Influência do confinamento na resistência e ductilidade de pilares curtos de concreto de ultra alta resistência submetidos à compressão centrada

Neste estudo foram analisados experimentalmente o comportamento de 24 pilares curtos de Concreto de Ultra Alta Resistência - CUAR, confinados por armaduras helicoidais, avaliando especificamente os acréscimos de resistência e ductilidade obtidos com diferentes níveis de pressão lateral de confinamento. Na etapa experimental foram realizados ensaios de pilares curtos de CUAR com as seguintes características: - seção circular de 7,2 cm de diâmetro e comprimento de 23 cm, e quatro níveis de resistência à compressão do concreto sendo eles, 165, 175, 200 e 229 MPa, dosados sem e com adição de fibras metálicas; - diferentes espaçamentos das armaduras helicoidais, de modo que fossem obtidas situações com baixo, médio e alto índice de confinamento e taxa de armadura longitudinal fixa. Os ensaios de compressão centrada foram realizados com controle de deslocamento, de modo que foram obtidas as curvas força x deslocamento completas. Constatou-se que a seção resistente dos pilares de CUAR é a formada pelo núcleo de concreto confinado, área delimitada pelo eixo da armadura transversal. Observou-se que o CUAR com fibras metálicas apresenta maior deformação do núcleo de concreto confinado em relação ao núcleo de concreto confinado de CUAR sem adição de fibras metálicas, indicando dessa forma, que os pilares de CUAR com fibras metálicas apresentam comportamento mais dúctil. Para as situações de alto confinamento foram gerados ao concreto do núcleo confinado significativos acréscimos de resistência e deformação axial, aumentando a resistência do concreto confinado em relação a resistência do concreto não confinado em: 82,26%, 75,34%, 90,46% e 70,51%, respectivamente, e as deformações axiais do concreto confinado em relação a deformação axial do concreto não confinado em: 433%, 474%, 647% e 550%. Finalmente, acredita-se que os resultados obtidos poderão trazer subsídios para aplicações futuras desta técnica de confinamento na construção de novos elementos estruturais e no reforço de pilares submetidos a elevados níveis de solicitação axial.

Comprimento efetivo de colunas de aço em pórticos deslocáveis

Dentro da prática de verificação e projeto de estruturas metálicas, o cálculo de instabilidade exerce papel importante, já que o aço, por sua elevada resistência, incentiva o uso de colunas significativamente esbeltas. É comum na verificação da instabilidade de pórticos metálicos de andares múltiplos a utilização do conhecido fator K, que define, para a coluna, um comprimento efetivo. Tal fator é usualmente obtido em ábacos construídos a partir de duas hipóteses distintas para o mecanismo de instabilidade: a de flambagem por deslocamento lateral do andar e a de flambagem com esse deslocamento impedido. Essa divisão, e os modelos usualmente utilizados para tratá-la, se mostram incompletos para o caso de pórticos que se distanciem das hipóteses simplificadoras adotadas, e podem induzir a confusões e mal-entendido no uso do fator K. Neste trabalho, serão mostrados modelos alternativos para a determinação desse fator, buscando-se maior generalidade, assim como tentativas de esclarecer algumas possíveis ambiguidades no seu uso; além disso, esses modelos serão aplicados a alguns exemplos particulares. Como complemento ao trabalho, foi criado um programa de computador para determinar deslocamentos e esforços em segunda ordem para esse tipo de edificação, assim como ábacos alternativos. Os resultados obtidos nos exemplos serão contrastados com os fornecidos pelo programa e pelos ábacos.

