Abstract For the understanding of the shear behavior of steel fiber reinforced concrete beams without stirrups (shear reinforcement), beams were experimentally studied employing bending tests. The analyzed parameters were two classes of compressive strength (30 MPa and 45 MPa) and three dosages of fibers (40 kg/m³, 60 kg/m³ and 80 kg/m³), in addition to the reference trace. An analytical comparison of the experimental results with calculation models from normative regulations and scientific papers was studied to predict the failure force of the beams. The results showed gains in the ultimate shear strength provided by steel fibers, evidencing their great potential against shear stress. The failure mode of the beams was not altered for the dosages of fibers and compressive strength classes studied. However, higher load and deformation capacity was evidenced with an increasing number of fibers and f c . The model from Brazilian regulation NBR 16935 (ABNT, 2021a) showed excellent results in predicting the failure force of the beams in group C30.

Resumo Para o entendimento do comportamento ao cisalhamento de vigas de concreto reforçadas com fibras de aço e sem a utilização de estribos, foram estudadas experimentalmente vigas por meio de ensaios de flexão. Os parâmetros analisados foram duas classes deresistência à compressão (30MPa e 45MPa) e três quantidades de fibras (40kg/m³, 60kg/m³ e 80kg/m³), além de um traço de referência. Uma comparação analítica dos resultados experimentais com modelos de cálculos de regulamentações normativas e de trabalhos científicos foi estudada para a previsão da força de ruína das vigas. Os resultados experimentais demonstraram ganhos na resistência última ao cisalhamento proporcionado pelas fibras de aço, evidenciando seu grande potencial frente ao esforço de cisalhamento. O modo de ruína das vigas não foi alterado para as quantidades de fibras e classes de resistência estudadas. Porém, maior capacidade de carga e de deformação foi evidenciada com o aumento da quantidade de fibras e do fck. O modelo da norma brasileira NBR 16935 (ABNT, 2021a) mostrou excelente resultado na previsão da força de ruína das vigas do grupo C30.

RESUMO O concreto é um material com elevada frequência de utilização em construções brasileiras e em edificações de países ao redor do mundo. Fatores como os custos reduzidos dos materiais, elevado volume de pesquisa e resistência elevada, colaboram para a grande utilização do concreto como material de construção. Entretanto, o concreto tem baixa resistência à tração, fissura facilmente e apresenta pequena capacidade de deformação. O concreto reforçado com fibras (CRF) foi desenvolvido na década de 60 e é um material que apresenta uma boa resposta mecânica em termos de resistência residual após a fissuração da matriz e consequentemente um comportamento mais dúctil do que o concreto sem fibras. Entretanto, o efeito da adição de fibras no concreto restringe-se somente a fase pós-fissuração do processo de carregamento. As fibras não tem efeito no comportamento que antecede a carga de pico. Avanços recentes em nanotecnologia têm possibilitado a produção de nanopartículas, em especial, nanotubos de carbono. Tratam-se de nanopartículas que podem ser utilizadas como reforço da matriz cimentícia para atuar ao nível de sua nanoestrutura. A pesquisa proposta estuda o comportamento de concretos contendo a incorporação de nanotubos de carbono e também de concretos reforçados com fibras de aço (CRFA) juntamente com a adição de nanotubos de carbono. A pesquisa tem o objetivo de avaliar melhorias na resposta dos concretos e dos CRFA, a partir da incorporação das nanopartículas de carbono. Foram realizados ensaios de compressão e de flexão em três pontos em corpos de prova prismáticos entalhados. Foi constatado que os nanotubos de carbono permitem reduzir a absorção de água e melhorar a mobilidade das misturas (de concreto e de CRFA) no estado fresco. Também foram observados aumentos, na resistência à compressão axial e resistências flexionais dos materiais concreto e CRFA quando da adição de nanotubos de carbono.

ABSTRACT Concrete is a material with a high frequency of use in Brazilian constructions and in buildings in countries around the world. Factors such as reduced material costs, high research volume and high resistance, contributed to the wide use of concrete as a building material. However, concrete has low tensile strength, cracking easily and has a low deformation capacity. Fiber reinforced concrete (FRC) was developed in the 1960s and is a material that presents a good mechanical response in terms of residual strength after cracking of the matrix and consequently a more ductile behavior than concrete without fibers. The effect of adding fibers to the concrete is restricted only to the post-cracking phase of the loading process. The fibers have no effect on the behavior that precedes the peak load. Recent advances in nanotechnology have enable the production of nanoparticles, in particular, carbon nanotubes. The nanoparticles can be used to reinforce the cement matrix to act at the level of its nanostructure. The proposed research studies the behavior of concretes containing the incorporation of carbon nanotubes and also of steel fiber reinforced concrete (SFRC) with the addition of carbon nanotubes. The research aims to evaluate improvements in the response of concretes and SFRC, based on the incorporation of carbon nanoparticles. Compression and flexural tests were performed on notched prismatic specimens. It has been found that nanotubes reduce the absorption of water and improve the mobility of mixtures (concrete and SFRC) in the fresh state. Increases in axial compression strength and flexural strengths of concrete and SFRC materials were also observed when adding carbono nanotubes.

