Abstract Analytical and computational calibrations and subsequent parametric analyses were performed on the four UHPFRC beams under flexure to estimate their actual shear strength. The computational models were calibrated using different values for the CDP parameters, and a finite element mesh sensitivity study was conducted. These models predicted the experimental behavior satisfactorily, and the analytical model was also able to find the beams’ failure loads and proved to be a simple tool to estimate their behavior. The parametric analysis showed that the current beams did not require stirrups once the UHPFRC had high shear strength, and the maximum shear capacity was accurately determined.

ABSTRACT Partial replacement of Portland cement by industrial waste or materials of natural origin can improve the mechanical strength of concrete and mortar and reduce production cost. In this context, ash from burning bamboo appears as a potential material for use, as it is natural with a renewable source and fast growth, which presents a higher concentration of silica in the outer walls of the stalks. Therefore, the objective of this work is to evaluate the use of bamboo stalk ash (Bambusa Vulgaris) as a partial replacement for Portland cement. For this purpose, bamboo ash was produced at three calcination temperatures (500ºC, 600ºC and 700ºC). The ashes were not characterized as pozzolans based on their chemical composition, however the ash produced at 600ºC obtained a performance index higher than that established by the Standard. The hydration of cement partially replaced by this ash was evaluated, in proportions of 0%, 6%, 10% and 14%, in relation to its mass. Mortars with the same replacement proportions were evaluated in the fresh state and hardened. The consistency in the fresh state remained constant at 227 mm, while the compressive strength, in the hardened state, increased by 15% with the addition of bamboo stem ash.

ABSTRACT The civil construction industry is responsible for the emission of carbon dioxide (CO2), for each ton of cement produced, approximately one ton of carbon dioxide is emitted into the atmosphere. Therefore, the present work has as general objective to study the technical feasibility of using the Blast Furnace Slag (EAF), cooled instantly as a substitute for Portland cement. For this work, clinker, standardized sand, plaster, drinking water and EAF were used as materials. As a methodology, the materials were milled to the desired granulometry, which passed through the 0.075mm sieve. After this process, the characterization of these materials started, followed by the replacement of clinker, in the contents of 5, 15, 30, 50 and 75% by EAF. The results of this substitution showed that the tailings were characterized as an excellent by-product in the manufacture of cement, presenting characteristics for large-scale use in search of reducing CO2 emissions.

RESUMO A indústria de construção civil é uma das responsáveis na emissão de gás carbônico (CO2), para cada tonelada de cimento produzido é emitido na atmosfera aproximadamente uma tonelada de gás carbônico. Portanto, o presente trabalho tem como objetivo geral estudar a viabilidade técnica do uso do da Escória de Alto Forno (EAF), resfriada instantaneamente como substituição ao cimento Portland. Para este trabalho utilizou-se como materiais o clínquer, areia normatizada, gesso, água potável e EAF. Como metodologia dos ensaios foi realizado a moagem dos materiais, até a granulometria desejada, passante na peneira 0,075mm. Após esse processo iniciou-se caracterização desses materiais, sendo seguido, da substituição do clínquer, nos teores de 5, 15, 30, 50 e 75% pela EAF. Os resultados dessa substituição mostraram que o rejeito, caracterizou-se como um excelente subproduto na fabricação do cimento, apresentando características para o emprego em larga escala em busca da diminuição da emissão do CO2.

RESUMO: As estações de tratamento de esgoto (ETEs), situadas em Teresina-PI, foram projetadas para o recebimento de esgoto doméstico, porém, em 2011 começaram a receber esgoto desconhecido proveniente dos veículos Limpa Fossas. Este esgoto está comprometendo a eficiência do tratamento dos efluentes. O concreto permeável com adição de dióxido de titânio (TiO 2 ) apresenta-se como um processo alternativo para auxiliar no tratamento de esgoto sanitário devido suas propriedades fotocatalíticas. Com isso, o objetivo deste trabalho foi avaliar as propriedades mecânicas, hidráulicas e microestruturas do concreto permeável com a adição de 3, 6 e 10% de TiO 2 . Os resultados determinaram que a variação na concentração de TiO 2 influenciou significativamente as propriedades analisadas nesta pesquisa. A adição de TiO 2 no concreto permeável até uma concentração de 6% prejudica suas propriedades físicas e hidráulicas e melhora suas propriedades mecânicas.

