CARACTERIZAÇÃO FÍSICA E MECÂNICA DE BLOCOS DE CONCRETO PARA PAVIMENTAÇÃO COM AGREGADOS RECICLADOS

The Construction Materials Laboratory of the Federal University of Tocantins, Palmas campus, produces a lot of concrete waste in the form of specimens, as a result of academic research carried out by Civil Engineering students. These residues are discarded close to the laboratory and do not have a proper destination, and that is why it has become a problem. The present research sought to use these crushed residues as coarse aggregates in the production of precast paving blocks and compared them with a reference mix. The replacements were in the contents of 25%, 50% and 75% of natural aggregates. The evaluation of the viability of the replacement was carried out through the dimensional analysis, compressive strength and water absorption tests of the produced blocks. The water absorption of all paving blocks satisfactorily complied with what is specified in the standard. The mixes using recycled aggregates achieved greater compressive strength compared to the reference mix, and the mixture with a content of 75% showed the best mechanical behavior. In this way, it was possible to show through the research a new destination for concrete waste from laboratories, minimizing the environmental and visual impacts within the university and enabling an adequate destination.El Laboratorio de Materiales de Construcción de la Universidad Federal de Tocantins, Palmas, produce una gran cantidad de desechos de concreto en forma de probetas de las investigaciones académicas realizada por estudiantes de Ingeniería Civil. Estos residuos se desechan cerca del laboratorio y no tienen un destino adecuado, por eso se ha convertido en un problema. La presente investigación buscó utilizar estos residuos triturados como agregados gruesos en la producción de adoquines prefabricados y los comparó con un hormigón de referencia. La proporción de sustitución fue de 25%, 50% y 75%. En la investigación se realizó un análisis dimensional, ensayos de resistencia a la compresión y absorción de agua de los bloques producidos. La absorción de agua de todos los adoquines cumplió satisfactoriamente con lo especificado en la norma. Las mezclas que utilizan áridos reciclados lograron una mayor resistencia a la compresión en comparación con la mezcla de referencia, y la mezcla con un contenido del 75% mostró el mejor comportamiento mecánico. De esta forma, fue posible mostrar a través de la investigación un nuevo destino para los residuos de hormigón de los laboratorios, minimizando los impactos ambientales y visuales dentro de la universidad y posibilitando un destino adecuado.O Laboratório de Materiais de Construção da Universidade Federal do Tocantins, campus Palmas, produz resíduos de concreto em forma de corpos de prova, em função das pesquisas acadêmicas desenvolvidas pelos alunos de Engenharia Civil. Esses resíduos são descartados próximos ao laboratório e não possuem destinação adequada, e por isso tem se tornado um problema. A presente pesquisa buscou utilizar esses resíduos britados como agregados graúdos na produção de blocos de pavimentação pré-moldados e comparou com um traço de referência. As substituições foram nas proporções de 25%, 50% e 75%. A avaliação da viabilidade da substituição foi realizada por meio dos ensaios de análise dimensional, resistência à compressão e absorção de água dos blocos produzidos. A absorção de água de todos os blocos cumpriram satisfatoriamente com o especificado na norma. Os traços com uso de agregados reciclados alcançaram maiores resistências à compressão com relação ao traço de referência, sendo a mistura com teor de 75% que apresentou melhor comportamento mecânico. Dessa forma, foi possível mostrar por meio da pesquisa uma nova destinação aos resíduos de concreto dos laboratórios, minimizando os impactos ambientais e visuais no âmbito da universitário e possibilitando uma destinação adequada

Influência da localização do núcleo rígido de edificios de múltiplos pavimentos de concreto armado na estabilidade global das estruturas / Influence of the location of the hard core of buildings of multiple armed concrete floors on the global stability of structures

A análise da estabilidade global das estruturas tem elevada importância no ramo da construção civil pois a tendência para a construção de edifícios cada vez mais altos e esbeltos só tem aumentado no pais. Este trabalho retrata um estudo, sobre a estabilidade global, realizado em uma edificação de múltiplos pavimentos de concreto armado considerando o núcleo rígido como sistema de contraventamento. Para viabilizar o estudo, foram realizados três dimensões com diferentes posições do núcleo rígido: centrado na edificação, excêntrico ao maior lado da edificação e excêntrico ao menor lado da edificação. A análise da estabilidade global foi realizada através do coeficiente de qualidade, também, classificar uma estrutura quanto aos tipos de nós.Também foram encontrados quanto ao consumo de materiais como aço, concreto e formas dos edifícios estudados. Esta pesquisa concluiu que o núcleo rígido localizado no centro da edificação apresentou melhores resultados que as outras relacionadas com a relação à estabilidade global. O estudo do consumo de material realizado não viabilizou determinar com precisão qual projeto apresenta o melhor custo benefício devido à alteração do núcleo rígido, pelo que se faz necessário um estudo mais detalhado

