Revista IBRACON de Estruturas e Materiais, Volume: 13, Número: 3, Publicado: 2020
  • Avaliação do impacto de dois tipos de fibras de aço, simples e espaciais, nas propriedades do concreto, quando inseridas separadamente ou de forma combinada Articles

    BAUER, A. L.; EHRENBRING, H.; SCHNEIDER, D.; QUININO, U. C. M.; TUTIKIAN, B.

    Resumo em Português:

    Resumo O comportamento frágil de concretos pode ser compensado com a inserção de reforços, proporcionando benefícios no que tange ao controle de fissuração, ganho de tenacidade, aumento da resistência à tração, entre outros. Comumente, aplicam-se fibras isoladas em concretos, porém o seu posicionamento na matriz pode não ser homogêneo e, consequentemente, facilita-se o surgimento de planos de ruptura com baixo número de reforços. Assim, o trabalho em questão teve como objetivo avaliar a aplicação e comportamento de fibras simples e espaciais em aço, a fim de proporcionar uma mistura mais homogênea, aumentar a área de atuação da fibra na contenção de fissuras e melhorias nas propriedades mecânicas. Os ensaios no estado fresco foram de consistência do compósito, por meio do abatimento do tronco de cone e do VeBe, e, no estado endurecido, avaliou-se a resistência à compressão axial, resistência à tração na flexão e o fator de tenacidade. Variou-se o teor de adição das fibras uni (simples) e espaciais, em volume, de 0 até 0,93%. Com base nos resultados, pode-se afirmar que os teores de fibras espaciais e simples foram benéficos às propriedades reológicas e mecânicas do compósito na combinação isolada (0,29%) e híbrida (0,64%), dado que demonstraram desempenho geral superior às demais misturas. Entretanto, as fibras espaciais acarretam consideráveis perdas da trabalhabilidade, comparado ao concreto tradicional sem fibras, dificultando o seu lançamento e, consequentemente, propriedades no estado endurecido.

    Resumo em Inglês:

    Abstract The brittle behavior of concrete can be compensated by the addition of reinforcements, providing benefits such as improved crack control, residual strength and increased flexural strength. It is usual to apply mono fibers to concrete, but their positioning in the matrix may not be homogeneous, consequently increasing the susceptibility to fracture planes with fewer reinforcements. This study aimed to evaluate the use and behavior of simple (mono) and space (3D) steel fibers (SE), in order to achieve a more homogeneous mixture, increase the effectiveness of fibers in restricting cracks and improve mechanical properties. The fresh-state was assessed through slump and VeBe tests, whereas the hardened-state tests comprised axial compressive strength, flexural strength and the flexural toughness factor. The volume content of simple and space fibers varied from 0 to 0.93%. Based on the results, it can be stated that space and simple fiber contents improved rheological and mechanical properties of the composite in isolated (0.29%) and hybrid (0.64%) combinations, since their overall performance exceeded the other mixtures’. However, space fibers caused considerable workability losses compared to the conventional concrete, hindering its casting and harming its hardened-state properties.
  • Caracterização do concreto permeável com foco em ensaios não destrutivos Articles

    MARTINS, S. T.; BOSQUESI, E. M.; FABRO, J. R.; PIERALISI, R.

    Resumo em Português:

    Resumo Neste estudo, objetiva-se investigar as propriedades do concreto permeável com foco nos ensaios de caracterização pelo Método do Ultrassom. Para isso, foram produzidos três traços com a relação pasta/agregado variando de 0,45 a 0,65, relação a/c de 0,3 e compactados por haste. A aplicação do Método do Ultrassom merece atenção especial para caracterização do concreto permeável, com carência de pesquisas e com potencial de desenvolver modelos analíticos de previsão das propriedades a partir da velocidade de pulsos ultrassônicos (VPU) como uma variável independente. A VPU variou de 3642 até 4262 m/s para uma redução de aproximadamente 12% na porosidade, com alta correlação (R²) de 0,91 e destaca-se que a alta porosidade do concreto provoca atenuação da onda ultrassônica. As medições da VPU retrataram valores maiores para os CPs com maiores densidades (R²=0,87), maiores resistências à compressão e à tração (R² de 0,79 e 0,84, resp.), e menores permeabilidades (R²=0,91).

