Abstract This paper aims to evaluate the applicability of the carbonation front prediction model recommended by CEB Bulletin 34 (2006) in Brazilian territory. For this, data from concrete mixtures produced in laboratory and exposed to natural carbonation for 10 years were used as benchmarks. Time of exposure, water/binder ration, different types of mineral admixtures and curing were considered as independent variables, while carbonation depth and coefficient as dependent ones. Analysis of variance and linear regression were performed between the actual and estimated data in order to establish criteria that allowed verifying the applicability of the model. It was considered the environmental and climatic conditions of the city of Goiânia/GO located in the tropical zone of Brazil Central with a hot semi-humid climate. As a result, based on the correlation and determination coefficients - equal to 0.83 and 0.68 respectively - it is concluded that the model needs to be revised before being applied in Brazil. More specifically, the inverse effective normal carbonation resistance factor, which associates the water/binder ration and the type of mineral admixture, should be readjusted so that it represents the effects in orders of magnitude similar to the real ones.

Resumo Este artigo tem como objetivo avaliar a aplicabilidade do modelo de predição de frentes de carbonatação preconizado pelo CEB Bulletin 34 (2006) em território brasileiro. Para isso, dados de concretos produzidos em laboratório e expostos à carbonatação natural por 10 anos foram utilizados como balizadores. Tempo de exposição, relação água/ligante, adição mineral e cura foram consideradas variáveis independentes, ao passo que a profundidade e o coeficiente de carbonatação como dependentes. Foram realizadas análises de variância e regressão linear entre os dados reais e os estimados, de maneira a estabelecer critériosque permitiram constatar a aplicabilidade do modelo. Consideraram-se condições ambientais e climáticas da cidade de Goiânia, GO, localizada na zona tropical Brasil Central, com clima quente semiúmido. Como resultado, com base nos coeficientes de correlação e determinação - iguais a 0,83 e 0,68 respectivamente - conclui-se que o modelo precisa ser revisto antes de ser aplicado no Brasil. Mais especificamente, o fator de resistência inversa efetiva à carbonatação natural, que associa a relaçãoágua/ligante e o tipo de adição, deve ser reajustado de maneira que represente os efeitos em ordem de grandeza semelhantes às reais.

RESUMO Vários modelos para predição de vida útil de estruturas de concreto armado simulam o ingresso de agentes agressivos, como os cloretos, geralmente baseados em leis de difusão modificadas ou em propostas de transporte de multi espécies, considerando diversos parâmetros. Sua aplicação pode aprimorar a eficiência e a otimização do projeto e da vida útil em serviço de estruturas em concreto armado. O presente artigo contempla a parte 2 de resultados de uma Revisão Sistemática da Literatura (RSL) com o objetivo de descrever, analisar e classificar os modelos selecionados em determinísticos ou probabilísticos e em empíricos, analíticos e/ou numéricos. Como resultado, observou-se que a maioria dos modelos considerados é baseada na Segunda Lei de Fick, modificada ou não. Além disso, 72% deles são analíticos. Entre os probabilísticos, o método numérico mais utilizado foi a simulação de Monte Carlo. Adicionalmente, outras análises foram realizadas, como os métodos para o cálculo do coeficiente de difusão (D), os teores críticos (Ccr) utilizados, a forma de consideração da não saturação do concreto, fixação de cloretos, fissuras, a direção de penetração dos cloretos, entre outros. Apesar de todos os modelos serem uma simplificação da realidade, trazendo algumas ponderações e limitações, observou-se uma evolução dessas ferramentas para maiores níveis de complexidade.

ABSTRACT Several models for predicting the service life of reinforced concrete structures model the entry of aggressive agents, such as chlorides, generally based on modified diffusion laws or on multi chemical species transport models, considering different parameters. The application of these models can improve the efficiency and optimization of the design and service life of reinforced concrete structures. This article contemplates part 2 of the Systematic Literature Review (RSL) results with the aim of describing, analyzing and classifying the selected models in deterministic or probabilistic and in empirical, analytical and/or numerical models. As a result, it was observed that most of the models considered are based on Fick’s Second Law, modified or not modified. In addition, 72% of the models are analytical. Among the probabilistic models, the most used numerical method was the Monte Carlo simulation. Besides that, supplementary analyzes were made, such as the methods for calculating the diffusion coefficient (D), the critical contents (Ccr) used, the consideration of the non-saturation of the concrete by the models, chloride binding, cracks, the direction of penetration of the chlorides, among others. Although all models are a simplification of reality, attached some considerations and limitations, there was an evolution of predictive models to higher levels of complexity.