Análise teórica-experimental de perfis de aço formados a frio devido à instabilidade por distorção na flexão

Apresenta-se neste trabalho um estudo teórico-experimental sobre a instabilidade de perfis formados a frio submetidos à flexão. A instabilidade distorcional se faz comum na presença de tensões de compressão atuando sobre perfis enrijecidos e fabricados com aços de elevada resistência mecânica. A parte teórica abrange os métodos de cálculo analíticos e numéricos para a análise de instabilidade distorcional de perfis de seção aberta formados a frio. Na parte experimental inclui-se o estudo de perfis formados a frio com seções do tipo U enrijecidos submetidos aos ensaios à flexão. Nestes ensaios variou-se a altura de alma e espessura de chapa procurando-se abranger maior número de condições geométricas para análise da estabilidade distorcional. Inclui-se também a análise de instabilidade numérica dos perfis do programa experimental através do método de resistência direta via método das faixas finitas. Com base nos resultados experimentais, numéricos e na análise teórica do problema, verificou-se o procedimento adotado pela NBR14762/2001 e efetuou-se comparação entre curvas de resistência propostas para o dimensionamento de perfis formados a frio à flexão. Foi verificado que o fenômeno de instabilidade distorcional pode ser o estado limite último crítico para o dimensionamento dos perfis formados a frio.

Influência do tempo de imersão em solução aquosa contendo H2S sobre a tenacidade de tubo API 5L X65 sour avaliada a partir de ensaio Charpy

Com o decorrer dos anos o consumo de petróleo e seus derivados aumentou significativamente e com isso houve a necessidade de se investir em pesquisas para descobertas de novas jazidas de petróleo como o pré-sal. Porém, não apenas a localização dessas jazidas deve ser estudada, mas, também, sua forma de exploração. Essa exploração e extração, na maioria das vezes, se dão em ambientes altamente corrosivos e o transporte do produto extraído é realizado através de tubulações de aço de alta resistência e baixa liga (ARBL). Aços ARBL expostos a ambientes contendo H2S e CO2 (sour gas) sofrem corrosão generalizada que promovem a entrada de hidrogênio atômico no metal, podendo diminuir sua tenacidade e causar falha induzida pela presença de hidrogênio (Hydrogen Induced Cracking HIC), gerando falhas graves no material. Tais falhas podem ser desastrosas para o meio ambiente e para a sociedade. O objetivo deste trabalho é estudar a tenacidade, utilizando ensaio Charpy, de um tubo API 5L X65 sour após diferentes tempos de imersão em uma solução saturada com H2S. O eletrólito empregado foi a solução A (ácido acético contendo cloreto de sódio) da norma NACE TM0284 (2011), fazendo-se desaeração com injeção de N2, seguida de injeções de H2S. Os materiais foram submetidos a: ensaios de resistência a HIC segundo a norma NACE TM0284 (2011) e exames em microscópio óptico e eletrônico de varredura para caracterização microestrutural, de inclusões e trincas. As amostras foram submetidas a imersão em solução A durante 96h e 360h, sendo que, após doze dias do término da imersão, foram realizados os ensaios Charpy e exames fractográficos. Foram aplicados dois métodos: o de energia absorvida e o da expansão lateral, conforme recomendações da norma ASTM E23 (2012). As curvas obtidas, em função da temperatura de impacto, foram ajustadas pelo método da tangente hiperbólica. Esses procedimentos foram realizados nas duas seções do tubo (transversal e longitudinal) e permitiram a obtenção dos seguintes parâmetros: energias absorvidas e expansão lateral nos patamares superior e inferior e temperaturas de transição dúctil-frágil (TTDF) em suas diferentes definições, ou seja, TTDFEA, TTDFEA-DN, TTDFEA-FN, TTDFEL, TTDFEL-DN e TTDFEL-FN (identificação no item Lista de Abreviaturas e Siglas). No exame fractográfico observou-se que o material comportou-se conforme o previsto, ou seja, em temperaturas mais altas ocorreu fratura dúctil, em temperaturas próximas a TTDF obteve-se fratura mista e nas temperaturas mais baixas observou-se o aparecimento de fratura frágil. Os resultados mostraram que quanto maior o tempo de imersão na solução A, menor é a energia absorvida e a expansão lateral no patamar superior, o que pode ser explicado pelo (esperado) aumento do teor de hidrogênio em solução sólida com o tempo de imersão. Por sua vez, os resultados mostraram que há tendência à diminuição da temperatura de transição dúctil-frágil com o aumento do tempo de imersão, particularmente, as TTDFEA-DN e TTDFEL-DN das duas seções do tubo (longitudinal e transversal). Esse comportamento controverso, que pode ser denominado de tenacificação com o decorrer do tempo de imersão na solução A, foi explicado pelo aparecimento de trincas secundárias durante o impacto (Charpy). Isso indica uma limitação do ensaio Charpy para a avaliação precisa de materiais hidrogenados.

