Abstract The scarcity of high-purity limestone subjects the cement industry to consider alternative supplementary cementitious materials for cement production. This research aimed to investigate the mechanical properties and the hydration kinetics of cement pastes in the presence of high levels and different fineness of dolomite, especially the formation of thaumasite. A dolomite filler with 20% magnesium oxide, with average diameters of 10 µm, 6 µm and 4 µm was used as a partial replacement for Portland cement at 0%, 15% and 35% in cement pastes cured at 5 ºC and 20 ºC. The results of compressive strength showed similarities in all pastes analyzed, but the fineness of the dolomite showed a significant difference between the strengths obtained. The isothermal calorimetry indicated that the presence of dolomite had a nucleation and dilution effect. The thermogravimetry revealed that dependent of the substitution levels, the pastes with dolomite presented significant differences in the amount of ettringite and carbonate phases. The mineralogical analysis detected the presence of thaumasite only at the temperature of 20 ºC, which this mineral can also form at higher temperatures than those reported in the literature. Finally, we conclude positively about the possibility of using dolomite in cementitious matrices at levels up to 35%, regardless of fineness and curing temperature.

Resumo A escassez de calcário de alta pureza sujeita a indústria cimenteira a considerar materiais cimentícios suplementares alternativos para a produção de cimentos. Esta pesquisa buscou investigar a cinética de hidratação e as propriedades de pastas cimentícias na presença de elevados teores e diferentes finuras de dolomita, em especial à formação de taumasita. Adotou-se um fíler dolomítico com 20% de óxido de magnésio, de diâmetros médios de 10 µm, 6 µm e 4 µm como substituto parcial do cimento Portland nos teores 0%, 15% e 35% em pastas cimentícias curadas a 5 ºC e 20 ºC. Os resultados de resistência à compressão apresentaram semelhanças em todas as pastas analisadas, mas a finura da dolomita mostrou uma diferença significativa entre as médias de resistências obtidas. A calorimetria isotérmica apontou que a presença de dolomita apresentou efeito de nucleação e diluição. A termogravimetria revelou que dependente dos teores de substituição, as pastas com dolomita apresentaram diferenças significativas na quantidade de fases de etringita e carbonatos. A análise mineralógica detectou a presença de taumasita apenas na temperatura de 20 ºC, em que esse mineral também pode se formar em temperaturas mais elevadas do que as temperaturas relatadas na literatura. Por fim, conclui-se positivamente sobre a possibilidade de utilização de dolomita em matrizes cimentícias em teores de até 35%, independente da finura e da temperatura de cura.

Abstract Researchers must decide on how they will model the non-linear material response in a Finite Element simulation to assess seismic vulnerability. This paper aims at giving an insight into these modelling decisions by comparing Fiber and Lumped Plasticity Finite Element Models in static and dynamic non-linear analysis in a RC frame. The methodology is based on the performance-based earthquake engineering to determine the expected damage on structures. The results indicate that both models are in good agreement with the static analysis, and when considering Extensive and Complete Damage Limit States on the dynamic analysis. The choice between them depends on the main goals of the research and resources available, since they have a significant difference in processing time.

Resumo Pesquisadores devem decidir sobre como modelar a resposta não linear do material em uma simulação com Elementos Finitos para avaliar a vulnerabilidade sísmica. Esse trabalho pretende auxiliar nessa tomada de decisão ao comparar os modelos de Fibra e de Plasticidade Concentrada em Elementos Finitos em análises não lineares estáticas e dinâmicas de um pórtico em concreto armado. A metodologia é baseada na engenharia de desempenho sísmico (PBEE) para determinar o dano nas estruturas. Os resultados indicam que os dois modelos apresentam uma boa correspondência em uma análise estática, e ao considerar os Estados Limite de Dano Extensivo e Completo na análise dinâmica. A escolha entre os dois depende dos objetivos principais do pesquisador e dos recursos disponíveis, já que eles apresentam uma significativa diferença no tempo de processamento.

