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Ambiente Construído, Volume: 24, Published: 2024
  • A panorama of Brazilian social housing research: scope, gaps and intersections Ambiente Construído: Resiliente E Sustentável

    Muianga, Elisa Atália Daniel; Kowaltowski, Doris Catharine Cornelie Knatz

    Abstract in Portuguese:

    Resumo A Habitação de Interesse Social (HIS) é amplamente investigada mundialmente, especialmente nas economias emergentes. No entanto, a literatura sobre HIS demonstra que ainda existem barreiras para alcançar benefícios reais desses programas. Os programas de HISs brasileiros reduziram positivamente o déficit habitacional e a vulnerabilidade social da população de baixa renda. No entanto, estudos desenvolvidos no Brasil também revelam os impactos negativos da HISs. Investigar a razão da recorrência de impactos negativos é fundamental para maior entendimento da causa e abrangência dos problemas. Além disso, estudos do estado da arte podem auxiliar com o desenvolvimento de ações para mitigar impactos de HISs. Assim, a pesquisa visa categorizar os principais tópicos estudados sobre HIS, identificar e avaliar as deficiências dos HISs, analisar interseções de tópicos, e compreender a sua abrangência. Uma revisão sistemática e mapeamento sistemático da literatura foram aplicados para analisar e mapear os estudos de HIS. Embora as evidências enfatizem avanços significativos na produção de HISs, resultados demonstram o panorama interseccional de ocorrências que causam impactos negativos, ressaltam a necessidade de investimentos e a implementação de políticas públicas de habitação alinhadas aos interesses da sociedade para melhorar HISs.

    Abstract in English:

    Abstrac Social Housing (SH) is investigated worldwide, especially in emerging economies. However, SH literature demonstrates that there are still barriers to achieving the real benefits of those programmes. Brazilian SH programmes have positively reduced housing deficits and the vulnerability of low-income populations. However, studies developed in Brazil also reveal the negative impacts of SH. Investigating the reason for the recurrence of negative impacts is fundamental to gaining a stronger understanding of the causes and scope of SH problems. Moreover, state-of-the-art studies may support the development of actions to mitigate those problems. Thus, this study aims to categorise the major topics studied on SHs, identify and evaluate SH main failures and impacts, analyse intersections of topics, and understand their scope. A systematic review and literature mapping were applied to analyse SH studies. Although evidence emphasises significant advances in SH production, results demonstrate the intersecting panorama of occurrences that cause negative impacts and stress the need for investments and the implementation of housing public policies aligned with societal interests to improve SH.
  • Early age hydration of cements containing ye’elimite (YCC) produced with spent catalyst (SFCC) Ambiente Construído: Resiliente E Sustentável

    Matos, Samile Raiza Carvalho; Andrade Neto, José da Silva; Matos, Paulo Ricardo de; Kirchheim, Ana Paula; Gonçalves, Jardel Pereira

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Diante dos impactos ambientais associados à produção do cimento Portland convencional, o estudo de cimentos especiais de reduzido impacto ambiental tem sido uma tendência. Neste contexto, os cimentos contendo ye’elimita (YCC) se destacam devido à baixa emissão de CO2. Apesar das vantagens ambientais, a alta demanda por alumínio limita economicamente a produção destes cimentos. Uma alternativa para viabilizar a sua produção é o uso de matérias-primas residuais como fonte de Al2O3, a exemplo do SFCC (catalizador gasto do craqueamento catalítico de leito fluidizado). Diante disso, este trabalho tem como objetivo avaliar a hidratação na idade inicial de cimentos YCC produzidos a partir do coprocessamento do SFCC. Para isso, foram produzidos seis clínqueres com diferentes teores de ye’elimita, com e sem SFCC. Estes foram caracterizados por DRX/Rietveld. As pastas foram avaliadas por TG/DTG e DRX/Rietveld para compreender o mecanismo de hidratação em idade inicial destes cimentos. Foi possível sintetizar as principais fases dos YCC, nos clínqueres com e sem SFCC. Além disso, na idade avaliada, as pastas com e sem SFCC apresentaram composição de fases comparáveis indicando o potencial de coprocessamento do SFCC neste tipo de cimento.

    Abstract in English:

    Abstract Given the environmental impacts associated with the production of conventional Portland cement, the study of special cements with reduced environmental impact has been a trend. In this context, cements containing ye'elimite (YCC) stand out due to their low CO 2 emissions. Despite the environmental advantages, the high demand for aluminum economically limits the production of these cements.An alternative to making its production feasible is using residual raw materials as a source of Al 2 O 3 , such as SFCC (spent fluidized catalytic cracking).In view of this, this work aims to evaluate hydration at the initial age of cements. For this, six clinkers were produced with different ye'elimite contents, with and without SFCC. These were characterized by XRD/Rietveld. The pastes were evaluated by TG/DTG and XRD/Rietveld to understand the hydration mechanism on the third day of these cements. It was possible to synthesize the main phases of YCC, in clinkers with and without SFCC. In addition, at the age evaluated, the pastes with and without SFCC presented comparable phase composition, indicating the potential for co-processing this residue.
  • BIM for management, operation and maintenance of facilities: scientometric and systematic review Ambiente Construído: Resiliente E Sustentável

    Morais, Gabriela Alves Tenório de; Almeida Filho, Adiel Teixeira de; Palha, Rachel Perez

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Nos últimos anos a análise das condições de empreendimentos durante a fase de operação tem ganhado atenção, inclusive com o uso do Building Information Modeling (BIM). Neste âmbito, esta pesquisa tem por objetivo delinear as fronteiras do conhecimento e identificar direções de pesquisa futuras no que diz respeito aos usos do BIM para fins de gestão, operação e manutenção de instalações. Foi empregado um método misto de revisão que associou a análise cientométrica e revisão sistemática da literatura. Para condução da revisão inicialmente foram identificadas 4050 publicações da base de dados Scopus, que foram filtrados por meio do protocolo PRISMA e resultaram em 1004 publicações a serem analisadas. A frequência de fontes e citações e as redes de coocorrência de palavras-chave, de coautoria e de países compuseram a primeira análise. Em seguida, a análise sistemática do conjunto de dados foi realizada com o agrupamento das pesquisas em oito categorias diferentes. Como resultado, foi possível identificar que o campo “BIM para gestão, operação e manutenção das instalações” está em crescimento e que as finalidades de aplicação neste âmbito têm sido ampliadas, além de haver uma associação promissora das tecnologias emergentes com o BIM para este fim.

    Abstract in English:

    Abstract In recent years, the analysis of development conditions during the operation phase has gained attention, specially using Building Information Modeling (BIM). In this context, this research aims to delineate the frontiers of knowledge and identify future research directions with regard to the uses of BIM for the management, operation and maintenance of facilities. A mixed review method was employed, which combined scientometric analysis and a systematic literature review. To conduct the review, 4050 publications were initially retrieved from the Scopus database, which were filtered using the PRISMA protocol and resulted in 1004 publications to be analyzed. The frequency of sources and citations and the networks of co-occurrence of keywords, co-authorship of authors and countries composed the first analysis. Then, the systematic analysis of the data set was carried out, grouping the surveys into eight different categories. As a result, it was possible to identify that the field “BIM for management, operation and maintenance of facilities” is growing and that the purposes of application in this area have been expanded, in addition to there being a promising association of emerging technologies with BIM for this purpose.
  • Effect of varying the hydrothermal characteristics of concrete on the hygrothermal behaviour of a wall Ambiente Construído: Resiliente E Sustentável

    Silva, Fernanda Belizario; Brito, Adriana Camargo de

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Simulações computacionais higrotérmicas consideram trocas transientes e simultâneas de calor e umidade entre os elementos construtivos e o ambiente, sendo uma ferramenta importante de apoio ao projeto e à avaliação de desempenho de edifícios. Essas simulações requerem como dados de entrada a descrição do elemento construtivo, as condições ambientais às quais ele está exposto e as características higrotérmicas dos materiais. Este artigo apresenta uma análise exploratória dos resultados da simulação higrotérmica de uma parede de concreto variando-se as características higrotérmicas do material. As condições ambientais internas foram obtidas utilizando o EnergyPlus™ e a simulação higrotérmica foi feita no WUFI® Pro, com pós-processamento no WUFI® Bio para avaliar o risco de ocorrência de fungos emboloradores. Houve diferenças significativas no comportamento higrotérmico das paredes em função da variação das características higrotérmicas dos materiais, sobretudo para o tipo de concreto cuja função de transporte capilar mostrou-se diferente dos demais. Os resultados indicam a importância de analisar as características e funções higrotérmicas para simulações higrotérmicas e a necessidade de sua determinação experimental para os materiais de construção brasileiros.