RESUMO A resistência à compressão do concreto e seu módulo de elasticidade são propriedades mecânicas de fundamental importância no projeto de novas estruturas. Para o caso ainda de estruturas já existentes que, porventura tenham a necessidade de serem reforçadas, as estimativas das propriedades do concreto existente são necessárias para o cálculo da capacidade de carga do elemento estrutural. A presente pesquisa tem como objetivo apresentar parâmetros para a estimava das propriedades mecânicas do concreto (resistência à Compressão e módulo de Elasticidade) por meio de ensaio não-destrutivos (END) e estabelecimento de curvas de correlação em concretos com resistência nominal classes C20 a C50. Para a elaboração das curvas fez-se uso de três métodos não destrutivos, entre eles, o ensaio de velocidade de propagação de onda ultrassônica (VPU), índice esclerométrico (IE) e o ensaio de resposta acústica (RA). Para estimar as propriedades de resistência (fc) e módulo (Ec) foram desenvolvidas curvas de correlação simples, IE x fc e VPU x fc e múltiplas VPU x IE x fc. A partir da correlação múltipla foram elaboradas curvas de Iso-resistência conforme a metodologia denominada SonReb. Para a estimativa do módulo de Elasticidade estático (Ec), fez-se um estudo de correlação com módulo dinâmico (Ed). Os resultados demonstram que há relação entre os módulos, bem como a influência da resistência à compressão do concreto na determinação do módulo de elasticidade dinâmico. A estimativa das propriedades do concreto por meio de curvas de correlação apresentou resultados satisfatórios, onde, as equações analíticas apresentaram margem de erro menores do que 10%.

ABSTRACT The compressive strength of concrete and its modulus of elasticity are mechanical properties of fundamental importance in the design of new structures. For the case of existing structures that may need to be reformed, such as capturing existing concrete properties, they will be considered for the calculation of the load capacity of the structural element. The present research aims to present configurations for estimating concrete mechanical properties (compressive strength and modulus of elasticity) by means of non-destructive techniques (NTDs) and establishing correlation analyzes in concrete with nominal strength classes C20 to C50. For the elaboration of the test for the use of three non-destructive techniques, among them, the ultrasonic pulse velocity test (UPV), the rebound number (RN) and the acoustic response test (RA). In order to estimate compressive strength (fc) and modulus (Ec), simple correlation forms were, RN x fc and UPV x fc and multiple UPV x RN x fc. From the selected correlation, ISO-strength curves were drawn up, according to a methodology called SonReb. To calculate the static elastic modulus (Ed), he did a correlation study with the dynamic modulus (Ed). The results demonstrate that there is a relationship between, as well as the influence of the compressive strength of the concrete in determining the dynamic elastic modulus. An estimate of the properties of the concrete by means of correlation curves presents satisfactory results, where, as analytical equations, it found a smaller margin of error less than 10%.

Pesquisas sobre materiais e técnicas de construção que considerem o contexto atual de preservação do meio ambiente e de desenvolvimento socioeconômico regional sustentável estão cada vez ganhando mais espaço na sociedade. Nesse aspecto, cita-se o caso das misturas de cimento ao solo para fins de emprego como material de construção. O presente trabalho tem por objetivo geral avaliar o solo da região do Arenito Caiuá do Noroeste do Paraná com vistas a sua incorporação com o cimento para produção de tijolos de solo-cimento. O efeito da substituição parcial do cimento pela cinza do bagaço da cana-de-açúcar na resistência à compressão dos tijolos e na capacidade de absorção de água também é avaliado no presente trabalho. Foram produzidos tijolos vazados de solo-cimento e de solo-cimento-cinza segundo as prescrições da NBR 10833 (ABNT, 2012a), e a propriedade mecânica de resistência a compressão simples e a capacidade de absorção de água foram determinadas segundo a NBR 8492 (ABNT, 1994). As condições exigíveis para esses parâmetros, considerando-se a aplicação de tais tijolos à execução de alvenaria sem função estrutural, são avaliadas com base nas prescrições da NBR 8491 (ABNT, 2012b). Os resultados indicam que o solo da região do Arenito Caiuá pode ser utilizado como matéria-prima para a fabricação de tijolos de solo-cimento.

Research studies on materials and construction techniques that consider the current context of environmental preservation and regional sustainable socioeconomic development are increasingly gaining more space in society. In this respect, the use of mixed cement and soil for the production of construction materials must be pointed out. The main objective of this research work is to evaluate the soil of Caiuá Arenite Region in the northwest of the State of Parana, with the aim of using it for producing ecological soil-cement bricks. The effect of adding ash bagasse from sugar cane in the strength compression of bricks was also assessed in this investigation. Soil-cement hollow bricks were produced in accordance with the requirements of NBR 10833 (ABNT, 2012a) standard, and the compressive strength was evaluated according to NBR 8492 (ABNT, 1994) standard. The conditions required for those parameters in to application of such bricks for the non-structural masonry were evaluated based on the requirements of NBR 8491 (ABNT, 2012b). The results indicated that the soil from the Caiuá Arenite Region can be effectively used as raw material for the manufacture of soil-cement bricks.