Resumo O estudo visa avaliar a possibilidade de se usar os resultados do ensaio de arrancamento “pull-out test” - ensaio de aderência aço-concreto para estimativa da resistência à compressão do concreto, este método vem sendo utilizado com sucesso pelo grupo de pesquisa APULOT, desde 2008 [1]. A pesquisa ora realizada evidencia a existência da correlação entre essas duas variáveis, aderência e resistência à compressão do concreto, o que permite determinar estimativas apropriadas da resistência à compressão do concreto, melhorando deste modo a capacidade do controle tecnológico “in situ” do concreto. Entretanto para se obter respostas adequadas dos ensaios de aderência aço-concreto é necessário controlar as configurações de ensaio, dado que existem diversos formatos de corpos de prova para estes tipos de ensaios na literatura. Deste modo, este trabalho tem por objetivo correlacionar os resultados obtidos em ensaios de aderência do tipo pull-out a suas variáveis por meio da utilização de Redes Neurais Artificiais (RNA). Com a utilização de uma RNA, pode-se correlacionar, de forma não linear, dados de entrada conhecidos (idade de ruptura, comprimento de ancoragem, cobrimento e resistência à compressão) com parâmetros de controle (tensão de aderência aço-concreto). Para gerar o modelo neural é necessário treinar a rede, expondo-a a uma série de dados com parâmetros de entrada e de saída conhecidos. Isto permite estimar os coeficientes de correlação entre os neurônios de cada camada. O presente trabalho apresenta a modelagem de uma RNA capaz de realizar uma aproximação não linear, visando estimar a resistência à compressão do concreto a partir dos resultados de ensaios de aderência aço-concreto.

Abstract This study aims the possibility of using the pull-out test results - bond tests steel-concrete, that has been successfully carried out by the research group APULOT since 2008 [1]. This research demonstrates that the correlation between bond stress and concrete compressive strength allows estimate concrete compressive strength. However to obtain adequate answers testing of bond steel-concrete is necessary to control the settings test. This paper aims to correlate the results of bond tests of type pull-out with its variables by using Artificial Neural Networks (ANN). Though an ANN is possible to correlate the known input data (age rupture, anchorage length, covering and compressive strength of concrete) with control parameters (bond stress steel-concrete). To generate the model it is necessary to train the neural network using a database with known input and output parameters. This allows estimating the correlation between the neurons in each layer. This paper shows the modeling of an ANN capable of performing a nonlinear approach to estimate the concrete compressive strength using the results of steel-concrete bond tests.

Resumo A modelagem de estruturas de concreto armado tem tido um crescente progresso na Mecânica Computacional, de modo que os fenômenos complexos, tais como fissuração e esmagamento, fluência, escoamento da armadura, perda da aderência aço-concreto, podem ser modelados de forma razoavelmente realista, usando um conjunto apropriado de recursos numéricos e computacionais. Entre as diversas opções, os baseados no Método dos Elementos Finitos (MEF) permitem simulações complexas de análises de estruturas de concreto armado, incluindo a interação de diferentes efeitos não lineares. Este artigo lida com a análise não linear em elementos finitos, da perda de aderência entre a armadura de aço e o concreto, levando em consideração um estudo experimental anteriormente realizado. A análise via MEF apresentada usa uma combinação de recursos onde o comportamento do concreto é descrito pelo Modelo Constitutivo de Microplanos, e um Modelo de Armadura Embutida é usado para representar o aço inserido no concreto e levar em conta o efeito da perda de aderência. Os modelos do MEF foram criados usando o sistema computacional INSANE (Interactive Structural Analysis Environment), software de código aberto que possui um conjunto de ferramentas para análise não linear de estruturas em concreto armado. As correlações entre os resultados numérico-experimentais e os vários parâmetros validam a combinação de recursos proposta e identificam o significado de vários efeitos sobre a resposta.