Resumo A utilização de subprodutos e materiais recicláveis na produção de concreto tornou-se uma alternativa interessante para mitigar os impactos ambientais, principalmente os gerados pela construção civil, desde que suas propriedades mecânicas e de durabilidade não comprometam precocemente a vida útil das estruturas. A resistência do concreto à penetração de agentes nocivos, tais como íons cloreto, é uma propriedade importante, pois se correlaciona diretamente com o desempenho, integridade e durabilidade das estruturas de concreto armado. Este estudo avaliou o desempenho de quatro misturas de concreto moldadas para classe de agressividade III da NBR 6118 [1] produzidas com 8% de substituição parcial de cimento Portland por sílica ativa, resíduo de produção metalúrgica, e com 30% de substituição parcial de agregados miúdos naturais por agregado miúdo reciclado de resíduo de concreto fresco, obtido do processo de produção de concreto em caminhões betoneira. Aos 28 dias de idade, as amostras foram submetidas aos testes capilaridade, resistência mecânica e de migração de cloretos, este, conforme preconiza a norma NT BUILD 492 [2]. De maneira geral, os resultados indicaram que as substituições propostas melhoraram as propriedades mecânicas e a resistência à penetração do íon cloreto, principalmente quando se utilizou a incorporação de sílica ativa.

Abstract The use of by-products and recyclable materials in the production of concrete has become an interesting alternative to mitigate environmental impacts, especially those generated by the construction industry, as long as their mechanical and durability properties do not early compromise the service life of the structures. The resistance of concrete to the penetration of harmful agents, such as chloride ions, is an important property since it directly correlates with the performance, integrity, and durability of reinforced concrete structures. This study evaluate four concrete mixes were cast for aggressiveness class III of NBR 6118 [1] produced with 8% of partial replacement of Portland cement with silica fume, resulting of metallurgical production, and with 30% partial replacement of natural fine aggregates by recycled fine aggregate from fresh concrete waste, obtained from the concrete production process in concrete mixer trucks. At 28 days of age, the specimen was submitted to capillarity, mechanical resistance and chloride migration tests, according to the NT BUILD 492 standard [2]. In general, the results indicated that the proposed replacements improved mechanical properties and chloride ion penetration resistance, mainly with the incorporation of silica fume.

Resumo A reação álcali-agregado é um fenômeno expansivo e deletério que afeta estruturas de concreto em todo o mundo. Ela ocorre quando existe uma composição quimicamente susceptível de componentes do concreto, e é particularmente pronunciada em ambientes inerentemente úmidos. Este fenômeno é exacerbado em estruturas de concreto-massa, como represas e fundações. Anteriormente a deformação volumétrica das reações álcali-agregado era tida como quase constante, entretanto, avanços recentes mostraram que esta é, de fato, afetada pela distribuição das tensões volumétricas. Portanto, este comportamento demanda uma atualização nos modelos numéricos que foram desenvolvidos para simular a expansão anisotrópica induzida pela RAA. Este artigo lida com o modelo termo-quimo-mecânico de Saouma e Perotti, o qual foi aplicado em maneira puramente mecânica, e atualizado para uma deformação volumétrica variável. Uma simulação do experimento que que trouxe uma nova luz sobre a variação da deformação volumétrica foi então empreendida com o pacote do método de elementos finitos COMSOL. Como resultado, erros significativamente menores nas deformações preditas foram obtidos pelo modelo atualizado, em comparação com o modelo original, e, consequentemente, o novo modelo posta-se como uma simulação mais acurada da expansão devida à RAA.

Abstract Alkali-silica reaction (ASR) is a deleterious expansion phenomenon affecting concrete structures worldwide. It occurs when a susceptible chemical composition of concrete components is present, and it is particularly rampant in inherently humid environments. This phenomenon is exacerbated when found in mass concrete structures such as dams and foundations. The amount of volumetric ASR strain used to be deemed as nearly constant, however, recent advances have shown that it is actually affected by the distribution of volumetric stresses. Therefore, this behavior demands an update in the numerical models that have been devised to simulate the anisotropic ASR-driven expansion. This paper deals with Saouma & Perotti’s thermo-chemo-mechanical coupled model, which has been applied in a solely mechanical manner, and updated to account for a varying volumetric strain. A simulation of the experiment that shed new light on the variation of ASR volumetric strain was then carried out with the finite element method package COMSOL. As a result, significantly smaller errors in predicted strains were attained by the updated model in comparison to the original one, and consequently, the new model poses a promising tool for a more accurate simulation of ASR expansion.

