Abstract Ultra-high-performance concrete (UHPC) has exceptional mechanical properties at room temperature. However, there are no standardized thermal procedures proposed by ABNT NBR 15200 to characterize UHPC at high temperatures, such as in the case of fire. This is due to the lack of research on the subject, leaving gaps for experimental and numerical investigations. Based on experimental analyzes on standardized, small-scale specimens, this research collects a set of parametric data for UHPC at high temperatures. Thermal diffusivity, thermal conductivity, thermal expansion and specific heat as thermal parameters were defined for different temperature ranges. The results were compared with other structural concretes proposed in the literature (NSC, HSC and UHSC). The UHPC exhibited a particular fire behavior. Compared to NSC, HSC and UHSC, the thermal expansion and mechanical parameters of UHPC are less affected at high temperatures, but its thermal conductivity and mass loss are higher. UHPC also has the highest specific heat compared to other concretes. The thermal field of UHPC tends to be higher compared to the other concretes.

Resumo O concreto de ultra alto desempenho (UHPC) possui excelentes propriedades mecânicas à temperatura ambiente. Entretanto, não existem métodos padronizados propostos pela ABNT NBR 15200 para caracterizar UHPC em altas temperaturas, como no caso de incêndio. Isso se deve à falta de pesquisas sobre o tema, deixando lacunas para investigações experimentais e numéricas. Com base em análises experimentais em amostras padronizadas e de pequena escala, esta pesquisa coletou um conjunto de dados paramétricos para o UHPC em altas temperaturas. Difusividade térmica, condutividade térmica, deformação térmica e calor específico como parâmetros térmicos foram definidos para diferentes faixas de temperatura. Os resultados foram comparados com outros concretos estruturais propostos na literatura (concreto convencional, concreto de alta resistência e concreto de ultra alta resistência). O UHPC exibiu um comportamento particular ao fogo. Comparado ao concreto convencional, concreto de alta resistência e concreto de ultra alta resistência, a expansão térmica e os parâmetros mecânicos do UHPC são menos afetados no incêndio, mas sua condutividade térmica e perda de massa são maiores. O UHPC também possui o calor específico mais alto em comparação com outros concretos. O campo térmico do UHPC tende a ser maior em comparação aos demais concretos.

ABSTRACT The use of polymeric compounds is limited to sealing masonry in Brazil, due to the criteria of the NBR 16590 [1]. However, one must evaluate how much this material can contribute when applied to structural masonry. Thus, this study investigated the operation of a type of polymeric compound when applied in structural masonry, performing chemical and physical characterization tests and adhesion at the interface between block and binder. Besides these, we investigated the axial compressive strength of full-scale walls was investigated. One sample was made with horizontal joints filled with cementitious mortar and two containing polymeric compound, with 2 and 4 fillets for settlement the blocks. The characterization results of the binder material and interface showed that the polymeric compound has greater resilience and better adherence performance when compared to cementitious mortar. In the overall analysis of the system, it was found that masonry built with 4 fillets of polymeric composite achieved the same compressive strength of the sample built with conventional cement mortar (~ 138 kN/m at break), the sample with 2 fillets presented higher vertical deformation, 25% in relation to the others, showing the potential use of the polymeric compound in structural masonry.

RESUMO O uso dos compostos poliméricos se limita às alvenarias de vedação no Brasil, devido aos critérios da NBR 16590 [1]. No entanto, deve-se avaliar o quanto este material pode contribuir quando aplicado em alvenarias estruturais. Sendo assim, esse estudo investigou o funcionamento de um tipo de composto polimérico, quando aplicado em alvenarias estruturais, realizando ensaios de caracterização química e física do material e de aderência na interface entre bloco e o ligante. Além dessas, foram investigadas a resistência à compressão axial de paredes em escala real, sendo uma amostra executada com as juntas horizontais preenchidas por argamassa cimentícia e outras duas contendo composto polimérico, com 2 e 4 filetes para assentamento dos blocos. Os resultados de caracterização do material ligante e interface mostraram que o composto polimérico possui maior resiliência e melhor desempenho à aderência, quando comparado à argamassa cimentícia. Já na análise global do sistema, verificou-se que a alvenaria construída com 4 filetes de composto polimérico atingiu a mesma resistência à compressão da amostra construída com argamassa cimentícia convencional (~138 kN/m na ruptura), a amostra com 2 filetes apresentou maior deformação vertical, 25 % em relação as demais, mostrando o potencial de utilização do composto polimérico em alvenaria estrutural.