Procedimento de avaliação de integridade estrutural de juntas soldadas circunferenciais em tubulações submarinas rígidas submetidas à flexão.

A demanda crescente por energia tem motivado a procura por petróleo e gás natural em ambientes com condições extremas, como operações em águas profundas e o transporte de fluídos corrosivos. Avanços tecnológicos recentes favorecem o uso de tubos de aço contendo uma camada interna resistente a corrosão (comumente chamados de Lined ou Clad Pipes) para o transporte de tais fluidos agressivos. Além disso, as tubulações submarinas são sujeitas a condições de instalação muito severas e, um caso de interesse, é o procedimento de reeling que permite com que a fabricação e inspeção da tubulação seja feita em terra. Apesar de possuir vantagens econômicas, a avaliação da integridade estrutural e especificação dos tamanhos toleráveis de trinca em juntas soldadas, nestas condições, torna-se uma tarefa complexa, devido a natureza dissimilar dos materiais e ao grande nível de deformação plástica no processo. Dessa maneira, este trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de um procedimento de avaliação de forças motrizes elasto-plásticas em tubos contendo juntas soldadas circunferenciais sujeitos a flexão, para uma extensa gama de configurações geométricas. Dois métodos distintos foram desenvolvidos e analisados: a metodologia EPRI e o procedimento que utiliza a curva de tensão vs. deformação equivalente. As análises numéricas 3D fornecem os parâmetros de fratura necessários para a resolução do problema e a acurácia dos procedimentos é verificada a partir de estudos de casos e análises paramétricas.

Análisis experimental de la pérdida de adherencia hormigón-acero en hormigones sometidos a altas temperaturas

En el conjunto de materiales de construcción habituales en la edificación y las obras de ingeniería, el hormigón destaca entre otras razones por su excelente comportamiento frente a las altas temperaturas y la exposición al fuego. El presente estudio se centra en la adherencia residual entre el hormigón y las barras de acero corrugado soldable tras exponer probetas a altas temperaturas y enfriarlas hasta temperatura ambiente por convección natural. El estudio incluye hormigones de resistencia convencional, hormigones de alta resistencia y hormigones reforzados con fibras de polipropileno y fibras de acero. La adherencia hormigón-acero se ha medido mediante el conocido ensayo de pull-out. La campaña experimental también ha incluido la resistencia a compresión y la resistencia a tracción indirecta. Parte de las probetas se han ensayado a 28 días de edad a temperatura ambiente. A 60 días de edad se han repetido los ensayos a temperatura ambiente y se han realizado esos mismos ensayos en probetas calentadas en un horno industrial hasta tres rangos de temperatura: 450°C, 650°C y 825°C. Previo al proceso de calentamiento han sido sometidas durante 3 horas a un escalón de secado a 120°C. Mediante la metodología propuesta ha sido posible caracterizar la evolución de la pérdida de adherencia residual entre el acero y el hormigón conforme se exponen los especímenes a temperaturas más elevadas. La adición de fibras no tiene una influencia clara en la adherencia a temperatura ambiente. Sin embargo, sí se ha conseguido determinar una mejora sustancial de la adherencia residual en los hormigones, reforzados con fibras de acero sometidos a altas temperaturas.

Computer-based guidelines for concrete pavements.

"February 2005."

Computer-based guidelines for concrete pavements.

"February 2005."