Abstract The modeling of reinforced concrete structures has taken advantage of the increasing progress on Computational Mechanics, in such way that complex phenomena, such as cracking and crushing, creep, reinforcement yielding, steel-concrete bond loss, can be modeled in a reasonable realistic way, using the proper set of numerical and computational resources. Among several options, the ones based on the Finite Element Method (FEM) allow complex analysis simulations of reinforced concrete structures, including the interaction of different nonlinear effects. This paper deals with the nonlinear finite element analysis of the bond-slip between reinforcing steel and concrete, taking into account an experimental study previously performed. The FEM analysis presented uses a combination of resources where the material behavior of concrete is described by the Microplane Constitutive Model, and an embedded reinforcement model is used to represent steel inside the concrete and take into account the effect of bond-slip. The FEM models were created using the INSANE (INteractive Structural ANalysis Environment) computational system, open source software that has a set of FEM tools for nonlinear analysis of reinforced concrete structures. The correlations between numerical-experimentals results and several parameters validate the proposed combination of resources and identifies the significance of various effects on the response.

EA presente pesquisa se propõe a estudar a viabilidade do uso de ensaios de aderência aço-concreto para estimativa da resistência à compressão axial do concreto, com o objetivo de empregá-los como um complemento no controle de qualidade do concreto armado. Lorrain e Barbosa (2008)[1]e Lorrain et al. (2011)[2]justificam a utilização de um ensaio de aderência modificado, denominado APULOT, para estimar a resistência à compressão do concreto, incrementando as possibilidades de controle tecnológico do concreto armado em canteiros de obras. Os mesmos propõem uma adaptação do método pull-out test (POT) tradicional, normalizado pela CEB/FIP RC6:1983[3], por ser este um ensaio de baixa complexidade e de custo reduzido. Para viabilizar o uso do ensaio APULOT como ensaio de controle tecnológico do concreto em canteiro de obras é necessário definir um padrão para o mesmo e adaptá-lo da prática experimental do laboratório para o campo. A primeira parte deste trabalho buscou avaliar a potencialidade de efetuar estimativas da resistência à compressão a partir dos dados da tensão de aderência obtidos com uso do POT. Na segunda parte deste trabalho serão apresentados e discutidos resultados de ensaios realizados com o método APULOT. Foram ensaiadas 2 composições de concreto de classes distintas (25 MPa e 45 MPa), aos 3, 7 e 28 dias. Foram, ainda, usadas na confecção dos corpos de prova barras nervuradas com diâmetros nominais de 8, 10 e 12,5 mm, totalizando 144 ensaios do tipo APULOT. Os resultados obtidos mostram que, sob condições padronizadas de ensaio, a correlação entre a tensão máxima de aderência e a resistência à compressão do concreto é satisfatória, em todas as idades ensaiadas, fortalecendo o propósito de consolidar este ensaio como uma alternativa complementar para controle de qualidade do concreto armado.

The scope of this research investigates the feasibility to use steel-concrete bond tests for estimating the compressive strength of concrete to supplementary use it in the quality control of reinforced concrete. Lorrain and Barbosa (2008)[1] and Lorrain et al. (2011)[2] justify the use of a modified bond test, called APULOT, to estimate the compressive strength of concrete, thereby increasing the possibilities for the technological control of reinforced concrete at construction sites. They propose an adaptation of the traditional pull-out test (POT) method, standardized by CEB/FIP RC6:1983[3], as this is a low complexity test with the advantage of reduced costs. The use of the APULOT test as a technological control test of concrete at construction sites requires determining a standard and also adapting it from the experimental laboratory practice to the field. The first part of this work evaluated the potential to perform compressive strength estimates from the bond strength data obtained by the POT test. The second part of this paper will present and discuss the test results achieved by the APULOT method. Two concrete compositions of different classes (25 MPa and 45 MPa) were tested at 3, 7 and 28 days. Ribbed bar specimens (nominal diameters of 8, 10 and 12.5 mm) were also used in the preparation stage of the specimens, totaling 144 APULOT tests. The results show that under standard test conditions, the correlation between the maximum bond strength and the compressive strength of concrete is satisfactory at all ages tested, corroborating the objective of consolidating this test as a complementary alternative for controlling the quality of reinforced concrete.