RESUMO A modelagem da penetração de agentes agressivos no concreto pode melhorar a qualidade de projetos e concorrer para uma especificação otimizada de concretos, contribuindo assim com a previsibilidade comportamental da estrutura, aspecto este muito importante para assegurar condições de serviço adequadas durante o uso, operação e manutenção das estruturas de concreto. Contribuir para o cumprimento de vida útil, minimizando custos de manutenção e riscos aos usuários, é papel desse tipo de estudo, que colabora com a concepção de estruturas duráveis, baseada em desempenho, voltando-se ao controle da corrosão da armadura induzida por cloretos. São diversos os modelos preditivos de vida útil existentes em escala mundial, porém eles se apresentam de forma difusa e heterogênea, o que dificulta sua compreensão e consequente aplicação. O presente trabalho contribui, então, com a realização uma Revisão Sistemática da Literatura (RSL) com o objetivo de identificar os principais modelos utilizados mundialmente, considerando uma abordagem que vai até a etapa de iniciação da corrosão induzida por cloretos. A pesquisa foi realizada em quatro bases de dados, quais sejam: Engineering Village, Science Direct, Scopus e Web of Science. Após exclusão em diferentes fases (título, resumo, busca dos artigos completos e leitura), permaneceram 50 publicações, nas quais foi realizado um levantamento bibliométrico com diversas informações (autores, instituições, países e palavras-chave). Observou-se que a maioria dos modelos preditivos identificados é baseada na difusão de cloretos, conforme a Segunda Lei de Fick, com ou sem modificações pela solução de Crank. Os modelos preditivos mais citados foram a Segunda Lei de Fick e o Life-365, como forma de prever o tempo de início de corrosão e, consequentemente, a vida útil das estruturas de concreto.

ABSTRACT Modeling the penetration of aggressive agents in concrete can improve the quality of projects and contribute to an optimized specification of concrete, thus contributing to the behavioral predictability of the structure, an aspect that is very important to ensure adequate service conditions during use, operation and maintenance of concrete structures. Contributing to the fulfillment of service life, minimizing maintenance costs and risks to users, is the role of this type of study, which collaborates with the design of durable structures, based on performance, focusing on the control of chloride-induced reinforcement corrosion. There are several predictive models of service life on a world scale, but they are presented in a diffuse and heterogeneous way, which makes their understanding and consequent application difficult. The present work contributes, then, by carrying out a Systematic Literature Review (SLR) with the objective of identifying the main models used worldwide, considering an approach that goes up to the step of initiation of chloride-induced corrosion. The research was carried out in four databases, namely: Engineering Village, Science Direct, Scopus and Web of Science. After exclusion at different stages (title, abstract, search for complete articles and reading), 50 publications remained, in which a bibliometric survey was carried out with different information (authors, institutions, countries and keywords). It was observed that most of the predictive models identified are based on chloride diffusion, according to Fick’s Second Law, with or without modifications by Crank’s solution. The most cited predictive models were Fick’s Second Law and Life-365, as a way of predicting the time to initiate the corrosion and, consequently, the service life of concrete structures.

RESUMO O concreto é um material largamente utilizado em todo o mundo. Algumas de suas particularidades são a fissuração e a baixa resistência à tração. Assim, a adição de fibras pode ser uma alternativa viável, a fim de se minimizar a ocorrência destes efeitos. O presente estudo investigou as vantagens e desvantagens da adição de fibras de polipropileno (PP) nos materiais cimentícios e, por fim, apresentou os resultados e considerações de um estudo experimental sobre as propriedades dos compósitos de microconcreto no estado fresco e endurecido. Foram usados dois tipos de fibras: uma curta com 12 milímetros de comprimento (microfibras), e outra de 54 milímetros (macrofibras). Os teores de fibras, em relação ao volume do microconcreto, foram de 0,1%, 0,2%, 0,3% e 0,4% para a microfibra e de 0,3%, 0,4% e 0,5% para a macrofibra e para os híbridos. Estes últimos foram compostos por 30% de microfibras e 70% de macrofibras. Parte do cimento foi substituída por sílica ativa (SA) e cinza volante (CV), nas proporções de 7,5% para cada uma delas, em massa. A proporção ligante:agregados foi de 1:3, em massa. Para os agregados, foi adotada a relação de 30% de areia natural e 70% de areia artificial, em massa. Quanto ao efeito das microfibras, estas apresentaram resultados satisfatórios para adições de 0,1% no compósito com adição de microfibras e em todas as composições híbridas nas idades de 28 e 91 dias., tanto no estado fresco como no endurecido. Quanto às macrofibras, estas ocasionaram discreta redução no abatimento e na absorção, constância no percentual de ar aprisionado e melhora nos resultados no estado endurecido para os teores de 0,4% e 0,5%, em relação à mistura de referência (sem fibras).