    Abstract in English:

    Abstract Hygrothermal computer simulations consider transient and simultaneous exchanges of heat and moisture between the building elements and the environment. They are an important tool to support the design and performance assessment of buildings. These simulations require the description of the building element, the environmental conditions to which it is exposed, and the hygrothermal characteristics of the materials that compose it as input data. This paper presents an exploratory analysis of the results of the hygrothermal simulation of a concrete wall varying the hygrothermal characteristics of the material. The internal environmental conditions were obtained using EnergyPlus ® and the hygrothermal simulation was done in WUFI ® Pro, with post-processing in WUFI ® Bio to evaluate the risk of mold occurrence. The hygrothermal behavior of the walls varied significantly with the variation in hygrothermal characteristics of the materials, especially for one type of concrete that had a very different capillary transport function. The results indicate the importance of analyzing hygrothermal characteristics and functions for hygrothermal simulations and the need to experimentally determine such characteristics for Brazilian building materials.
  • Timber consumption for temporary works by buildings with the cast in situ reinforced concrete Ambiente Construído: Resiliente E Sustentável

    Oliveira, Cassio Gomes de; Punhagui, Katia Regina Garcia; Pinto, Emerson Felipe Perin; Moraes, Erik Souto de

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Estruturas de edifícios em concreto armado moldado in loco utilizam madeira para fôrmas, escoras, andaimes, elementos de segurança e estruturas provisórias de canteiro, que caracterizam a subutilização do biomaterial em uma função de curto ciclo de vida e baixo valor agregado. O objetivo deste trabalho é levantar o consumo de madeira para fins provisórios em obras verticais com estrutura em concreto armado moldado in loco. Utilizou-se dados secundários obtidos por meio de uma revisão sistemática e exploratória de artigos nacionais e internacionais sobre uso, reuso e descarte da madeira. Para estudos com dados primários de edifícios habitacionais verticais o consumo de madeira por área construída foi de 0,002 a 0,054 m³/m². Para estudos com dados secundários e edifícios verticais de outros usos, o consumo de madeira foi de 0,002 a 0,077 m³/m². Houve variabilidade dos resultados de 33 vezes (média), explicada pelos métodos de quantificação, aplicações e reuso do material.

    Abstract in English:

    Abstract Building structures made of cast-in-place reinforced concrete use timber for formwork, struts, scaffolding, safety elements, and temporary construction site structures, which characterize the underutilization of biomaterial in a function of short life cycles and low added value. This work aims to survey timber consumption for temporary purposes in high-rise buildings with reinforced concrete structures cast in loco. Secondary data obtained through a systematic and exploratory review of national and international articles on timber use, reuse, and disposal was used. For studies with primary data for vertical housing buildings, timber consumption per constructed area ranged from 0.002 to 0.054 m³/m². For studies with secondary data and high-rise buildings for different uses, wood consumption ranged from 0.002 to 0.077 m 3 /m 2 . There was variability in the results of 33 times (average), explained by the methods of quantification, applications, and reuse of the material.
  • Mixed construction and demolition powder as a filler to Portland cement: study on packaged pastes Ambiente Construído: Resiliente E Sustentável

    Oliveira, Dayana Ruth Bola; Proença, Melissa Pastorini; Marques Filho, José; Possan, Edna

    Abstract in Portuguese:

    Resumo O objetivo deste estudo é explorar abordagens mais sustentáveis, substituindo o cimento Portland (OPC) por pó reciclado misto (RMP) derivado de resíduos de construção e demolição (RCD), focado na redução das emissões de carbono. O RCD foi submetido à moagem e peneiramento até a obtenção de uma fração < 0,15 mm. Em seguida, as partículas foram termicamente ativadas a 800°C em mufla por 0,5, 1, 2 e 3 horas. Os níveis de substituição de OPC por RMP foram definidos a partir do método de empacotamento de partículas, variando entre 0 e 65%. O estudo foi realizado em pastas com relação água/finos entre 0,07 e 0,14 e aditivo superplastificante (SP), com avaliação da resistência à compressão aos 28, 63 e 91 dias. Quanto ao desempenho mecânico e ambiental das pastas de cimento Portland compostas com RMP a resistência à compressão foi superior à referência, chegando a 37 MPa para um teor de substituição de 45% aos 28 dias, promovendo uma redução de 53% na emissão de CO 2 por m³ de pasta. O estudo indicou que tratar e empacotar as partículas de RMP aumenta o desempenho mecânico e ambiental, tornando-se alternativa para promover a economia circular e reduzir as emissões do cimento.

    Abstract in English:

    Abstract The aim of this study is to explore more sustainable approaches by replacing Portland cement (OPC) with recycled mixed powder (RMP) derived from construction and demolition waste (CDW), with a focus on reducing carbon emissions. The CDW was subjected to grinding and sieving until a fraction <0.15 mm was obtained. The particles were then thermally activated at 800°C in a muffle for 0.5, 1, 2, and 3 hours. The OPC replacement levels by RMP were defined based on the particle packing method, ranging from 0 to 65%. The study was carried out on pastes with a water/fines ratio ranging from 0.07 to 0.14 and superplasticizer admixture (SP), evaluating the compressive strength at 28, 63, and 91 days. The mechanical and environmental performance of Portland cement pastes composed with RMP showed compressive strength higher than the reference, reaching 37 MPa for a 45% replacement content at 28 days, reducing the CO2 emissions per m³ of paste by up to 53%. This study suggested that the treatment and packaging RMP particles may potentially increase the mechanical and environmental performance, making it an alternative to promote the circular economy and low-carbon cement.
  • CO2 footprint from native lumber used in the construction industry from different types of harvesting Ambiente Construído: Resiliente E Sustentável

    Oliveira, Cássio Gomes de; Punhagui, Katia Regina Garcia; Oliveira, Lidiane Santana; Silva, Fernanda Belizário

    Abstract in Portuguese:

    Resmo O uso da madeira é frequentemente apontado como uma estratégia de descarbonização para a construção. Entretanto, a pegada de CO2 da madeira nativa, ou seja, que são as emissões decorrentes da sua exploração florestal, transporte e beneficiamento, depende do tipo de manejo florestal. Este estudo quantifica a pegada de CO2 da madeira nativa serrada bruta, proveniente de três tipos de exploração florestal: manejo sustentável, manejo convencional e extração seletiva convencional (desmatamento). Analisaram-se as emissões de CO2 da exploração florestal até o término do beneficiamento da madeira, com dados da literatura e do Sistema de Informação do Desempenho Ambiental da Construção. A pegada de CO2 da madeira serrada bruta varia entre 25 e 19.860 kgCO2/m3, com os menores valores para a madeira de manejo sustentável e os maiores para a madeira de extração seletiva convencional. Além disso, a madeira manejada estoca temporariamente, em sua estrutura celular, ~353 kgC/m3. Madeiras nativas de manejo florestal sustentável podem contribuir com a descarbonização dos edifícios, enquanto as madeiras de manejo convencional e, sobretudo, de desmatamentosão fontes expressivas de CO2 dentro do seu ciclo de vida.

    Abstract in English:

    Abstract The use of wood is often indicated as a decarbonization strategy for the construction sector. However, the CO2footprint of native wood, that is, the emissions during wood harvesting, transportation, and processing, depends on the type of forest management practiced. This study quantifies the CO2footprint of native rough sawn lumber from forests with three types of harvesting: sustainable management, conventional management, and conventional selective extraction (deforestation). CO2emissions were analyzed from harvesting to the end of wood processing based on data from the literature and the Construction Environmental Performance Information System. The CO2footprint of rough sawn lumber varies between 25 and 19,860 kCO2/m3, with the lowest values for wood from sustainable management and the highest for conventional selective extraction. In addition, managed wood stores temporarily in its cell structure ~353kgC/m 3 . Native wood from sustainable harvesting can contribute to decarbonizing buildings, whereas wood from conventional harvesting and deforestation are relevant sources of CO 2 emissions, considering the wood life cycle.
  • Curricular BIM implementation plan: protocol proposal and pilot application in Brazil Ambiente Construído: Resiliente E Sustentável

    Ruschel, Regina Coeli; Kehl, Caroline

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Incorporar o BIM na formação de profissionais tornou-se uma demanda e um tema de grande importância para o ensino superior. Existem várias propostas de implementação curricular do BIM. No entanto, na maioria dos casos, são específicos de uma única universidade oudomínio, não contemplam políticas acadêmicas ou simplificam a prática segmentando o conhecimento. Este trabalho propõe um protocolo para a implementação curricular do BIM semelhante aoda indústria, considerando aspectos de processo, tecnologia e políticas alinhados com a missão da instituição de ensino e com as competências existentes. Pesquisa-ação foi o método utilizado. Três ações foram realizadas: (1) proposição, (2) sistematização e (3) aplicação. As ações foram realizadas em ciclos de forma incremental, resultando em (1) diretrizes, (2) ferramentas de apoio e (3) planos de implementação. Duas universidades brasileiras participaram de estudos-piloto do Projeto Construa Brasil. Os estudos-piloto inspiraram uma rede de células BIM que aplicaram as diretrizes curriculares de implementação BIM em larga escala. As diretrizes mostraram-se genéricas e abrangentes, orientando a transformação com base empírica para a tomada de decisão dos acadêmicos. A facilitação de um especialista BIM foi confirmada como fator essencial de sucesso. Observa-se que, mesmo com uma tímida introdução de competências BIM em um escopo limitado de soluções de engenharia, o impacto na maturidade BIM do currículo é significativo.

