Resumo O projeto de durabilidade de estruturas de concreto tem ganhado crescente importância nos últimos anos, havendo a transição das especificações prescritivas às baseadas em desempenho. No contexto das abordagens de desempenho, é essencial avaliar e calibrar modelos de previsão de vida útil capazes de representar o fenômeno que desencadeia o processo de degradação. Este artigo visa discutir os principais conceitos relacionados à modelagem da vida útil de estruturas de concreto armado expostas a ambientes ricos em cloretos, considerando a aplicação de diferentes modelos de estimativa da penetração de cloretos no concreto. Através de uma análise numérica, diferenças paramétricas entre os modelos são evidenciadas, bem como são analisados os resultados, suas variabilidades e as condições de falha admitidas. Uma visão geral do atual cenário dos projetos de durabilidade de estruturas de concreto é apresentada. Aspectos associados ao conceito de vida útil característica, às definições de estados limites de durabilidade e suas respectivas probabilidades de falha admissíveis são discutidos.

Abstract Concrete durability design has received increasing importance recently, with specifications moving from prescriptive to performance based. In performance-based approaches, it is essential to evaluate and calibrate service life models capable of reliably representing the phenomenon that triggers the degradation process. This paper aims to discuss the main concepts related to the probabilistic service life modeling of reinforced concrete structures under chloride environments, considering the application of different prediction models. Through numerical analysis, parametric differences among chloride penetration models are evidenced, and the results, their variability, and the admitted failure conditions are analyzed. An overview of the current scenario of the durability design of concrete structures is presented. Aspects associated with characteristic service life, the definitions of durability limit states, and their respective target failure probabilities are discussed.

Resumo A realização de ensaios acelerados de determinação do coeficiente de difusão de cloretos no concreto é uma importante ferramenta na avaliação das características relacionadas à durabilidade do material e na previsão da vida útil das estruturas. Nesse sentido, este trabalho apresenta uma avaliação experimental de três metodologias normatizadas de determinação do coeficiente de difusão do concreto. Foram realizados os ensaios de migração iônica apresentados pela NT Build 492 e pela UNE 83987 e o ensaio de difusão regido pela ASTM C1556. Seis traços de concreto foram produzidos, sendo três com diferentes relações água/aglomerante (0,45, 0,55 e 0,65) e três com substituição de cimento por sílica ativa nos teores de 5, 10 e 20%. Os resultados indicam que o método normatizado pela NT Build 492 apresenta a melhor correlação com o ensaio de difusão, além de ser o que requer menor tempo de execução e apresentar menor coeficiente de variação dos resultados.

Abstract The performance of accelerated test methods to determine the chloride diffusion coefficient in concrete is an important tool in the evaluation of the durability-related properties of the material and in the service life prediction of structures. In this way, this paper presents an experimental assessment of three standardized test methods for determining chloride diffusion coefficient. The migration-based tests presented by NT Build 492 and UNE 83987 and the diffusion-based test presented by ASTM C1556 were carried out. Six concrete mixes were produced: three with different water/binder ratios (0.45, 0.55, and 0.65) and three with replacement of cement by silica fume in the levels of 5, 10, and 20%. The results indicate that the method standardized by NT Build 492 has the best correlation with the diffusion test, in addition to being the one that requires the shortest execution time and has the lowest coefficient of variation of the results.

RESUMO Recentemente muitas estruturas de concreto armado têm apresentado manifestações patológicas precocemente, tendo sua vida útil reduzida. Dentre essas manifestações, destaca-se a corrosão das armaduras desencadeada, principalmente, pela ação deletéria dos íons cloreto ou do dióxido de carbono. Em busca de alternativas que reduzam a penetração desses agentes no concreto, neste trabalho é avaliada a influência da substituição parcial de cimento Portland pelo resíduo gerado durante o beneficiamento de rochas ornamentais (RBRO). O resíduo utilizado foi caracterizado através de ensaios de massa específica, granulometria a laser, difração de raios X (DRX) e fluorescência de raios X por dispersão de energia (EDX). Foram produzidos concretos com substituição de cimento por RBRO nos teores de 5 %, 7,5 % e 10 % em relação à massa de cimento, além de um traço referência. Desses concretos foram avaliadas a resistência à compressão, a absorção de água por imersão e por capilaridade e a penetrabilidade de cloretos. Os resultados indicam que a substituição parcial de até 7,5 % de cimento por RBRO conduziu à obtenção de um material que apresenta comportamento similar ao concreto referência em aspectos como resistência mecânica, absorção de água e penetrabilidade de cloretos, proporcionando um uso sustentável a um resíduo que seria descartado no meio ambiente.

ABSTRACT Recently, many reinforced concrete structures have shown early pathological manifestations, reducing their service life. Among these manifestations, it is highlighted the reinforcement corrosion caused by the deleterious action of the chloride ions or carbon dioxide. Searching for alternatives to reduce the chloride penetration in concrete, this paper assesses the influence of the partial replacement of Portland cement by ornamental rock waste (ORW). The waste used was characterized by specific gravity, granulometric distribution, X-ray diffraction (XRD) and energy dispersive X-ray fluorescence (EDX). Concretes were produced with substitution of cement by ORW in the levels of 5 %, 7.5 % e 10 % by mass of cement. Of these concretes were evaluated the compressive strength, water absorption by immersion and by capillarity, and chloride penetrability. The results show that the partial replacement up to 7.5 % of cement by ORW led to obtaining a material with behavior similar to the reference concrete in aspects such as mechanical strength, water absorption, and chloride penetrability, providing a sustainable use to a waste that would be discarded in the environment.

