Abstract Concrete presents complex behavior, being a difficult material to define the ideal proportion of its constituents. To overcome this challenge, many mix design methods have been developed over time. However, most of these methods do not consider durability parameters during the procedure. Thus, the objective of this article is to present a mix design method for concrete, with properties of workability (slump rating from 50 mm to 220 mm), axial compressive strength (class of 25MPa to 55MPa), and durability as response parameters. From the application of the proposed method, it was possible to create mix design and performance diagrams. It was noticed that all concretes fell into the pre-established consistency class and presented axial compressive strength results close to the predetermined values. Moreover, it was possible to obtain indications of the material's durability.

Resumo O concreto apresenta um comportamento complexo, sendo uma atividade difícil definir a proporção ideal dos seus constituintes. A fim de superar esse desafio, muitos métodos de dosagem foram desenvolvidos, ao longo do tempo. Entretanto, a maioria desses métodos não considera parâmetros de durabilidade durante o procedimento. Assim, o objetivo deste artigo é apresentar um método para dosar concretos, tendo como parâmetros de resposta propriedades de trabalhabilidade (valores de abatimento de 50 mm a 220 mm), de resistência à compressão axial (classe de 25MPa a 55MPa) e de durabilidade. A partir da aplicação do método proposto, foi possível elaborar os diagramas de dosagem e de desempenho. Percebeu-se que todos os concretos se enquadraram na classe de consistência pré-estabelecida e apresentaram resultados de resistência à compressão axial próximos aos valores pré-determinados. Além disso, foi possível obter indicativos da durabilidade do material.

Resumo A exploração do calcário laminado do Cariri Ceará para fins ornamentais e de revestimento gerou cerca de 2,9 milhões de toneladas de resíduos, que são descartados de forma inadequada, tornando importante a busca por alternativas a este material. Assim, este trabalho teve como objetivo desenvolver uma pedra artificial para revestimento de paredes e pisos, utilizando o resíduo de calcário laminado (Pedra Cariri) e uma resina de poliéster insaturada. Inicialmente, caracterizou-se o resíduo de Pedra Cariri e, em seguida, a pedra artificial foi confeccionada com 25% de resina e 75% de resíduo, em volume. Ensaios de absorção de água e resistência à compressão, flexão, abrasão e impacto de corpo duro foram realizados nos compósitos produzidos. Os resultados mostraram que a pedra artificial apresentou absorção de água cerca de 5 vezes menor e resistência à abrasão 448% maior que a pedra natural, resistência à compressão e flexão 38,8% e 72,9% menor que a pedra natural, respectivamente, e valores de energia equivalentes à pedra natural comercial no teste de impacto de corpo duro. Pode-se observar que o compósito produzido possui potencial técnico para uso como revestimento na construção civil, após adequação do processo produtivo da pedra artificial.

Abstract Exploiting laminated limestone from Cariri Ceará for ornamental and coating purposes has generated about 2.9 million tons of waste, which is discarded of improperly, making it important to search for alternatives to this material. Thus, this work aims to develop artificial stone for wall and floor coating, using laminated limestone waste (Cariri Stone) and a polyester resin. Initially, Cariri stone waste was characterised, and then artificial stone was made with 25% resin and 75% waste, by volume. Water absorption tests and resistance to compression, flexion, abrasion and hard body impact were performed on the composites produced. The results showed that the artificial stone presented water absorption about 5 times lower and abrasion resistance 448% higher than the natural stone, compressive and flexural strength 38.8% and 72.9% lower than the natural stone, respectively, and energy values equivalent to the commercial natural stone in the hard body impact test. It can be observed that the composite produced has a technical potential for use as a coating in civil construction, after adjusting the production process of the artificial stone.