    Resumo em Inglês:

    Abstract This study aims to investigate the properties of pervious concrete focusing on characterization tests by the Ultrasound Method. For this, three mixtures were produced with the paste/aggregate (P/Ag) ratio ranging from 0.45 to 0.65, water to cement ratio (w/c) of 0.3, and all the specimens were compacted with a steel rod. The application of the ultrasound method deserves special attention for the characterization of pervious concrete, due to a lack of research and the potential to develop analytical models for predicting properties from ultrasonic pulse velocity (UPV) as an independent variable. The UPV obtained in this study ranged from 3642 to 4262 m/s for an approximately 12% reduction in porosity, with a correlation (R²) of 0.91. It is noteworthy that the high porosity of pervious concrete causes attenuation of the ultrasonic wave. The measurements of UPV had higher values for specimens with higher densities (R²=0.87), higher compressive and tensile strengths (R² of 0.79 and 0.84, resp.), and lower permeability (R² = 0.91).
  • Uso do resíduo do beneficiamento de rochas ornamentais como substituto parcial ao aglomerante na produção de concretos estruturais Articles

    TEIXEIRA, F. R.; MAGALHÃES, F. C.; WALLY, G. B.; SELL, F. K.; PALIGA, C. M.; TORRES, A. S.

    Resumo em Português:

    Resumo Em decorrência do aumento populacional, da melhoria das condições de vida, da elevação dos níveis de consumo e da crescente industrialização dos países em desenvolvimento, estima-se que a produção de concreto apresentará expressivo crescimento ao longo das próximas décadas. O processo de produção do cimento é responsável por aproximadamente 5 % das emissões mundiais de CO2, poluente que causa danos expressivos no meio ambiente. Neste contexto, este trabalho apresenta uma avaliação da influência da substituição parcial de cimento Portland por resíduo do beneficiamento de rochas ornamentais (RBRO) em propriedades físicas e mecânicas do concreto. Utilizou-se o RBRO proveniente de uma empresa beneficiadora de mármores e granitos localizada na região sul do Rio Grande do Sul. A caracterização mineralógica do resíduo foi realizada por meio de ensaios de difração de raios X (DRX), microanálise de raios X (EDX), enquanto suas características físicas foram analisadas por ensaios de granulometria a laser e de massa específica. Adotou-se um traço de concreto de referência produzido com cimento CP V-ARI, utilizando o método de dosagem do IPT/EPUSP. A substituição do cimento Portland pelo RBRO foi realizada nos teores de 5 %, 7,5 %, 10 % e 12,5 % em relação à massa de cimento. Os resultados foram tratados por ANOVA e comparação múltipla de médias, indicando a possibilidade da substituição de até 7,5 % do cimento pelo RBRO, gerando um concreto com resistência adequada às normas brasileiras e com potencial uso estrutural.

    Resumo em Inglês:

    Abstract Due to the population increase, to the improvement of life conditions, to the elevation of levels of consumption and the growing industrialization of developing countries, it is estimated that the production of concrete will present significant increase in the next decades. The process of producing cement is responsible for approximately 5 % of the emissions of CO2, an expressive environment pollutant. In this context, this work presents an evaluation of the influence of partial substitution of cement by ornamental rock waste (ORW) on the physical and mechanical properties of concrete. ORW from a local marble and granite processing company was used. The waste was mineralogically characterized through X-ray diffraction (XRD) essays, energy-dispersive X-ray (EDX) microanalysis, and physically characterized through laser granulometry and specific mass. For this, was adopted a concrete trace as reference, produced with CP V-ARI cement (similar to ASTM Type III), from IPT dosage. Waste was used in proportions of 5 %, 7.5 %, 10 % and 12.5 % of substitution of cement by mass. Results were treated with ANOVA and multiple comparison of means, indicating a possibility of substitution of until 10% of cement by ORW, creating a concrete with proper resistance to Brazilian regulations regarding the classification as structural.
  • Análise experimental do cisalhamento longitudinal de lajes mistas Articles

    BRITTO, G. F. J.; SILVA, V. S.; GONÇALVES, J. P.