ABSTRACT: The sewage treatment stations (STSs), located in Teresina-PI, were designed to receive domestic sewage, however, in 2011 they began to receive unknown sewer from clean pit vehicles. This sewage is compromising the effluent treatment efficiency. The permeable concrete with the addition of titanium dioxide (TiO 2 ) presents itself as an alternative process to assist in the treatment of sanitary sewage due to its photocatalytic properties. Therefore, the objective of this work was to evaluate the mechanical, hydraulic, and microstructural properties of permeable concrete with the addition of 3, 6 and 10% of TiO 2 . The results determined that the variation in the concentration of TiO 2 significantly influenced the properties analyzed in this research. The addition of TiO 2 to the permeable concrete to a concentration of 6% impairs its physical and hydraulic properties and improves its mechanical properties.

RESUMO Para se manter a qualidade e continuidade do fornecimento de energia é essencial monitorar a integridade da estrutura das torres de transmissão usualmente executadas em aço. Por isso, avaliou-se a corrosividade do solo na região amazônica no trecho Vila do Conde-Tucuruí́, no estado do Pará. Foi analisado a resistividade, potencial estrutura-solo, potencial redox, pH, concentração de íons cloreto, sulfato e sulfeto, além do índice de Steinrath e da taxa de corrosão de corpos de prova instalados no solo estudado. Os dados foram coletados no período seco e no chuvoso enquanto que os corpos-de-prova foram removidos após 12 meses de exposição. Os solos da região apresentaram resistividade superior a 20 kΩ.cm, caracterizando-se como pouco corrosivos; o potencial redox de 100 a 300 mV indicou solos ligeira a moderadamente corrosivos; o potencial estrutura-solo permaneceu na faixa de -0,4 a -0,7 V/ECS estando dentro do intervalo considerado normal; o índice de Steinrath classificou os solos em pouco corrosivos a sem corrosividade e as taxas de corrosão dos corpos de prova indicaram elevada corrosão a três metros de profundidade. Baseando-se nos resultados de cada método de avaliação utilizado pode-se concluir que a corrosividade do solo da região estudada aumenta com profundidade, além de ser favorável ao ataque de corrosão microbiológica.

ABSTRACT In order to maintain the quality and continuity of the power supply it is essential to monitor the integrity of the structure of the transmission towers usually executed in steel. This study evaluated soil corrosivity in the Amazon region in the Vila do Conde-Tucuruí stretch, state of Pará. The resistivity, potential soil structure, redox potential, pH, chloride, sulphate and sulfate concentration, besides the Steinrath index and the quantification of the soil corrosivity through the installation of test specimens in the studied soil. The data were collected in the dry and rainy period while the specimens were removed after 12 months of exposure. The soils of the region presented resistivity higher than 20 kΩ.cm, characterizing as few corrosives; the redox potential of 100 to 300 mV indicated mild to moderately corrosive soils; the potential soil structure remained in the range of -0.4 to -0.7 V/ECS being within the range considered normal; the Steinrath index classified the soils into little corrosive to non-corrosive and the corrosion rates of the test specimens indicated high corrosion at 3 meters depth. Based on the results of each evaluation method used it can be verified that the soil corrosivity increases with the depth, besides being favorable to the attack of microbiological corrosion.

O desenvolvimento e comercialização de materiais compósitos produzidos a partir de fibras naturais são considerados extremamente importante, uma vez que essas fibras reduzirão a dependência dos materiais produzidos com recursos não renováveis. Dentre essas fibras naturais destaca-se a fibra do curauá, sua utilização na produção de compósitos melhora de forma notável as propriedades do conjunto fibra matriz, logo o presente artigo objetiva estudar as propriedades mecânicas de compósitos reforçados com fibra de curauá, em especial sua resistência à flexão e tenacidade. Para isso foram confeccionadas cinco famílias de argamassas, uma de referência sem utilização da fibra e as outras quatro reforçada com fibra variando o comprimento da fibra e sua fração volumétrica. Verificou-se que a fibra do curauá ao ser adicionada em matriz cimentícia melhora suas propriedades mecânicas comparada a um compósito não reforçado com fibra, sua deformação, resistência à flexão e tenacidade são melhoradas.

The composites material produced from natural fibers development and commercialization are considered extremely important because these fibers will reduce the material produced with non-renewable resources dependence. Among these fibers, there is the Curauá fiber, its use in composites production improves the ensemble matrice fiber properties, then this article aims to study the composites reinforced with Curauá fibers mechanical properties, especially its bending resistance and toughness. For achieve those objectives, it was produced five mortar groups, one for reference, without the fiber utilization, and another four groups with fiber reinforcement varying the fiber length and its volume fraction. It was noted that Curauá fiber, when added to cement matrice, improves its mechanical properties compared to a composite without the fiber reinforcement, its deflection, bending resistance and toughness are improved.