Slow binocular rivalry in bipolar disorder

Background. The rate of binocular rivalry has been reported to be slower in subjects with bipolar disorder than in controls when tested with drifting, vertical and horizontal gratings of high spatial frequency. Method. Here we assess the rate of binocular rivalry with stationary, vertical and horizontal gratings of low spatial frequency in 30 subjects with bipolar disorder, 30 age- and sex-matched controls, 18 subjects with schizophrenia and 18 subjects with major depression. Along with rivalry rate, the predominance of each of the rivaling images was assessed, as was the distribution of normalized rivalry intervals. Results. The bipolar group demonstrated significantly slower rivalry than the control, schizophrenia and major depression groups. The schizophrenia and major depression groups did not differ significantly from the control group. Predominance values did not differ according to diagnosis and the distribution of normalized rivalry intervals was well described by a gamma function in all groups. Conclusions. The results provide further evidence that binocular rivalry is slow in bipolar disorder and demonstrate that rivalry predominance and the distribution of normalized rivalry intervals are not abnormal in bipolar disorder. It is also shown by comparison with previous work, that high strength stimuli more effectively distinguish bipolar from control subjects than low strength stimuli. The data on schizophrenia and major depression suggest the need for large-scale specificity trials. Further study is also required to assess genetic and pathophysiological factors as well as the potential effects of state, medication, and clinical and biological subtypes.

Stress corrosion cracking and hydrogen embrittlement of an Al-Zn-Mg-Cu alloy

The age hardening, stress corrosion cracking (SCC) and hydrogen embrittlement (HE) of an Al-Zn-Mg-Cu 7175 alloy were investigated experimentally. There were two peak-aged states during ageing. For ageing at 413 K, the strength of the second peak-aged state was slightly higher than that of the first one, whereas the SCC susceptibility was lower, indicating that it is possible to heat treat 7175 to high strength and simultaneously to have high SCC resistance. The SCC susceptibility increased with increasing Mg segregation at the grain boundaries. Hydrogen embrittlement (HE) increased with increased hydrogen charging and decreased with increasing ageing time for the same hydrogen charging conditions. Computer simulations were carried out of (a) the Mg grain boundary segregation using the embedded atom method and (b) the effect of Mg and H segregation on the grain boundary strength using a quasi-chemical approach. The simulations showed that (a) Mg grain boundary segregation in Al-Zn-Mg-Cu alloys is spontaneous, (b) Mg segregation decreases the grain boundary strength, and (c) H embrittles the grain boundary more seriously than does Mg. Therefore, the SCC mechanism of Al-Zn-Mg Cu alloys is attributed to the combination of HE and Mg segregation induced grain boundary embrittlement. (C) 2004 Acta Materialia Inc. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Use of stable-isotope probing, full-cycle rRNA analysis, and fluorescence in situ hybridization-microautoradiography to study a methanol-fed denitrifying microbial community

A denitrifying microbial consortium was enriched in an anoxically operated, methanol-fed sequencing batch reactor (SBR) fed with a mineral salts medium containing methanol as the sole carbon source and nitrate as the electron acceptor. The SBR was inoculated with sludge from a biological nutrient removal activated sludge plant exhibiting good denitrification. The SBR denitrification rate improved from less than 0.02 mg of NO3-.N mg of mixed-liquor volatile suspended solids (MLVSS)(-1) h(-1) to a steady-state value of 0.06 mg of NO3-.N mg of MLVSS-1 h(-1) over a 7-month operational period. At this time, the enriched microbial community was subjected to stable-isotope probing (SIP) with [C-13] methanol to biomark the DNA of the denitrifiers. The extracted [C-13]DNA and [C-12]DNA from the SIP experiment were separately subjected to full-cycle rRNA analysis. The dominant 16S rRNA gene phylotype (group A clones) in the [C-13]DNA clone library was closely related to those of the obligate methylotrophs Methylobacillus and Methylophilus in the order Methylophilales of the Betaproteobacteria (96 to 97% sequence identities), while the most abundant clone groups in the [C-12]DNA clone library mostly belonged to the family Saprospiraceae in the Bacteroidetes phylum. Oligonucleotide probes for use in fluorescence in situ hybridization (FISH) were designed to specifically target the group A clones and Methylophilales (probes DEN67 and MET1216, respectively) and the Saprospiraceae clones (probe SAP553). Application of these probes to the SBR biomass over the enrichment period demonstrated a strong correlation between the level of SBR denitrification and relative abundance of DEN67-targeted bacteria in the SBR community. By contrast, there was no correlation between the denitrification rate and the relative abundances of the well-known denitrifying genera Hyphomicrobium and Paracoccus or the Saprospiraceae clones visualized by FISH in the SBR biomass. FISH combined with microautoradiography independently confirmed that the DEN67-targeted cells were the dominant bacterial group capable of anoxic [C-14] methanol uptake in the enriched biomass. The well-known denitrification lag period in the methanol-fed SBR was shown to coincide with a lag phase in growth of the DEN67-targeted denitrifying population. We conclude that Methylophilales bacteria are the dominant denitrifiers in our SBR system and likely are important denitrifiers in full-scale methanol-fed denitrifying sludges.