    Resumo em Português:

    Resumo O sistema de lajes mistas de concreto com fôrma de aço incorporada tem se tornado uma alternativa aos modelos de lajes convencionais, pois muitas vezes dispensa o uso de escoramentos, promovendo diversas praticidades construtivas, além do funcionamento da fôrma como armadura de momento positivo. O procedimento de verificação das lajes mistas está fundamentado no método semi-empírico m-k. Este documento buscou investigar a aplicação do “método m-k” em um grupo de lajes com dimensões alternativas às usualmente adotadas nos ensaios, assim como correlacionar os valores obtidos com os resultados encontrados ao ensaiar os modelos conforme proposto pela norma de ensaio ANSI 2011, já que o método normativo é custoso e oneroso. Para tanto, foram realizados ensaios à flexão de quatro pontos em modelos de lajes considerando apenas um módulo de “deck”, variando dois vãos; o mesmo procedimento foi repetido nas lajes com dimensões usuais de construção (modelos normativos). Aplicou-se o método de regressão linear nos dados encontrados a fim de obter os parâmetros que seriam analisados. Os principais resultados encontrados demonstram que o modelo alternativo não apresenta valores que possam ser aplicados aos modelos normativos, uma vez que o aumento do vão de cisalhamento reduz de forma significativa a resistência teórica das lajes. Porém os valores obtidos para m e k, tanto dos modelos alternativos, quanto normativos, podem ser adotados confiadamente como parte do processo de dimensionamento dos respectivos modelos. Os desvios entre a resistência teórica e experimental satisfazem as especificações da norma ANSI 2011 para ambos os modelos auxiliando a confirmação da afirmação anterior. Espera-se com esse trabalho auxiliar a pesquisa de novos procedimentos para determinação dos parâmetros m e k.

    Resumo em Inglês:

    Abstract The composite concrete slab systems with steel-deck incorporated has become an alternative to conventional slab models, since it often does not require the use of shoring, promoting several constructive practices, beyond operation of the reinforcement as a positive moment. The procedure of verification of composite slabs is based on the semi-empirical method m and k. The purpose of this paper was to investigate the application of the "m-k method" in a group of slabs with alternative dimensions as the usually adopted in the tests, even as to correlate the values obtained with the results found when testing the models as proposed by the ANSI 2011 test standard, since the normative method is costly and expensive. Therefore, four-point flexural tests were performed on slab models considering only one deck module, varying two spans, the same procedure was repeated in slabs with usual construction dimensions (normative models). The linear regression method was applied to the data found in order to obtain the parameters that would be analyzed. The main results show that the alternative model with the adopted dimensions does not present values that can be applied directly to the normative models, since the increase of the shear span reduces in a significant way the theoretical resistance of the slabs. Nevertheless, the values for the m and k obtained of both alternative and normative models can be adopted confidently as part of the sizing process of the respective models. The deviations between theoretical and experimental resistance satisfy the specifications of the ANSI 2011 standard for both models helped in the confirmation of the previous statement. The expectation of this paper is to assist in the search for new procedures for determining parameters m and k.
  • Influência da matriz cimentícia no comportamento de concretos reforçados com fibras Articles

    LEITE, A. M.; CASTRO, A. L. de

    Resumo em Português:

    Resumo Uma das principais finalidades da adição de fibras ao concreto é o controle da fissuração por retração plástica no estado fresco, e o aumento da capacidade resistente pós-fissuração no estado endurecido. A matriz cimentícia é um dos fatores que influencia no desempenho do concreto reforçado com fibras, interferindo na fluidez da mistura e na aderência entre as fibras e a matriz. Neste contexto, o presente trabalho avalia o comportamento de dois concretos, um de resistência convencional e outro de alta resistência, sem fibras e com teor de 1%, em volume, de fibras, sendo utilizadas fibras de aço e macrofibras polimérica. Para isso, foram avaliadas as propriedades mecânicas dos concretos no estado endurecido, a partir dos ensaios de resistência à compressão, Barcelona, flexão em prismas e punção em placas. A partir dos resultados experimentais, analisados estatisticamente, verificou-se alterações significativas da tenacidade e da resistência residual com a mudança da matriz cimentícia. Por fim, observou-se uma equivalência de desempenho entre as fibras quanto à tenacidade, com a alteração da matriz cimentícia.

