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Análise do comportamento mecânico de tubos de concreto com fibras de aço produzidos com materiais da região metropolitana de Belém do Pará
(Universidade Federal do Pará, 2015-09-25) OLIVEIRA, Marco Antonio Barbosa de; POMPEU NETO, Bernardo Borges; http://lattes.cnpq.br/6564259204591721; MACEDO, Alcebíades Negrão; http://lattes.cnpq.br/8313864897400179
As fibras de aço nos tubos de concreto têm proporcionado melhores níveis de comportamento mecânico. Na região norte, singularmente em Belém do Pará, não há estudos sobre a viabilidade técnica desse recurso tecnológico, embora haja uma considerável deficiência de infra-estrutura urbana. Deste modo tornam-se relevantes realizar estudos sobre a alternativa tecnológica. Esse estudo busca analisar o comportamento mecânico dos tubos de concreto com fibras de aço, visando à viabilidade técnica de substituição dos tubos de concreto com armadura convencional. Na metodologia da pesquisa utilizaram-se fibras de aço no estado soltas e coladas em pente do tipo DRAMIX® 3D 65/35 e do tipo DRAMIX® 3D 80/60. Para cada tipo de fibra foram adotados teores de 20 kg/m³ (0,25%), 30 kg/m³ (0,38%) e 40 kg/m³ (0,50%), em massa e fração volumétrica, respectivamente. A dimensão de todos os tubos de concreto foi de diâmetro de 600 mm, espessura de parede de 60 mm e comprimento útil de 1000 mm, e os corpos-de-prova cilíndricos de 100x200mm e prismáticos de 150x150x500mm e 150x150x550mm, que foram submetidos aos ensaios para avaliação de comportamento mecânico e durabilidade. Na produção do concreto com fibras houve a avaliação no estado fresco com abatimento de tronco de cone entre 0 e 10 mm. A dosagem do concreto com fibras foi a rotineiramente empregada pela empresa para o concreto sem fibras, e a dosagem das fibras ocorreu de acordo com a regra da mistura. Como resultados obtiveram que os tubos de concreto com fibras do tipo 80/60 soltas em todos os teores e coladas em pente nos teores de 0,38% e 0,50%, atingiram a mínima carga de ruptura e pós-fissuração estabelecidas pela NBR 8900 (ABNT, 2007), deste modo seriam tecnicamente viáveis quanto à substituição de tubos de concreto armado convencionalmente, dentro das condições e especificações desse estudo.
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Análise estrutural de concretos produzidos com resíduos de beneficiamento de placas de mármore e granito
(Universidade Federal do Pará, 2019-05-06) BANDEIRA, Sandy Rebelo; MAGALHÃES, Edilson Marques; http://lattes.cnpq.br/1570353513360972
O presente trabalho mostra a viabilidade da utilização de resíduos de corte de placas de mármore e granito na produção de concreto. A pesquisa foi realizada em cindo etapas, que compreenderam deste a coleta de resíduos nas empresas beneficiadoras, passando por processo de trituração, peneiramento de resíduos e produção e rompimento de corpos-de-prova. A análise química realizada por fluorescência de raio-x mostra que o material atende aos requisitos da NBR 12653:2015 no que se refere à concentração de óxidos de alumínio, silício e ferro, qualificando-o como material pozolânico. Os resultados de compressão axial mostraram que as misturas produzidas com a substituição de agregados atendem aos requisitos mínimos de NBR 6118:2014 para aplicação em elementos estruturais submetidos à agressividade ambiental moderada, classe II. Os traços foram dosados seguindo instruções do método de dosagem IPT/USP. Foram produzidas 195 amostras, que foram rompidas com 3, 7 e 28 dias. Esperava-se com os concretos atingissem, no mínimo, 30 MPa aos 28 dias. Os traços produzidos com a substituição dos agregados apresentaram valores menores que o traço de referência. No que se refere à absorção, observou-se que os traços com substituição de agregados apresentaram ligeiro aumento no consumo de água, o que pode explicar a redução nos índices de resistência à compressão.
