Evaluating the robustness of self‐consolidating concrete: an approach to the mix design procedure

This paper aimed to develop a method to analyze and rank self‐consolidating concrete (SCC) according to its robustness, considering isolated and simultaneous variations in its main components, like water (±6%) and cement content (ΔC±), in three matrices with binder to aggregate ratio (rich, intermediate and poor). In the experimental campaign, only water variations (±6%) were considered, and the cement content variations were considered in the analytical method. The method regarded the behavior of SCC in fresh and hardened states and turned out to be potentially useful to the academic community and the industry. The simple additive weighting method was used for that reason, which is probably the most adopted among methods for decisions with multiple variables due to its simplicity. Among the families studied, the poor mixture presented the lowest robustness with variation in water content due to the higher initial w/c ratio. However, for the condition ΔC±, the poor mixture achieved the second‐best robustness index. The rich mixture behaved differently as it was ranked second for ±6% of water and the worst for ΔC± due to slump‐flow and segregation results. The intermediate matrix presented the highest robustness in both conditions analyzed, water (±6%), and cement content (ΔC±)

Analysis of highway trafficability under the pathological manifestations in the concrete plates: A case study

O descomedido incremento da frota nacional de veículos fomenta debates quanto à infraestrutura rodoviária, principalmente na construção, ampliação ou recuperação das estradas existentes. Nesse contexto, observa-se que a Rodovia Mário Quintana (ERS-118) apresenta alarmante estado de conservação e trafegabilidade, proveniente, principalmente, do grau de deterioração elevado das placas de concreto constituintes do pavimento. O objetivo deste trabalho foi determinar a integridade funcional dessa rodovia segundo avaliação e análise das manifestações patológicas das placas de concreto. Fundamentado no método desenvolvido pelo U.S. Corps of Engineers (USACE), através do índice de condição do pavimento (ICP), o trabalho foi estruturado em três partes: (a) método de avaliação das placas, (b) análise dos resultados e (c) conclusão. Os resultados obtidos indicam que a rodovia não apresenta mais funcionalidade e que sua vida útil, por conseguinte, findou-se.Palavras-chave: patologia, pavimentos de concreto, rodovia ERS-118, Método ICP, trafegabilidade.The increase of the Brazilian vehicle fleet highlights the discussion about road infrastructure, especially the construction, expansion or rehabilitation of the existing roads. In this context, it is noted that the Mario Quintana highway (ERS- 118) shows poor conditions of conservation and trafficability, coming mainly from the high degree of deterioration of the constituents of the concrete pavement slabs. The objective of this study was to determine the integrity of this highway, following an evaluation and analysis of pathological manifestations of concrete pavement. Based on the method developed by the U.S. Corps of Engineers (USACE) through the pavement condition index (PCI), the work was divided into three parts: (a) method of evaluation, (b) result analysis and (c) conclusion. The results indicate that the highway has no more functionality and service life, consequently, consummated.Keywords: pathology, concrete pavement, highway ERS-118, ICP method, trafficability

Avaliação da resistência residual de lajes alveolares em concreto armado em uma edificação industrial após incêndio

O concreto, durante exposição a elevadas temperaturas, caracteriza-se pela baixa difusividade térmica e incombustibilidade,resultando em desempenho satisfatório frente ao fogo. Todavia, constatam-se transformaçõesquímicas e físicas em seus componentes. A estabilidade do composto relaciona-se com a microestrutura,portanto consegue-se verificar a degradação do material através de técnicas avançadas de análise microestrutural.Neste contexto, o uso de ensaios no material, como a difratometria e fluorescência de raios X, mostraseatraente. Neste artigo, é descrita a inspeção de laje alveolar pré-fabricada de uma edificação industrial, aqual sofreu exposição às altas temperaturas provindas de um incêndio no subsolo da edificação. Avaliou-se oelemento estrutural através de ensaios de caracterização química, em diferentes espessuras da laje de concreto,estimando a temperatura alcançada em cada camada e, consequentemente, a perda de resistência do elementoestrutural. A partir dos resultados, constatou-se a temperatura de, aproximadamente, 700 ºC na superfícieda laje e menos de 100 ºC nas camadas mais profundas. Estimou-se a redução na resistência à compressãodo concreto na ordem de 25 % na camada de 20 mm e redução praticamente desprezável na região dosfios protendidos, atestando a segurança estrutural da estrutura após o sinistro

Evaluación del daño térmico de columnas de hormigón a gran escala expuestas a altas temperaturas utilizando microscopía electrónica de barrido y difracción de rayos X