RESUMO As adições minerais são empregadas no concreto com o objetivo de melhorar algumas de suas propriedades mecânicas, bem como a sua durabilidade. Atualmente, tem-se cada vez mais adotado o uso de pozolanas de alta reatividade como ferramenta para obtenção do concreto de alta resistência (CAR). O metacaulim de alta reatividade (MCAR) é oriundo do processo de calcinação em temperaturas entre 400ºC e 950ºC e posterior processo de moagem de argilas com altos teores de caulinita, como a argila caulinítica e o caulim. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar o uso do (MCAR) no concreto, visando verificar a sua influência no módulo de elasticidade do concreto. Para a obtenção desta adição mineral adotou-se como matéria-prima o rejeito proveniente da indústria do papel, que após um processo de calcinação e moagem, transforma-se no MCAR. Para a realização deste trabalho variou-se os teores de substituições de MCAR, as relações água/cimento e as idades de rompimento dos corpos-de-prova. A metodologia utilizada foi baseada em ensaios laboratoriais e no uso de ferramentas estatísticas para validação dos resultados. O estudo indicou que o efeito isolado das variáveis controladas e algumas interações entre essas variáveis influenciam nesta propriedade. Dentre esses efeitos isolados, constatou-se que as variações das porcentagens de MCAR de 0 a 20% resultam em acréscimos de até 9% no valor obtido no ensaio de módulo de elasticidade do concreto.

ABSTRACT The mineral additives are employed in the concrete in order to improve some of its mechanical properties as well as its durability Currently, there has been increasingly adopted the use of highly reactive pozzolans as a tool for obtaining high-strength concrete (HSC). The high reactivity metakaolin (HRM) comes from the calcination process at temperatures between 400 ° C and 950 ° C and subsequent grinding process clays kaolinite with high yields, as the kaolinitic clay and kaolin. This paper aims at assessing the use of HRMK within the concrete and verifying its influence within the modulus of concrete elasticity. To obtain this mineral addition a paper industry tailing was adopted as raw material, which was then calcinated and processed in a mill to be transformed into HRMK. To accomplish this work, the content of the HRMK replacements has been varied, as well as the water/concrete ratio and the ages of disruption of the body-test. The methodology used has been based on laboratorial assays and statistical tools in order to validate the outcomes. The study concludes that the isolated effect of the controlled variables and some interactions between these variables influenced the concrete's elasticity.

O uso adequado de pozolanas possibilita a produção de cimentos especiais, de menor custo de fabricação e de maior durabilidade que os correspondentes sem adição. O emprego dessas adições minerais possibilita ganhos significativos em termos de produtividade e uma extensão da vida útil dos equipamentos de produção e da própria jazida de calcário, também ajudando na diminuição de CO2 lançado na atmosfera.As zeólitas têm sido utilizadas como material pozolânico em misturas com "terras vulcânicas" e água nas construções desde o tempo do antigo Império Romano. Nos dias atuais, existem muitas discussões envolvendo reatividade pozolânica das zeólitas naturais na incorporação dos cimentos Portland.Na Região nordeste do Brasil, zeólitas sedimentares relacionadas a arenitos da Bacia do Parnaíba foram descobertas pelo Serviço Geológico do Brasil nos anos 2000. Estes arenitos são constituídos em sua maioria de quartzo, zeólitas naturais (estilbita) e argilominerais (esmectita). Estudos preliminares constataram que este arenito pode ser empregado como material pozolânico em sistemas a base de cimento Portland, desde que o material seja peneirado para remoção do quartzo e ativado termicamente, uma vez que a estilbita é uma zeólita de baixa atividade pozolânica.O objetivo geral desse trabalho foi determinar qual proporção de arenito zeolítico ativado termicamente proporciona melhores propriedades mineralógicas e mecânicas ao cimento Portland.No programa experimental empregou-se o arenito zeolítico passante na peneira 200# e calcinado à temperatura de 500ºC. A análise química das amostras foi realizada por espectroscopia de fluorescência de raios-x e a caracterização mineralógica por difração de raios-x e análise termogravimétrica e termodiferencial. O comportamento da hidratação dos cimentos foi avaliado através de calorimetria de condução, difratometria de raio-X e análises termodiferencial e termogravimétricas. Para avaliação da atividade pozolânica foi adotado um ensaio mecânico de resistência à compressão em argamassas cimento Portland (CP I -S) e areia, com percentuais de substituição de cimento por arenito de 10, 20 e 30%.Os resultados mostraram que o arenito zeolítico calcinado com a percentual de substituição de 10% proporcionou às argamassas melhor resultado tem termos de resistência à compressão simples, contudo estudos mais aprofundados de durabilidade e a idades mais avançadas podem indicar que teores mais elevados do arenito zeolítico podem também ser apropriados para a produção de concretos, principalmente em obras de infraestrutura como barragens, canais, entre outras.

