EE - Escola de Engenharia
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- ItemAnálise 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 CostaO 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).
- 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.
- ItemSinterização de mistura de pós de Fe-Cr para formação de aço inox martensítico(2019) Coelho, Fransuan da Silva; Biehl, Luciano Volcanoglo; Medeiros, Jorge Luís BrazA produção de aços inoxidáveis através do processo de metalurgia do pó usualmente é realizada utilizando pós pré-ligados de custo relativamente alto. A possibilidade de produzir esses matérias utilizando pós elementares, além de flexibilizar a composição dessas ligas, reduz significantemente seu custo, tornando-o um processo muito atrativo. Entretanto, a difusão do cromo no aço é dificultada pela camada de óxido que se forma em sua superfície durante o processo, tornando assim um grande desafio a formação de um aço inox através da metalurgia do pó, utilizando pós elementares. Este trabalho tem como objetivo principal formar uma liga de aço inoxidável martensítico com composição similar ao do aço AISI 410. Para isso foi utilizado pós elementares na composição Fe13,5%Cr para a produção de 9 amostras, todas com a mesma composição e sinterizadas em caixa utilizando 3 parâmetros de tempo e temperatura diferentes, 1100 °C, 1150 °C e 1200 °C, 60 minutos, 180 minutos e 360 minutos. Sabe-se que o processo de compactação exerce grande influência na qualidade do produto sinterizado, assim foi estudado a utilização de dois aglutinantes naturais a base de água na compactação dos pós, em um deles foi adicionado tensoativos para reduzir a tensão superficial. A pressão de compactação de 800MPa foi igual para todas as amostras. Ainda, após a sinterização as amostras foram temperadas a 950 °C sendo resfriadas em mistura de polímero PVP 10% e posteriormente revenidas a 180 °C. A análise das amostras revelou que não houve total difusão do cromo, ainda assim as amostras compactadas utilizando aglutinante tensoativo obteve resultados satisfatórios. O ensaio de DRX apresentou os resultados que se espera para uma liga AISI 410 e o ensaio de microdureza comprovou um pequeno aumento na mesma após o tratamento térmico de têmpera.
- 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.
- ItemTeor de cloretos próximos a superficie do concreto em ambientes maritimos(2007) Guimarães, André Tavares da Cunha; Castro, Pedro; Nunes, Jorge Luiz OleinikUm dos mais importante fator que influenciam a penetraqso de cloretos no concreto 6 a concentraqgo em ambos tipos de perfis: com a presenqa ou nao de um pico. Neste trabalho discute-se a concentraqgo superficial de cloretos para alguns micro-ambientes. Baseado nestas discussbes, valores de concentraqbes superficiais s8o propostas para serem utilizadas em modelos de vida util de estruturas de concreto. Mais dados sgo necesshrios para tornarem estes modelos mais precisos.
- ItemAvaliação de modelo de difusão considerando a variação no tempo do teor de cloretos na superfície do concreto(2014) Silva, Cristiane Arpino; Guimarães, André Tavares da CunhaEste trabalho objetiva avaliar o aumento da taxa de deposição de cloretos na superfície do concreto (Cs) exposto à ambiente marítimo, no tempo, e avaliar modelo de difusão que considera esta condição. Para tal, fora realizada análise e comparação entre os perfis de cloretos em tetrápodes localizados no extremo sul do Brasil, obtidos de amostras extraídas aos 5 anos (dezembro/2002) e 9,5 anos (junho/2007) de quatro micro climas, sendo estes localizados em diferentes condições de exposição no ambiente estudado. Na análise constatou-se que perfis com maiores idades, ou seja, a 9,5 anos apresentaram melhor definição nas curvas do que perfis a 5 anos. Foi utilizado um modelo para cada idade de perfil medido, considerando-se a variação de CS, pois se observou que este aumentou significativamente de 5 anos para 9,5 anos. A partir do modelo obtido com o perfil medido aos 5 anos estimou-se o perfil para a idade de 9,5 anos o qual foi comparado com perfil medido nesta idade. O mesmo procedimento foi realizado para o perfil medido aos 9,5 anos, ou seja, foi estimado o perfil para 5 anos e comparado com perfil medido na respectiva idade. Desta forma foi possível observar a eficiência do modelo utilizado, ou seja, que perfis de aproximadamente 5 anos ainda são de pouca idade para se usar como estimativa de vida útil residual de uma estrutura, mesmo considerando a variação de Cs. Já, perfis com aproximadamente 10 anos podem ser utilizados, sendo que estes ainda podem ter os valores de Cs aumentando no tempo. Além disso, o ambiente pesquisado demonstrou grande agressividade, atingindo percentuais de cloretos elevados. O que vem a ser importante, pois caso o concreto fosse armado, já teria atingido a despassivação do aço. Deve-se dar continuidade a esta pesquisa em idades maiores, avaliando o comportamento das curvas e a eficiência do modelo utilizado.