    Abstract in English:

    Abstract Incorporating BIM in the education of professionals has become a demand and a topic of high importance for higher education. Several proposals for a curricular implementation of BIM exist. However, in most cases, they are specific to a single university or domain, do not consider academic policies or simplify practice by segmenting knowledge. This work proposes a protocol for the curricular implementation of BIM similar to the industry, considering aspects of process, technology, and policies aligned with the educational institution's mission and with existing competencies. Action research was the used method. Three actions were conducted: (1) proposition, (2) systematization and (3) application. The actions were executed in cycles incrementally, resulting in (1) guidelines, (2) supporting tools and (3) implementation plans. Two Brazilian universities participated in pilot studies of Project Construa Brasil. The pilot studies inspired a network of BIM cells that have synchronously applied curricular BIM implementation guidelines on a large scale. The guidelines proved to be generic and comprehensive, guiding the transformation with an empirical basis for the academics' decision-making. Leadership of a BIM specialist was confirmed as an essential factor of success. It is observed that even with a timid introduction of BIM competence in a limited scope of engineering solutions, the impact on the BIM maturity curriculum is significant.
  • Serious games: evolution of applications as a teaching technique for the Lean Construction community Built Environment: Resilient And Sustainable

    Miron, Luciana Inês Gomes; Viana, Daniela Dietz; Brandalise, Fernanda Marisa Pasinato

    Abstract in Portuguese:

    Resumo O “International Group for Lean Construction” busca adaptar à indústria de Arquitetura, Engenharia e Construção (AEC) uma nova filosofia gerencial. O aprendizado dessa filosofia pode ser apoiado pela utilização de metodologias ativas, especialmente dos jogos didáticos (do inglês “serious games”). Este trabalho teve como objetivo analisar a evolução da aplicação de jogos didáticos como técnica de aprendizagem baseada em classes de problemas, no contexto da comunidade da Construção Enxuta.Foi realizada uma revisão sistemática de literatura e a análise de uma experiência empírica, em uma disciplina de graduação de arquitetura e urbanismo. Os resultados demonstram a evolução do uso dessas técnicas, bem como suas implicações para a formação e treinamento de profissionais da AEC.

    Abstract in English:

    Abstract The “International Group for Lean Construction” aims to adopt a new management philosophy for the Architecture, Engineering, and Construction (AEC) industry. Learning this philosophy can be supported by using active methodologies, especially serious games. This work aimed to analyse the evolution of using serious games as a teaching technique based on problem classes, in the context of the Lean Construction community. A literature review and an analysis of an empirical experience were carried out in an architecture and urbanism undergraduate course. The results demonstrate the evolution of the use of these techniques, as well as their implications for the education and training of AEC professionals.
  • Method for implementing standardized work as an additional element of location-based planning and control Simpósio Brasileiro De Gestão E Economia Da Construção

    Bonesi-De Luca, Fabiana Maria; Vargas, Fabrício Berger de; Formoso, Carlos Torres; Bulhões, Iamara Rossi

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Trabalho Padronizado (TP) é uma abordagem originária da indústria da manufatura que visa a padronizar e melhorar a eficiência dos ciclos de operações com base na Filosofia da Produção Enxuta. O TP tem o potencial de apoiar a implementação do Planejamento e Controle Baseado em Localização (LBPC), pois permite equilibrar a carga de trabalho entre os trabalhadores ou equipes, contribuindo para a sincronização de processos. O objetivo deste estudo foi desenvolver um método para implementação do TP como um elemento adicional do LBPC. Design Science Research foi a abordagem metodológica utilizada, sendo conduzido um estudo empírico em uma empresa atuante no mercado imobiliário, na qual o método para implementação do TP foi concebido e implementado. Os seguintes benefícios foram identificados no estudo: aumento do grau de padronização das operações, melhoria na sincronização entre processos, aumento do engajamento da mão-de-obra com padrões de processo, e melhoria em termos de confiabilidade em relação a prazos. A principal contribuição desta pesquisa para o avanço do conhecimento foi a adaptação da abordagem do TP ao contexto da construção civil como um elemento adicional do LBPC.

    Abstract in English:

    Abstract Standardized Work (SW) is an approach originated in the manufacturing industry, which aims to standardize and improve the efficiency of operations cycles, based on the Lean Production Philosophy. SW has the potential to support the implementation of Location-Based Planning and Control (LBPC) as it allows balancing the workload between workers or teams, contributing to the synchronization of processes. The aim of this study is to propose a method for implementing SW as an additional element of LBPC. Design Science Research was the methodological approach adopted in this investigation and an empirical study was carried out in a real estate company, in which the method for implementing SW was conceived and implemented.The following benefits were identified in the study: increase in the degree of process standardization, improvement in process synchronization, increase in the engagement of the work force with process standards, and improvement in terms of time reliability. The main contribution of this research study has been the adaptation of SW in the construction context as an additional element of LBPC.
  • Finding patterns of occupant behaviour in actual data for thermal performance simulation: a case study in low-income houses Comfort And Energy Efficiency In The Built Environment

    Schaefer, Aline; Eccel, João Vítor; Ghisi, Enedir

    Abstract in Portuguese:

    Resumo A forma como os moradores ocupam e operam as casas influencia o consumo de energia. O objetivo deste trabalho é encontrar padrões de comportamento dos moradores em dados reais para fins de simulação do desempenho térmico. Dados sobre ocupação de cômodos e funcionamento de portas e janelas foram obtidos por meio de um banco de dados criado por meio da aplicação de questionários em habitações de interesse social localizadas em Florianópolis. Os perfis de referência foram obtidos por meio de análise de agrupamento, com técnicas hierárquicas e não hierárquicas combinadas. Tais perfis foram submetidos a simulações computacionais. Os resultados mostraram variabilidade significativa entre os grupos quanto à ocupação e operação de portas e janelas. Foi possível verificar o impacto que diferentes perfis têm no desempenho da casa, seja pela ocupação ou pelas perdas de calor e ganhos com as trocas de ar através de portas e janelas. A combinação desses efeitos resultou em alguns perfis altamente vulneráveis às condições de temperatura externa, enquanto outros foram capazes de manter as temperaturas internas mais constantes. Foi possível verificar que a utilização de perfis de referência baseados em dados reais leva a indicadores de desempenho mais confiáveis.

    Abstract in English:

    Abstract The way residents occupy and operate houses influences the energy consumption. The objective of this paper is to findpatterns of occupant behaviour in actual data for thermal performance simulation.Data on occupancy of rooms and operation of doors and windows were obtained through a database created by means of application of questionnaires in low-income houses located in Florianópolis, southern Brazil. The reference profiles were obtained using cluster analysis, hierarchical and non-hierarchical techniques combined. Such profiles were submitted to computer simulations. The results showed significant variability within the clusters regarding the occupancy and operation of doors and windows. It was possible to verify the impact that different profiles have on the performance of the house, either due to occupancy or heat losses and gains from air changes through doors and windows. The combination of these effects resulted in some profiles that were highly vulnerable to external temperature conditions, while others were able to maintain the internal temperatures more constant. It was possible to verify that the use of reference profiles based on actual data lead to more reliable performance indicators.
  • Influence of thermal shock on temperature distribution in adhered ceramic tiling systems Artigo

    Cremonesi, Guilherme Akyo; Resende, Maurício Marques

    Abstract in Portuguese:

    Resumo O estudo investigou os efeitos causados pelo fenômeno do choque térmico sobre a distribuição de temperatura em sistemas de revestimento cerâmico aderido (SRCA). Carregamentos cíclicos térmicos e higroscópicos são eventos periódicos resultado de processos sucessivos e sequenciais de aquecimento por irradiação solar e resfriamentos bruscos por chuvas. Por meio de um programa experimental realizado em um protótipo de revestimento cerâmico composto de placas de porcelanato assentadas com argamassa colante diretamente sobre uma parede de concreto, monitoraram-se as temperaturas superficiais e na interface argamassa colante-concreto durante sua exposição a ciclos de aquecimento e resfriamento, conforme procedimentos da NBR 15575-4 (ABNT, 2021). O confinamento de energia térmica (calor) no interior da estrutura, após o início do resfriamento, demonstra que parte dos esforços térmicos é mantida internamente à estrutura mesmo após a queda de temperatura superficial da placa cerâmica (distribuição não homogênea), indicando que as movimentações estruturais de origem térmica tenderão a ir em direções diferentes (não uniformes) e, consequentemente, ocasionarão solicitações opostas entre camadas. Isso resulta em possível acréscimo e concentração de tensões em determinadas regiões, que, se críticas, levarão ao surgimento do dano no revestimento cerâmico.