Study of the block/grout interface in concrete and clay block masonry structures

A construção de edifícios em alvenaria estrutural tem evoluído de maneira significativa no Brasil. Os edifícios têm se tornado cada vez mais altos, atingindo a marca de 20 pavimentos. Quanto mais altos os edifícios, maiores se tornam os níveis de compressão provenientes dos carregamentos verticais e a sua composição com as ações devidas ao vento e ao desaprumo, obrigando a um maior emprego da alvenaria estrutural armada. A aderência bloco/graute como fator limitante à capacidade do conjunto armadura/graute/bloco na absorção da compressão e tração simples ou da tração oriunda da flexão não é especificada nas normas tanto nacionais como internacionais. Este trabalho tem como objetivo principal estudar o comportamento da interface bloco/graute, tanto para blocos de concreto como cerâmicos e com a presença ou não de armadura, submetidos a solicitações que provocam tração e compressão. Recursos experimentais e numéricos foram realizados para o desenvolvimento da presente pesquisa. Foram feitos ensaios de caracterização dos materiais, dos componentes e da alvenaria, além de ensaios de \"push-out\" (empurramento) para determinar a resistência de aderência na interface graute/bloco e ensaios de \"pull-out\" (arrancamento) considerando-se a presença de barras de armadura para o estudo do comportamento do conjunto graute/bloco/armadura utilizados. Posteriormente foram realizadas modelagens computacionais no programa DIANA, que é baseado no método dos elementos finitos, para prever o comportamento estrutural dos modelos. A partir dos resultados experimentais e numéricos pôde-se concluir que existe uma boa aderência entre as paredes dos blocos de concreto e o graute, suficiente para evitar o escorregamento, sendo possível mobilizar toda a resistência de tração das barras de armadura de diâmetros usuais, desde que devidamente ancoradas. Já com os blocos cerâmicos observa-se uma menor aderência entre as paredes dos blocos e o graute, podendo ocorrer o escorregamento do material de enchimento, antes que a armadura alcance sua tensão de escoamento. O graute de maior resistência à compressão e menor fator água cimento (graute G30) apresentou maior resistência de aderência em relação ao graute mais fraco (graute G14) e de maior fator água/cimento. Quanto aos limites estabelecidos para a tensão de escoamento das armaduras, observa-se que, no caso de blocos de concreto, não deve haver restrição. Em contraposição, quanto aos blocos cerâmicos, o problema é mais complexo, cabendo a realização de mais ensaios para a confirmação de limites, com a variação de blocos e grautes. Os resultados do estudo paramétrico apontam limites que devem ser adotados no caso de diâmetro superior a 10 mm. De maneira simplificada, como ponto para futuras verificações pode-se propor: 75% para Ø 12,5 mm, 50% para Ø 16 mm e 25% para Ø 20 mm. As análises numéricas realizadas nos modelos ensaiados a push-out e pull-out representaram adequadamente o comportamentos observado em laboratório, permitindo a realização da análise paramétrica.The construction of structural masonry buildings has evolved significantly in Brazil. The buildings have become ever higher, reaching the level of 20 floors. Higher buildings lead to lager compression levels, coming from the vertical loads combined to the horizontal actions due to wind and lack of verticality, obliging a greater use of reinforced structural masonry. The block/grout adherence is not specified in both national and international standards. This work aims to study the behavior of the block/grout interface, for both concrete and clay blocks, with and without reinforcement, submitted to tensile and compressive forces. Experimental and numerical resources were used to development of this study. The experimental program studied the masonry behavior using push-out specimens to determine the bond strength between the grout and the concrete unit, and pull-out specimens to study the behavior of the interface of the grout/block/reinforcement. Computational modelling was carried out using the FEM software Diana, which has a library with constitutive models suitable for civil engineering application, to complete the study and understand the structural behavior of the block/grout interface. The experimental results showed that there is a good bond between the concrete blocks internal faces and the grout, enough to prevent infill-slippage, and that the whole tensile strength of the usual reinforcement rebars is achieved provided they are properly anchored. Nevertheless, for clay blocks there is a low bond between the clay blocks internal faces and the grout, allowing the infill-slippage before the reinforcement bars reach their yield stress. The higher strength grout with lower water/cement ratio (grout G30) presented higher bond strength compared to the lower strength grout and higher water/cement ratio (grout G14). In the case of concrete blocks there should be no restriction limits on the yield stress of reinforcement, in a practical sense and considering other prescribed limits. In contradiction, in the case of clay blocks, additional tests should be carried out for establishing limits, with varying blocks and grouts. The parametric analysis indicates limits that should be adopted for a diameter larger than 10 mm. The authors of this research suggest 75% for Ø 12.5 mm, 50% for Ø 16 mm and 25% for Ø 20 mm as a reference point for future investigations. The numerical analysis showed that the computer models of the push-out and pull-out specimens represented adequately the behavior of the physical models, and thus can be used in parametric analysis