RESUMO Em 2017, a produção de aço bruto no Brasil foi de 34,4 milhões de toneladas, o que representa um crescimento de 9,8% em comparação com 2016. Apesar da importância econômica para a economia do país, a indústria siderúrgica representa um grande problema ambiental, em virtude da quantidade de escórias geradas no processo de produção do aço. Neste sentido, o presente trabalho teve por objetivo investigar as propriedades das argamassas de revestimento produzidas com escória de aciaria Baosteel Slag Short Flow (BSSF) em substituição à areia natural. O traço investigado foi de 1:1:6 (cimento: cal: agregado), com a substituição em volume nos teores de 0%, 20%, 40%, 60% e 80%. Os ensaios realizados foram: índice de consistência, densidade, teor de ar incorporado, squeeze-flow, resistências à compressão axial e à tração na flexão, módulo de elasticidade dinâmico, absorção por capilaridade, índice de vazios, e resistência potencial de aderência à tração. Constatou-se que para um índice de consistência de 260 ± 5 mm, as argamassas com escória de aciaria BSSF apresentaram uma maior relação a/c, além de maior densidade de massa aparente nos estados fresco e endurecido, módulo de elasticidade dinâmico, coeficiente de capilaridade e índice de vazios. A argamassa de referência apresentou ainda retenção de água e resistência potencial de aderência superiores aos das argamassas com escória de aciaria BSSF, enquanto que os valores de resistência à compressão e as propriedades físicas foram similares. Cabe destacar ainda o aumento significativo no módulo de elasticidade dinâmico nas argamassas com escória de aciaria, em virtude da elevada massa especifica da escória, o que podem prejudicar a durabilidade do revestimento, em virtude da redução da capacidade de absorver deformações.

ABSTRACT In 2017, crude steel production in Brazil was 34.4 million tons, which represents a growth of 9.8% compared to 2016. Despite the economic importance for the country's economy, the steel industry represents a major environmental problem, due to the amount of slag generated in the steel production process. In this sense, the present study aimed to investigate the properties of mortars produced with Baosteel Slag Short Flow (BSSF) steel slag to replace natural sand. The mix investigated was 1:1:6 (cement:lime:aggregate), with volume substitution at 0%, 20%, 40%, 60% and 80%. The tests were: consistency index, density, incorporated air content, squeeze-flow, compressive and flexural strength, dynamic modulus of elasticity, capillary absorption, void index, and potential tensile bond strength. It can be seen that for a consistency index of 260 ± 5 mm, the mortars with BSSF steel slag showed a higher w/c ratio, in addition to higher density of apparent mass in the fresh and hardened state, dynamic modulus of elasticity, capillarity coefficient, void index. The reference mortar also presented water retention and potential adhesion resistance higher than the mortars with BSSF steel slag, while the values of compressive strength and physical properties were similar. It is also worth mentioning the significant increase in the dynamic elasticity modulus in mortars with BSSF steel slag, due to the high specific mass of the slag, which can harm the durability of the coating, due to the reduction of the capacity to absorb deformations.

RESUMO O presente estudo teve por objetivo investigar as propriedades físicas e mecânicas do concreto com a utilização dos finos da escória de aciaria BSSF em substituição parcial ao cimento Portland. O trabalho experimental contou com ensaios de caracterização físico-química da escória de aciaria BSSF, bem como caracterização das propriedades no estado fresco e endurecido dos concretos produzidos com a substituição de cimento por finos de escória de aciaria BSSF nos teores de 3%, 6% e 12%. As propriedades analisadas foram: massa específica, teor de ar incorporado, consistência, resistência à compressão nas idades de 7, 28 e 63 dias, módulo de elasticidade, resistência à tração por compressão diametral, índice de vazios e absorção de água. Todos os dados coletados foram analisados estatisticamente, empregando-se a Análise de Variância (ANOVA) e teste de comparação de médias de Tukey. Com os resultados obtidos, pode-se constatar que no estado fresco, para a mesma consistência, os concretos apresentaram maior demanda de aditivo e maiores valores de massa específica. No estado endurecido, os concretos apresentaram melhorias significativas na resistência à compressão e módulo de elasticidade. Em relação à durabilidade, os concretos com maiores teores de substituição apresentaram os menores valores de absorção de água por imersão e índice de vazios.

ABSTRACT The present study aimed to investigate the physical and mechanical properties of concrete with use of BSSF steel slag fines in partial replacement to Portland cement. The experimental work consisted of physical-chemical characterization tests of BSSF steel slag, as well as characterization of the properties in the fresh and hardened concrete state produced by the replacement of cement by BSSF steel slag fines at 3%, 6% and 12%. The properties analyzed were: specific mass, incorporated air content, consistency, compressive strength at the ages of 7, 28 and 63 days, modulus of elasticity, tensile strength, voids index and water absorption. All data collected were statistically analyzed using Analysis of Variance (ANOVA) and Tukey test. With the obtained results, it can be seen that in the fresh state, the concretes presented higher additive demand for same consistency and higher values of specific mass. In the hardened state, concretes showed significant improvements in compressive strength and modulus of elasticity. Regarding durability, concretes with higher replacement contents presented the lowest values of water absorption by immersion and voids index