Abstract The mechanical degradation of concrete structures is a phenomenon dependent on the material heterogeneity observed at mesoscale. As the mechanical degradation is a localized phenomenon, structural members and structures may be simulated using the concurrent multiscale analysis technique. Thus, only the most critical regions are modeled in mesoscale, reducing the computational cost compared to the simulation of the entire structure at this scale. This work presents two contributions in concurrent multiscale analysis. The first contribution introduces an alternative representation of the mesoscale interfacial transition zone (ITZ) of the concrete together with a strategy that allows modeling particles (coarse aggregates) without degrees of freedom. The resulting ITZ representation allows the simulation of more realistic discrete cracks in concrete modeling. The second contribution uses particle-like elements without degrees of freedom as coupling elements to model non-matching meshes between different media. The proposed coupling technique does not add degrees of freedom and does not use penalty or Lagrange Multipliers methods. Experimental and numerical results are used in order to validate the proposed multiscale formulation regarding concrete specimen simulations.

Resumo A degradação mecânica de estruturas de concreto é um fenômeno dependente da heterogeneidade do material observada em mesoescala. Como a degradação mecânica é um fenômeno localizado, elementos estruturais e estruturas podem ser simulados usando a técnica de análise multiescala concorrente. Assim, apenas as regiões mais críticas são modeladas em mesoescala, reduzindo o custo computacional em comparação com a simulação de toda a estrutura nessa escala. Este trabalho apresenta duas contribuições para a estratégia de análise multiescala concorrente. A primeira contribuição apresenta uma representação alternativa da zona de transição interfacial da mesoescala (ITZ) do concreto juntamente com uma estratégia que permite modelar partículas (agregados graúdos) sem graus de liberdade. A representação da ITZ resultante permite a modelagem de fissuras discretas mais realistas na simulação de concreto. A segunda contribuição usa elementos semelhantes a agregados sem graus de liberdade como elementos de acoplamento para modelar malhas não conformes entre diferentes meios. A técnica de acoplamento proposta não adiciona graus de liberdade e não utiliza métodos de penalização ou multiplicadores de Lagrange. Resultados experimentais e numéricos são usados para validar a formulação multiescala proposta aplicada em simulações de amostras de concreto.

Abstract Alternatives to conventional Portland cement with a more sustainable appeal are increasingly recurrent. Among these are the Limestone Calcined Clay (LC3) systems, characterized by high replacement percentages of Portland clinker by calcined clay and limestone, materials widely available worldwide. A complete understanding of the rheological behavior of LC3 systems is necessary for the practical application of this type of cement to be consolidated. Furthermore, although not yet investigated, the incorporation of nanomaterials stands out as a promising alternative for accelerating reactions and enhancing the mechanical performance of these systems at early ages. This study investigated the incorporation of carbon nanotubes (CNT) contents from 0.05 to 0.125% in an LC3 system through rotational rheometry, isothermal calorimetry, compressive strength at 7 and 28 days, and X-ray diffraction. Although the CNT incorporation increased the dynamic yield stress and equivalent viscosity of the LC3 pastes, the content of 0.1 wt.% slightly increased and anticipated the occurrence of the main peak of the aluminates. Increases of up to 13.5% in compressive strength at 7 and 28 days of hydration were observed for a CNT content of 0.1 wt.%.

Resumo Alternativas ao cimento Portland convencional com apelo mais sustentável são cada vez mais recorrentes. Entre elas estão os sistemas Limestone Calcined Clay (LC3), caracterizados por altos percentuais de substituição do clínquer Portland por argila calcinada e calcário, materiais amplamente disponíveis em todo o mundo. Um completo entendimento do comportamento reológico dos sistemas LC3 é necessário para que a aplicação prática deste tipo de cimento seja consolidada. Além disso, embora ainda não investigada, a incorporação de nanomateriais se destaca como uma alternativa promissora para acelerar reações e melhorar o desempenho mecânico desses sistemas em idades precoces. Este estudo investigou a incorporação de teores de nanotubos de carbono (CNT) de 0,05 a 0,125% em um sistema LC3 por meio de reometria rotacional, calorimetria isotérmica, resistência à compressão aos 7 e 28 dias e difração de raios-X. Embora a incorporação de CNT tenha aumentado a tensão de escoamento e a viscosidade equivalente das pastas LC3, o teor de 0,1% aumentou ligeiramente e antecipou a ocorrência do pico principal dos aluminatos. Aumentos de até 13,5% na resistência à compressão aos 7 e 28 dias de hidratação foram observados para um teor de CNT de 0,1% em massa.