The proper use of pozzolans enables the production of special cements with lower manufacturing cost and higher durability in comparison with cements without mineral additions. It also enables significant gains in productivity and in equipment service life in the factory as well as reduce the CO2 emission into the atmosphere.Zeolites have been used as pozzolanic material in mixtures with Fuller's Earth and water in buildings from the ancient Roman Empire. Nowadays, there are many discussions involving pozzolanic reactivity of natural zeolites in the incorporation to Portland cement.In the Northeastern region of Brazil, sedimentary zeolites related to sandstones of the Parnaiba Basin were discovered by the Geological Survey of Brazil in the 2000s. These sandstones are mainly composed by quartz, natural zeolites (estilbity) and clay (smectite). Preliminary studies have pointed that this sandstone may be used as pozzolanic material in Portland cements. The material must be previously grinded to remove quartz and thermally activated, since stilbite is a zeolite with low pozzolanic activity.The aim of this study was to evaluate the ideal amount of thermally activated zeolitic sandstone to be incorporated in the Portland cement in order to improve its mechanical and mineralogical properties.In the laboratory, the < # 200 fraction of the zeolitic sandstone was calcined at 500 º C. Chemical and miner-alogical analysis were carried out by X-ray fluorescence spectroscopy (XRF) and X-ray Diffractometry (XRD), respectively. The hydration behavior of the cements was evaluated using heat-flow calorimetry, besides thermal analysis and XRD. To evaluate the physical properties, mechanical testing of compressive strength in cement mortar Portland with different proportions of sandstone was carried out.The results showed that the AZ2-3 zeolitic sandstone with the proportion of 10% incorporated in Portland cement type CPI-S, showed the best result of compressive strength and mineralogical properties of the samples suitable for the production of CPII-Z type commercial cement.

No nordeste do Brasil, existe a ocorrência de zeolitas sedimentares relacionadas a arenitos, descoberta nos anos 2000. Esses arenitos são constituídos de quartzo, zeolitas naturais (estilbita) e argilominerais (esmectita). Estudos preliminares constataram que esse arenito pode ser empregado como material pozolânico em sistemas à base de cimento Portland, desde que o material seja peneirado para remoção do quartzo e ativado termicamente, uma vez que a estilbita é zeolita de baixa atividade pozolânica. O objetivo geral desse trabalho foi determinar qual a fração granulométrica que proporciona a maior concentração de zeolita e esmectita e a temperatura de calcinação que acarreta a maior atividade pozolânica. No programa experimental, empregou-se o arenito zeolítico passante nas peneiras #200 e #325 e calcinado às temperaturas de 150ºC, 300ºC e 500ºC. A análise da caracterização mineralógica das amostras peneiradas foi realizada por difração de raios X, por análises termogravimétrica e termodiferencial. Para avaliação da reatividade, foram realizados ensaios mecânicos de atividade pozolânica em argamassas de cal hidratada e cimento Porltand. Os resultados mostraram que a amostra peneirada na peneira #200 foi a mais adequada porque apresentou elevada concentração de estilbita e um percentual maior de material passante em comparação a amostra da peneira #325, 15% e 2% respectivamente. A temperatura de calcinação de 500ºC foi a que proporcionou a maior atividade pozolânica, em razão da modificação mais efetiva da estrutura cristalina, tanto da estilbita, como da esmectita. As temperaturas mais moderadas a 150ºC e 300ºC não foram suficientes para a obtenção dos mesmos resultados. As argamassas com o arenito passante na peneira #200 e calcinado a 500ºC atingiram os valores limites mínimos exigidos para que um material seja considerado pozolânico, no caso, 6 MPa para argamassas de cal hidratada e 75% para o índice de atividade pozolânica (IAP).