RESUMO A geração de resíduos tem se tornado uma questão preponderante para a indústria siderúrgica em virtude da grande quantidade de resíduos gerados, e que demandam maior planejamento na destinação desses subprodutos. Aliado a isto, a escassez de insumos de boa qualidade e em locais próximos aos centros consumidores tem aumentado o interesse por produtos que causem menor impacto ambiental e de custos mais reduzidos. Neste sentido, o presente trabalho teve por objetivo avaliar as propriedades mecânicas de argamassas com a substituição da areia natural por escória de aciaria Baosteel's Slag Short Flow. O trabalho experimental contou com ensaios de caracterização da escória, bem como caracterização das propriedades das argamassas no estado fresco nos traços 1:3, 1:5, 1:7 (cimento: agregado), 1:1:4, 1:1:6 e 1:1:8 [LFJ1] (cimento: cal: agregado:), produzidos com a substituição da areia natural por escória nos teores de 0 %, 20 %, 40 % e 60 %, [LFJ2] em volume. Pode-se constatar que as argamassas com maiores teores de escória demandaram uma maior quantidade de água para obter o espalhamento fixo de 260 ± 5mm. A substituição da areia pela escória ocasiona um aumento significativo na massa especifica no estado endurecido e no módulo de elasticidade dinâmico, tanto para as argamassas de cimento Portland como para as mistas. Quanto a velocidade de propagação ultrassônica (VPU) o teor de substituição não influencia significativamente nas argamassas de cimento Portland , entretanto exerce influência significativa nas argamassas mistas. Em relação a resistência à compressão e a tração na flexão, apesar do teor de substituição de 40% apresentar os maiores valores de resistência à tração, conforme a análise de variância o teor de substituição não exerce influência significativa nestas propriedades.

ABSTRACT The waste production has become a relevant issue for the steel industry due to the large amount of waste generated. This waste amount requires appropriated planning in the destination. Additionally, the shortage of good quality inputs near of the consumer centers have increased the interest in products that cause less environmental impact with lower costs. This way, the present work presents has main aim the assessment of the mechanical properties of mortars with replacement of natural sand by steel slag Baosteel's Slag Short Flow (BSSF). The experimental work comprised the characterization of the mortar properties in the fresh state in the proportions of 1: 3, 1: 5, 1: 7 (cement; aggregate), 1: 1: 4, 1: 1: 6 and 1:1:8 (cement: lime: aggregate) . The replacement of natural sand by slag followed the rations of 0, 20, 40 and 60 % by volume. The results showed that mortars with higher slag contents required a higher quantity of water to obtain the fixed spread of 260 ± 5mm. The replacement of sand by slag causes a significant increase in the density in the hardened state and in the dynamic modulus of elasticity for both hydraulic and composite mortars. For the ultrasonic propagation velocity (UPV), the substitution content does not influence hydraulic mortars significantly. However, a significant influence on mixed mortars was observed. Regarding the compressive strength and flexural tensile strength, despite 40% of replacement presented the highest values of tensile strength, the substitution content does not have a significant influence on these properties, according to the analysis of variance.

RESUMO A resposta ao fogo de elementos estruturais depende das propriedades térmicas, mecânicas e de deformação do concreto. Estas propriedades variam significativamente com a temperatura e dependem da composição e características do concreto. Com isso, o presente trabalho teve como objetivo realizar uma análise do comportamento do concreto submetido a elevadas temperaturas. Para isso, os programas experimentais adotados visaram investigar o comportamento do módulo de elasticidade do concreto, a resistência à compressão residual conforme o tipo de resfriamento, tempo de exposição, o fck do concreto e o teor de adição de fibra de polipropileno, além da análise da perda de massa e da influência na velocidade do pulso ultrassônico. As temperaturas as quais foram submetidas o concreto foram 200 °C, 400 °C, 600 °C e 800 °C. Pode-se concluir que o concreto quando exposto a elevadas temperaturas sofre deterioração significativa, como redução do módulo de elasticidade e da resistência à compressão, spalling do concreto e consequentemente perda de durabilidade. Foi observado que a adição de fibras de polipropileno ajudou a prevenir o spalling em temperaturas até 600 ºC. Além disso, com base em testes estatísticos, os resultados demonstraram que o tipo de resfriamento não influencia na resistência residual, já o tempo de exposição, o tipo de fck e o teor de adição de fibras de polipropileno influenciam significativamente.