Abstract Replacing limestone filler by waste marble dust is one of the paths to explore, at a regional level, to stimulate circularity and reduce environmental burdens of ornamental stone processing. This study investigated six blended cements which combined supplementary cementitious materials (SCMs) and limestone filler or waste marble dust, with a clinker factor of 50%. Compressive strength was determined at 3, 7, 28 and 91 days and evaluated based on the criteria standardized in ABNT NBR 16697:2018. The cementing efficiency at 7 and 28 days of the set of mineral admixtures used and greenhouse gas (GHG) emissions intensity of each cement were also calculated. The synergy between the combinations reduced the clinker factor and cement GHG emissions, whilst preserving the mechanical performance required by the construction market.

Resumo A substituição de filer calcário por resíduo de serragem de mármore é uma das alternativas, em escala regional, para estimular a circularidade e reduzir os impactos ambientais do beneficiamento de rochas ornamentais. Este artigo investigou seis cimentos compostos a partir da combinação de materiais cimentícios suplementares, filer calcário ou resíduo de serragem de mármore, com um fator clínquer de 50%. A resistência à compressão foi avaliada nas idades de 3, 7, 28 e 91 dias, com base nos critérios da ABNT NBR 16697:2018. A eficiência cimentícia foi determinada aos 7 e 28 dias de idade e a intensidade de emissões de gases de efeito estufa (GEE) de cada cimento também foi calculada. A sinergia entre as adições minerais possibilitou a redução do fator clínquer e das emissões de gases de efeito estufa dos cimentos estudados, ao mesmo tempo em que assegurou o atendimento de exigências de desempenho mecânico do mercado de construção.

Abstract This work assesses the flexural reliability of compact sections and full-interaction steel-concrete composite beams designed according to NBR 8800:2008. Reliability indexes are obtained for different grades of concrete, slab heights, and load combination. The results show a lower level of safety in situations where live loads are predominant in the load combination. A partial safety factors calibration procedure is also proposed based on a target reliability index βT = 3.5. It is shown that the calibrated partial safety factors reduce the variability of reliability indexes in the proposed design situations.

Resumo Este trabalho avalia a confiabilidade à flexão de vigas mistas aço-concreto com seção compacta e interação completa dimensionadas conforme prescrições da NBR 8800:2008. Os índices de confiabilidade são obtidos para diferentes classes de concreto, alturas de mesa comprimida e combinações de ações. Os resultados obtidos indicam um nível de segurança inferior nas situações em que as ações acidentais predominam na combinação de ações. Propõe-se também a calibração dos coeficientes parciais de ponderação com base em um índice de confiabilidade alvo βT = 3.5. É evidenciado que os coeficientes parciais de ponderação calibrados reduzem a variabilidade dos índices de confiabilidade nas situações de projeto analisadas.

Abstract Design loads for parking garages should be reviewed every few years due to changes in fleet characteristics and the impact of design loads on carbon emissions by the built environment. Specifically for Brazil, the authors are unaware of existing studies to justify the design values and corresponding exceedance probabilities stated in NBR 6120:2019 - Design Loads for Structures. In this paper, a simplified probabilistic model for live loads in parking garages is presented. A set of updated statistics characterizing the gross curb weight of the fleet in circulation was obtained based on technical specifications and sales reports between 2003 and 2022. These statistics and the probabilistic load model are employed to derive the equivalent uniform design load corresponding to a 30% probability of being exceeded in 50 years, according to the definition stated in NBR 6120:2019 and NBR 8681:2003. The results provide support for a significant reduction of the current design load for light-duty vehicle parking garages, from the current 3.0 kN/m2 to at least 2.5 kN/m2. Such a reduction has a significant impact on new building construction costs and carbon emissions and would not compromise the structural safety of parking garages built in Brazil.

