Grande, Brasil e Santa Pola, Espanha). Busca-se com este trabalho, obter estimativas do grau de saturação a partir das variáveis ambientais e avaliar a variabilidade do grau de saturação do concreto, permitindo contribuir para a avaliação probabilística da durabilidade de elementos estruturais de concreto armado. Obtiveram-se modelos de estimativa de GS para todas as famílias de concreto estudadas, para cada ambiente, e também para ambos os ambientes em conjunto. Através da análise probabilística pode-se constatar a grande influência do modelo de GS utilizado na estimativa de vida útil, comprovando a necessidade da correta utilização deste parâmetro.
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Vida útil de concretos produzidos com utilização de sílica ativa e metacaulim frente ao ataque por cloretos: indicadores de durabilidade e análise probabilística
(2019) Wally, Gustavo Bosel; Magalhães, Fábio Costa; Real, Mauro de Vasconcellos
Fatores relacionados à durabilidade e à previsão de vida útil têm ganhado importância cada vez maior no projeto de estruturas de concreto armado durante os últimos anos. As principais causas da deterioração precoce das estruturas são a penetração de cloretos e a carbonatação. Em diversos casos, além da agressividade do ambiente e das solicitações impostas à estrutura, a qualidade do concreto não atende a parâmetros mínimos, reduzindo, assim, a vida útil das estruturas. Neste trabalho são avaliadas as influências da utilização de sílica ativa e metacaulim em aspectos relacionados à durabilidade e à vida útil de estruturas expostas a ambientes marinhos. A abordagem com base no desempenho, por meio da avaliação de indicadores de durabilidade, é utilizada na análise da durabilidade potencial dos concretos produzidos. Esse tipo de abordagem se mostra fundamental visto que a abordagem tradicionalmente adotada nos projetos de durabilidade se restringe à prescrição de valores limite para o cobrimento das armaduras e para parâmetros de dosagem do concreto, como relação água/aglomerante máxima, consumo de cimento mínimo e �� mínimo. Além da avaliação da resistência à compressão, a absorção de água por capilaridade, a resistência à penetração de cloretos e o coeficiente de difusão aparente são tomados como indicadores de durabilidade dos concretos produzidos. Visando abranger as variabilidades que podem ser assumidas pelos parâmetros envolvidos no processo de penetração de cloretos no concreto, uma análise probabilística da vida útil dos concretos produzidos é apresentada. Os resultados mostram que a utilização de sílica ativa e metacaulim gera melhorias significativas às propriedades relacionadas à durabilidade do concreto, proporcionando a redução da penetrabilidade de cloretos e da difusividade do concreto em até 56,02 % e 90,49 %, respectivamente, e influenciando diretamente na expressiva diminuição da probabilidade de ocorrência da corrosão. A importância da abordagem com base no desempenho é verificada e discutida, uma vez que os resultados indicam que concretos da mesma classe de resistência podem possuir comportamentos distintos quando avaliados sob a ótica da durabilidade.