ABSTRACT The fire response of structural elements depends on the thermal, mechanical and deformation properties of concrete. The properties vary significantly with temperature and depend on the composition and characteristics of the concrete. Thus, the objective of this work was to perform an analysis of the behavior of concrete subjected to high temperatures. For this, the experimental programs adopted were to investigate the behavior of the modulus of elasticity of the concrete, the resistance to the residual compression according to the type of cooling, exposure time, the concrete fck and the addition content of polypropylene fiber, besides of the analysis of mass loss and ultrasonic pulse velocity. The temperatures at which the concrete was subjected were 200 °C, 400 °C, 600 °C and 800 °C. It can be concluded that concrete exposed to high temperatures undergoes significant deterioration such as reduction of modulus of elasticity and compressive strength, spalling of concrete and consequently loss of durability. The addition of polypropylene fibers helped prevent spalling at temperatures up to 600 ºC. Furthermore, based on statistical tests, the results showed that the A type of cooling does not influence the residual resistance, since the exposure time, the type of fck and the addition content of polypropylene fibers influence significantly.

RESUMO Tendo em vista a grande geração de cinzas pesadas advindas de uma usina termoelétrica, decidiu-se verificar a incorporação das mesmas no concreto usado em blocos intertravados para pavimentação. Depois da coleta de os materiais convencionais (cimento e agregados naturais) e alternativos (cinzas pesadas), foram realizados ensaios ambientais (extrato lixiviado e solubilizado) nas cinzas e ensaios de caracterização física (análise granulométrica, densidade real, limites de liquidez e de plasticidade e umidade higroscópica) em todos os agregados. Por meio de estabilizações granulométricas, foram originados dois traços alternativos com cinzas e um de referência com agregados convencionais. Em todos os concretos, foi determinado, no estado fresco, o abatimento do tronco de cone e, no estado endurecido, foram realizados ensaios de resistência à compressão e de absorção de água. Moldaram-se ainda pavers tipo I (formato retangular) com dimensões de 10 cm ÷ 20 cm ÷ 6 cm (largura ÷ comprimento ÷ espessura), os quais foram ensaiados, quanto à resistência à compressão. Também se procedeu ao dimensionamento, através de métodos empíricos, de um pavimento intertravado idealizado com as misturas investigadas. Pode-se constatar que, no ensaio de absorção de água, os três traços estudados apresentaram resultados médios abaixo do valor máximo de 6%, o que está de acordo com as normativas. Com relação ao ensaio de resistência à compressão, os resultados são inferiores ao mínimo de 35 MPa, porém é possível destinar os pavers a áreas de menor solicitação de tráfego, como ciclovias. Conclui-se que os resultados obtidos, a partir do programa experimental, demonstram que o emprego das cinzas pesadas em pavimentos intertravados de concreto apresenta potencial a ser explorado para fins de comercialização.

ABSTRACT Considering the great generation of bottom ashes coming from a thermoelectric plant, it was decided to verify the incorporation of the same in the concrete used in interlocking blocks for paving. After the collection of conventional (cement and natural aggregates) and alternative (bottom ashes) materials, environmental tests (leached and solubilized extract) were performed on the ashes and physical characterization tests (particle size analysis, real density, liquidity and plasticity limits and hygroscopic humidity) in all aggregates. By means of granulometric stabilizations, two alternative traces with ash and one reference with conventional aggregates were prepared. In all concretes, the slump value was determined in the fresh state and, in the hardened state, compressive strength and water absorption tests were performed. Pavers type I (rectangular shape) with dimensions of 10 cm ÷ 20 cm ÷ 6 cm (width ÷ length ÷ thickness) were molded and tested for compressive strength. An empirical method was also used to design an interlocking pavement designed with the mixtures investigated. It can be seen that, in the water absorption test, the three traces studied presented average results below the maximum value of 6%, which is in accordance with the regulations. With respect to the compressive strength tests, the results are lower than the minimum of 35 MPa, however it is possible to target the pavers to areas of lower traffic demand, such as bike paths. It is concluded that the results obtained, from the experimental program, demonstrate that the use of bottom ashes on interlocking concrete pavements presents potential to be exploited for commercialization purposes.