Resumo Cargas de projeto para garagens devem ser periodicamente revisadas em função de mudanças nas características da frota de veículos, bem como devido ao impacto nas emissões de carbono do ambiente construído. Especificamente no caso do Brasil, os autores desconhecem estudos que justifiquem os valores de projeto e as probabilidades de excedência preconizados na NBR 6120:2019 - Ações para o cálculo de estruturas de edificações. Neste artigo, um modelo estocástico simplificado para cargas variáveis em garagens e estacionamentos é apresentado. Com base nas especificações técnicas dos veículos e em dados de vendas entre 2003 e 2022, foram obtidas estatísticas para caracterizar os pesos operacionais da frota de veículos em circulação. Estas estatísticas e o modelo probabilístico são utilizados para obter a carga uniforme equivalente que corresponde à probabilidade de 30% de ser ultrapassada em 50 anos, conforme a definição da NBR 6120:2019. Os resultados obtidos fornecem suporte para uma redução na carga de projeto para garagens, dos atuais 3.0 kN/m2 para pelo menos 2.5 kN/m2. Tal redução teria um impacto significativo no custo de novos edifícios-garagem/estacionamentos subterrâneos, bem como nas emissões de carbono, sem comprometer a segurança destas estruturas.

Abstract Compaction is a fundamental step in pervious concrete production and affects its mechanical and hydraulic properties. In this study, two pervious concrete mixtures were compacted with three different energies, distributed in two and three layers. The effects on porosity, mechanical strength and hydraulic conductivity were evaluated. The increase in compaction energy resulted in a proportional reduction in porosity. Increases in compressive strength from 17 to 36% were observed. However, permeability reduced proportionally, with decreases of 0.2 to 0.4 cm/s. The three-layer compaction resulted in a more homogeneous vertical distribution of porosity when compared to the two-layer compaction. Although the aggregate/cement ratio was the most influential parameter, the compaction energy should also be considered in the pervious concrete mixture design. While increasing the compaction energy enhances the mechanical strength of pervious concrete, excessive compaction may cause the fracture of the coarse aggregate, reducing its mechanical and hydraulic performance. Thus, for each mixture an optimum compaction energy can be defined to maximize the performance of pervious concrete.

Resumo A compactação é uma etapa fundamental na produção do concreto permeável e afeta suas propriedades mecânicas e hidráulicas. Neste estudo, duas misturas de concreto permeável foram compactadas com três níveis de energia, distribuídas em duas e três camadas. O efeito na porosidade, resistência mecânica e condutividade hidráulica foi analisado. O aumento da energia de compactação resultou em uma redução proporcional da porosidade. Consequentemente, um aumento da resistência à compressão de 17 a 36% foi observado. No entanto, a permeabilidade reduziu proporcionalmente, com perdas de 0,2 a 0,4 cm/s. A compactação do concreto em três camadas resultou em um perfil de distribuição vertical da porosidade mais homogêneo quando comparado à compactação em duas camadas. Embora a relação agregado/cimento tenha sido o parâmetro mais influente, a energia de compactação também deve ser levada em consideração na dosagem do concreto permeável. Embora o aumento da energia de compactação melhore a resistência mecânica do concreto permeável, a compactação excessiva pode causar a fratura do agregado graúdo, reduzindo o seu desempenho mecânico e hidráulico. Dessa forma, para cada mistura uma energia de compactação ótima pode ser definida para maximizar o desempenho do material.

Abstract The use of carbon nanotubes in cementitious materials improves the mechanical properties of these composites and increases their compressive and flexural strength. The main objective of this study was to evaluate the technical feasibility of reducing the Portland cement content by using functionalized multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) in mortar samples, using mechanical properties as parameters (compressive strength, flexural strength and modulus of elasticity). Experimental results allowed us to conclude that the addition of MWCNT in 0.1% by weight of Portland cement, to the mortar samples allowed a reduction of the Portland cement content by up to 10%, while the water/cement ratio remained unchanged without affecting the mechanical behavior.

Resumo A utilização de nanotubos de carbono em materiais cimentícios melhora as propriedades mecânicas destes compósitos, aumentando a sua resistência à compressão e à flexão. O principal objetivo deste estudo foi avaliar a viabilidade técnica da redução do teor de cimento Portland através da utilização de nanotubos de carbono de paredes múltiplas funcionalizados (MWCNT) em amostras de argamassa, utilizando como parâmetros as propriedades mecânicas (resistência à compressão, resistência à flexão e módulo de elasticidade). Os resultados experimentais permitiram concluir que a adição de MWCNT em 0,1% em peso de cimento Portland, às amostras de argamassa, permitiu uma redução do teor de cimento Portland em até 10%, mantendo-se inalterada a relação água/cimento, sem afetar o comportamento mecânico.