ABSTRACT The concrete is a material widely used worldwide. Some of its particularities are cracking and low tensile strength. Thus, the addition of fibers can be a viable alternative, in order to minimize the occurrence of these effects. The present study has investigated the advantages and disadvantages of the addition of polypropylene fibers in cementitious materials and, finally, presented the results and considerations of an experimental study on the properties of microconcrete composites in the fresh and hardened state. Two types of fibers were used: a short one 12 mm long (microfibers), and another one 54 mm (macrofibers). The fiber content, in relation to the microconcrete volume, was 0.1%, 0.2%, 0.3% and 0.4% for microfiber, and 0.3%, 0.4% and 0,5% for macrofiber and hybrids. The latter were composed of 30% microfibers and 70% macrofibers. Part of the cement was replaced by silica fume (SF) and fly ash (FA), in the proportions of 7.5% for each one, by weight. The binder: aggregate ratio was 1:3 by weight. For aggregates, the ratio of 30% natural sand and 70% artificial sand, by weight, was adopted. As for the effect of the microfibers, they presented satisfactory results for additions of 0.1% in the composite with the addition of microfibers and in all the hybrid compositions at the ages of 28 and 91 days, both in the fresh and in the hardened state. As for the macrofibers, they caused a slight reduction in the slump and absorption, consistency in the percentage of trapped air and improvement in the results in the hardened state for the contents of 0.4% and 0.5%, in relation to the reference mixture (without fibers ).

Resumo O presente trabalho visa discutir resultados de dois métodos de ensaio que avaliam propriedades da superfície de revestimentos de argamassa: resistência superficial à tração (RST) e esclerometria de pêndulo (que fornece o índice esclerométrico - IE), além de avaliar, complementarmente, a resistência de aderência à tração (RA). As variáveis estudadas foram: tipo de argamassa (preparada em obra e industrializada) e umidade do revestimento no instante do ensaio (4 teores). Para cada ensaio foram planejados no mínimo 45 determinações por situação analisada, totalizando 1411 resultados válidos, o que permitiu uma análise estatística consistente e uma discussão aprofundada dos métodos. Os ensaios RST e IE foram sensíveis, a um nível de confiança de 95%, para diferenciar argamassas de resistências distintas, ficando, portanto, credenciados para tal avaliação. O efeito mais significativo em todos os modelos estatísticos testados foi o tipo de argamassa. A variável condição de umidade do revestimento foi significativa somente para os resultados de RST e RA. Nesses casos, ensaios realizados com os revestimentos molhados ou saturados tendem a apresentar resultados de resistência muito mais baixos do que quando eles estão secos ao ar. Foi possível obter uma correlação significativa entre RST e RA, com um alto coeficiente de determinação.

Abstract The objective of this study is to discuss the results of two test methods used to evaluate rendering surface properties: the superficial tensile strength (STS) and the pendulum rebound hammer (which provides the rebound index - RI), besides evaluating, additionally, the tensile bond strength (BS). The studied variables were the type of mortar (job-site mortar and dry-mix mortar) and the render moisture at the time of testing (in four contents). For each test, a minimum of 45 determinations was planned per analyzed situation, totaling 1411 valid results, which allowed a consistent statistical analysis and an in-depth discussion of the methods. The STS and RI tests were sensitive at a 95% confidence level to differentiate mortars from different strengths and were therefore approved for this evaluation. The most significant effect in all statistical models tested was the type of mortar. The variable moisture condition of the render was significant only for the results of STS and BS. In such cases, tests performed with wet or saturated renders presented much lower strength results compared to those carried out with air- dried renders. It was possible to obtain a significant correlation between STS and BS, with a high coefficient of determination.