In northeastern Brazil, sedimentary zeolites occur associated with sandstones of the Corda Formation (Parnaiba Paleozoic Basin), discovered in the 2000s. These sandstones are composed of quartz, natural zeolites (estilbite) and clay minerals (smectite). Preliminary studies have shown that this sandstone can be used as a pozzolanic material in Portland-cement-based systems after the material has been sieved to remove the quartz and after thermal activation because the estilbite has low pozzolanic activity. The main objective of this study was to determine the best particle size distribution that yields the highest smectite and zeolite concentration, besides the best temperature for higher pozzolanic activity. The experimental program employed the zeolitic sandstone passing through a #200 and #325 mesh sieve and calcination at the following temperatures: 150°C, 300°C and 500°C. Chemical analysis of the sieved samples was carried out by X-ray fluorescence spectroscopy and X-ray diffractometry, while mineralogical characterization was done by X-ray and thermogravimetric analysis and thermogravimetry..To assess reactivity, calorimetry driving and mechanical tests for pozzolanic activity in hydrated lime and cement Porltand were performed. The results showed that the sample sieved through at #200 mesh was the most suitable because it had a higher concentration of estilbite and a higher percentage of material seived compared to the sample sieved at #325 mesh, 15% and 2% respectively. The 500°C calcination temperature was accompanied by increased pozzolanic activity due to changes in estilbite and smectite cristalinity; the more moderate temperatures of 150°C and 300°C were not sufficient to achieve similar results. The mortars with sandstone sieved at #200 mesh and calcinated at 500°C reached the minimum limits required for a material to be considered as pozzolanic, i.e, 6 MPa for hydrated lime mortars and 75% for the pozzolanic index activity (PAI).

A busca por materiais alternativos que possam substituir as fibras de amianto, compondo o fibrocimento, tem-se tornado objeto de estudos recorrentes. As fibras vegetais surgem como opção econômica, salubre e ecologicamente adequada. O objetivo desse trabalho foi estudar o comportamento da adição da fibra de curauá em compósitos cimentícios, visando a substituir o amianto. Essa fibra mineral é bastante conhecida pelos danos que provoca à saúde humana, já tendo sido banida em muitos países industrializados. Desde 1979, o Grupo de Pesquisas em Materiais não Convencionais da PUC-Rio tem desenvolvido trabalhos sobre a aplicação das fibras vegetais, disponíveis em abundância no Brasil, na fabricação de componentes para a construção civil, visando, principalmente, à produção de habitação popular. A fibra de curauá é de uso popular, na região conhecida como Baixo-Amazonas, oeste do Estado do Pará, na manufatura de cordas, cestas e tapetes, já existindo os primeiros plantios em escala comercial. Pouco conhecida nas demais regiões do país, a fibra de curauá ainda carece de estudos específicos sobre suas propriedades físicas, químicas e mecânicas, que possibilitem sua aplicação segura em compósitos para a construção civil. Nesse artigo, foi estudado o comportamento em compressão de argamassas reforçadas com fibras de curauá. Buscou-se comparar o desempenho das fibras de curauá e de seus compósitos, com as fibras e compósitos de amianto e de outras fibras vegetais, tais como sisal e juta. Para os compósitos cimentícios com reforços de juta e de sisal, foram obtidos dados através de ensaios realizados no escopo desse trabalho. Os resultados mostraram que a fibra de curauá possui características físicas e mecânicas que a habilitam à aplicação como reforço de matrizes cimentícias, principalmente quando for almejada uma maior ductilidade e uma maior capacidade de resistência após a fissuração da matriz.

In recent years, there has been intense research worldwide for alternative materials to substitute asbestos fiber, a component of asbestos cement, which has been found to be hazardous to human and animal health and has been banned in many countries. Since 1979 the Non-conventional Materials Research Group of PUC-Rio has carried out research on the application of vegetable fibers, available in abundance in Brazil, for the fabrication of construction components, aiming mainly at the fabrication of popular housing. The Curaúa fiber has been studied, as it is already of popular use in the manufacture of ropes, baskets and carpets in the region, known as Baixo Amazonas, in the state of Para, Brazil, where the first plantations have been organized on a commercial scale. In this work, mechanical properties of the Curauá fiber, as well as their application as a cementicious matrix reinforcement, have been studied. The performance of Curauá fiber and its composites was compared with other vegetable fibers, such as sisal and jute, as a substitute for asbestos fiber and its composites. The data on sisal fibres from previous works by the same research group at PUC-Rio was considered for comparison. The behavior of jute fiber, as well as cementicious composites, reinforced with jute and sisal fibers, has also been studied in this work. The results have shown that the Curauá fiber has appropriate physical and mechanical characteristics that make it suitable to be used as reinforcement of cementicious matrixes, with a high ductility and post-cracking resistance capacity.