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Análise não linear de vigas de concreto armado com fibras de aço
(Universidade Federal do Pará, 2019-08-20) FIGUEIRA, Fábio Rogério Mendonça; OLIVEIRA, Dênio Ramam Carvalho de; http://lattes.cnpq.br/1324105476558186
No presente trabalho, apresenta-se uma proposta para o cálculo do momento resistente último, MR, de vigas de concreto armado com fibras de aço(CRFA), considerando o comportamento não linear desse material. Para este propósito abordam-se as propostas de cinco recomendações normativas, ACI 544.4R-88 (1988), RILEM TC 162-TDF (2002), CECS 38 (2004), CEB-FIP (2010) e DAfStb (2010). Para avaliar a proposta, foi utilizado um banco de dados com 42 vigas, que romperam à flexão. A performance da proposta é julgada em função do parâmetro ⅄ = Mexp/Mteo, o qual define a razão entre os momentos resistentes experimentais (BD) e teóricos. Ressalta-se que o parâmetro ⅄ é avaliado em termos da precisão, dispersão, segurança e classificado segundo uma adaptação do Demerit Points Classification – DPC. Por fim, apresenta-se a simulação (não linear do material) da relação momento – curvatura com o auxílio da ferramenta computacional SAP 2000, aplicando-se as equações propostas pelo RILEM TC 162-TDF (2002) e as equações desenvolvidas por Moraes Neto (2013) para a resistência residual desse material. Observou-se que o programa computacional apresenta resultados compatíveis com a base de dados.
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Aplicando concreto de elevada resistência reforçado com fibras de aço na supressão do reforço convencional de vigas em concreto armado de resistência normal
(Universidade Federal do Pará, 2020-01-14) SOUSA, Elielson Oliveira de; MORAES NETO, Bernardo Nunes de; http://lattes.cnpq.br/5790058515094077
A presente dissertação avalia de modo experimental, a utilização do concreto de elevada resistência reforçado com fibras de aço (CRFA-ER) na supressão dos reforços convencionais, barras de aço, de vigas em concreto armado de resistência normal (CA-RN). Na abordagem experimental, cinco vigas com dimensão de 150x300x2700 mm3 foram preparadas e submetidas ao ensaio de flexão em quatro pontos até atingir a ruína. Entre estas vigas, uma foi de referência, sem aplicação de fibras, com fc de 30,0 MPa e taxa de reforço longitudinal, ρl,t, e transversal, ρw, de 0,91 e 0,11 %, respectivamente, o que é representativo das aplicações práticas. Além dessa, outras quatro vigas em CRFA-ER, fc de 60,0 MPa, foram preparadas com ρl,t = 0,39 % (supressão de ≈ 60,0 %, relativamente à viga de referência), ρw = 0,0 % (supressão de 100,0 %) e o consumo de fibras (Cf ) variando em 45,0, 60,0, 75,0 e 90,0 kg/m3. O comportamento das vigas foi interpretado a partir da análise das relações carga-deslocamento e momento-curvatura. Mediante esses resultados, e nas respostas dos ensaios de caracterização dos materiais, constatou-se a viabilidade de se projetar vigas em CRFA-ER com supressão dos reforços convencionais e comportamento mecânico equivalente, em alguns casos superiores, ao das vigas de CA-RN.
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Avaliação da durabilidade de concretos produzidos com agregado miúdo reciclado de cerâmica vermelha
(Universidade Federal do Pará, 2016-02-05) MORAES, Ruan Fabrício Gonçalves; SOUZA, Paulo Sérgio Lima; http://lattes.cnpq.br/4933212993218783
A geração de resíduos de construção civil (RCC), no Brasil e no mundo são de grandes proporções. Porém, o seu reaproveitamento não se dá na mesma medida em que são gerados pela construção civil, soma-se a isso, a necessidade de encontrar soluções para o depósito em aterros destes resíduos, a insustentabilidade do consumo de recursos naturais, onde jazidas já apresentam sinais de escassez de agregados. Logo, a utilização da cerâmica vermelha como agregado para concreto traz consigo a consciência de cooperação ambiental e sustentabilidade. Neste cenário, onde a bibliografia ainda se encontra escassa com relação às propriedades de durabilidade do concreto com este tipo de agregado, este trabalho teve como objetivo melhorar e difundir o conhecimento a respeito deste resíduo na construção civil. Para isso, foram produzidas misturas com relação água/cimento de 0.45; 0.55 e 0.65, onde, o agregado miúdo natural foi substituído pelo agregado miúdo cerâmico em 0%, 12,5% e 25%, e cada porcentagem foi submetida às taxas de pré-molhagem de 40%, 60% e 80%. Posteriormente, foi avaliada a durabilidade dos concretos produzidos com agregado miúdo cerâmico (AMC), através de ensaios de absorção por capilaridade, carbonatação, resistividade elétrica e penetração de íons cloretos. Com os resultados obtidos, pode-se concluir que o abatimento foi satisfatório na maioria das misturas, e em relação à durabilidade, de modo geral, todas as misturas com agregado reciclado cerâmico apresentaram maior durabilidade que as de referência, principalmente nas misturas com 25% AMC. As taxas de pré-molhagem mostraram-se eficientes na maioria das misturas, mostrando satisfatória influência nos resultados finais em todos os ensaios realizados. Portanto, conseguiu-se mostrar grande viabilidade da utilização deste resíduo no concreto, melhorando o seu desempenho.