    Abstract in English:

    Abstract This study investigated the effects caused by the thermal shock phenomenon on the temperature distribution in Adhered Ceramic Tiling Systems (ACTS). Cyclic thermal and hygroscopic loads are periodic events resulting from successive and sequential processes of heating by solar irradiation and sudden cooling by heavy rains. Through an experimental program carried out in a ceramic tile prototype composed of porcelain tiles settle with adhesive mortar directly on a concrete wall, monitored the surface temperatures and temperatures at the adhesive mortar-concrete interface were measured during its exposure to heating and cooling cycles according to NBR 15575-4 (ABNT, 2021) procedures. The confinement of thermal energy (heat) inside the structure, after the beginning of cooling, demonstrates that part of the thermal stresses is maintained internally to the structure even after the drop-in surface temperature of the ceramic tile (non-homogeneous distribution), indicating that the movements structural elements of thermal origin will tend to different directions (non-uniform) and, consequently, will cause opposite stresses between layers. This results in a possible increase and concentration of stresses in certain regions that, if critical, will lead to the appearance of damage in the ceramic coating.
  • Experimental analysis of concrete columns with bamboo reinforcement under eccentric compression Artigo

    Nzambi, Aaron Kadima LukanuLwa; Oliveira, Dênio Ramam Carvalho de; Coêlho, Euclydes Luiz Pires

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Esta pesquisa avaliou o comportamento de flexocompressão na rigidez da conexão viga-pilar com o uso de armadura de bambu da espécie Bambusa vulgaris como alternativa de substituição à armadura convencional de aço, na expectativa de utilizar um material com viés ecológico. Foram confeccionados 4 pilares de concreto armado de comprimento 1.600 mm e de seções transversais de 140x140 mm² e de 140x310 mm² no trecho interno e nas extremidades do pilar respectivamente, simulando a conexão viga-pilar. Os pilares tinham como única variável a taxa de armadura longitudinal, de 1,03% para o pilar convencional, de 2,14%, 3,21% e 4,29% para os pilares com o bambu. Os resultados quanto à capacidade resistente mostraram que o pilar com a taxa de bambu de 4,29%, ou seja, com a área de armadura quatro vezes a área do aço, apresentou comportamento similar ao pilar com armadura convencional e teve o menor índice de ductilidade, reduzindo consideravelmente a propagação das fissuras. As estimativas teóricas apresentaram variabilidade de apenas 9%. Assim, o bambu, com taxa e aderência adequadas, revelou-se uma alternativa tecnicamente viável e sustentável ao aço na fabricação de elementos estruturais de concreto armado.

    Abstract in English:

    Abstract This research evaluated the flexo-compression behavior in the rigidity of the beam-pillar connection with the use of bamboo armor of the species bamboo vulgaris as an alternative replacement to conventional steel reinforcement, in the expectation of using an alternative material with ecological biases. They have manufactured reinforced concrete pillars of length 1,600 mm and cross-sections (140 x 140) mm² and (140 x 310) mm² were made, respectively, in the internal stretch and at the ends of the pillar, simulating the beam-pillar connection. The pillars had as their only variable the longitudinal reinforcement rate, of 1.03% for the conventional pillar, of 2.14%, 3.21% and 4.29% for the pillars with the bamboo. The results regarding the resistant capacity showed that the pillar with the bamboo rate of 4.29%, that is, with the reinforcement area four times the steel area, presented similar behavior to the pillar with conventional reinforcement and had the lowest ductility index, considerably reducing the propagation of cracks. And the theoretical estimates showed variability of only 9%. Thus, bamboo, with an adequate rate and adhesion, revealed a technically viable and sustainable alternative to steel in the manufacture of reinforced concrete structural elements.
  • Assessing occupant behaviour in open-plan offices in Florianópolis: a case study regarding windows, lighting, and air-conditioning systems Artigo

    Ghisi, Enedir; Bavaresco, Mateus; Silvestre, Acácio Gomes Corrêa

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Ainfluência do comportamento dos usuários em edificações é amplamente discutida como uma das causas para discrepâncias entre consumos energéticos esperados, durante a fase de projeto, e consumos durante a operação. Conhecer os principais motivadores para ajustes nos sistemas de edificações é imprescindível para aprimorar a modelagem desses comportamentos. O objetivo deste estudo é avaliar os principais agentes motivadores para o ajuste das janelas, luminárias e aparelhos de ar-condicionado em escritórios. Dois escritórios foram monitorados por meio de sensores que coletaram dados de qualidade do ambiente interno e comportamento de usuário. Foram consideradas influentes para a interação com sistemas de janelas a pluviometria e as temperaturas do ar externo e interno. O aumento das temperaturas interna e externa apresentou ainda mais influência na interaçãocom aparelhos de ar-condicionado. Duas foram as principais conclusões: há influência do layout dos escritórios no compartilhamento e controle das janelas e eficiência de estratégias passivas, como o uso de ventilação natural e cruzada; e há influência do aumento da temperatura interna em comparação à externa na previsibilidade de abertura de janelas e acionamento de aparelhos de ar-condicionado.

    Abstract in English:

    Abstract The influence of occupant behaviour in buildings is widely discussed as one of the causes for the gap between energy use estimated via computer simulation and during building operation. Knowing the main drivers for adjustments in building systems is essential to guide the development of mathematical models for such behaviours. The aim of this study is to evaluate the main motivating agents for adjusting windows, luminaires, and air-conditioning in offices. Two offices were monitored using sensors that collected data from the internal environment and user interaction with such systems. Rainfall and external and internal air temperatures were considered influential for the interaction with window systems. The increase in internal and external temperatures had even more influence on interactions with air-conditioners. The main conclusions were: there is influence of the layout of the offices in the sharing and control of windows and efficiency of passive strategies, such as the use of natural and cross ventilation; and there is an influence of the increase in internal temperature compared to external temperature in the predictability of opening windows and turning air-conditioning devices on.
  • Plant-derived thermosetting composites: water absorption and mechanical properties retention after weathering Artigo

    Dias, Bernardo Zandomenico; Alvarez, Cristina Engel de; Meneghetti, Leila Cristina; Lara, Arthur Hunold

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Buscando ampliar a aplicação dos compósitos termorrígidos, esta pesquisa objetiva identificar as bioresinas e biofibras mais resistentes às intempéries, contribuindopara seu uso externo. Foram levantadas pesquisas experimentais sobre compósitos com matriz sintética ou vegetal e fibras vegetais ou híbridas, com diferentes processos de moldagem, geometrias de reforço, alinhamento e tratamento das fibras e frações fibras/matriz. Buscou-se trabalhos que estudaram as resistências à tração e à flexão; a absorção de água dos compósitos em 24h de imersão e até a saturação; e sua retenção da resistência mecânica após envelhecimento. Investigou-se a influência do tipo de matriz e de fibra e de suas frações nessas propriedades. Resultados indicam que compósitos de matriz vegetal absorvem menos água em 24h, e que compósitos com linho, sisal ou cânhamo possuem a menor absorção de água na saturação e maior retenção da resistência à tração após o envelhecimento. Isto é, aparentemente esses compósitos sofrem menos danos devido às intempéries, possuindo maior potencial para uso externo. Mas, independentemente da fibra, conforme sua quantidade aumenta, diminui a retenção da resistência à flexão dos compósitos, limitando sua aplicação.