A aderência entre o concreto e o aço (armadura) é o principal fator do bom desempenho do concreto armado. Para prever a utilização do concreto com incorporação de resíduos para fins estruturais, a verificação do controle de qualidade se faz necessária, quer seja de sua resistência à compressão axial quer seja de sua aderência. Este artigo apresenta os resultados do estudo sobre a viabilidade do ensaio de aderência aço-concreto, denominado ensaio APULOT, para estimativa da resistência à compressão axial do concreto com adição de fibras de borracha. A proposta do ensaio APULOT, vem sendo estudada em vários laboratórios de pesquisa, na França e no Brasil e consiste em determinar a resistência à compressão axial do concreto, a partir dos resultados da tensão de aderência realizados na obra. A utilização do concreto com incorporação de resíduos de borracha para fins estruturais deve ser feita com cautela, pois comprovadamente a adição de borracha no concreto faz com que a resistência à compressão do mesmo venha a diminuir. Estudar seu comportamento quanto à resistência axial à compressão, além da aderência aço e concreto, também é necessária. Este trabalho visa contribuir com a normalização do ensaio APULOT possibilitando um melhor controle tecnológico em canteiros de obra, assim como verificar as condições de utilização para fins estruturais do concreto com resíduos de borracha.

The bond stress between steel and concrete is the essential condition to the good behaviour of reinforced concrete structures. To preview the use of concrete with waste incorporation for structural aims, the verification of its quality control is necessary, whether of compression strength and bond. This paper presents the study results about the viability use of APULOT tests, that is a bond tests, to prevent the compression strength of concrete with rubber addition. The purpose of APULOT tests become study in many laboratories in France and Brazil, where is to estimate the compression strength using the bond stress obtained in tests execute inside of building construction. Also the use of concrete with rubber addition to structural use has been made with safe because this kind of addition makes the concrete compression strength decrease. To study its compression strength behavior is also make part of this research. This work aims to contribute with standardization of APULOT tests, and also give conditions to use the concrete with rubber addition in structural elements with more safe.

A aderência entre o aço e o concreto é fundamental para a existência das estruturas de concreto armado, uma vez que os dois materiais atuamem conjunto para absorver os esforços solicitantes. O fenômeno da aderência é considerado complexo no que se refere aos vários fatores queo influenciam. Vários tipos de ensaios de aderência foram propostos ao longo dos anos. Um deles é a proposta modificada do ensaio de arrancamento pull-out-test, que foi elaborada por Lorrain e Barbosa [1] denominado de ensaio APULOT (Appropriete Pull-Out-Test). Com basenos resultados experimentais obtidos por Vale Silva [2] para os ensaios pull-out convencionais e para o ensaio pull-out modificado, APULOT,procura-se conhecer o comportamento numérico da aderência aço-concreto através de uma simulação numérica utilizando um código decálculo chamado ATENA que é baseado no Método dos Elementos Finitos (MEF). A simulação numérica permitiu melhor avaliar a fissuraçãoe a distribuição de tensões que ocorre durante o ensaio de arrancamento, tornando-se com isso, uma ferramenta de apoio preciosa ao projeto experimental que visa à validação, validação parcial, ou não recomendação do ensaio de aderência aço-concreto modificado - EnsaioAPULOT - como ensaio de controle de qualidade do concreto armado. Os resultados numéricos obtidos apresentaram boa representatividadequando comparados aos resultados experimentais.