ABSTRACT This paper verified the structural behavior of three configurations of composite beams of wood and steel profiles, analytically by the mixed section homogenization method (MHSM), by experimental tests and simulated by the finite element method (FEM). Unreinforced wooden beam (V-SR), with bent steel sheet profiles fixed with stud (V-PRI) and self-tapping (V-AUT) screws were analyzed. The flexural behavior was analyzed by 3 points of these elements, represented by the load and displacement. It was found that the beam failure form was the same in all configurations, occurring in the tensioned part, without lateral buckling of the steel profiles or plastic deformation of the screws. It was noted that the insertion of steel profiles caused an increase in the strength of the composite beams, being 100% in the V-PRI sample and 32% in the V-AUT. The FEM simulations showed values closer to the bending behavior of the V-SR and V-PRI beams in the elastic regime (ELS). The experimental results of the V-AUT beams were more compatible with the mixed section homogenization model.

RESUMO Este artigo verificou o comportamento estrutural à flexão de três configurações de vigas mistas de madeira e perfis de aço, por meio do método de homogeneização da seção mista, ensaios experimentais e simulação computacional. Foram analisadas viga de madeira sem reforço (V-SR), com perfis de chapa de aço dobrada fixada com parafuso tipo prisioneiro (V-PRI) e autoatarraxante (V-AUT). Foram realizados ensaios de flexão por 3 pontos, obtendo a força de ruptura e deslocamentos. Verificou-se que a forma ruptura das vigas foi similar em todas as configurações, ocorrendo na parte tracionada, sem apresentar flambagem lateral dos perfis de aço ou deformação plástica dos parafusos. Notou-se que a inserção dos perfis de aço ocasionou um aumento na resistência das vigas mistas, sendo de 100% nas vigas com perfis de chapa de aço dobrada fixada com parafuso tipo prisioneiro (V-PRI) e de 32% nas vigas com perfis de chapa de aço dobrada fixada com parafuso tipo autoatarraxante (V-AUT). As simulações pelo método dos elementos finitos apresentaram valores mais próximos ao comportamento na flexão das vigas V-SR e V-PRI no regime elástico (ELS). O método de homogeneização da seção mista mostrou-se mais próximo dos resultados experimentais nas vigas de madeira reforçadas (V-PRI e V-AUT).

ABSTRACT The physical and mechanical properties of ceramic blocks are affected by the firing process of the primary raw material, in this case, clay or clay minerals. Consequently, this study sought to characterize different types of silty clays for ceramic block production and determine the effect of firing time and mineral content on their mechanical and physical properties. Characterization was conducted in two stages: pre and post-firing. Pre-firing evaluations were granulometric distribution, Attenberg limits, chemical composition, mineral composition and thermal behavior. Post-firing evaluation made use of 30 specimens subjected to temperatures of 800 °C, 900 °C and 1,000 °C. Results showed that firing temperatures greatly affected mechanical properties. Higher burn temperatures increased tensile strength and reduced water absorption while causing linear shrinkage. This increase in shrinkage raised the possibility of damage to the ceramic material and reduction of overall quality.

Resumo A fim de mitigar os impactos ambientais e o calor de hidratação do consumo elevado de cimento em compósitos cimentícios avançado, o presente estudo propõe a substituição parcial de cimento por cinzas volantes (CV) e cinzas pesadas de carvão mineral (CPC) nas proporções de 15% em massa (7,5% de CV e 7,5% de CPC) e 30% em massa (15% de CV e 15% de CPC). As matrizes foram avaliadas em relação as suas características físicas e mecânicas através dos ensaios de resistência mecânica à compressão, absorção de água por capilaridade, velocidade de propagação de ondas ultrassônicas, somados à análise de imagens geradas pela microscopia eletrônica de varredura (MEV) e ensaio de espectrometria por dispersão de energia de raios-x (EDS). Os resultados indicam um comportamento superior da cinza volante devido a sua granulometria, forma e textura, destacando-se o traço no teor de 15%. Em termos de resistência mecânica à compressão, o traço TCV15 apresentou maior resistência em relação aos outros traços. Quanto à absorção por capilaridade, verificou-se linearidade nos valores encontrados e pequenas variações na ordem de 1% a 5% entre 28 e 56 dias.