RESUMO Tem sido creditado à nanociência um destacado papel de prover pleno entendimento sobre o comportamento macroscópico dos materiais, por ser esse campo da ciência capaz de realizar estudos e perceber, com distinção, propriedades ou fenômenos físicos e químicos da matéria em escala nanométrica. A exploração do conhecimento da matéria em níveis tão ampliados demanda a utilização de técnicas aprimoradas de análise, surgidas principalmente nos últimos anos. Para o ramo dos materiais cimentícios, a Microscopia de Força Atômica (MFA) é tida em parte da literatura como a principal técnica voltada às análises e estudos no campo da nanociência. Contudo, para que funcione bem, a técnica demanda amostras altamente planas, o que se constitui um problema quando se trata de amostras de materiais cimentícios, de tendência naturalmente irregular e rugosa. Além disso, a técnica não realiza análise química da região varrida. Estas dificuldades são tratadas neste trabalho, que, como meta, procura contribuir com uma metodologia de preparo de amostras para análise no microscópio de força atômica (MFA), bem como visa estudar a associação das análises realizadas no MFA àquelas realizadas no microscópio eletrônico de varredura (MEV), mantendo-se as mesmas regiões varridas, com o intuito de verificar a possibilidade de identificação química no MEV das regiões analisadas no MFA. Para o estudo foram utilizadas pastas com e sem sílica ativa, almejando-se também obter as principais diferenças de uma e outra nas imagens obtidas por MFA. Considerou-se satisfatória a preparação de amostras para MFA, o que permitiu a identificação, em escala nanométrica, da estrutura mais densa e mais complexa das pastas com sílica ativa em comparação às pastas contendo apenas cimento Portland. O trabalho também contribui com a descrição teórica da técnica de MFA, produzindo um conteúdo importante de revisão da literatura sobre o princípio e a aplicação da técnica, além de suas potencialidades.

ABSTRACT It has been credited to nanoscience a prominent role of providing full understanding of the macroscopic behavior of materials, since this field of science is capable of conducting studies and distinguishing physical and chemical properties or phenomena of the matter in nanoscale. The exploitation of knowledge on such a large magnification of the matter requires the use of improved analytical techniques, which have arisen mainly in recent years. In the context of cementitious materials, Atomic Force Microscopy (AFM) is considered by the literature as one of the main techniques for analysis and studies in the field of nanoscience. However, to work well, the technique demands highly flat samples, which is a problem considering samples of cementitious materials, with a naturally irregular and rough tendency. In addition, the technique does not perform chemical analysis. These difficulties are dealt with in this work, which aims to contribute with a sample preparation for analysis in the atomic force microscope (AFM), as well as to study the association of the analyzes performed in the AFM to those carried out in the scanning electron microscope (SEM), with the same regions being scanned, in order to verify the possibility of chemical identification by means of SEM of the regions analyzed by AFM. For the study, cement pastes with and without silica fume were used, aiming also to obtain the main differences of one and another in the images obtained by AFM. The sample preparation for AFM was considered satisfactory, which allowed the nanoscale identification of the denser and more complex structure of the pastes with silica fume compared to pastes containing only portland cement. The work also contributes to the theoretical description of the AFM technique, producing an important content in terms of literature revision on the principle and application of the technique, besides its potentialities.

RESUMO O consumo de areias de britagem para produção de argamassas vem aumentando, uma vez que as jazidas de areia natural estão cada vez mais escassas e que a exploração dessa areia gera grande impacto ambiental. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho é verificar a influência do emprego de areias de britagem de diferentes origens e mineralogias nas propriedades de argamassas de revestimento no estado fresco. Com base em uma ampla caracterização de agregados originários de diferentes fontes litológicas, a pesquisa visou avaliar quais parâmetros da areia melhor explicam os comportamentos de consistência e de densidade de massa da argamassa. O estudo foi realizado com cinco areias, sendo uma areia natural e quatro de britagem oriundas de rochas de diferentes litologias (granito, dolomito, micaxisto e quartzito). Além da caracterização granulométrica e da determinação dos índices físicos das areias, foram realizadas análises morfoscópica e petrográfica, bem como a determinação do ângulo de atrito interno por meio do ensaio de cisalhamento direto. Para verificar o efeito das características das areias nas propriedades da argamassa no estado fresco, empregou-se uma mistura 1:1:6 (cimento:cal:areia, em volume), tendo-se realizados os ensaios de determinação do índice de consistência na mesa ABNT, penetração do cone e densidade de massa. As principais conclusões obtidas ressaltam que a porosidade (vazios entre partículas e grãos de areia) e a massa unitária da areia são os parâmetros que melhor se correlacionam com a consistência e a densidade de massa das argamassas, o que é explicado pela alteração imposta no volume de pasta das argamassas devido ao volume de vazios deixado pelos grãos das areias.