The bond between steel and concrete is essential for the existence of reinforced concrete structures, as both materials act together to absorb structural strain. The bond phenomenon is considered to be complex regarding many factors that affect it. Several types of bond tests have been proposed over years. One is the modified proposed of pull-out test, which was elaborated by Lorrain and Barbosa [1] called APULOT test (Appropriete pull-out-test). Based on experimental results obtained by Vale Silva[2] either by conventional pull-out tests, or by modified pull-out test, APULOT, seeks to know the numeric behavior of bond steel-concrete through a numerical simulation using a calculation code ATENA which is based on the Finite Element Method (FEM). The numerical simulation provided better evaluate the stress distribution and cracking that occurs during the test, thereby becoming a valuable tool to support the experimental project that aims to validation, validation partially or not recommend the modified bond test steel-concrete - APULOT test - as quality control test of structural concrete. The numerical results showed good representation compared to experimental results.

Este artigo investigou a influência do teor de aditivo superplastificante e da adição mineral - sílica ativa e filer basáltico - na retração plástica ena fissuração de argamassas do concreto auto-adensável (CAA). Numa primeira fase foi realizada a análise do comportamento reológico dasfases pasta e argamassa das composições de CAA. Em seguida, foram mensuradas as deformações das argamassas pelo efeito da retração plástica e avaliada sua fissuração. Tanto na retração plástica quanto na fissuração, a composição com adição de sílica ativa apresentouresultados superiores, independente da ação do vento e teor de superplastificante. No entanto, no assentamento plástico, a composição comsílica ativa apresentou resultados superiores somente nos ensaios com ventilação imposta. O comportamento reológico afetou diretamente aretração plástica e fissuração nas primeiras idades, fato confirmado pela análise das pressões capilares das argamassas ensaiadas.

This paper investigated the influence of the amount of superplasticizer and mineral adding - silica fume and basaltic filer - in plastic shrinkage and cracking of self-compacting concrete (SCC) mortars. Initially analysis was performed of the rheological behavior of cement paste and mortars phases of the compositions of SCC. Then the deformations of mortars were measured by the effect of shrinkage and evaluation of cracking. On plastic shrinkage and cracking, the composition with silica fume showed superior results, independent of wind and superplasticizer content, relative to the composition with addition of basalt filler. However, the composition with silica fume showed superior results only in the tests with imposed ventilation at vertical plastic deformation. The rheological behavior affected directly the plastic shrinkage and cracking at early ages, fact confirmed by the analysis of capillary pressures of mortars tested.

A presente pesquisa se propõe a estudar a viabilidade do uso de ensaios de aderência aço-concreto para estimativa da resistência à compressão axial do concreto, com o objetivo de empregá-los como um complemento no controle de qualidade do concreto armado. Lorrain e Barbosa (2008) 14] e Lorrain et al. (2011) 15] justificam a utilização de um ensaio de aderência modificado, denominado APULOT, para estimar a resistência à compressão do concreto, incrementando as possibilidades de controle tecnológico do concreto armado em canteiros de obras. Os mesmos propõem uma adaptação do método pull-out test (POT) tradicional, normalizado pela CEB/FIP RC6:1983 8], por ser este um ensaio de baixa complexidade e de custo reduzido. Para viabilizar o uso do ensaio APULOT como ensaio de controle tecnológico do concreto em canteiro de obras é necessário definir um padrão para o mesmo e adaptá-lo da prática experimental do laboratório para o campo. O presente trabalho buscou avaliar num primeiro momento, a potencialidade de efetuar estimativas da resistência à compressão a partir dos dados da tensão de aderência obtidos com uso do POT. Para tanto, foram ensaiadas 2 composições de concreto de classes distintas, aos 3, 7 e 28 dias. Foram, ainda, usadas na confecção dos corpos de prova barras nervuradas com diâmetros nominais de 8, 10 e 12,5 mm, totalizando 108 ensaios do tipo POT. Os resultados obtidos mostram que, sob condições padronizadas de ensaio, a correlação entre a tensão máxima de aderência e a resistência à compressão do concreto é satisfatória, em todas as idades ensaiadas, fortalecendo o propósito de consolidar este ensaio como uma alternativa complementar para controle de qualidade do concreto armado. Na segunda parte deste trabalho serão apresentados e discutidos resultados de ensaios realizados com o método APULOT.