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Avaliação da durabilidade de concretos produzidos com agregados graúdos reciclados provenientes de cerâmicas vermelhas com diferentes taxas de pré-saturação
(Universidade Federal do Pará, 2013-09-05) REIS, Felipe José Losada; SOUZA, Paulo Sérgio Lima; http://lattes.cnpq.br/4933212993218783
A quantidade de resíduos gerados pelo setor da Construção Civil ultimamente vem chamando atenção devido à dimensão com a qual atua como impacto ambiental utilizando materiais de fontes naturais não renováveis e aumentando as quantidades de lixos produzidos pelo meio urbano. No Brasil, esta estimativa gira em torno de 90.000 toneladas geradas por dia. A proposta de utilizar o agregado proveniente de RCC (resíduo de construção civil) como parte integrante de concretos estruturais torna-se ainda mais interessante a partir do momento em que se busca uma diminuição nos custos para a produção do concreto, carregando consigo a mentalidade ambientalista quando poupa a utilização de recursos naturais os quais alguns já começam a se esgotar. Bancos de areia e fontes de seixo começam a se extinguir devido à larga utilização desses agregados nos concretos produzidos em Belém e cidades interiores do estado do Pará. Assim a necessidade de novas fontes de agregados nos faz buscar nos resíduos da construção civil prováveis fontes de agregados que respondam de forma similar aos naturais. Levando em consideração esta proposta, esta dissertação avaliou a durabilidade de concretos produzidos com o agregado de RCC cerâmico, através de ensaios de absorção de água por capilaridade, carbonatação, penetração de íons cloretos e resistividade elétrica. Para tanto, foi substituído o agregado graúdo natural pelo agregado graúdo cerâmico em 50%, onde esta porcentagem de agregado reciclado foi submetida às taxas de pré-saturação de 60%, 80% e 100%. Nos resultados obtidos pode-se observar que a presença do AGRC (agregado graúdo reciclado cerâmico), independentemente do grau de pré-saturação foi significativa em todos os resultados obtidos, fato que embora deixe os concretos mais suscetíveis à perda de durabilidade, apresentou uma mesma tendência de comportamento em relação às misturas referência. Os resultados mais próximos das misturas convencionais foram alcançados pelos concretos que continham agregados cerâmicos pré-saturados com água à uma taxa de 80%.