    Abstract in English:

    Abstract In order to widen the application fields of thermosetting composites, this research aims to identify the bioresins and biofibers more resistant to weathering, enabling their use outdoors. Data were collected from experimental research on composites made from synthetic or plant-derived matrix with plant or hybrid fibers, and using various molding processes, reinforcement geometries, alignment and treatment of fibers and fiber/matrix fractions. The investigation searched for researches that studied the composites tensile and flexural strengths; their water absorption in 24 hours of immersion and until saturation; and their retention of mechanical strength after aging. The effect of matrix and fiber types and their fractions on these properties was studied. Results indicate that composites with plant-derived matrix absorb less water in 24h, and that composites with flax, sisal or hemp have the lowest water absorption at saturation and the greater retention of tensile strength after aging. In other words, apparently these composites are less prone to weathering and thus have potential for outdoor use. However, regardless of the fiber type, as its content increases, the retention of flexural strength of composites decreases, limiting their usage in some applications.
  • Low-density particleboards from sisal waste Artigo

    Costa, Lucas Lima; Santos, Filipe Luigi Dantas Lima; Amorim Júnior, Nilson Santana de; Santana, Henrique Almeida; Ribeiro, Daniel Veras; Cunha, Rita Dione Araújo; César, Sandro Fábio

    Abstract in Portuguese:

    Resumo O sisal (Agave sisalana) é uma planta explorada nas regiões semiáridas do Brasil para produção de fibras, mas o escapo floral do sisal (flecha) é coletado e frequentemente queimado causando problemas ambientais, até mesmo pelo descarte irregular. Para contornar este cenário, o objetivo deste trabalho foi produzir painéis reconstituídos usando a flecha do sisal e resina poliuretana à base de mamona. Os painéis foram obtidos empregando 175 g do miolo da flecha de sisal triturada com dimensões inferiores a 2 mm e adotando 10% de resina poliuretana à base de mamona e as amostras foram prensadas com tensão de 2 MPa. Avaliou-se no painel reconstituído, através da NBR 14810-1 (ABNT, 2013) e NBR 14810-2 (ABNT, 2018) as propriedades físicas: umidade, densidade, inchamento e absorção; bem como as propriedades mecânicas: MOR, MOE, força de ligação e compressão paralela. Os resultados encontrados mostram que o painel é classificado como de baixa densidade (419,8 kg/m³), e de propriedades físicas e mecânicas semelhantes a outros painéis de mesma classificação da literatura. Para MOR e MOE foram encontrados 5,24 MPa e 147,49 MPa de média, respectivamente. Já os ensaios de tração perpendicular e compressão paralela obtiveram resultados de 0,14 MPa e 1,14 MPa, respectivamente.

    Abstract in English:

    Abstract Sisal (Agave sisalana) is a plant exploited in semi-arid regions of Brazil for fiber production, but the floral scape of sisal (peduncle) is collected and often burned, causing environmental problems, even through irregular disposal. To circumvent this scenario, the objective of this work was to produce reconstituted panels using the sisal arrow and castor-based polyurethane resin. The panels were obtained using 175 g of crushed sisal arrow core with dimensions smaller than 2 mm and adopting 10% castor-based polyurethane resin and The samples were pressed under tension of 2 MPa. The properties of reconstituted panel were evaluated through NBR 14810-1 (ABNT, 2013) and NBR 14810-2 (ABNT, 2018), the physical properties were investigated: moisture, density, thickness swelling and absorption; as well as mechanical properties: MOR, MOE, internal bond and parallel compression. The found results show that the panel is classified as low density (419.8 kg/m³), and with physical and mechanical properties similars to other panels of the same classification in the literature. For average values of MOR and MOE it was found 5.24 MPa and 147.49 MPa, respectively. For internal bonding it was found 0.14 MPa and for parallel compression properties it was found 1.14 MPa.
  • Evaluation of characteristics and abrasion resistance of paints formulated with Curcuma Longa L. pigment for buildings Artigo

    Faria, Fernanda Cardoso de; Schmid, Aloísio Leoni; Miranda, Isabela Pagani Heringer de

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Opresente estudo buscou formular tintas artesanais para pinturas de murais cujos pigmentos sejam oriundos de plantas, considerando a necessidade de aditivos e técnicas capazes de garantir um bom desempenho para paredes internas de edificações. A falta de receitas e publicações sobre a proporção de cada componente para a obtenção de uma tinta com bom desempenho motivou a elaboração da presente pesquisa, em que foram desenvolvidas formulações através de delineamento experimental de misturas para obter suspensões homogêneas que estejam em conformidade com os limites de desempenho definidos pela NBR 15079-1:2021. O desempenho das misturas frente ao ensaio de resistência à abrasão (RAU) foi avaliado de acordo com as variações das proporções dos componentes das misturas e as variáveis de pH e viscosidade. Os resultados indicam que os índices mais elevados de RAU foram alcançados ao elevar os níveis de pigmento e bactericida, ao passo que altos índices de pH apresentaram viscosidade elevada e bom desempenho frente à RAU, e vice-versa. Através do presente estudo, conclui-se que é possível elaborar tintas com pigmentos de Curcuma Longa L. e insumos naturais com desempenho satisfatório para aplicação e elaboração de pinturas murais em paredes internas de edificações.

    Abstract in English:

    Abstract This study handles the possibility of formulating artisanal paints for wall paintings whose pigments come from plants, considering the need for additives and techniques capable of guaranteeing a good performance for internal walls of buildings. The lack of recipes and publications on the proportion of each component to obtain a paint with good performance motivated the preparation of the present research, in which formulations were developed through experimental design of mixtures to obtain homogeneous suspensions that comply with the limits stipulated by NBR 15079-1:2021. The performance of the mixtures in the Abrasion Resistance Test was evaluated according to the variations in the proportions of the components of the mixtures, and the pH and viscosity variable. The results indicate that the highest levels of abrasion resistance were achieved by raising the levels of pigment and bactericide, while high pH indices showed high viscosity and good performance against abrasion resistance, and vice versa. Through this study, it is concluded that it is possible to elaborate paints with Curcuma Longa L. pigments and natural inputs with satisfactory performance for the application and elaboration of mural paintings on internal walls of buildings.
  • Functionally graded concrete: porosity gradation to enhance durability under carbonation Artigo

    Ribeiro, Daniel Veras; Silva, Adriana dos Santos; Dias, Cléber Marcos Ribeiro

    Abstract in Portuguese:

    Resumo O presente artigo avalia o potencial de aplicação do conceito de material com gradação funcional (MGF) ao desenvolvimento de concretos mais duráveis frente à carbonatação, um dos principais mecanismos de degradação das estruturas de concreto armado. Ensaios acelerados de carbonatação com temperatura (27 ( 2 °C), concentração de CO 2 (3 ( 0,5%) e umidade (65 ( 5%) controladas foram realizados em concretos homogêneos e com gradação funcional em que a porosidade do material foi variada ao longo dos corpos de prova. Para a confecção dos corpos de prova de concreto com gradação funcional foram utilizados concretos com relações água/cimento iguais a 0,35, 0,45 e 0,55 de forma que tivéssemos uma redução de porosidade à medida que nos aproximássemos da superfície da peça. O avanço da frente de carbonatação foi avaliado após 8, 9, 10, 14 e 24 semanas de exposição acelerada, empregando-se o indicador químico fenolftaleína. A partir dos resultados obtidos observou-se que os concretos com gradação funcional apresentaram coeficiente de carbonatação (K) ligeiramente superior ao do concreto com relação a/c igual a 0,35 (1,71 e 1,54 mm.semana -0,5 , respectivamente) e bastante inferior aos concretos com relação água cimento iguais a 0,45 (2,31 mm.semana -0,5 ) e 0,55 (3,78 mm.semana -0,5 ), evidenciando que a gradação funcional pode ser um método eficiente para proporcionar o aumento da durabilidade de elementos de concreto sujeitos à carbonatação.

