EE – PPG - Programas de Pós-Graduação
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- ItemModelos 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 CunhaA 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.
- ItemProposta de método de ensaio acelerado para a determinação do coeficiente de difusão de íons cloreto em concretos na condição saturada(2017) Fanton, Tássia; Guimarães, André Tavares da CunhaUma maneira de realizar a previsão da vida útil de serviço de uma determinada estrutura de concreto armado ou protendido, exposta em ambientes que contenham o agente agressivo íon cloreto, é através da determinação do coeficiente de difusão de íons cloreto, o qual indica a capacidade que um determinado tipo de concreto tem de resistir à penetração desse agente agressivo. A determinação do coeficiente de difusão, em laboratório, pode ser realizada com um período mínimo de contaminação, de acordo com ensaios normatizados de 35 dias, consumindo assim, grande quantidade de tempo. Levando isso em consideração, torna-se possível observar a necessidade da existência de métodos de ensaios precisos e ágeis capazes de avaliar como os materiais de uma determinada estrutura irão se comportar em ambientes que possuem a presença de cloretos. Tendo isso em vista, a presente pesquisa visa analisar o comportamento do coeficiente de difusão de íons cloreto em concretos na condição saturada, a partir de ensaios com menor tempo de contaminação e com a utilização de uma maior concentração de agente contaminante do previsto no ensaio normatizado, além disso, pretende-se analisar também, o comportamento da concentração superficial de cloretos ao longo do tempo. Para tanto, é importante salientar que foram estudados três traços de concreto, um utilizando cimento de alta resistência inicial em sua dosagem, outro cimento de alta resistência inicial com adição de 10% de sílica ativa e um com cimento do tipo pozolânico, todos os traços consideraram uma relação água/aglomerante de 0,40. Os ensaios foram realizados em idades de contaminação que variam entre 7, 14, 21 e 35 dias, a partir de dois métodos propostos, o primeiro, é chamado neste trabalho de método Acelerado Modificado – NaCl 250g/dm3 e o outro desenvolvido por Guimarães Helene (2007), os resultados obtidos por esses ensaios foram comparados com os obtidos pela aplicação do método normatizado NT BUILD 443 (1995) e com os advindos do método tradicional, o qual utiliza de uma solução contaminante de íons cloretos semelhante a encontrada na água do mar (NaCl 0,5M). Assim sendo, a partir da aplicação da metodologia proposta, conclui-se que os valores da concentração superficial de cloretos, para os concretos dosados com cimento de alta resistência inicial com adição de 10% de sílica ativa e com cimento pozolânico, obtiveram uma variação com tendência crescente ao passar do tempo, já esse valor para o concreto dosado com cimento de alta resistência inicial, não apresentou variação significativa com o passar do tempo, apresentando, assim, uma determinada constância nos valores. No que diz respeito aos valores encontrados para coeficiente de difusão, contatou-se que para todos os traços estudados e métodos de ensaios propostos os valores para tal parâmetro foram satisfatórios na idade de contaminação de 7 dias quando comparados com os obtidos a partir do ensaio normatizado pela NT BUILD 443 (1995) e com o ensaio NaCl 0,5M.
- ItemComportamento dos perfis de cloreto considerando a variação de cs e a formação de pico no concreto dos tetrápodes do molhe leste da Barra do Rio Grande RS(2017) Blois, Leandro Gularte; Guimarães, André Tavares da CunhaO envelhecimento precoce das estruturas de concreto armado em obras de construção civil tem sido alvo de muita preocupação para estudiosos da área. Tendo por objetivo compreender o comportamento dessas estruturas, expostas em ambientes agressivos, foi realizada uma avaliação, considerando a variação da concentração de cloretos na superfície (CS) e a formação de pico, no concreto dos tetrápodes do molhe leste da Barra do Rio Grande RS a fim de observar a dinâmica desse processo aos 5, 9,5 e 15 anos. Com a chegada de uma nova estação do ano, no litoral sul, que faz com que aumente ou diminua o índice pluviométrico de água doce na região, permite a oscilação do comportamento do percentual de cloretos no concreto nesse ambiente. Assim, torna-se viável a análise do comportamento para possível aplicação em estruturas de concreto armado em ambientes similares visando o aumento da durabilidade das estruturas em concreto armado. Os métodos utilizados para elaboração do trabalho foram os dados e informações das pesquisas de Guimarães (2003), Silva (2010) e Oliveira (2013), os quais consideraram apenas a variação de CS, incluindo, no entanto a formação de pico nos perfis. O monitoramento da concentração de cloretos no concreto dos tetrápodes do molhe leste da Barra do Rio Grande RS começou aos 5 anos, sendo avaliado após, aos 9,5 anos e posteriormente aos 15 anos. Entretanto, essas avaliações consideraram apenas a variação da concentração de cloretos na superfície do concreto dos tetrápodes. Logo, utilizando esses dados como referências, realizou-se uma nova avaliação levando em consideração, além da concentração superficial de cloretos (CS) no concreto dos tetrápodes do molhe leste, a formação de pico nos perfis de cloretos já existentes. A maioria dos resultados obtidos foram satisfatórios ao estudo mostrando que, além dos modelos de perfis cloretos considerando a variação da concentração superficial de cloretos (CS), a criação de modelos de perfis de cloretos considerando a formação de pico também é viável em ambientes onde há esse processo. Ao fim, concluiu-se que o cimento ARI RS não é recomendável para obras marítimas e que a norma não estabelece percentuais mínimos de adições que devem ser utilizadas em ambientes muito agressivos. Pois seriam mais aconselháveis recomendações específicas para utilização de adições para concretos em ambientes desse tipo. Ou, também, remeter a um concreto com um máximo coeficiente de difusão.
