Resumo As propriedades dos concretos, como relação água/cimento, consumo de cimento e resistência à compressão afetam diretamente seu desempenho em uso e durabilidade. Desta forma, as normas técnicas de dimensionamento de estruturas de concreto armado indicam especificações em função das classes de agressividade ambiental. Neste artigo, através de uma metodologia experimental, foi avaliada a relação entre as características de quatro composições de concreto, elaboradas de acordo com as normas EN 1992-1 e EN 206, e sua relação com a qualidade do concreto no estado endurecido, nos ensaios de carbonatação e névoa salina. Foram empregadas análises de resistência à compressão, índice de vazios, absorção de água total e por capilaridade, massa específica, resistividade elétrica e velocidade de propagação de ondas ultrassônicas. Para o tratamento estatístico foi utilizada Análise multivariada da variância (MANOVA). Os resultados obtidos apontaram diferenças estatisticamente significantes nos ensaios de deterioração unicamente nos traços 1 e 4 para o ensaio de névoa salina e entre o traço 4 e os demais para o ensaio de carbonatação.

Abstract The composition characteristics of concrete, such as water/cement ratio, cement consumption and compressive strength directly affect its handling performance and durability. Thus, the technical standards related to concrete structures recommend technical specification concerning different environmental aggressiveness classes. Therefore, this study followed an experimental method aiming to evaluate the relationship between the characteristics of four different concrete mixes produced in accordance to the specifications of the standards EN 1992-1 and EN 206 for quality of hardened state concrete and its behavior during accelerated tests of carbonation and salt spray. Analyzes of compressive strength, void index, total and capillary water absorption, specific gravity, electrical resistivity and ultrasonic wave propagation velocity were executed. For the statistical treatment, a Multivariate Analysis of Variance (MANOVA) was performed, which provided a simplified analysis of the durable potential of reinforced concrete structures by its characteristics. Results lead to two major groups of behavior, and statistical significant differences in deterioration tests between mixes 1 and 4 for the salt spray test and between mix 4 and the others for the carbonation test.

Resumo No Brasil, as estruturas de concreto armado projetadas com base na NBR 6118 [1] devem ser verificadas em situação de incêndio pela NBR 15200 [2], a qual propõe diferentes métodos de verificação. No caso de vigas, tem-se como alternativa o método tabular e o simplificado, entre outros. O objetivo deste artigo foi realizar uma comparação entre ambos os métodos, por meio da aplicação de seus critérios em vigas isostáticas e hiperestáticas, de seção 20x50 cm, projetadas à temperatura ambiente pela NBR 6118 [1]. A distribuição de temperatura nas seções foi obtida por programa computacional. Os resultados apontaram que, no caso estudado, o método simplificado apresentou tempos de resistência ao fogo (TRF) superior em 75% dos casos, mas não superiores a 30 minutos em relação ao método tabular. O método simplificado permitiu otimizar resultados, apesar do maior tempo para o dimensionamento.

Abstract In Brazil, reinforced concrete structures designed based on NBR 6118 [1] must be assessed in fire conditions through NBR 15200 [2], which proposes multiple test methods. Concerning beams, this standard offers the tabular and simplified methods as possible choices. This study aimed to compare these two methods by applying their principles to isostatic and hyperstatic beams with section of 20x50 cm, designed at room temperature according to NBR 6118 [1]. The temperature distribution along sections was obtained by means of a software program. The results from this study indicated that the simplified method yielded higher fire-resistance ratings (FRR) in 75% of cases, although not surpassing the tabular method by 30 minutes. The simplified method allowed an optimization of the results, despite the longer design time.

Resumo Dentre os processos que envolvem a degradação das estruturas de concreto submetidas às elevadas temperaturas tem-se o fenômeno de desplacamento, amplamente conhecido como spalling. Seus mecanismos estão relacionados às tensões térmicas da dilatação dos materiais e às poropressões do processo de vaporização da água. Dentre os fatores que influenciam em sua ocorrência, destacam-se as propriedades do concreto, características do elemento estrutural e condições de exposição, sendo seus parâmetros ainda não conhecidos claramente. O presente artigo teve como objetivo avaliar a influência que três composições de concreto, quatro espessuras de cobrimento e dois diâmetros de barras da armadura longitudinal exercem no fenômeno de desplacamento em pilares de concreto armado pré-fabricados expostos à curva de aquecimento padrão ISO 834:2014. Para tanto, foram procedidas caracterizações das misturas através de ensaios de resistência à compressão axial, absorção de água por capilaridade e porosimetria por intrusão de mercúrio, além do ensaio de resistência a altas temperaturas em amostras em escala real. Foi possível concluir que o diâmetro da barra não exerce influência sobre o desplacamento, diferentemente da relação água / cimento e da espessura de cobrimento, para os materiais desta pesquisa. Constatou-se maior desplacamento ocorreu nos pilares com maior espessura de cobrimento, com resistência à compressão de 61,9 MPa, sendo que, apesar de concretos de elevada resistência possuírem menor permeabilidade, esta característica pode ser balanceada com maiores valores de resistência à tração.

Abstract Among the processes that involve the degradation of concrete structures subject to the high temperatures of a fire there is the spalling phenomenon. Its mechanisms are related to the thermal stress of the materials dilatations and pore pressure the process of vaporization of water during heating. The factors that influences in its occurrence are related to concrete properties, structural member characteristics or the exposure conditions, and their parameters are not clearly known yet. This paper aimed to study the influence of three concrete mixtures, four coating thicknesses and two bars diameters of longitudinal reinforcement in the spalling phenomena exposed to ISO 834 fire curve. The characterization of concrete were performed either of the axial compression strength tests, water absorption by capillary and mercury intrusion porosimetry, besides the fire resistance tests in real-scale specimens. It was concluded that the diameter of the bar does not have influence, while the mixture and the concrete cover thickness does. More spalling was recorded for the columns with thicker concrete cover and concrete compressive strength at 61,9 MPa, and although higher strength concrete have less permeability, this characteristic can be balanced with the higher tensile strength of this type of concrete.

