Avaliação do comportamento mecânico dos polímeros ABS e PLA em impressão 3D visando simulação de desempenho estrutural

Aplicações na arquitetura, engenharia e construção estão ampliando o interesse da impressão 3D. No entanto, limitações da produção, dentre as quais inclui-se a performance estrutural, ainda impedem o uso significativo desta tecnologia. Neste sentido, este artigo apresenta parte da pesquisa de simulação e otimização estrutural e objetiva estudar o comportamento mecânico de polímeros ABS e PLA, sob a forma de filamentos termoplásticos, comumente utilizados em impressoras 3D de baixo custo. Ele apresenta os resultados preliminares de avaliação do comportamento mecânico do ABS e PLA, segundo as normas ASTM E2954 e ASTM D790, que estabelecem métodos para testes de compressão axial e flexão de três pontos para matriz plástica e polimérica. A partir dos ensaios destrutivos dos modelos físicos, vislumbra-se a criação de modelos numéricos estruturais, e a definição de novos algoritmos e componentes no Grasshopper, que facilitem a simulação computacional e otimização estrutural de peças, bem como a maior precisão de seu comportamento mecânico pós-produção.Applications in Architecture, Engineering and Construction are amplifying the interest of 3D printing. However, some manufacturing limitations, such as structural performance, still prevent the significant use of this technology. In this sense, this paper presents part of the research on simulation of structural performance, which aims to study the mechanical behavior of polymers ABS and PLA in the form of thermoplastic filaments (FDM- Fused Deposition Modelling), commonly used in affordable 3D printers. It presents the preliminary results for the evaluation of the mechanical behavior of ABS and PLA in the light of ASTM E2954 and ASTM D790 standards, which establish test methods for axial compression and three-point flexure for plastic and polymer matrix. Through destructive physical analysis, this research aims to create structural numerical models, algorithms and components in Grasshopper, which will be able to facilitate computational simulation and structural optimization of parts, as well the greater precision of its post fabrication mechanical behavior

Construindo pontes: a construção de pontes de palito de picolé no ensino básico como incentivo à inserção no ensino superior

É de suma importância incentivar os alunos de escolas públicas a conhecerem e continuarem os estudos no ensino superior, visto que muitos deles, ao concluírem o ensino básico, sentem-se desmotivados ou incertos sobre a continuação de sua educação. Desta forma, o projeto de extensão Construindo Pontes da Universidade Federal de Viçosa realizou um concurso de pontes de palito de picolé, em conjunto com as escolas públicas da cidade de Viçosa — MG. Aulas expositivas expuseram pontos básicos dos cursos de Engenharia Civil e Arquitetura e Urbanismo, além de orientações para a construção das pontes. Ao final do concurso, foi realizada a cerimônia de rompimento das pontes e discussão das possíveis causas dos rompimentos e formas de se aumentar a eficiência das pontes. Foi possível promover a extensão entre o conhecimento adquirido pelos alunos da UFV com os estudantes do ensino básico de Viçosa, possibilitando troca de saberes e acesso a um novo mundo de perspectivas e oportunidades

Influência do efeito fíler do pó de mármore na produção de concretos para pavimentos intertravados

The industrial waste peoduction causes environmental damage, so it is important to reintroduce them into the production cycle to promove a more sustainable development. The present study aims to investigate the use of residual marble powder as a filler and its effects on the production of concrete for interlocking pavements. For this purpose, natural sand was replaced by 15% and 25% marble powder, these percentages being scarce in the literature on the reuse of marble waste. The physical properties of the materials used were evaluated, and the mechanical and microstructural characteristics of the developed concrete were analyzed. It was observed that marble powder improves the workability of the mixture and reduces the quantity of empty spots in the concrete, resulting in a stronger, denser, and more homogeneous material. The axial compressive resistence achieved by the concrete was close to 40 MPa, meeting the Brazilian technical standard for interlocking pavement production. It was found that the integration of waste into the production cycle is beneficial for optimizing material properties, reducing the consumption of raw materials and the associated environmental impacts of their extraction.A produção de resíduos industriais causa impactos ambientais, por isso é importante reintroduzi-los no ciclo produtivo para promover um desenvolvimento mais sustentável. O presente estudo teve o objetivo de investigar o uso do pó de mármore residual como fíler e seus efeitos na produção de concreto para pavimentos intertravados. Para isso, a areia natural foi substituída em 15% e 25% pelo pó de mármore, percentuais pouco usados na literatura de reaproveitamento de resíduos de mármore. Foram avaliadas as propriedades físicas dos materiais utilizados e as características mecânicas e microestruturais dos concretos desenvolvidos. Notou-se que o pó de mármore melhora a trabalhabilidade da mistura e reduz a quantidade de vazios no concreto, resultando em um material mais resistente, denso e homogêneo. As resistências à compressão obtidas pelos concretos foram próximas de 40 MPa, o que atende à norma técnica brasileira para produção de pavimentos intertravados. Verificou-se que a inserção de resíduos no ciclo produtivo é benéfica por otimizar propriedades dos materiais, reduzir o consumo de matérias-primas e os impactos ambientais associados à sua extração