    Resumo em Inglês:

    Abstract One of the main purposes of the addition of fibers to the concrete is the control of the plastic shrinkage cracking in the fresh state and the increase of the post-crack resistance in the hardened state. The cementitious matrix is one of the factors that influences the performance of fiber reinforced concrete, interfering in the fluidity of the mixture and in the adhesion between fiber and matrix. In this context, the present paper evaluates the behavior of two concrete, one of conventional strength and another of high-strength, without fiber and with a content of 1%, by volume, of fiber, being used steel fiber and macro-polymeric fiber. For this, the mechanical properties of the concrete were evaluated in the hardened state by the tests of compressive strength, Barcelona, flexure of prisms and punching of plates. From the experimental results, statistically analyzed, there were significant changes in toughness and residual strength due to change in the cementitious matrix. Finally, an equivalence of performance between the fibers as to the toughness was observed, with the change of the cementitious matrix.
  • Assessment of the dynamic structural behaviour of footbridges based on experimental monitoring and numerical analysis Articles

    DEBONA, G. L.; SILVA, J. G. S. da

    Resumo em Português:

    Resumo Este trabalho de pesquisa tem como objetivo investigar o comportamento estrutural dinâmico e avaliar o conforto humano de passarelas, quando submetidas à caminhada de pedestres, com base em testes experimentais e calibrações dos modelos em elementos finitos. Assim sendo, a estrutura investigada corresponde a uma passarela de pedestres real, com vão de 24,4 m, localizada no campus da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ), Rio de Janeiro, Brasil. Inicialmente, os ensaios para obtenção dos parâmetros modais foram realizados utilizando-se duas estratégias para aquisição dos dados. Em seguida, foram realizados testes experimentais de vibração forçada sobre a passarela, considerando os pedestres caminhando com diferentes frequências de passo. Na sequência do estudo, um modelo de elementos finitos foi desenvolvido com base no uso do programa computacional ANSYS. Os testes experimentais da passarela foram utilizados para a calibração dos resultados no modelo numérico. Finalmente, foi realizada uma avaliação do conforto humano, com base nas comparações entre os resultados (acelerações de pico), da monitoração experimental dinâmica e das recomendações fornecidas pelos guias de projeto SÉTRA, HIVOSS e AISC.

    Resumo em Inglês:

    Abstract This research work aims to investigate the dynamic structural behaviour and assess the human comfort of footbridges, when subjected to pedestrian walking, based on experimental tests and tuning of finite element model. Therefore, the investigated structure is associated to a real pedestrian footbridge, spanning 24.4m, located at the campus of the State University of Rio de Janeiro (UERJ), Rio de Janeiro, Brazil. Initially, an experimental modal testing was conducted using two data acquisition strategies. After that the experimental forced vibration tests were performed on the footbridge, considering the pedestrians walking with different step frequencies. In sequence of the study, a finite element model was developed based on the ANSYS computational program. The experimental footbridge tests were used for the calibration of results on the numerical model. Finally, a human comfort assessment was performed, based on the comparisons between the results (peak accelerations), of the dynamic experimental monitoring and the recommendations provided by design guides SÉTRA, HIVOSS and AISC.
  • Experimental and numerical characterization of the interface between concrete masonry block and mortar Articles

    PASQUANTONIO, R. D.; PARSEKIAN, G. A.; FONSECA, F. S.; G.SHRIVE, N.

    Resumo em Português:

    Resumo A alvenaria é um sistema construtivo que tem sido usado desde o início da civilização e ainda é usado em todo o mundo. O método dos elementos finitos é um desenvolvimento recente que permite resolver problemas complexos, incluindo problemas de alvenaria estrutural. Existe uma vasta quantidade de literatura sobre modelagem de elementos finitos, usando software como o ABAQUS, para representar modelos experimentais de alvenaria. Com base nesse padrão estabelecido, um programa de pesquisa experimental e analítica foi projetado e implementado. Assim, um conjunto de testes foi realizado para determinar as forças de compressão e tração dos componentes de alvenaria, isto é, bloco, argamassa e graute. Foram realizados ensaios tipo bond wrench, de tração diagonal e cisalhamento de juntas horizontais para caracterizar a interface entre os blocos e a argamassa. Um modelo de elementos finitos foi desenvolvido para representar os modelos físicos e a conclusão geral é que o modelo de elementos finitos foi capaz de representar razoavelmente bem os modelos físicos.