    Abstract in English:

    Abstract The present paper evaluated the potential application of the functionally graded material (FGM) concept to develop more durable concrete to carbonation, one of the main degradation mechanisms of reinforced concrete structures. Accelerated carbonation tests with controlled temperature (27 ( 2°C), CO2 concentration (3 ( 0.5%) and humidity (65 ( 5%) were carried out in homogeneous concretes and with functional gradation in which the porosity of the material was varied across the slices. For the manufacture of graded concrete specimens, concretes with water/cement ratios equal to 0.35, 0.45, and 0.55 were produced, with lower porosity (w/c = 0.35) close to the surface of the specimen. The advance of the carbonation front was evaluated after 8, 9, 10, 14, and 24 weeks of accelerated exposure, using the chemical indicator phenolphthalein. The results show that the functionally graded concrete had a carbonation coefficient (K) slightly higher than that of the concrete with a w/c ratio equal to 0.35 (1.71 and 1.54 mm.week-0.5, respectively) and much lower than concrete with water-cement ratio equal to 0.45 (2.31 mm.week-0.5) and 0.55 (3.78 mm.week-0.5). This demonstrates that functional grading can be an efficient method to increase the durability of concrete elements subject to carbonation.
  • Use of dregs and grits as partial replacement of cement: characterization and mechanical strength Artigo

    Oliveira, Yasmine Simões de; Costa, Eliane Betânia Carvalho; Motta, Leila Aparecida de Castro

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Ouso de adições minerais em substituição ao clínquer Portland é uma das medidas mitigadoras de emissão de CO2, mais promissoras em larga escala, adotadas pelas cimenteiras. Dada a limitação de disponibilidade de algumas, materiais alternativos vêm sendo investigados. A presente pesquisa teve como objetivo caracterizar e avaliar o efeito de diferentes teores de dregs e grits em substituição parcial ao cimento na resistência à compressão. Os resíduos foram submetidos à moagem, utilizando-se partículas inferiores a 75 µm. Foram realizados ensaios para caracterização química e física dos dregs e grits. Para ambos os resíduos, foram analisados os teores de 0, 5, 10, 20 e 30% em substituição à massa de cimento na produção de argamassas. A relação água/finos e o teor de aditivo superplastificante foram mantidos constantes. No estado fresco, foram avaliados o índice de consistência e o teor de ar incorporado. As argamassas com dregs proporcionaram maior resistência em relação às com grits devido ao maior teor de água combinada. Os resultados mostraram que é possível substituir até 36% do cimento por esse resíduo para obtenção de resistência à compressão de 25 MPa e 15% para 40 MPa.

    Abstract in English:

    Abstract The use of supplementary cementitious materials to replace Portland clinker is one of the most effective strategies adopted by cement companies to reduce CO 2 emission on large-scale. However, due to the limited availability of traditional materials, alternative options are being investigated. The main objective of this research is to evaluate the characteristics and effect of different replacement levels of cement by dregs and grits on compressive strength. The wastes were ground and particles smaller than 75 µm were used. Chemical and physical were performed to characterize the dregs and grits. For both wastes, replacement levels of 0, 5, 10, 20 and 30% of cement mass were evaluated in the mortar production. The water-cement ratio and superplasticizer admixture content were kept constant. In fresh state, the consistency index and incorporated air content were obtained. Mortars made with dregs had higher strength compared to grits due to the higher combined water content. The results showed that it is possible to replace up to 36% of cement with dregs to obtain a strength of 25 MPa; and 15% for 40 MPa.
  • Analysis of normal and shear stresses and vertical displacements in cross-laminated timber panels through plate theories, numerical and simplified methods Artigo

    Santos, Cauê Izelli dos; Miotto, José Luiz

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Amadeira lamelada colada cruzada (MLCC) é um produto empregado na forma de painéis que apresenta como desafio a consideração conjunta da disposição ortogonal de lamelas com o comportamento ortotrópico da madeira. Para avaliar o comportamento mecânico de painéis de MLCC, em flexão simples, é possível recorrer a teorias de placas, métodos numéricos e simplificados. Dentro desse contexto, este trabalho se propôs a analisar as tensões, normais e de cisalhamento, bem como os deslocamentos verticais em um dado painel de MLCC por meio de três teorias de placas, três métodos simplificados, método dos elementos finitos e um método analítico proposto. Para o estudo, foi considerado um painel de MLCC com cinco camadas de 20 mm de espessura, inicialmente quadrado com lados de 3 m, sendo, posteriormente, realizadas análises paramétricas da razão entre as dimensões em planta. Com as análises estruturais, foi possível a obtenção das tensões, bem como os deslocamentos verticais do referido painel. As análises paramétricas realizadas permitiram averiguar a sensibilidade do painel de MLCC proposto, em termos de tensões e deslocamentos verticais, frente às variações da razão entre as dimensões em planta do painel.

    Abstract in English:

    Abstract Cross-laminated timber (CLT) is a product used in the form of panels that presents as a challenge the simultaneous consideration of the orthogonal arrangement of lamellae with the orthotropic behaviour of wood. In order to evaluate the mechanical behaviour of CLT panels in bending, it is possible to resort to plate theories, numerical and simplified methods. Within this context, this paper proposed to analyse the normal and shear stresses, as well the vertical displacements in a given CLT panel through three plate theories, three simplified methods, Finite Element Method and a proposed analytical method. For the study, a five-layered CLT panel with lamellae thickness of 20 mm, at first, with sides of 3 m. Afterward, parametric variations of the ratio between spans were also stipulated. The structural analysis permitted to obtain the stresses and the vertical displacements for the aforementioned panel. The parametric variations carried out made it possible to verify the sensitivity of the proposed panel in terms of stresses and vertical displacements against variations in the ratio between the panel’s plan dimensions.
  • Application of steel fiber reinforced concrete (SFRC) in beams subjected to shear Artigo

    Suk, Diego Andrey; Ferrari, Vladimir

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Para o entendimento do comportamento ao cisalhamento de vigas de concreto reforçadas com fibras de aço e sem a utilização de estribos, foram estudadas experimentalmente vigas por meio de ensaios de flexão. Os parâmetros analisados foram duas classes deresistência à compressão (30MPa e 45MPa) e três quantidades de fibras (40kg/m³, 60kg/m³ e 80kg/m³), além de um traço de referência. Uma comparação analítica dos resultados experimentais com modelos de cálculos de regulamentações normativas e de trabalhos científicos foi estudada para a previsão da força de ruína das vigas. Os resultados experimentais demonstraram ganhos na resistência última ao cisalhamento proporcionado pelas fibras de aço, evidenciando seu grande potencial frente ao esforço de cisalhamento. O modo de ruína das vigas não foi alterado para as quantidades de fibras e classes de resistência estudadas. Porém, maior capacidade de carga e de deformação foi evidenciada com o aumento da quantidade de fibras e do fck. O modelo da norma brasileira NBR 16935 (ABNT, 2021a) mostrou excelente resultado na previsão da força de ruína das vigas do grupo C30.

    Abstract in English:

    Abstract For the understanding of the shear behavior of steel fiber reinforced concrete beams without stirrups (shear reinforcement), beams were experimentally studied employing bending tests. The analyzed parameters were two classes of compressive strength (30 MPa and 45 MPa) and three dosages of fibers (40 kg/m³, 60 kg/m³ and 80 kg/m³), in addition to the reference trace. An analytical comparison of the experimental results with calculation models from normative regulations and scientific papers was studied to predict the failure force of the beams. The results showed gains in the ultimate shear strength provided by steel fibers, evidencing their great potential against shear stress. The failure mode of the beams was not altered for the dosages of fibers and compressive strength classes studied. However, higher load and deformation capacity was evidenced with an increasing number of fibers and f c . The model from Brazilian regulation NBR 16935 (ABNT, 2021a) showed excellent results in predicting the failure force of the beams in group C30.
  • Development and characterization of sustainable concrete with marine shell waste Artigo

    Leite, Lucimária Pirangi; Andrade, Fábia Kamilly Gomes de; Estolano, Amanda Marques Lopes; Almeida Filho, Roberto Revoredo de; Cruz, Felipe Mendes da; Lima, Victor Marcelo Estolano de

    Abstract in Portuguese:

    Resumo As atividades de mariscagem e malacocultura produzem uma grande quantidade de resíduos sólidos compostos por conchas marinhas. O impacto ambiental do descarte inadequado pode ser atenuado com estratégias de reaproveitamento. O objetivo deste trabalho é investigar a viabilidade do uso de resíduo de conchas marinhas com substituintes parciais de agregados no concreto. As características físicas do agregado reciclado foram investigadas através das técnicas de Microscopia de Força Atômica (MFA) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) a fim de esclarecer aspectos da superfície de contato com a pasta; as características químicas e mineralógicas foram investigadas por meio dos ensaios de fluorescência de raios-X e difração de raios-X; e o ensaio de resistência à compressão foi conduzido em amostras de concreto foram moldadas para avaliação do comportamento destes materiais do comportamento destes materiais como agregado (concha tipo A) e fíler (concha tipo B). Concluiu-se que o uso de até 20% de substituição de concha marinha como agregado graúdo e 10% como filer mostrou viabilidade para aplicações em concretos estruturais e, de forma complementar, teores de até 30% podem ser direcionados à concretos não estruturais.