Abstract Evaluating the effects of nanomaterials in cementitious systems is paramount to projecting high-performance construction materials. However, the synthesis of some nanomaterials on a large scale and their toxicity may limit their application. In this context, nanofibrillated cellulose (NFC), a biodegradable and natural material stand out. Thus, this paper aims to study the influence of NFC on the fresh, hardened properties (compressive and flexural strengths) and mineralogy of cementitious systems. The results indicated that incorporating up 0.075 wt.% to CNF reduced the spread of cement pastes by up to 14.0%. A CNF content of 0.025 wt.% increased the 28-d compressive and flexural strengths by 22.0% and 25.0%, respectively, compared to the control sample. The X-ray diffraction (XRD) results indicate that higher NFC contents (>0.025 wt.%) resulted in lower intensity portlandite peaks after 7 days, which may show a lower hydration degree, especially concerning the plain cement paste. These results suggest that the NFC can affect the hydration of cementitious matrices at early ages; however, it did not significantly affect the hydration degree after 28 days of hydration.

Resumo Avaliar os efeitos dos nanomateriais em sistemas cimentícios é fundamental para projetar materiais de construção de alto desempenho. No entanto, alguns nanomateriais tem a sua aplicação limitada à toxicidade e síntese em larga escala. Nesse contexto, destaca-se a celulose nanofibrilada (NFC), um material biodegradável e natural. Assim, este trabalho tem como objetivo estudar a influência do NFC nas propriedades no estado fresco, endurecido (resistências à compressão e à flexão) e mineralogia de sistemas cimentícios. Os resultados indicaram que a incorporação de até 0,075% em massa da CNF reduziu o espalhamento das pastas de cimento em até 14,0%. Um teor de CNF de 0,025% em massa aumentou as resistências à compressão e a flexão de 28 dias em 22,0% e 25,0%, respectivamente, em comparação com as amostras de controle. Os resultados da difração de raios-X (DRX) indicaram que maiores teores de CNF (>2,5%) resultaram em picos de portlandita de menor intensidade após 7 dias, o que pode indicar um menor grau de hidratação, principalmente em relação à pasta de cimento de referência. Esses resultados sugerem que a NFC pode afetar a hidratação de matrizes cimentícias em idades precoces; entretanto, não afetou significativamente o grau de hidratação após 28 dias de hidratação.

Abstract Grout is a material usually applied to enhance the mechanical properties of structural masonry. As such, the demand for grout has been growing parallel to the demand for structural masonry. Without guidelines for grout mixing design, these products are often prepared on-site based on the same concepts used for preparing ordinary Portland cement-based concretes. Several grout properties still need to be investigated and understood due to this mixing-design approach, and consequently, the production of ecoefficient grouts is a secondary priority. Due to these obstacles, there is a demand for technical-scientific studies to aid with developing grout design guidelines. This work evaluates the rheological and hardened properties of grout compositions that simulate in-field conditions to show the inadequacy of the mixing design method and a way to understand this lack in the technology. The research investigates how the changes in the water-to-cement ratio, to increase the strength, would affect the fresh and hardened state properties of grouts for structural masonry. The grout’s mixing was done in a rheometer which made it possible to determine the rheological behaviour and parameters during mixing and under different shear conditions. Compressive strength, porosity, and air-permeability were evaluated in the hardened state. The results showed that compositions with more cement content does not necessarily reflect enhanced mechanical properties since the differences were not statistically significant, because other variables were also changed. The research findings suggest that the design method used in practice may not be appropriate and potentially result in the waste of cementitious materials and no-eco-friendly compositions.