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Comportamento de argamassas de revestimento quanto à retração, fissuração e mecanismo de descolamento em substratos de concreto
(Universidade Federal do Pará, 2013-10-22) LIRA, Mariana Domingues von Paumgartten; MACEDO, Alcebíades Negrão; http://lattes.cnpq.br/8313864897400179
Esta pesquisa objetiva avaliar a retração, através da movimentação superficial de argamassa, ocorrência de fissuração e descolamento do revestimento. Foram escolhidos dois tipos de substrato, um com resistência de 30 MPa e o segundo com 40 MPa, dois tipos de argamassa, uma aditivada e uma mista, e duas espessuras da camada de revestimento, de 15 mm e 30 mm, com condição de exposição simulada a realidade da regiõ. Para isso, foram realizados ensaios de caracterização das argamassas no estado fresco (consistência, retenção de água, ar incorporado e densidade de massa) e no estado endurecido (resistência a compressão axial, tração na flexão, densidade de massa aparente, absorção de água, índice de vazios e massa especifica).Apos a confecção dos corpos-de-prova para avaliação, foram medidas as movimentações superficiais da argamassa durante 28 dias e ocorrência das fissuras e descolamento, bem como a verificação da resistência de aderência a tração do revestimento e a perda de água por evaporação das argamassas. Como resultados desta pesquisa, foram constatados que a variação da resistência do substrato não apresentou diferença significativa na analise da retração, bem como a espessura da camada para algumas series. Constatou-se também que o tipo da argamassa, ou seja, a composição do material exerce influencia direta na retração das mesmas. Em relação a perda de água das argamassas por evaporação, pode-se perceber que o aditivo incorporador de ar obteve mais êxito na retenção de água dos materiais. No ensaio de resistência de aderência a tração, foi verificado que a influencia mais significativa foi em relação a composição das argamassas e que as mesmas apresentaram valores acima dos mínimos permitidos por norma.
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Concreto reforçado com fibras de bambu (Dendrocalamus Giganteus)
(Universidade Federal do Pará, 2019-11-14) FERNANDES, Robson da Silva; PICANÇO, Marcelo de Souza; http://lattes.cnpq.br/4535052395600357; https://orcid.org/0000-0001-7313-1229
As fibras vegetais surgem como uma alternativa para fabricação de elementos estruturais em relação as fibras metálicas e sintéticas que apresentam custos elevados, causando também ao meio ambiente poluição devido ao seu processo de fabricação. Este estudo analisa os resultados de ensaios mecânicos de um concreto reforçado com fibras da casca do bambu (Dendrocalamus Giganteus), para utilização em placas cimentícias, obtidos experimentalmente em corpos de provas cilíndricos e prismáticos conforme as normas da ABNT e recomendações internacionais. Os traços do compósito foram determinados por meio de um estudo piloto, 1:2,12:2,88:0,58 sendo empregado o cimento pozolânico CP-IV. O programa experimental consistiu em um concreto de referência com Fck de 25 MPa e três dosagens correspondente a 0,5%, 1,0% e 1,5% em volume de fibra de bambu à massa do concreto, formando quatro dosagens no total. Após a cura, conforme a NBR 5738 (2003), foram ensaiados corpos de prova prismáticos para avaliar a resistência à tração na Flexão, conforme NBR 12142 (2010)/ norma JSCE-SF4 (1984) e corpos de prova cilíndricos para avaliar a resistência do CRB à compressão axial, conforme NBR 5739 (2018), à tração por compressão diametral, conforme NBR 7222 (2011) e módulo de elasticidade estático, conforme NBR 8522 (2008). No ensaio à compressão axial a presença do bambu não proporcionou um acréscimo de resistência em relação ao concreto de referência. No entanto para a resistência à tração e flexão, a mistura com adição de fibra de bambu, gerou um ganho de resistência de 7% e 9%, respectivamente em comparação ao concreto sem adição. Pode-se concluir que a inserção de fibra oriunda da casca do bambu aumenta a resistência à tração do compósito.