RESUMO A problemática da durabilidade de estruturas de concreto armado inseridas em ambientes de severa agressividade se apresenta como uma das principais dificuldades enfrentadas pela cadeia da construção civil. Dos vários agentes capazes de degradar estas estruturas tem-se atenção especial aos íons cloreto capazes de causar a corrosão de armaduras, estes íons estão amplamente presentes em ambientes marinhos. Neste espectro, a estimativa de vida útil das estruturas de concreto armado se torna uma temática fundamental na avaliação da durabilidade de estruturas. Apesar de vários processos causarem penetração de cloretos no concreto tem-se praticamente como consenso que o mecanismo de difusão é o predominante, tendo-se como um modelo clássico de caracterização da penetração de cloretos a 2ª Lei da difusão de Fick. O processo de difusão iônica sofre forte influência do grau de saturação (GS) dos poros do concreto, está influencia incide diretamente sobre o coeficiente de difusão de cloretos (D). Ainda que se tenham desenvolvido metodologias de medição do GS elas se apresentam dispendiosas em tempo e recursos. Objetiva-se então apresentar estimativas do Grau de Saturação, baseadas nas condições ambientais de exposição da estrutura, e analisar a influência deste parâmetro na estimativa de vida útil de elementos estruturais de concreto armado sob a ótica da confiabilidade. São utilizados dados meteorológicos e de medição do GS de duas regiões litorâneas, sendo uma em Rio Grande, no sul do Brasil e outra em Santa Pola, sudeste da Espanha. Obtiveram-se modelos de estimativa do GS do concreto para cada situação pesquisada e também para ambos os ambientes em conjunto. Constatou-se então, através de uma abordagem probabilística, a forte influência do uso destes modelos na estimativa de vida útil de elementos de concreto armado.

ABSTRACT The problematic of the durability of reinforced concrete structures inserted in environments of severe aggressiveness is presented as one of the main difficulties faced by the civil construction chain. Of the various agents capable of degrading these structures, special attention is paid to chloride ions capable of causing corrosion of reinforcing steel, these ions are widely present in marine environments. In this sense, the estimated useful service life of reinforced concrete structures becomes a fundamental theme in the evaluation of the durability of concrete structures. Although several processes cause penetration of chlorides in the concrete, it is practically agreed that the diffusion mechanism is the predominant one, being Fick’s 2nd Law of diffusion a classic model for the characterization of chloride penetration into concrete. The ionic diffusion process is strongly influenced by the saturation degree (GS) of the pores in the concrete, it influences directly on the chloride diffusion coefficient (D). Although GS measurement methodologies have been developed, they are costly in time and resources. The objective of this study is to present estimates of GS, based on the environmental exposure conditions of the structure, and to analyze the influence of this parameter on the estimated useful service life of structural elements of reinforced concrete from the point of view of reliability. Meteorological and GS measurement data from two coastal regions are used, one in Rio Grande, in southern Brazil and the other in Santa Pola, southeast of Spain. Concrete GS estimation models were obtained for each studied situation and also for both environments together. It was verified, through a probabilistic approach, the strong influence of the use of these models in the estimation of useful service life of reinforced concrete structures.

RESUMO Conhecer o comportamento do concreto como material estrutural, quantificando com precisão suas propriedades, apresenta-se como uma tarefa fundamental de modo a garantir a confiabilidade das estruturas. Na medida em que se ampliam os controles das propriedades do material nas obras ao redor do mundo, crescem os casos de concretos não conformes. São definidos como concretos não conformes os materiais em que uma ou mais especificações de projeto não são cumpridas. Em geral, a questão da não conformidade recai sobre o não atendimento da resistência à compressão, uma vez que esta é a propriedade mais medida dentro do processo de controle. Dentre as possíveis causas do insucesso, surge a influência exercida pelos procedimentos de ensaio, incluindo neste as possíveis diferenças entre resultados oriundos de distintoslaboratórios. O presente trabalho expõe, com base nas análises apresentadas em MAGALHÃES et al. [1], a influência dos resultados do controle tecnológico do concreto oriundo de distintos locais, na avaliação da confiabilidade estrutural de pilares de edifícios usuais de concreto armado dimensionados de acordo com a norma ABNT NBR 6118 [2]. A capacidade resistente dos elementos estruturais é determinada através de um modelo computacional baseado no método dos elementos finitos. A segurança estrutural é avaliada através do valor do índice de confiabilidade determinado através do emprego de simulações de Monte Carlo. Os resultados mostram que diferentes locais de ensaio podem levar a elevadas variações na avaliação dos níveis de segurança estrutural.

ABSTRACT Knowing the behavior of concrete as a structural material, accurately quantifying its properties, presents itself as a major task to ensure the reliability of structures. As the control of material properties in the construction works increases around the world, the cases of non-compliant concrete are also growing. Materials in which one or more design specifications are not met are defined as non-compliant concrete. In general, the issue of non-compliance results from the non-fulfillment of the compressive strength, since this is the property most commonly tested within the control process. Among the possible causes of failure, there is the influence exerted by test procedures, including the possible differences between results coming from different laboratories. Based on the analysis presented in Magalhães et al. [1], the present work studies the influence of the results of concrete quality control coming from different test sites, on the evaluation of the structural reliability of columns of usual reinforced concrete buildings, designed according to the standard code NBR 6118 [2]. A computer model based on the finite element method determines the bearing capacity of the structural element. The structural safety is assessed by the value of the reliability index, which is calculated by means of Monte Carlo simulations. The results show that different test sites can lead to high variations in the evaluation of structural safety levels.