Resumo O graute é um material normalmente aplicado para melhorar as propriedades mecânicas da alvenaria estrutural. Assim, a demanda pela utilização do grautes vem crescendo paralelamente à demanda por alvenaria estrutural. Sem diretrizes específicas para dosagem, esses produtos geralmente são preparados no local com base nos mesmos conceitos para preparo de concretos comuns. Várias propriedades do graute ainda precisam ser investigadas e compreendidas como ineficiência dos parâmetros de dosagem, resultando na produção de grautes não ecoeficientes. Desta forma, existe uma demanda por estudos técnico-científicos que auxiliem no desenvolvimento de diretrizes para dosagens de grautes. Este trabalho avalia as propriedades reológicas e do endurecidas de composições de grautes que simulam condições de campo para mostrar a inadequação do método de dosagem, demonstrando uma maneira de entender essa lacuna na tecnologia. A pesquisa investiga como as mudanças na relação água/cimento, para aumentar trabalhabilidade, afetariam as propriedades de estado fresco e endurecido de grautes para alvenaria estrutural. A mistura dos grautes foi realizada em um reômetro que permitiu determinar o comportamento e os parâmetros reológicos durante a mistura e em diferentes condições de cisalhamento. A resistência à compressão, a porosidade e a permeabilidade ao ar foram as propriedades avaliadas no estado endurecido. Os resultados mostraram que composições com maior teor de cimento não necessariamente refletiram propriedades mecânicas melhores, uma vez que não houve alterações estatística, pois outras variáveis também foram alteradas. Os resultados da pesquisa sugerem que o método de projeto usado em obra pode não ser apropriado o que pode resultar no desperdício de materiais cimentícios e composições não ecoeficientes.

Abstract Composite steel decking concrete slabs are an important structural member in building construction. Research on its thermal behavior should be developed to understand its fire performance. In this paper, a comparison of the temperature distribution in the cross-section of steel decking concrete slabs subjected to fire is made through three different procedures: (a) standardized analytical, (b) experimental and (c) numerical. The analytical method was the one proposed in NBR 14323 standard. The experimental tests corresponding to eight real-scale fire tests on composite slabs carried out by the authors. The numerical tests were done for the same configurations of the experimental tests and used the FEA software Abaqus. Steel decking temperatures obtained with NBR 14323 methodologies showed good convergence with the experimental and numerical ones. The same was not observed for the concrete, positive and negative rebar.

Resumo As lajes mistas de aço e concreto (steel deck) trata-se de um importante elemento construtivo de edifícios estruturados. Pesquisas sobre o seu comportamento em altas temperaturas devem ser conduzidas para compreender o seu desempenho ao incêndio. Neste estudo, comparou-se a distribuição de temperatura na seção transversal (isotermas) destas lajes através de três procedimentos: (a) analítico, (b) experimental e (c) numérico. O procedimento analítico é o proposto pela norma NBR 14323. Os testes experimentais correspondem a oito protótipos de lajes ensaiados em escala real pelos autores. A parte numérica foi feita com a mesma configuração da experimental usando o método dos elementos finitos com o software Abaqus. No caso das temperaturas médias da chapa do deck metálico, notou-se convergência entre as obtidas pelo procedimento analítico da NBR 14323 e os resultados experimentais e numéricos. O mesmo não ocorreu para as isotermas do concreto, bem como armaduras positivas e negativas.

Resumo A confiabilidade de pilares de concreto armado (CA) em situação de incêndio é investigada neste artigo combinando os Métodos Geral, de Equilíbrio e da Isoterma a 500 ° C. O Método de Monte Carlo (MC) e o Método de Confiabilidade de Primeira Ordem (FORM) são usados em um estudo paramétrico sobre a segurança das colunas. Os pilares em situação de flexo-compressão oblíqua são analisados por um algoritmo que considera as não linearidades físicas e geométricas. As cargas permanentes e acidentais, resistências do material aço e concreto, geometria da seção, erro de modelo e temperatura estão entre as variáveis aleatórias levadas em consideração. Os resultados indicam que o aumento do cobrimento pode reduzir drasticamente a probabilidade de falha final.

Abstract The reliability of reinforced concrete (RC) columns in a fire situation is investigated in this paper by combining the General, Equilibrium, and Isotherm at 500 ° C Methods. The well-known Monte Carlo (MC) and the First Order Reliability Method (FORM) are used in a parametric study for the column’s safety. The columns, in a biaxial bending-compression situations, are analyzed by an algorithm that takes into consideration physical and geometric nonlinearities. The dead and live load actions, steel and concrete material strengths, section geometry, model error, and temperature are among the random variables taken into consideration. The findings indicate that increasing the cover can dramatically reduce the probability of failure.