When exposed to elevated temperatures, concrete suffers physicochemical changes, resulting in reduction of mechanical properties, cracking and spalling. These macroscopic changes are related to changes in the microstructure of concrete. In this paper, the microstructure of thermally damaged concrete from real-scale reinforced concrete columns was studied, using scanning electron microscopy (SEM) and x-ray diffraction (XRD). Two real-scale reinforced concrete columns, with different concrete mixtures, were exposed to ISO 834 firestandard curve for 4 hours. After heating, concrete core samples were drilled, sectioned and analyzed in different column section depths.Core samples from reference column not exposed to high temperatures, were also obtained. Macroscopic observations showed a change inthe color of concrete exposed to high temperatures. SEM micrographs presented distinct changes in morphology, like coarsening, and thepresence of cracks and voids. XRD diagrams showed a reduction of portlandite and presence of larnite as depth increases.Cuando se expone a temperaturas elevadas, el concreto sufre cambios fisicoquímicos relacionados con cambios en la microestructura del hormigón. En este artículo, se estudió la microestructura del concreto dañado térmicamente en columnas de hormigón armado a escala real, utilizando microscopía electrónica de barrido (SEM) y difracción de rayos X (XRD). Dos columnas de hormigón armado a escala real, con diferentes mezclas de hormigón, se expusieron a la curva estándar de fuego ISO 834 durante 4 horas. Las observaciones macroscópicas mostraron un cambio en el color del concreto expuesto a altas temperaturas. Las micrografías SEM presentaron cambios distintos en la morfología, como el engrosamiento y la presencia de grietas y huecos. Los diagramas de XRD mostraron una reducción de portlandita y la presencia de larnita a medida que aumentó la profundidad

Thermal damage evaluation of full scale concrete columns exposed to high temperatures using scanning electron microscopy and X-ray diffraction

When exposed to elevated temperatures, concrete suffers physicochemical changes, resulting in reduction of mechanical properties, cracking and spalling. These macroscopic changes are related to changes in the microstructure of concrete. In this paper, the microstructure of thermally damaged concrete from real-scale reinforced concrete columns was studied, using scanning electron microscopy (SEM) and x-ray diffraction (XRD). Two real-scale reinforced concrete columns, with different concrete mixtures, were exposed to ISO 834 firestandard curve for 4 hours. After heating, concrete core samples were drilled, sectioned and analyzed in different column section depths.Core samples from reference column not exposed to high temperatures, were also obtained. Macroscopic observations showed a change inthe color of concrete exposed to high temperatures. SEM micrographs presented distinct changes in morphology, like coarsening, and thepresence of cracks and voids. XRD diagrams showed a reduction of portlandite and presence of larnite as depth increasesCuando se expone a temperaturas elevadas, el concreto sufre cambios fisicoquímicos relacionados con cambios en la microestructura del hormigón. En este artículo, se estudió la microestructura del concreto dañado térmicamente en columnas de hormigón armado a escala real, utilizando microscopía electrónica de barrido (SEM) y difracción de rayos X (XRD). Dos columnas de hormigón armado a escala real, con diferentes mezclas de hormigón, se expusieron a la curva estándar de fuego ISO 834 durante 4 horas. Las observaciones macroscópicas mostraron un cambio en el color del concreto expuesto a altas temperaturas. Las micrografías SEM presentaron cambios distintos en la morfología, como el engrosamiento y la presencia de grietas y huecos. Los diagramas de XRD mostraron una reducción de portlandita y la presencia de larnita a medida que aumentó la profundida

Thermal damage evaluation of full scale concrete columns exposed to high temperatures using scanning electron microscopy and X-ray diffraction

When exposed to elevated temperatures, concrete suffers physicochemical changes, resulting in reduction of mechanical properties, cracking and spalling. These macroscopic changes are related to changes in the microstructure of concrete. In this paper, the microstructure of thermally damaged concrete from real-scale reinforced concrete columns was studied, using scanning electron microscopy (SEM) and x-ray diffraction (XRD). Two real-scale reinforced concrete columns, with different concrete mixtures, were exposed to ISO 834 firestandard curve for 4 hours. After heating, concrete core samples were drilled, sectioned and analyzed in different column section depths.Core samples from reference column not exposed to high temperatures, were also obtained. Macroscopic observations showed a change inthe color of concrete exposed to high temperatures. SEM micrographs presented distinct changes in morphology, like coarsening, and thepresence of cracks and voids. XRD diagrams showed a reduction of portlandite and presence of larnite as depth increases

Avaliação teórico-experimental da influência da espessura de alvenaria na resistência ao fogo de sistemas verticais de vedação