Durability of concrete after fire through accelerated carbonation tests

Degradation of mechanical properties and durability of reinforced concrete structures occur when they are subjected to fire situations, depending on the characteristics of the material, fire duration and the ways of fire extinguishing. Mechanical properties such as compressive strength, tensile strength and elasticity modulus are some examples of typically altered characteristics in concrete during high temperature exposure. Nevertheless, little is known about the advance of the carbonation front on fire-damaged concrete, which is a characteristic directly related to the durability of the structural system. For this purpose, the carbonation front was evaluated in specimens with characteristic strengths of 20 MPa and 35 MPa, subjected to high temperatures (200 °C, 500 ºC and 700 ºC) and different types of cooling (fast and slow). It was observed that the concrete durability is harmed by exposure to high temperatures and fast cooling. However, advance of the carbonation front was not verified in slow cooling situations

Proposta de método de dosagem para argamassas de revestimento com areia artificial de britagem

Este trabalho teve por objetivo propor e analisar um método de dosagem experimental para argamassas de revestimento utilizando como agregado miúdo a areia artificial de britagem. Buscou-se identificar e padronizar procedimentos de dosagem de modo a atender a uma condição de obra para um revestimento de argamassa externo, segundo as especificações da ABNT NBR 13281:2005 (ABNT, 2005a). O método de dosagem proposto foi verificado com ensaios de teor de ar incorporado, resistências à compressão e tração na flexão e por resistência de aderência à tração, módulo de elasticidade, absorção de água, porosidade, fissurabilidade, imagens de microscópio digital e testes estatísticos. Empregou-se cimento Portland do tipo II com escória de alto forno, cal hidratada do tipo I e areia artificial de britagem de gnaisse. Concluiu-se que o método proposto é eficiente e permite obter argamassas de revestimento de boa qualidade utilizando areia artificial de britagem, de acordo com as condições preestabelecidas. Há facilidade e flexibilidade na forma de obtenção dos teores de cada componente e do traço adequado, sendo uma boa alternativa para a realização desse tipo de dosagem

Experimental Analysis of Watertightness Performance of Interfaces between Masonry and Steel Structures Subjected to Accelerated Aging

Steel buildings often experience failure at the interfaces between their vertical exterior enclosure systems (VEESs) and structural elements. This phenomenon generates various pathological manifestations in steel buildings, resulting in the precocious decay of the structure and the diminishment of its service life. The treatment of these interfaces is essential for ensuring their proper performance and watertightness, and to protect the durability of the steel structure. This paper proposes a method for treating common interface joints between masonry and steel structures with the application of an EPDM (ethylene propylene diene monomer) elastomer membrane. The main goal of this building technique is to ensure the durability and watertightness of the interface’s joints when they are subjected to aging triggered by heat exposure and thermal shock. The experimental models tested consisted of a steel frame and a conventional masonry vertical enclosure system with ceramic blocks plastered with cement mortar. The models were subjected to ten cycles of heat exposure and thermal shock for the purpose of simulating accelerated aging, followed by a watertightness experiment that simulated the action of both rain and wind pressure. The interfaces between masonry and the steel structure proposed in this study allowed adequate differential movements between the parts, without damage to joints and masonry. Only small cracks were observed in the outer test region of all of the interfaces tested. In the regions of the joints treated with the EPDM membrane, no alterations were visible to the naked eye. During the cycles of the heat exposure and thermal shock test, the maximum relative horizontal displacements observed in the joints were 0.743 mm for vertical joints and 0.230 mm for horizontal joints, indicating the accurate reproduction of the behavior expected from an untied interface. The results obtained in the previously mentioned watertightness test showed that no humidity stains were found on the inner face of any of the specimens, even after the continuous application of a pneumatic pressure of 400 Pa for eight hours. Therefore, the results indicated satisfactory performance in terms of durability and watertightness in all evaluated cases, indicating that the application of an EPDM membrane can be effective in preventing water leaks in the interfaces between masonry and steel elements, thus contributing to ensuring the steel structure’s durability