    Resumo em Inglês:

    Abstract Masonry is a construction system that has been used since the beginning of civilization and is still used throughout the world. The finite element method is a recent development that allows complex problems, including structural masonry problems, to be solved. A vast amount of literature exists on finite element modeling, using software such as ABAQUS, to represent experimental masonry models. Based on this established pattern, an experimental and analytical research program was designed and implemented. Thus, a set of tests was conducted to determine the compressive and tensile strengths of the masonry components, i.e., block, mortar, and grout. Bond wrench tests, diagonal tension tests, and horizontal joint shear tests were conducted to characterize the interface between the blocks and the mortar. A finite element model was then developed to represent the physical models and the general conclusion is that the finite element model was able to represent reasonably well the physical models.
  • Wind load effect on the lateral instability of precast beams on elastomeric bearing supports Articles

    CARDOSO, M. T. S. A.; LIMA, M. C. V.

    Resumo em Português:

    RESUMO A estabilidade lateral de vigas pré-moldadas esbeltas durante as fases transitórias e em serviço deve ser avaliada, observando que a presença de imperfeições geométricas torna o problema da instabilidade mais susceptível. O objetivo principal deste trabalho é avaliar o comportamento de vigas de concreto sobre apoios elastoméricos, considerando a influência de variáveis como: a resistência do concreto, a ação do vento e a rigidez a compressão das almofadas de apoio. Para a análise numérica não-linear utiliza-se neste trabalho o programa computacional ANSYS, baseado no método dos elementos finitos. As análises mostram que a influência da resistência do concreto é significante na estabilidade lateral da viga. A ação do vento pode ser responsável pela redução da área de contato entre a viga e a almofada de apoio (efeito de lift-off). Finalmente, a combinação destes fatores pode resultar em uma situação crítica de tensões na viga, para a qual não há condição de equilíbrio, resultando no tombamento da viga.

    Resumo em Inglês:

    Abstract The behavior of slender precast beams related to lateral stability in the transitional and in service phases is worrying. The presence of geometric imperfections aggravates and makes the problems of instability more susceptible. The main objective of this work is to evaluate the behavior of concrete beams on elastomeric bearings and to analyze the influence of variables such as: concrete strength, wind load and bearing compression stiffness. For the numerical nonlinear analysis the software ANSYS based on the Finite Element Method was used. The analyses show that the influence of the strength of the concrete is significant in the lateral stability of the beam. The wind load represents a considerable decrease in the contact (lift off) between the beam and the bearing. Finally, the combination of these factors can result in a critical stress situation in the beam, and it is not possible to have equilibrium, causing its toppling.
  • Early-age behavior of blast-furnace slag cement pastes produced with carbon nanotubes grown directly on clinker Articles

    SOARES, P. A.; BENEDETTI, A. Z.; SOUZA, T. C.; CALIXTO, J. M.; LADEIRA, L. O.

    Resumo em Português:

    Resumo Nanotubos de carbono são elementos promissores para melhorar a pequena resistência à tração e a dutilidade de materiais a base de cimento Portland. Nanotubos de carbono (NTC) sintetizados diretamente sobre o clínquer de cimento podem também reduzir custos de produção e melhorar a dispersão destes na matriz. Neste cenário, este artigo analisa o comportamento reológico no estado fresco, bem como o período inicial de hidratação de pastas produzidas com cimento Portland de alto forno (CP III 40 RS) contendo NTC sintetizados diretamente sobre o clínquer. O CP III 40 RS foi selecionado, pois é um dos cimentos mais utilizados pela indústria da construção civil no Brasil. As pastas de cimento contendo 0,1% e 0,3% das NTC em relação a massa de cimento foram comparadas com pastas sem nanotubos. Nenhum aditivo foi usado como dispersante em todos os casos. A tensão de escoamento, a viscosidade plástica, o perfil térmico e o calor acumulado durante o período inicial de hidratação, bem como os tempos de pega são as propriedades investigadas. Os resultados mostram que a adição de NTC não altera o comportamento reológico das pastas de cimento considerando as concentrações empregadas, embora os valores da tensão de escoamento terem sido maiores. A presença de NTC nas pastas de cimento não alterou o calor acumulado durante as primeiras 72 horas do período de hidratação.