Com a entrada em vigor da norma brasileira de desempenho das edificações habitacionais, a NBR 15575 (ABNT, 2013), alguns setores da indústria têm buscado avaliar, certificar e melhorar seus sistemas, de modo a atender aos requisitos praticados pela norma e garantir sua empregabilidade. Entre estes está o de vedação vertical composta de blocos cerâmicos. Dada a variabilidade da matéria-prima desses blocos, faz-se necessária uma análise mais detalhada de seu desempenho como sistema construtivo. Quanto aos requisitos de desempenho definidos pela norma para esses sistemas está o de resistência ao fogo. No entanto, no Brasil não há normas regulamentadoras para o projeto de paredes de alvenaria em situação de incêndio, sendo necessária a realização de ensaios para avaliar esse requisito. Este estudo teve como objetivo avaliar a resistência ao fogo de duas paredes, com espessuras de 14 cm e 19 cm, acompanhando os critérios de estabilidade, estanqueidade e isolamento térmico pelo período de 240 min. Os sistemas foram numericamente avaliados pelo método da Brick Industry Asssociation (BIA). Como resultados, na análise experimental os sistemas atenderam aos critérios de estabilidade e estanqueidade durante o período de ensaio, mas reprovaram no critério de isolamento térmico aos 60 min e 90 min para as paredes com espessura de 14 cm e 19 cm respectivamente. Quanto à análise teórica, constatou-se um tempo de resistência ao fogo (TRF) até 30% menor do que o obtido experimentalmente, o que enaltece o conservadorismo desse método

Avaliação teórico-experimental da influência da espessura de alvenaria na resistência ao fogo de sistemas verticais de vedação

Com a entrada em vigor da norma brasileira de desempenho das edificações habitacionais, a NBR 15575 (ABNT, 2013), alguns setores da indústria têm buscado avaliar, certificar e melhorar seus sistemas, de modo a atender aos requisitos praticados pela norma e garantir sua empregabilidade. Entre estes está o de vedação vertical composta de blocos cerâmicos. Dada a variabilidade da matéria-prima desses blocos, faz-se necessária uma análise mais detalhada de seu desempenho como sistema construtivo. Quanto aos requisitos de desempenho definidos pela norma para esses sistemas está o de resistência ao fogo. No entanto, no Brasil não há normas regulamentadoras para o projeto de paredes de alvenaria em situação de incêndio, sendo necessária a realização de ensaios para avaliar esse requisito. Este estudo teve como objetivo avaliar a resistência ao fogo de duas paredes, com espessuras de 14 cm e 19 cm, acompanhando os critérios de estabilidade, estanqueidade e isolamento térmico pelo período de 240 min. Os sistemas foram numericamente avaliados pelo método da Brick Industry Asssociation (BIA). Como resultados, na análise experimental os sistemas atenderam aos critérios de estabilidade e estanqueidade durante o período de ensaio, mas reprovaram no critério de isolamento térmico aos 60 min e 90 min para as paredes com espessura de 14 cm e 19 cm respectivamente. Quanto à análise teórica, constatou-se um tempo de resistência ao fogo (TRF) até 30% menor do que o obtido experimentalmente, o que enaltece o conservadorismo desse método

Análise das resistências ao escoamento (fy) e de ruptura (fu) residual das armaduras de pilares de concreto em altas temperaturas

Neste artigo, foi avaliada experimentalmente a influência do diâmetro de barras no grau de redução da resistência ao escoamento (fy) e de ruptura (fu) de armaduras extraídas de quatro pilares expostos à ação térmica em um forno vertical, pela curva padrão de aquecimento da ISO 834-1:1999, por 240 min. Os pilares tinham seção transversal de 25 cm x 25 cm e altura de 300 cm. Os diâmetros analisados foram de 10 mm e 16 mm, e a espessura de cobrimento, de 25 mm a 50 mm. Os resultados mostraram que, independentemente da espessura de cobrimento, as barras com 16 mm de diâmetro sofreram maior redução na resistência de escoamento (fy) e na resistência última (fu) em relação às barras de 10 mm de diâmetro, devido ao maior volume de desplacamento do concreto dos pilares, com exposição direta às temperaturas elevadas. Os maiores volumes de desplacamento foram identificados nos elementos com maior espessura de cobrimento (50 mm), atingindo valores até 52 vezes maiores que os desplacamentos identificados nos elementos com espessura de 25 mm no cobrimento. As tensões fy das armaduras obtiveram redução entre 29% e 56%. Assim, com base neste estudo, mostra-se relevante prever a redução do fy e do fu das armaduras no dimensionamento das estruturas de concreto armado em situação de incêndio