RESUMO A exposição a altas temperaturas, como as de um incêndio, promove alterações físicas e químicas no concreto, provocando deterioração das propriedades mecânicas nas estruturas, fissuração e desplacamento. O presente trabalho consiste em uma revisão crítica das alterações microestruturais que incidem no concreto submetido a altas temperaturas. As transformações desenvolvidas na pasta de cimento hidratada, nos agregados e na zona de transição foram estudadas, bem como as técnicas experimentais de microanálise utilizadas em recentes pesquisas desenvolvidas na área. Por fim, uma análise crítica dos resultados de estudos experimentais apresentados pela literatura foi realizada. Verifica-se que as alterações da microestrutura estão relacionadas com as características constitutivas do concreto e com processo do aquecimento. Constata-se a potencialidade das técnicas microestruturais para as etapas de na inspeção e recuperação de estruturas incendiadas, entretanto verifica-se a necessidade de combinação de técnicas e o estabelecimento de métodos padronizados.

ABSTRACT The exposure of concrete to high temperatures, such as in a fire, leads to physical and chemical changes, which may cause deterioration of mechanical properties, cracking and spalling. This paper presents a critical review of microstructural changes in concrete exposed to high temperature. The transformations developed in the cement paste, aggregates and interfacial transition zone were studied, as well as the experimental techniques of microanalysis presented in recent related researches. Lastly, a critical analysis of experimental results from literature was performed. It was verified that microstructural changes are related to concrete properties and the heating process. The experimental techniques has a potential use for assessment of thermally damaged concrete, however, these techniques must be applied simultaneously and specific methods must be established.

A composição de um concreto autoadensável (CAA) deve ser definida de forma a satisfazer um conjunto de requisitos, como a autocompactabilidade, resistência e durabilidade. O objetivo deste artigo é comparar três métodos de dosagem para CAA com materiais locais, a fim de determinar o mais econômico e racional, auxiliando a tomada de decisão por parte do executor e proporcionando a viabilidade econômica e técnica para aplicações. Os métodos utilizados no programa experimental foram: o de Nan Su et al., desenvolvido em 2001 [1], o de Repette-Melo, proposto em 2005 [2] e o de Tutikian & Dal Molin, elaborado no ano de 2007 [3]. A partir dos resultados obtidos no programa experimental, observou-se que o método que apresentou os menores custos e maiores resistências à compressão nas idades de 7, 28 e 91 dias foi o de Tutikian & Dal Molin e o que atingiu menor penetração de íons cloretos, melhor compacidade e maior módulo de elasticidade foi o de Repette-Melo. Nos ensaios realizados no estado fresco todos os métodos experimentados obtiveram misturas que se enquadraram na classe de autoadensabilidade requerida pela ABNT NBR 15823:2010 [4].

The composition of a self-compacting concrete (SCC) should be defined to fulfills a number of requirements, such as self-compactibility, strength and durability. This study aims to compare three methods of dosage for SCC with local materials, so as to determine which one is the most economical and rational, thus assisting the executor in making a decision and enabling economic and technical feasibility for its application. The methods used in the experimental program were: Nan Su et al., which was developed in 2001 [1]; Repette-Melo, which was proposed in 2005 [2]; and Tutikian & Dal Molin, which was developed in 2007 [3]. From the results obtained in the experimental program, it was observed that the method which presented the lowest cost and highest compressive strength at the ages of 7, 28 and 91 days was Tutikian & Dal Molin, while the one which reached the lowest chloride ion penetration, best compactness and highest elasticity modulus was Repette-Melo. In tests carried out in the fresh state, all tested methods yielded mixtures which comply with the self-compactibility levels required by ABNT NBR 15823:2010 [4].

O objetivo deste artigo é contribuir para a tomada de decisão sobre a definição do uso de materiais finos responsáveis pela resistência à segregação do concreto auto-adensável (CAA). Neste estudo, amostras de CAA foram dosadas com cinza volante, um material pozolânico, e areia fina, que é um material não pozolânico, utilizando o método de dosagem proposto por Tutikian & Dal Molin (2007) [1]. Foi observado que a utilização de cinza volante aumentou a resistência à compressão, principalmente nas idades mais avançadas, assim como os valores de módulo de deformação e velocidade das ondas de ultrasom. Também diminuiu a penetração de íons cloretos, para os mesmos valores de resistência em comparação com os CAA com areia fina e o custo final dos CAA com cinza volante foi inferior. Foram apresentados tanto os diagramas de dosagem como os de desempenho.

This paper aims to contribute to decisions concerning the use of fine materials, responsible for the segregation resistance of self-compacting concrete (SCC). In this study, samples of SCC were prepared with fly ash, a pozzolanic waste ,and fine sand that is a non-pozzolanic material, using the dosage method proposed by Tutikian-Dal Molin (2007) [1]. It was observed that the utilization of fly ash increased the resistance to compressive strength, mainly in more advanced ages, as well as the values of the elastic modulus and the propagation speed of ultra-sound waves. It has also decreased the penetration of chloride ions to the same strength values, where it was also observed that the final cost of the fly ash SCC was lower than the fine sand SCC for similar strength levels. Both dosage and performance diagrams were shown.