- ItemDesempenho de concreto saturado e não saturado executado com cimento ari-rs 52,5 mpa, com e sem adições, frente ao ataque de cloretos(2015) Bandeira, Jorge Luiz Saes; Guimarães., André Tavares da CunhaA degradação das estruturas de concreto armado e protendido têm, como uma das suas principais causas, as ações resultantes da penetração de íons cloreto em sua rede porosa. Muitas vezes, essas estruturas, estão localizadas em ambiente marítimo, ou em regiões sujeitas à neve onde são necessárias ações para degelo com a utilização do NaCl. Diversos autores pelo Brasil e o restante do mundo apresentam estudos para verificar as condições e a forma de penetração dos íons cloreto no interior das massas cimentícias com a consequente despassivação do aço. Este estudo objetiva verificar o desempenho de concreto saturado e não saturado, confeccionado com cimento do tipo alta resistência inicial, resistente a sulfatos, de fabricação espanhola com resistência à compressão aos 28 dias de 52,5 MPa, frente ao ataque de cloretos. O desenvolvimento experimental deu-se a partir da contaminação de amostras com NaCl, com diferentes graus de saturação do concreto, extração e realização de ensaios de penetração de cloreto. Por fim, compara os resultados obtidos aos estudos anteriores com cimento de características semelhantes, de fabricação brasileira além de concreto de referência executado com cimento Portland Pozolânico. Conclui-se que as amostras confeccionadas com cimento de alta resistência inicial, resistente à sulfatos, tanto de origem brasileira como espanhola, tiveram resultados de penetração de cloreto muito parecidos, principalmente no caso das amostras com adição de 20 % de escória de alto forno utilizando cimento espanhol e com cimento brasileiro com 12% de cinza volante. Na comparação com as amostras executadas com cimento Portland Pozolânico, estas apresentaram valores mais baixos do coeficiente de difusão mesmo sendo um concreto menos resistente. Parâmetros interessantes são obtidos com esses dados, pois não basta apenas utilizar cimentos com alta resistência para buscar resultados de durabilidade, tem de haver um estudo profundo nas características de cada cimento.
- ItemDesenvolvimento de ensaio de difusão acelerado em condição saturada(2016) Bender, João Antonio Modernel; Guimarães, André Tavares da CunhaA degradação de estruturas de concreto armado e protendido têm como uma de suas principais causas os efeitos resultantes da penetração de íons cloreto em sua rede porosa. Muitas vezes, essas estruturas estão localizadas em ambiente marítimo ou ambientes apresentando ciclos de gelo e degelo, onde ocorrem grandes concentrações de cloretos. Diversos autores pelo mundo apresentam estudos para verificar as condições e a forma de penetração dos íons cloreto no interior da massa cimentícia. Entretanto, os ensaios normatizados e tradicionais existentes possuem um tempo de execução elevado, o que dificulta o processo de pesquisa. O presente estudo visa propor uma metodologia de ensaio modificada a partir de um ensaio normatizado, assim como verificar a eficácia de dito ensaio quando comparado aos resultados apresentados por ensaios já normatizados e consagrados, além de identificar qual o tempo mínimo para a obtenção de resultados significativos quanto ao perfil de penetração de íons cloreto. Conclui-se com os resultados obtidos que existe a tendência de o coeficiente de difusão não diferir com o tempo para os concretos estudados utilizando o ensaio proposto, e o foi constatado tempo de ensaio para perfis significativos de 7 dias.