This study analyzes the feasibility of using steel-concrete bond tests for determining the compressive strength of concrete in order to use it as a complement in the quality control of reinforced concrete. Lorrain and Barbosa (2008) 14] and Lorrain et al. (2011) 15] justify the use of a modified bond test, termed APULOT, to estimate the compressive strength of concrete, hence increasing the possibilities for the technological control of reinforced concrete for constructions. They propose an adaptation of the traditional pull-out test (POT) method, standardized by the CEB / FIP RC6: 1983 8], because it is a low complexity and low cost test. To enable the use of the APULOT test as a technological control test of concrete at construction sites requires determining its methodology and adapting the experimental laboratory practice to the construction itself. The aim of this study is to evaluate the possibility of conducting compressive strength estimates using bond stress data obtained by the traditional pull-out tests (POT). Thus, two concrete compositions of different classes were tested at 3, 7 and 28 days. Ribbed bar specimens (nominal diameters of 8, 10 and 12.5 mm) were also used in the preparation stage, totaling 108 POT tests. The results show that the correlation between the maximum bond stress and the compressive strength of concrete is satisfactory in predetermined cases, at all ages tested, reinforcing the purpose of consolidating this test as a complementary alternative to control the quality of reinforced concrete. In the second part of this paper the test results obtained with the APULOT method are presented and discussed.

A fluência é um fenômeno que ocorre devido à movimentação de água no interior do concreto e é afetada por vários fatores que agem simultaneamente. Dentre estes fatores estão às condições do ambiente (umidade relativa do ar e temperatura) ao qual o elemento, ou corpo de prova, está submetido. Neste trabalho são feitas comparações entre resultados experimentais de fluência por secagem de corpos de prova carregados em idades diferentes e mantidos em ambiente controlado (câmara climatizada) e não controlado. Além disso, são feitas comparações entre estes resultados com os fornecidos por modelos de previsão disponíveis na literatura. A partir dos resultados pode-se notar que alterações da umidade durante o primeiro mês de ensaio apresentam maior influência nas deformações e que concretos carregados com maiores idades apresentam menores deformações por fluência. Foi observado na comparação entre modelos de previsão que o modelo do ACI e GL melhor preveem a fluência.

The creep in concrete is a phenomenon that occurs due the water movement within the concrete and it is influenced by several factors that act simultaneously. Some of these factors are the environmental conditions (relative humidity and temperature) to which the element or the specimen is submitted. This paper compares the experimental results from drying creep of specimens loaded at different ages and kept in a controlled environment (climatic chamber) versus those from an uncontrolled ambience. In addition, comparisons are made among the experimental results with those from prediction models available in the literature. From the results it can be noted that changes in humidity during the first month of testing have the greatest influence on creep and that concrete loaded at higher ages have lower creep. Regarding the prediction models, it was observed that the ACI and GL models are those that best anticipate creep occurrence.

O controle de qualidade do concreto estrutural vem sendo realizado, há várias décadas, baseado principalmente nos resultados de ensaios de compressão axial. Este tipo de ensaio, embora amplamente utilizado, não está isento de erros e tem algumas desvantagens consideráveis que podem afetar sua confiabilidade, tais como a necessidade de condicionamento adequado e cuidadoso dos corpos-de-prova e de adoção de adequadas técnicas de nivelamento e capeamento. Por estas razões, seria útil ter maneiras complementares ou alternativas para verificar a resistência à compressão, a fim de melhorar o processo de controle de qualidade do concreto. O uso de um ensaio de arrancamento para monitorar a resistência do concreto está sendo proposto por um consósrcio internacional de pesquisadores da França, Tunísia e Brasil como um meio potencial de atingir essa meta. Dado que a existência de uma relação direta entre a tensão de aderência e a resistência do concreto já está bem estabelecida, este tipo de teste parece ser uma alternativa viável aos métodos tradicionais. No entanto, para verificar se o princípio subjacente é valido quando usado em diferentes circunstâncias, o grupo tem buscado recolher dados de vários estudos, realizados por diferentes pesquisadores, em diversos países, com concretos e barras de armadura de distintos tipos. Uma análise dos dados coletados confirma que há uma correlação clara e um forte vínculo entre a tensão de aderência e a resistência à compressão, independentemente da influência de outras variáveis. Esses resultados validam a idéia básica de usar um teste de Pull Out adequado (denominado APULOT) para avaliar a resistência do concreto. Se o princípio geral é válido para dados aleatórios obtidos em diferentes estudos, a definição de um procedimento de teste claro e adequado provavelmente levará à redução erros experimentais e aumentará a estimativa da precisão obtidas por esse método.