    Resumo em Inglês:

    Abstract Carbon nanotubes are a promising material to solve the low tensile strength and ductility of Portland cement-based materials. Carbon nanotubes (CNTs) synthesized directly on cement clinker particles can also reduce production costs and help dispersion. In this scenario, this paper analyzes the fresh state rheological behavior, as well as the initial hydration period of blast-furnace slag (Brazilian CP III 40 RS) cement pastes produced with CNTs grown directly on clinker. CP III 40 RS was selected since it is one of the most used cement by the construction industry in Brazil. Cement pastes containing 0.1% and 0.3% of CNTs with respect to cement content were compared with CNT-free pastes. No chemical admixtures were used as a dispersant in all cases. The yield stress, plastic viscosity, temperature profile and evolved accumulated heat during the initial hydration period as well as setting times are the properties investigated. The results show that the addition of CNTs does not alter the rheological behavior of the cement pastes considering the employed concentrations, although the yield stress values were larger. The presence of CNTs in the cement pastes did not change the evolved accumulated heat during the first 72 hours of the hydration period.
  • Performance of concrete with the incorporation of waste from the process of stoning and polishing of glass as partial replacement of cement Articles

    GUIGNONE, G. C.; VIEIRA, G. L.; ZULCÃO, R.; DEGEN, M. K.; MITTRI, S. H. M.; TELES, C. R.

    Resumo em Português:

    Resumo A incorporação de resíduos de vidro em concretos como substitutos parciais ao cimento pode proporcionar um destino alternativo aos resíduos, reduzir o consumo de cimento (minimizando as emissões de CO2 e o consumo de recursos naturais) e melhorar o desempenho do concreto. Assim, esta pesquisa avaliou o desempenho de concretos com a incorporação de lama de resíduo de vidro (GS), resultante do processo de lapidação e polimento de vidros planos sodo-cálcicos, como material cimentício suplementar. As propriedades de resistência mecânica e de durabilidade foram avaliadas por meio de testes de resistência à compressão, reatividade álcali-sílica, resistividade elétrica e permeabilidade aos íons cloreto por meio de mecanismos de transporte de difusividade e migração de cloretos. Misturas contendo metacaulim (ME) também foram avaliadas. Os resultados indicaram que o uso do resíduo de vidro moído, adotando-se dimensões de partículas adequadas, pode substituir até 20% de cimento. Proporcionando assim, uma redução na penetração de cloretos acima de 80%, reduzindo a ASR e conservando a resistência à compressão. A combinação de resíduos de vidro com metacaulim, substituindo 20% do cimento, também melhorou todas as propriedades do concreto, aumentando a resistência à compressão em até 12% em 28 dias.

    Resumo em Inglês:

    Abstract The incorporation of waste glass as a partial replacement for cement in concrete can provide an alternative destination for the waste, reduce the consumption of cement (minimizing CO2 emissions and consumption of natural resources), and improve the concrete performance. Thus, this research evaluated the performance of concrete incorporating waste glass sludge (GS), resulting from the process of stoning and polishing of soda-lime flat glass, as a supplementary cementing material. Mechanical strength and durability properties were assessed through compressive strength, alkali-silica reactivity, electrical resistivity and chloride permeability, diffusivity and migration tests. Mixtures containing metakaolin (ME) were also evaluated. The results indicated that the use of the waste ground to an adequate size can replace up to 20% of cement. At this content, it caused a reduction of chloride penetration of over 80%, reduced ASR and conserved compressive strength. The combination of waste with metakaolin replacing 20% of cement also improved all the concrete properties, increasing the compressive strength up to 12% at 28 days.
  • From numerical prototypes to real models: a progressive study of aerodynamic parameters of nonconventional concrete structures with Computational Fluid Dynamics Articles

    SARMENTO, C. V. S.; FONTE, A. O. C.; PEDROSO, L. J.; RIBEIRO, P. M. V.