Abstract To reduce environmental impact and hydration heat from high cement consumption in advanced cement-based composites, this study proposes the partial cement substitution by fly ash (FA) and coal bottom ash (CBA) in rates of 15% by mass (7.5% FA and 7.5% CBA) and 30% by mass (15% FA and 15% CBA). Matrixes were assessed for their physical and mechanical characteristics though the tests of compressive strength, capillary water absorption and ultrasonic pulse velocity, added to the analysis of images generated by scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). Results indicated better performance of fly ash due to its particle size, shape and texture, especially for the rate of 15%. In terms of compressive strength, mixture RFA15 yielded the highest strength. The capillary water absorption results were linear and with low variations of about 1% and 5% between 28 and 56 days.

RESUMO Entende-se que as lajes pré-fabricadas mistas são sistemas compostos, nos quais se constituem por vigotas de concreto (armado ou protendido), elementos de preenchimento e uma camada de solidarização em concreto armado. É um sistema construtivo muito utilizado no mundo, principalmente, em países ibero-americanos, como o Brasil e Espanha, por exemplo. No entanto, ainda há desconhecimento sobre a compatibilidade entre os resultados teóricos para os experimentais, uma vez que são sistemas compostos e as variáveis podem ser determinantes nos modelos de previsão. Portanto, este estudo teve como objetivo comparar os resultados teóricos e experimentais de lajes mistas pré-fabricadas. Para isso, desenvolveu um programa experimental de ensaios de flexão para uma laje com vigota central protendida reforçada de cada lado com elementos de laje e uma cobertura de concreto armado com malha de 5 cm. As variáveis experimentais foram o diâmetro da armadura de aço e do material de enchimento (telhas de cerâmica ou blocos de poliestireno expandido). Este estudo tem 4 etapas: caracterização dos materiais, ensaios mecânicos da vigota, efeito do material de enchimento no comportamento estrutural e comportamento teórico e experimental do sistema na fissuração e ruptura. Vigotas protendidas romperam na região de compressão durante os testes de flexão, independentemente do diâmetro da armadura de aço. O material de enchimento não alterou a carga de ruptura das lajes, mas os blocos de EPS permitiram deflexões consideráveis. Em relação ao momento fletor máximo, os modelos teóricos selecionados apresentaram concordância de até 99% nos valores experimentais para vigotas reforçadas com aço de 4 mm de diâmetro. Entretanto, para as nervuras com fios de 5 e 6 mm, a análise não se mostrou tão válida, chegando a uma relação de aproximadamente, 70 e 60%, respectivamente.

ABSTRACT The composite precast slabs are composite systems, in which they are constituted by concrete joists (reinforced or prestressed), filling components and a solidarization layer in reinforced concrete. It is a construction system widely used in the world, mainly in Ibero-American countries, such as Brazil and Spain, for example. However, there is still a lack of knowledge about the compatibility between the theoretical results and the experimental ones, since they are composite systems, and the variables can be decisive in the theoretical models. Therefore, this study aimed to compare the theoretical and experimental results of precast composite slabs. This study developed an experimental program of flexing tests for a slab with pre-stressed center joist reinforced on each side with half-longitudinal slab components and a 5 cm mesh-reinforced concrete cover. Experimental variables were the diameter of steel reinforcement and filler material (ceramic blocks or Expanded Polystyrene – EPS blocks). This study has 4 steps: materials characterization, mechanical tests of the joist, effect of filler material in the structural behavior and theoretical and experimental system behavior at fissuring and rupturing. Prestressed joists ruptured in compression regions during bending tests regardless of the diameter of steel reinforcement due to concrete low strength. Filler material did not alter the slabs rupturing load, but EPS blocks allowed considerable deflections. Regarding maximum bending moment, the selected theoretical models had an agreement of up to 99% on experimental values for 4 mm diameter steel-reinforced joists. However, for the joints with 5 and 6 mm wires, the analysis did not prove to be so valid, reaching a ratio of approximately 70 and 60%, respectively.