Quality control of structural concrete has been conducted for several decades based mainly on the results of axial compression tests. This kind of test, although widely used, is not exempt from errors and has some considerable drawbacks that may affect its reliability, such as the need for appropriate and careful specimen conditioning and adoption of adequate capping techniques. For these reasons, it would be useful to have complementary or alternative ways to check compressive strength, in order to improve concrete quality control. The use of a bond test to monitor concrete strength is being proposed by an international group of researchers from France, Tunisia and Brazil as a potential means to this end. Given the fact that the link between bond resistance and concrete strength is already well established, this type of test seems to be a viable alternative to traditional methods. Nonetheless, to check if the underlying principle is sound when used in different circumstances, the group has been gathering data from several studies conducted by different researchers in various countries, with distinct concretes and rebar types. An analysis of the data collected shows that there is a clear and strong correlation between bond resistance and compressive strength, no matter the influence of other variables. This result validates the basic idea of using an Appropriate Pull-Out (APULOT) bond test to assess concrete strength. If the general principle is valid for random data obtained from different studies, the definition of a clear and appropriate test will probably lead to the reduction of experimental noise and increase the precision of the strength estimates obtained using this method.

As pastas, juntamente com as argamassas e os concretos, são suspensões reativas, cuja consistência é modificada ao longo do tempo, sobretudo pela atuação do cimento. Eles apresentam um comportamento de fluido não-newtoniano e exibem uma viscosidade que varia com a tensão aplicada. Com base em técnicas alternativas, foram determinados, analisados e comparados o comportamento e as propriedades reológicas de argamassas e de concretos a partir de medidas experimentais de abatimento, cálculo da tensão crítica ou de escoamento, com e sem adição de aditivos, assim como valores de viscosidade. As técnicas alternativas utilizadas foram o cilindro de Pashias e o ensaio de abatimento de tronco de cone modificado para as argamassas e os concretos, respectivamente. Os valores de parâmetros reométricos obtidos a partir das técnicas alternativas para as argamassas e concretos testados foram comparados com resultados de ensaios realizados em reômetro, apontando boa aceitação das técnicas alternativas e menos onerosas na determinação de parâmetros reológicos de materiais à base cimentícia. Pôde-se inferir ainda que o modelo reológico binghamiano, com dois parâmetros reológicos (tensão crítica ou de escoamento e viscosidade), mostrou-se como condição necessária e suficiente para representar o comportamento das misturas estudadas neste trabalho.

Pastes, mortar and concrete are reactive suspensions whose consistency is modified over time, especially by cement performance. They present a non- Newtonian fluid behavior and exhibit viscosity that varies with the applied stress. Based on alternative techniques, the behavior and rheological properties of mortars and concretes were determined, analyzed and compared from the experimental measurements of slump, yield stress calculation, with and without addition of admixtures, and viscosity values. The alternative techniques used were the cylinder of Pashias and the modified slump test for mortars and concretes, respectively. The rheometric parameter values obtained by the alternative techniques for mortars and concretes were compared with the results from tests performed with a rheometer, indicating the alternative techniques’ good acceptance and lower costs to determine the rheological parameters of cementitious materials. It could even be inferred that the Bingham rheological model, with two rheological parameters (yield stress and viscosity), proved to be a necessary and sufficient condition to represent the behavior of the mixtures tested in this paper.