    Resumo em Português:

    Resumo A avaliação prática dos coeficientes aerodinâmicos em estruturas de concreto não convencionais demanda estudos específicos, que consistem em modelos em escala reduzida, em túnel de vento, para estimativa desses parâmetros. Instalações sofisticadas e sensores especiais são necessários, e a tendência é que as construções modernas, cada vez mais esbeltas e arrojadas, surjam com demandas específicas em relação a sua interação com o vento. Por outro lado, o avanço obtido em processadores modernos do tipo multi-núcleo, emerge como uma alternativa para a construção de modelos computacionais sofisticados, onde as equações diferenciais de Navier-Stokes são resolvidas para o escoamento do fluido por meio de métodos numéricos. Análises deste tipo demandam conhecimento teórico especializado, programas computacionais eficientes e computadores de alta performance para cálculos em larga escala. Este artigo apresenta resultados recentes envolvendo duas aplicações reais em estruturas de concreto, onde os parâmetros aerodinâmicos foram estimados com o auxílio da dinâmica dos fluidos computacional. Computadores convencionais do tipo quad-core foram empregados em simulações com o Método dos Volumes Finitos e uma metodologia progressiva é apresentada, destacando os principais aspectos da simulação e permitindo a sua generalização a outros tipos de problemas. Os resultados confirmam que a metodologia proposta é promissora em termos de custo computacional, estimativa do coeficiente de arrasto e versatilidade dos parâmetros da simulação. Esses resultados confirmam que computadores de média performance podem ser aplicados a estudos preliminares de parâmetros aerodinâmicos em escritórios de projeto.

    Resumo em Inglês:

    Abstract The practical evaluation of aerodynamic coefficients in unconventional concrete structures requires specific studies, which are small-scale models evaluated in wind tunnels. Sophisticated facilities and special sensors are needed, and the tendency is for modern and slender constructions to arise with specific demands on their interaction with the wind. On the other hand, the advances obtained in modern multi-core processors emerge as an alternative for the construction of sophisticated computational models, where the Navier-Stokes differential equations are solved for fluid flow using numerical methods. Computations of this kind require specialized theoretical knowledge, efficient computer programs, and high-performance computers for large-scale calculations. This paper presents recent results involving two real-world applications in concrete structures, where the aerodynamic parameters were estimated with the aid of computational fluid dynamics. Conventional quad-core computers were applied in simulations with the Finite Volume Method and a progressive methodology is presented, highlighting the main aspects of the simulation and allowing its generalization to other types of problems. The results confirm that the proposed methodology is promising in terms of computational cost, drag coefficient estimation and versatility of simulation parameters. These results also indicate that mid-performance computers can be applied for preliminary studies of aerodynamic parameters in design offices.
  • Avaliação do ataque externo por sulfato (Na2SO4 e MgSO4): Argamassas de cimento Portland contendo fíleres Articles

    SOUZA, D. J. DE; MEDEIROS, M. H. F.; HOPPE, J.

    Resumo em Português:

    Resumo Ataque por sulfato é um termo utilizado para descrever uma série de reações químicas que ocorrem entre os íons de sulfato com os produtos da hidratação do cimento Portland. O presente estudo tem por objetivo avaliar de maneira física (expansão linear, resistência à compressão e tração na flexão) e mineralógica (DRX), três diferentes composições de argamassa, alterando a composição dos finos (CPV - ARI, CPV - ARI com substituição parcial do cimento por 10%, em massa, de fíler calcário, e, CPV - ARI com substituição parcial por 10%, em massa, de fíler quartzoso) frente ao ataque por sulfato de sódio, bem como, por sulfato de magnésio (concentração da solução de 0.7 molar). Os resultados obtidos indicam que a substituição parcial do cimento Portland pelos dos diferentes fíleres geram diferentes resultados, o fíler quartzoso apresentou um comportamento mitigativo frente ao ataque por sulfato, porém, o fíler calcário apresentou comportamento deletério tanto pela avaliação física, quanto mineralógica.

    Resumo em Inglês:

    Abstract Sulfate attack is a term used to describe a series of chemical reactions between sulfate ions and hydrated compounds of the hardened cement paste. The present study aims to evaluate the physical (linear expansion, flexural and compressive strength) and mineralogical properties (X-ray diffraction) of three different mortar compositions (Portland Cement CPV-ARI with limestone filler and, with a quartz filler, in both cases with 10% replacement of the cement by weight) against sodium and magnesium sulfate attack (concentration of SO4 2- equal to 0.7 molar). The data collected indicate that the replacing the cement by the two fillers generate different results, the quartz filler presented a mitigating behaviour towards the sulfate, and the limestone filler was harmful to Portland cement mortars, in both physical and chemical characteristics.
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