RESUMO O método da maturidade é um procedimento que associa a evolução da temperatura do concreto e o avanço de suas propriedades no estado endurecido, como a resistência à compressão, geralmente em idades iniciais. Sua aplicação é justificada quando se requer segurança e agilidade para tarefas de construção, como a protensão, a remoção do escoramento, o desmolde e a cura de concreto em baixas temperaturas. As regiões de clima temperado são conhecidas por apresentar temperaturas mais baixas durante o inverno, o que pode retardar o ganho de resistência do concreto. Este estudo aplicou o método de maturidade em uma estrutura de concreto armado localizada no Sul do Brasil, em uma construção industrial. Se observou que o concreto, do qual se esperava o alcance de 30 MPa aos 28 dias, chegou a alcançar 70% da resistência com 8,5 dias para a laje 1 e em 4,4 dias para a laje 2, sendo possível mensurar tal propriedade utilizando o método da maturidade.

ABSTRACT The maturity method is a procedure that associates the evolution of the temperature of concrete cast to the structure and the evolution of its hardened state properties like compressive strength, usually at early ages. Its use is justified when safety and agility are required for activities like prestressing, shoring removal, demolding and low temperature concrete curing analysis. Temperate regions are known for having lower temperatures during the winter, which can delay concrete strength gains. The aim of this study was to apply the maturity method to a reinforced concrete structure located in Southern Brazil in industrial construction. It was noted that the concrete, despite being expected to reach 30 MPa at 28 days, managed to reach 70% of the strength at 8.5 days for slab 1. Slab 2, whose function was to support garners 4, 5 and 6, presented the data at 4.4 days, it being possible to measure such property using the maturity method.

ABSTRACT Reactive powder concrete (RPC) is one type of advanced cementitious composite that has been increasingly used. Its high mechanical strength enables the application of the composite in bolder structures. Considering its recent history of use, there is a lack of knowledge about this materials durability. Therefore, this paper aimed to evaluate the behavior of hybrid fiber reinforced RPC under accelerated testing, evaluating different hybrid fiber combinations. Composites contained metallic microfibers and polypropylene fibers in the following proportions: 100/0%, 75/25%, 50/50%, and 0/0% (metallic/polypropylene). Accelerated tests were performed (salt spray, carbonation and acid immersion), as well as 3D microtomography analyses, in order to visualize the distribution of fibers throughout the matrix. Results indicated high durability under some aggressive wet environments, with no signs of carbonation, nor damage caused by salt spray, and small damage related to sulfuric acid attack. In addition, it was possible to observe in the 3D microtomography images that fibers are well distributed in the matrix volume, and that there is no transition zone in the material due to the reduced volume void.

Resumen El desarrollo de la construcción civil ha llevado a sistemas de construcción industrializados. Uno de estos es el Light Steel Framing (LSF), marcos de acero conformados en frío yuxtapuestos con cerramiento de paneles de tableros de cemento, madera o placas de yeso. Todavía hay una preocupación acerca de su seguridad contra incendios. Este estudio objetivó verificar la resistencia al fuego de los sistemas de LSF con dos tipos de placas de yeso, uno compuesto por placas estándar y el otro con yeso resistentes al fuego. Las muestras fueron analizadas a través de la curva de fuego [1]. Durante las pruebas, se evaluó la integridad, aislamiento térmico y estabilidad estructural de cada solución. Los resultados presentaron el sistema con placas de yeso resistentes al fuego más seguro que la placa de yeso estándar. En ambos casos, el fracaso fue debido a la pérdida de integridad de las articulaciones de los paneles.

Abstract The technological development of civil construction sector has led to the exploration of industrialized building systems. One of this system is the structural Light Steel Framing (LSF), which consists in cold formed steel frames juxtaposed with drywall enclosure of different materials, such as cement boards, wood boards and plasterboards. Despite of the advantages of this system, there is still a concern about their fire safety. Therefore, this paper aimed to verify the fire resistance of LSF systems with two types of plasterboard, one composed of standard plasterboard (common) and the other one by fire-resistant plasterboards. The samples were tested according to the [1]. It was evaluated integrity, thermal insulation and structural stability of each solution. The results presented the system with fire-resistant plasterboards more secure when compared to the standard plasterboard (common). In both cases, the sample’s failure occurred due to the loss of integrity in the panels' joints.