- ItemAnálise de conectores de fixação por cargas explosivas simulando uma aplicação na indústria offshore(2014) Silva, Paulo Edison Rubira; Ferreira Filho, Demostenes; Biehl, Luciano VolcanogloConectores de fixação por carga explosiva é um inovador método de fixação podendo ser utilizado em aços pré-pintados sem danificar o revestimento da superfície. São componentes que possuem rosca feita em aço de alta resistência, utilizados para fixar suportes e equipamentos em estruturas metálicas. O sistema de fixação se dá pelo processo de difusão e fricção. Este sistema de fixação tem aumentado crescentemente a sua utilização na Indústria Offshore devido a sua grande produtividade, não necessitando retrabalho em superfícies pré-pintadas. Atualmente não existe uma legislação específica para fabricação destes pinos, sendo necessário então a sua comprovação via ensaios práticos simulando a sua aplicação e os seus limites de carga. Sendo assim, foram feitos ensaios de metalografia, ensaios de tração axial e cisalhamento e comparados aos limites estabelecidos pelo fabricante. A motivação deste trabalho é investigar esta técnica, efetuando um estudo de caso simulando uma aplicação na indústria offshore, definindo suas características e esforços aplicados e indicando como se dá o processo de ancoragem dos conectores com a superfície base.
- ItemAnálise estatística de alguns fatores que influenciam na variação do grau de saturação do concreto(2008) Peraça, Maria da Graça Teixeira; Guimarães, André Tavares da Cunha; Piccoli, Humberto CamargoEstudos recentes comprovam a influência do Grau de Saturação (GS) na difusão de cloretos de íons em estruturas de concreto situadas em ambientes marítimos. Alguns pesquisadores encontraram grandes diferenças entre a profundidade de penetração do cloreto prevista por modelos determinísticos e o real valor encontrado em estruturas no sul do Brasil, quando não considerado o GS. Um método de medição do GS já foi estabelecido e verificado. A utilização desse método durante quatro anos, para 15 famílias de testemunhos de concreto, e análise estatística referente às medidas do GS e medidas de alguns fatores naturais permitiu algumas conclusões sobre a influência desses fatores na variação do GS. Dentre os fatores estudados: umidade relativa, temperatura máxima e mínima, taxa de precipitação, pressão atmosférica e taxa de evaporação, concluiu-se que temperatura máxima e taxa de evaporação são fatores decisivos na variação do GS.
- ItemMedição de grau de saturação em concreto: estação de Santa Pola - Espanha(2010) Guimarães, André Tavares da Cunha; Llorca, Miguel Ángel Climent; Gil, Carlos Antón; Almenar, Guillem de Vera; Pérez, Estanislão Nicólas ViqueiraGuimarães [3] desenvolveu método para medir o grau de saturação (GS) de estrutura de concreto armado em uso, através de testemunhos extraídos da própria estrutura.Para que modelos de variação do coeficiente de difusão de cloretos pudessem ser utilizados, Souza et al. [11] adaptaram o método de medição de GS em estrutura real para obter modelo de variação sazonal do GS em rack (Estação do Rio Grande-RS-Brasil). Peraça e Guimarães [8], utilizando quatro anos de medições de GS desta estação, formularam modelos da variação do GS em função de medições meteorológicas. Com o objetivo de formar uma rede para obter informações de outros ambientes costeiros e analisar o comportamento do GS, melhorando os modelos já propostos, foi instalada uma estação de medição de GS em Alicante – Espanha, descrita neste trabalho.