    Abstract in English:

    Abstract The improper disposal of this waste poses environmental challenges, which can be addressed through effective reuse strategies. This study aims to explore the potential of utilizing marine shell waste as partial substitutes for aggregates in concrete. The research involves investigating the physical characteristics of the recycled aggregate using Atomic Force Microscopy (AFM) and Scanning Electron Microscopy (SEM) techniques to elucidate the contact surface with the paste. Additionally, chemical and mineralogical characteristics are analyzed through X-ray fluorescence and X-ray diffraction tests. The compressive strength test is conducted on concrete samples to assess the performance of these materials as both aggregate (shell type A) and filler (shell type B). The findings indicate that replacing up to 20% of marine shells as coarse aggregate and 10% as filler demonstrates feasibility for applications in structural concrete. Furthermore, up to 30% replacement can be directed towards non-structural concrete, providing a comprehensive understanding of the potential applications of marine shell residues in concrete production.
  • Effect of self-healing in closing cracks from the sulfate attack in Portland, supersulfated and alkali-activated cement Artigo

    Trentin, Priscila Ongaratto; Luz, Caroline Angulski da; Medeiros-Junior, Ronaldo Alves de

    Abstract in Portuguese:

    Resumo A autocicatrização consiste no fechamento de fissuras e recuperação da estanqueidade dos materiais à base de cimento e pode ocorrer por hidratação dos materiais da mistura (autógena) ou por materiais adicionados à mistura para esse fim (autônoma). Este estudo consiste na utilização de autocicatrização autógena estimulada como forma de atenuar o ataque por sulfatos (sódio e magnésio), com a avaliação da influência de adição cristalizante neste processo. Para isso, foram realizados ciclos de ataque sulfatado e autocicatrização (ciclos de molhagem e secagem), com o objetivo de avaliar o comportamento de argamassas com três tipos de cimento: Portland, supersulfatado e álcali ativado. Os resultados mostraram que a autocicatrização não foi suficiente para fechar trincas devido ao ataque por sulfatos. Esse comportamento foi associado à hipótese de que o alto teor de cálcio da adição cristalizante reagiu com os sulfatos e formou produtos expansivos, aumentando a taxa de ataque.

    Abstract in English:

    Abstract Self-healing consists of closing cracks and recovering the watertight properties of cement-based materials and can occur by hydration of the materials of the mixture (autogenous) or by materials added to the mixture for this purpose (autonomous). This study consists of the use of stimulated self-healing as a way of mitigating sulfate attack (sodium and magnesium), with the evaluation of the influence of crystalline admixture in this process. For that, cycles of sulfate attack and self-healing (by wetting and drying cycles in water) were performed, aiming to evaluate the behavior of mortars with three types of cement: Portland, supersulfated, and alkali-activated. The results showed that self-healing was not sufficient to close cracks due to sulfate attack. This behavior was associated with the hypothesis that the high calcium content of the crystalline admixture reacted with the sulfates and formed expansive products, increasing the attack rate.
  • Load-bearing masonry in fire situation: influence of clay bricks compressive strength Artigo

    Lima, Felipe Schneider de; Trevisan, Rafael; Klippel Filho, Sérgio; Vechim, Julio César; Tutikian, Bernardo

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Diversas características influenciam a resistência ao fogo de sistema de parede em alvenaria estrutural, dentre as quais pode se incluir sua resistência à compressão. O comportamento desse sistema é validado experimentalmente conforme a norma NBR 5628. Esse estudo tem como objetivo analisar comparativamente a resistência ao fogo obtida através de ensaios em escala real em alvenaria estrutural, envolvendo as características de isolamento térmico, estanqueidade a passagem de gases e fumaça e estabilidade estrutural. Foram avaliados componentes com a mesma configuração em termos de revestimento e assentamento, assumindo como variável a resistência a compressão dos blocos, tendo sido considerados neste estudo blocos de classe EST 60, 100 e 140. Os resultados obtidos apontam que a resistência à compressão da alvenaria pode influenciar, além da estabilidade estrutural do sistema, também seu isolamento térmico, critério tipicamente crítico para alvenarias de blocos cerâmicos em situação de incêndio. A amostra de maior resistência à compressão apresentou menor deslocamento horizontal, contribuindo para mitigar a geração de fissuras, aumentando a oposição da alvenaria à passagem da temperatura ao longo de sua seção transversal e assim aumentar sua resistência ao fogo.

    Abstract in English:

    Abstract There are several characteristics that influence fire resistance of load-bearing masonries, wherein stand out the bricks compressive strength. Verification of wall systems fire behavior was conducted as prescribed by NBR 5628. This research aims to comparatively analyze fire resistance in real scale load-bearing walls, considering thermal insulation, structural stability, and airtightness. The thickness of the coating and laying mortar were standardized for all specimens just varying brick geometry and septs design in blocks of EST 60, 100, and 140 class. The obtained results show that the compressive strength of the bricks can induce both the structural stability of the constructive systems and its thermal insulation, being a typically critical characteristic for clay brick walls in a building fire. The sample with the highest compressive strength obtained the shortest local displacement, contributing to mitigate the generation of fissures in the system, enhancing the thermal insulation of the clay brick wall, and, thereby, its fire resistance.
  • Incorporation of textile sludge in civil construction materials: a systematic search Artigo

    Silva, Carina Lessa; Marinho, Érika Pinto; Nóbrega, Ana Cecília Vieira de; Carneiro, Arnaldo Manoel Pereira

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Olodo têxtil é um resíduo do tratamento do efluente das lavanderias têxteis e sua incorporação em materiais alternativos tem sido proposta como possibilidade para sua destinação. Foi realizada uma busca sistemática na literatura nesta perspectiva, visando observar as concentrações de material residual e seu preparo, as matrizes utilizadas, o desempenho tecnológico e imobilização do resíduo têxtil. As matrizes empregadas foram argamassas, concretos e tijolos cerâmicos, sendo observados, de maneira geral, efeitos deletérios nas características mecânicas dos materiais produzidos. Em concretos e argamassas, a finura impactou no aumento da demanda de água, o que elevou a porosidade das misturas; e a matéria orgânica e metais pesados, na hidratação do cimento. Estudos recentes propuseram, então, o pré-tratamento do material residual como uma alternativa favorável. Incrementos na porosidade também ocorreram nos tijolos cerâmicos, porém, devido ao elevado teor de matéria orgânica. Quanto a imobilização do resíduo, os materiais cimentícios apresentaram desempenho satisfatório; já os tijolos cerâmicos, obtiveram alguns resultados fora dos limites normativos. Portanto, é necessário ampliar as discussões quanto ao pré-tratamento realizado no lodo têxtil, bem como seus impactos no desempenho mecânico e ambiental.

    Abstract in English:

    Abstract Textile sludge is a waste from the effluent treatment of textile laundries and its incorporation into alternative materials has been proposed as a possibility for its disposal. A systematic search was carried out in literature from this perspective, aiming to observe concentrations of waste material and its preparation, matrices used, technological performance and immobilization of textile waste. The matrices used were mortars, concretes and ceramic bricks, in general, deleterious effects were observed on mechanical characteristics of the materials produced. In concrete and mortars, the fineness had an impact on increase in water demand, which increased mixtures porosity; and organic matter and heavy metals, in cement hydration. Recent studies therefore proposed waste material pre-treatment as a favorable alternative. Increases in porosity also occurred in ceramic bricks, however, due to high organic matter content. Regarding waste immobilization, cementitious materials showed satisfactory performance; ceramic bricks, on the other hand, obtained some results outside the normative limits. Therefore, it is necessary to expand discussions regarding the pre-treatment carried out on textile sludge, as well as its impacts on mechanical and environmental performance.
  • Thermographic investigation for characterization of cracks in heating and cooling flux: laboratory studies Artigo

    Silva, Matheus de Souza; Bauer, Elton

    Abstract in Portuguese:

    Resumo A fissuração pode ser investigada por termografia de infravermelho, pois defeitos em uma superfície apresentam temperaturas diferentes em relação as regiões sem defeito. A temperatura da fissura é dependente das suas dimensões, abertura e profundidade, nas quais podem ser identificadas pela termografia. Avalia-se o comportamento das temperaturas em regime controlado de aquecimento e resfriamento de fissuras em função de diferentes profundidades e quais as condições mais adequadas para identificar as fissuras. Propõe-se a observação da evolução de temperatura no aquecimento e resfriamento de uma placa de argamassa que possui fissuras com diferentes profundidades. A variação de temperatura da placa no aquecimento e resfriamento é monitorada por termogramas e termopares presentes na superfície e interior da placa em regiões próximas às fissuras. Identifica-se, pela aplicação de contraste termográfico Delta-T, que fissuras de maior profundidade possuem maior Delta-T, em módulo, durante o aquecimento, enquanto fissuras de menor profundidade possuem maior Delta-T no resfriamento. As fissuras são melhor identificadas na fase de resfriamento, pois no fim do aquecimento as fissuras de menor profundidade não são identificadas.