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Eficácia das fibras de aço no reforço ao cisalhamento de vigas de concreto armado sem estribos: investigação experimental
(Universidade Federal do Pará, 2019-11-27) MAUÉS, Kássio Anderson Castro; MORAES NETO, Bernardo Nunes de; http://lattes.cnpq.br/5790058515094077
Diversos trabalhos de pesquisa têm sido dedicados à investigação do comportamento do concreto reforçado com fibras aço (CRFA) sob diversos esforços. Por conta da propriedade de transmitir esforços através de fissuras, tem-se observado que o CRFA tem relevante contribuição na resistência ao cisalhamento. O presente trabalho investiga a influência de fibras de aço no reforço ao cisalhamento de vigas de concreto armado sem estribos submetidas a testes de flexão a quatro pontos. Para este intento, foram preparadas e ensaiadas cinco vigas, as quais apresentavam as mesmas dimensões, 150 mm×300 mm×2700 mm, e as mesmas taxas de armadura longitudinal de tração e de compressão, 1,54% e 0,16%, respectivamente. Duas vigas foram espécimes de referência, ou seja, sem fibras, sendo uma com reforço transversal convencional de estribos e a outra sem qualquer reforço ao esforço de corte. As demais três vigas foram reforçadas apenas com fibras de aço na região de cisalhamento, nas proporções de 45 kg/m³, 60 kg/m³ e 75 kg/m³ do volume do concreto, que representam 0,6%, 0,8% e 1,0%, respectivamente. Lançou-se mão de concreto devidamente dosado para a resistência à compressão de 30 MPa. Além da típica caracterização do concreto e do aço utilizados no trabalho, foi igualmente caracterizado o CRFA no ensaio de flexão para a obtenção das tensões residuais, imprescindíveis à avaliação da resistência. Da avaliação dos resultados experimentais, pôde-se concluir que as fibras de aço apresentaram desempenho satisfatório sob esforços de cisalhamento nos casos de maiores consumos de fibra, para os quais verificou-se alteração do modo de ruína previsto: de cisalhamento para flexão. Além disso, para os três teores de fibras estudados, foi confirmada a possibilidade de substituição parcial ou integral da armadura transversal de estribos. Adicionalmente, ficou demonstrado que o uso de fibras de aço nos consumos de 60 kg/m³ e 75 kg/m³ possibilita a redução da armadura longitudinal de tração para alcançar resistência à flexão semelhante à da viga de referência com estribos.
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Estudo da potencialidade da cinza da casca do murumuru, um resíduo agro industrial amazônico como filler ao concreto estrutural
(Universidade Federal do Pará, 2022-11-17) SOUZA, Milleno Ramos de; CORDEIRO, Luciana de Nazaré Pinheiro; http://lattes.cnpq.br/9126233381230999; https://orcid.org/0000-0001-7931-4042; TEIXEIRA, Marcelo Rassy; http://lattes.cnpq.br/8912916360456192
O uso de resíduos agroindustriais na substituição parcial do cimento nos concretos tem sido alvo de pesquisas que analisam as possíveis melhorias nas propriedades mecânicas, físicas e de durabilidade do concreto, além propiciar o uso de adições minerais de origem natural ou substituições parciais em relação aos materiais constituintes do compósito, resíduos esses que teriam descartes inadequados, como depósitos a céu aberto e queima do mesmo. Com esse cenário, o estudo objetiva pesquisar o uso da cinza da casca do murumuru (CCM), um resíduo agroindustrial gerado especificamente na região amazônica como substituição parcial do cimento no concreto estrutural e avaliar as características físicas, químicas e mineralógicas da cinza para atuação como filler no concreto, além de suas propriedades no estado fresco e endurecido no concreto. Com esse intuito, o CCM passou pelos ensaios de caracterização físico-mecânicas como o de massa específica, atividade pozolânica com cimento Portland, atividade pozolânica com a cal e ensaio de BET, realizando-se também as análises mineralógicas e químicas da cinza. Para a concretagem considerou um traço 1:1,6:2,4 (em massa) com relação água/cimento de 0,43, com teores de substituição de 0%, 6%, 9% e 13% da massa do cimento pelo CCM. Posterior a dosagem, ocorreu-se os ensaios nos concretos no seu estado fresco e endurecidos: slump test, massa específica, resistência à compressão (28 dias), resistência a tração na compressão diametral, absorção de água por capilaridades, massa específica no estado endurecido, módulo de elasticidade e avalição morfológica, através do Microscópico Eletrônico de Varredura. Verificando-se primeiramente as propriedades do concreto no estado fresco, avaliando-se que a inserção do resíduo diminuiu a consistência e diminui a massa específica, exceto o concreto para o teor de 6% que houve um aumento de 10% da massa específica em relação ao concreto referência. Referente a propriedade no estado endurecido, a substituição pelo CCM apresentou um aumento especificamente na resistência a compressão e tração no teor de 6% aos 28 dias em torno 1% e 9% respectivamente, ocorrendo um decréscimo nos teores de 9% e 13%. Os resultados mostraram que existe uma viabilidade técnica com substituição parcial de 6% de CCM no cimento, utilizando-se aditivo plastificante para melhorar a trabalhabilidade.