ABSTRACT The use of manufactured sands in the production of mortars has been increasing in the last years, since the natural sand deposits are becoming increasingly scarcers and the exploitation of sand generates high environmental impact. In this sense, the objective of this work is to verify the influence of manufactured sands from different origins and mineralogies on the properties of rendering mortars in the fresh state. Based on an extensive characterization of aggregates from different lithological sources, the research aimed to assess which sand parameters explain better the mortar behaviors of consistency and bulk density. The study was performed with five sands: one natural sand and four manufactured sands originated from rocks of different lithologies (granite, dolomite, mica-schist and quartzite). In addition to the particle size characterization and the determination of the physical indices of sands, a morphoscopic analysis and a petrographic analysis were also carried out as well as the determination of internal friction angle obtained from direct shear test, used for soils. To verify the interference of sand characteristics on the mortar properties in fresh state, it was employed a mix proportion 1: 1: 6 (Portland cement:lime:sand, by volume), and it was performed the tests to determine the consistency index in ABNT table (flow table), the cone penetration (ASTM) and the bulk density. The main conclusions point out that the porosity (voids among particles and sand grains) and the apparent dry density of sand are the best parameters to explain the variation of mortars consistency and bulk density. This is explained by the change imposed on the paste volume of mortars due to the voids volume left by the sand grains arrangement.

As fachadas dos edifícios estão expostas aos fenômenos climatológicos da região em que se localizam. A falta de adequada compreensão da interação entre os ciclos de temperatura e de umidade e os revestimentos de fachada favorece sua degradação. Nesse contexto, o monitoramento e o estudo do efeito desses aspectos físicos são importantes para a garantia da durabilidade das fachadas. Em outros países a termografia infravermelha vem sendo utilizada como técnica não destrutiva para a avaliação de problemas nas edificações. Nesse sentido, o presente trabalho tem como objetivo aplicar a termografia na avaliação de manifestações patológicas relacionadas à temperatura em revestimentos de fachadas. Para tanto, realizaram-se imagens utilizando um termovisor em diferentes horários do dia nas estações seca e chuvosa em uma edificação da cidade de Goiânia, GO. Aferiu-se também a temperatura superficial, em pontos das quatro orientações das fachadas. Por fim, mapearam-se as manifestações patológicas existentes com o auxílio de programa computacional. Como resultado, verificou-se que parte das fissuras levantadas foi visualizada nas imagens térmicas. Verificou-se, também, que o período seco e o horário da tarde provocaram maiores diferenças nas temperaturas superficiais, resultando em isotérmicas mais claras, o que possibilitou a obtenção de imagens que revelaram alguns dos problemas mapeados.

Building facades are exposed to the climatic phenomena of the region where they are located. The lack of adequate understanding of the interaction between temperature and humidity and the facade renderings contributes to their degradation. In this context, the monitoring and the study of the effects of these physical aspects are desirable in order to guarantee the durability of the facades. In other countries, infrared thermography is being used as a nondestructive technique to evaluate problems in buildings. This study focuses on the application of thermography in the evaluation of pathologies related to temperature in facade renderings of buildings in the city of Goiania, Brazil. In order to do that, thermal images were made using a thermal camera at different times of the day in the dry season and in the rainy season. In addition, the surface temperature in parts of the facades in the four directions was measured. Finally, the degradation of the facades was mapped with the aid of a computer program. The results demonstrated that some of the cracks mapped were shown in the thermal images. Also, significant differences in surface temperature were observed during the dry season and in the afternoon, resulting in clearer isothermals, making it possible to obtain images that revealed some of the problems mapped.