    Abstract in English:

    Abstract Cracking can be investigated by infrared thermography, as defects on a surface have different temperatures compared to regions without defects. The temperature of the crack depends on its dimensions, opening and depth, which can be identified by thermography. The possibility of classifying crack damage according to different depths by thermography in heating and cooling regimes and indicating which conditions are most suitable for identifying cracks is evaluated. It is proposed to observe the temperature evolution during the heating and cooling of a mortar slab that has cracks with different depths. The temperature variation of the plate during heating and cooling is monitored by thermograms and thermocouples present on the surface and interior of the plate in regions close to the cracks. It is identified, through the application of Delta-T thermographic contrast, that cracks of greater depth have a greater Delta-T, in modulus, during heating, while cracks of shallower depth have a greater Delta-T during cooling. Cracks are best identified during the cooling phase, as shallower cracks are not identified at the end of heating.
  • Bending evaluation of Acrocarpus fraxinifolius wood by the vaporization technique Artigo

    Oliveira, Rodrigo Daniel da Silva; Jardim, Pedro Ignácio Lima Gadêlha; Souza, Alexandre Jorge Duarte de; Christoforo, André Luis; Molina, Júlio Cesar

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Atécnica de vergamento da madeira por vaporização se apresenta como opção viável para projetos de estruturas curvilíneas, como as gridshells. Madeiras coníferas são comumente adotadas em estruturas de cobertura, pois além da desejada relação entre resistência mecânica e densidade, permitem o completo tratamento da seção transversal da peça. Entretanto, características como a predominância de alburno ou de cerne e a presença de defeitos são variáveis que afetam o desempenho estrutural. O objetivo deste estudo foi avaliar o limite de vergamento de lamelas de Acrocarpus flaxinifloius (cedro indiano) com raio de curvatura de 21 cm em diferentes espessuras. Também se investigou o impacto da predominância de alburno ou cerne e da presença de defeitos na força de vergamento. A literatura indica que a flexibilização plástica por vapor ocorre a 100°C, com 2,4 minutos para cada milímetro de espessura da lamela, parâmetros estes considerados neste estudo. A análise estatística indicou o limite de 8 mm de espessura para o vergamento das lamelas e a maior presença de alburno ou de cerne, bem como os defeitos da madeira, não afetou significativamente a força de vergamento.

    Abstract in English:

    Abstract The technique of bending wood by vaporization presents itself as a viable option for curvilinear structural projects, such as gridshells. Coniferous woods are often used in roof structures because, in addition to the desired relationship between mechanical strength and density, they allow the complete treatment of the cross-section of the piece. However, characteristics such as the predominance of sapwood or heartwood and the presence of defects are variables that affect structural performance. The aim of this study was to evaluate the bending limit of Acrocarpus laxinifloius (Indian cedar) veneers with a bending radius of 21 cm at different thicknesses. The impact of the predominance of sapwood or heartwood and the presence of defects on the bending strength was also investigated. The literature indicates that plastic flexibilization by steam occurs at 100°C, with 2.4 minutes for each millimeter of lamella thickness, which were the parameters considered in this study. The statistical analysis indicated a thickness limit of 8 mm for the lamellae to bend and the greater presence of sapwood or heartwood, as well as wood defects, did not significantly affect the bending force.
  • Effect of the incipient anode in concrete patch repair using mortars with rice husk ash (RHA) on substrate contaminated by chlorides Artigo

    Daschevi, Paulo Augusto; Medeiros, Marcelo Henrique Farias de

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Após a realização de reparos localizados, costuma-se observar o ressurgimento de pontos de corrosão na região adjacente à área reparada, situação usualmente denominada ânodo incipiente. Embora tenham sido feitas diversas pesquisas a respeito do tema, ainda restam controversos aspectos em relação às suas causas, localização e progressão no tempo. Com objetivo de investigar essas lacunas no conhecimento, moldaram-se amostras com substrato contaminado por cloretos não reparadas e reparadas com argamassa de reparo contendo substituição de ligante por sílica de casca de arroz (SCA) nos teores de 0%, 10% e 20%. Em seguida, realizaram-se aferições das variáveis eletroquímicas de densidade e potencial de corrosão, bem como a inspeção destrutiva de parte das amostras. Após as aferições, observou-se aumento nas densidades de corrosão após o reparo, na interface substrato-reparo. Na inspeção destrutiva, também foi constatada deterioração significativa na interface reparo-substrato, bem como em algumas regiões no interior do substrato. Em relação ao efeito da substituição de ligante por SCA, não foi identificada redução relevante do ânodo incipiente nas argamassas com 10% e 20% de SCA. Por outro lado, notou-se possível redução da capacidade de passivação da argamassa com teor de 20% de SCA.

    Abstract in English:

    Abstract After performing localized repairs, it is customary to observe the reappearance of corrosion points in the region adjacent to the repaired area, a situation usually called the incipient anode phenomenon. Although there are several studies have on the subject, there are still controversial aspects regarding its causes, location, and progression over time. To investigate these gaps in knowledge, samples were molded with unrepaired chloride-contaminated substrate and repaired with repair mortar containing 0%, 10%, and 20% binder replacement with rice husk ash (RHA). Then, measurements of the electrochemical variables of density and corrosion potential were carried out, as well as the destructive inspection of part of the samples. After the measurements, an increase in corrosion rates was observed after the repair, in the repair-substrate interface. In the destructive inspection, significant deterioration also was observed in the repair-substrate interface region, as well as inside the substrate. Regarding the effect of replacing the binder with RHA, no relevant reduction in the incipient anode was identified in the mortars with 10% and 20% RHA. On the other hand, a possible reduction in the passivation capacity of mortar with 20% RHA content was noted.
  • The underlying geometrical relationship in the shells of Eladio Dieste Artigo

    Melachos, Felipe Corres; Florio, Wilson

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Apenas na última década, a obra do engenheiro Uruguaio Eladio Dieste (1917-2000) vem ganhando disseminação acadêmica internacional, sendo que uma de suas principais contribuições para a concepção formal-estrutural na arquitetura e engenharia civil foi o desenvolvimento iterativo da tipologia estrutural das abóbadas gaussianas, cascas de dupla-curvatura estruturadas em cerâmica armada. Entretanto, não há registros de uma definição estabelecida para a geometria arquitetônica destas tipologias estruturais. Tampouco existem evidências concretas acerca da concepção e desenvolvimento projetual destas estruturas. Por conseguinte, o objetivo deste artigo é evidenciar as relações geométricas subjacentes nas abóbadas guassianas descontínuas projetadas e construídas por Eladio Dieste em cerâmica armada, a variação dominante desta tipologia estrutural. Esta análise foi conduzida através da modelagem paramétrica e da regressão polinomial de estudos de caso selecionados a partir de fontes primárias originais, justamente por estas ferramentas computacionais permitirem o correto manejo de geometrias tidas como formalmente complexas. A contribuição esperada para esta pesquisa reside em aprofundar o entendimento entre a relação do processo de projeto e a geometria resultante no objeto de estudo, assim como o entendimento da conformação geométrica desta tipologia estrutural desenvolvida por Eladio Dieste.

    Abstract in English:

    Abstract Only within the last decade, the works of Uruguay an Engineer Eladio Dieste (1917-2000) have been gaining international academic dissemination, one of whose main contributions in the realm of formal-structural conception within architecture and civil engineering reside in the iterative development of the structural typology of the gaussian vault shells in reinforced brickwork. However, there is not an established definition for this typology’s architectural geometry. Also, there is hardly any evidence of how such shells were designed. Therefore, the main objective, of this paper is to demonstrate the underlying geometric relationships in the discontinuous gaussian vault shells designed and built by Eladio Dieste in reinforced brickwork, the dominant typological variation within the object of study. This analysis was carried out by means of the parametric modeling and the polynomial regression of selected case studies from the primary sources, since such computational tools allow for the proper geometrical management of formally complex geometries. The expected contributions of this study reside in the deepening of the understanding of the relationship between the design process and the geometry of the object of study, as well as the understanding of the geometrical conformation of the structural typology conceived by Eladio Dieste.
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