- ItemEstudo comparativo do concreto de três importantes obras portuárias do Rio Grande/RS(2013) Larrossa, Michele da Cruz; Real, Mauro de VasconcellosA resistência à compressão do concreto caracteriza-se como uma variável aleatória, com uma distribuição de probabilidade que varia em função de características dos materiais, do processo produtivo, de transporte e lançamento, além da variação inerente dos processos de moldagem e ensaios de aceitação do concreto. Todavia, é um requisito básico em qualquer projeto estrutural em concreto armado ou protendido e é, com certeza, a propriedade mais utilizada como critério de aceitação do material. Por isso, torna-se fundamental a utilização de metodologias estatísticas e critérios de aceitação para uma correta análise dos dados. Neste sentido, o presente trabalho apresenta análise com base no controle tecnológico presente em grandes obras portuárias, de elevado valor para comunidade e economia da região, executadas nos últimos anos no Porto do Rio Grande, na cidade do Rio Grande/RS. Foram analisados sob os aspectos estatísticos e de controle de aceitação os resultados do rompimento de corpos de prova de concreto das obras da laje de fundo do dique seco do Estaleiro Rio Grande - ERG1; do concreto aplicado na fabricação dos tetrápodes de ampliação dos Molhes do Rio Grande e dos concretos empregados nas estruturas do berço III do cais do Terminal de Contêineres do Porto do Rio Grande, dados divididos em estacas e peças estruturais. O uso desta grande quantidade de resultados de controle tecnológico de concreto com características similares apresenta-se como uma importante ferramenta no processo de aferição das normas técnicas vigentes. Sendo assim, foram utilizadas como insumo para este trabalho análises com base nos critérios de aceitação por diferentes normas: norma brasileira (ABNT NBR 12655, 2006), norte-americana (ACI 318, 2011) e europeia (EN 206-1, 2000), demonstrando as variações que podem ocorrer nos resultados dos testes de conformidade dependendo do modelo adotado. Além disso foram realizadas análises estatísticas de modelos de gráficos de controle de Shewhart e de Soma Cumulativa, e análise de distribuição de probabilidade das resistências. Como conclusões pode-se verificar que os concretos foram produzidos com elevado padrão de qualidade, resultando em valores reduzidos de desvio padrão e coeficiente de variação, com aderência às distribuições Normal e Lognormal. Além disso, na aplicação de gráficos controle foi verificada a grande utilidade desta metodologia durante o processo produtivo do concreto. E ainda, foi constatado que todos os concretos tiveram aceitação de todos os lotes pela metodologia brasileira.
- ItemComportamento dos perfis de cloreto em tetrápodes localizados nos molhes da Barra. (Rio Grande – RS –. Brasil)(2010) Silva, Cristiane Arpino; Guimarães, André Tavares da CunhaA vida útil de estruturas de concreto armado tem sido motivo de preocupação entre os diversos pesquisadores da área. Com o objetivo de melhor compreender o comportamento de uma estrutura de concreto armado, exposta ao ambiente marítimo, foi realizada uma avaliação dos tetrápodes dos molhes da Barra do Rio Grande à 5 anos de exposição (Guimarães, 2003) com a retirada de amostras e o traçado dos perfis de cloreto. Após essa avaliação, fora identificado um alto teor de cloretos no interior dos tetrápodes, que atribui-se a uma possível contaminação desses elementos durante a sua confecção. O presente trabalho teve com o objetivo avaliar o desempenho dos tetrápodes quanto a penetração de íons cloreto ao longo do tempo, e para tal foi realizada uma comparação entre os perfis de cloreto aos 5 anos e aos 9,5 anos. Com as equações de Cranck (1975) foi obtido um modelo no qual se considerou a variação da concentração de cloretos na superfície (Cs), pois esse parâmetro aumentou significativamente dos 5 para 9,5 anos. O referido modelo apresentou bons resultados, pois os perfis estimados demonstraram semelhança com os perfis de medição de cloreto dos tetrápodes, principalmente na idade de 9,5 anos e com o uso de keq, demonstrando a importância de sua aplicabilidade na prática. A partir do coeficiente de difusão estimado aos 9,5 anos, obteve-se os perfis de cloreto para Cs fixo de 0,588 %, aos 50 anos, aos 100 anos e aos 200 anos. De posse dos coeficientes de difusão aos 9,5 anos e com o uso de k e keq, foi estimado o grau de saturação, a partir de uma comparação com o estudo de Rodrigues (2009). Para confirmar o alto GS estimado para o ponto MLOI, foi realizado ensaio de GS dia nos tetrápodes. Os resultados foram satisfatórios e apresentaram coerência com as estimativas. Enfim, os ambientes dos tetrápodes demonstraram grande agressividade com altos teores de cloreto em profundidades consideráveis. Portanto, para o caso de uma estrutura de concreto armado, inserida em ambiente semelhante aos tetrápodes, não só as recomendações da NBR 6118/2003 são suficientes para garantir a durabilidade da estrutura, principalmente no que se refere ao cobrimento do concreto, devendo principalmente ser considerado o tipo de cimento a ser utilizado.
- ItemEstudo de fibras de aço em blocos de concreto para a possível utilização em carapaça de molhes(2011) Migliorini, Alessandra Vieira; Guimarães, André Tavares da CunhaEste 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.
- ItemMedição do grau de saturação e a difusão de íons cloreto em concretos executados com cimento de alta resistência inicial(2009) Rodrigues, Felipe Trez; Guimarães, André Tavares da CunhaA 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.