Influence of mortar bedding type and use of adjustment dimensional parts in the compressive strength of masonry of concrete blocks

A alvenaria estrutural destaca-se na indústria da construção civil atual pelas vantagens que apresenta em comparação com outros sistemas convencionais, devendo ainda ser estudada para um melhor aproveitamento do sistema. Este trabalho estuda a alteração de resistência de compressão em paredes de alvenaria estrutural devida ao lançamento da argamassa de assentamento apenas nas laterais dos blocos em comparação com o lançamento total e à inserção de peças de ajuste dimensional para o acerto de modulações de paredes de alvenaria. Foram realizados os ensaios experimentais correspondentes à caracterização dos materiais empregados e os ensaios de resistência à compressão das unidades, prismas e mini-paredes. Todos os materiais cumpriram com os requisitos normalizados para sua correta utilização nos testes experimentais. Os resultados dos ensaios à compressão dos elementos demonstraram que o efeito do tipo de argamassamento influenciou notavelmente na resistência à compressão da alvenaria, apresentando melhor desempenho o argamassamento total. O uso de peças de ajuste dimensional (rapaduras) não reduziu a resistência à compressão das mini-paredes.Currently, the structural masonry still has some advantages in the construction industry as compared with conventional systems, however it should continue to be studied for a better utilization of the system. This research studies the change of compressive strength of masonry walls due to the placement of mortar only on the sides of the blocks compared to the total release; and the insertion of adjustment dimensional parts for the settlement of modulations masonry walls. The experimental tests corresponding of characterization of materials used and compressive strength tests of the units, prisms, and mini-walls were made. All materials complied with the standard requirements for its correct use in the experimental tests. The results of the compression tests of the elements demonstrated that the effect of mortar bedding type significantly influenced the compressive strength of masonry with full mortar bedding showing better performance. The use of adjustment dimensional parts did not reduce the compressive strength of mini-walls

Sisal fiber reinforced hollow concrete blocks for structural applications: Testing and modeling

An experimental programme was carried out to investigate the mechanical behavior of masonry elements made of concrete and natural sisal fibers. Compression tests were carried out on individual hollow blocks, as well as on prisms and wallettes made of hollow blocks. For comparison, the mechanical response of companion plain concrete specimens was also assessed. The results of the tests are presented, and the influence of the sisal fibers on the mechanical properties of the elements is discussed. Numerical models were also developed to predict the nonlinear behavior of the blocks. The parameters and the boundary conditions that define the models are calibrated to match the experimental loaddisplacement curves. A qualitative description of the damage evolution in the elements using the smeared crack model implemented in the commercial FE program DIANA and the XFEM implemented in Abaqus is obtained. The experimental and numerical results are critically discussed, and possible future improvements of the proposed models are outlined

INFLUENCE OF SISAL FIBERS IN HOLLOW CONCRETE BLOCK STRUCTURAL MASONRY

The mechanical performances of masonry elements made of concrete and natural sisal fibers was experimentally investigated. Compression tests were carried out on individual hollow blocks, prisms and small-size walls made of hollow blocks both in plain concrete and in fiber-reinforced concrete. Fibers were found to decrease the strength of the individual blocks, but to increase their ductility. This has beneficial effects on the strength of the walls. Numerical models were also developed to predict the nonlinear behavior of the blocks. The smeared crack model implemented in the commercial FE program DIANA allowed the nonlinear behavior of the blocks to be qualitatively captured, provided that suitable boundary conditions are used