Service performance of engineering materials

Corrosion research by Atrens and co-workers has made significant contributions to the understanding of the service performance of engineering materials. This includes: (1) elucidated corrosion mechanisms of Mg alloys, stainless steels and Cu alloys, (2) developed an improved understanding of passivity in stainless steels and binary alloys such as Fe-Cr, Ni-Cr, Co-Cr, Fe-Ti, and Fe-Si, (3) developed an improved understanding of the melt spinning of Cu alloys, and (4) elucidated mechanisms of environment assisted fracture (EAF) of steels and Zr alloys. This paper summarises contributions in the following: (1) intergranular stress corrosion cracking of pipeline steels, (2) atmospheric corrosion and patination of Cu, (3) corrosion of Mg alloys, and (4) transgranular stress corrosion cracking of rock bolts.

A critical review of the stress corrosion cracking (SCC) of magnesium alloys

This review aims to provide a foundation for the safe and effective use of magnesium (Mg) alloys, including practical guidelines for the service use of Mg alloys in the atmosphere and/or in contact with aqueous solutions. This is to provide support for the rapidly increasing use of Mg in industrial applications, particularly in the automobile industry. These guidelines should be firmly based on a critical analysis of our knowledge of SCC based on (1) service experience, (2) laboratory testing and (3) understanding of the mechanism of SCC, as well as based on an understanding of the Mg corrosion mechanism.

Formation and mechanical properties of Mg65Cu25Er10 and Mg65Cu15Ag10Er10 bulk amorphous alloys

Mg65Cu25Er10 and Mg65Cu15Ag10Er10 bulk amorphous alloys were produced by a copper mould casting method. The alloys have high glass-forming ability and good thermal stability. The maximum diameter of glass formation (D-c), glass transition temperature (T-g), crystallization onset temperature (T-x), temperature interval of the supercooled region (Delta T-x), melting temperature (T-m), liquidus temperature (T-1) as well as heats of crystallization (Delta H-x) and melting (Delta H-m) are reported for these alloys. Both alloys exhibit high hardness and high strength at room temperature. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Investigation of an acetate-fed denitrifying microbial community by stable isotope probing, full-cycle rRNA analysis, and fluorescent in situ hybridization-microautoradiography

The acetate-utilizing microbial consortium in a full-scale activated sludge process was investigated without prior enrichment using stable isotope probing (SIP). [C-13]acetate was used in SIP to label the DNA of the denitrifiers. The [C-13]DNA fraction that was extracted was subjected to a full-cycle rRNA analysis. The dominant 16S rRNA gene phylotypes in the C-13 library were closely related to the bacterial families Comamonadaceae and Rhodocyclaceae in the class Betaproteobacteria. Seven oligonucleotide probes for use in fluorescent in situ hybridization (FISH) were designed to specifically target these clones. Application of these probes to the sludge of a continuously fed denitrifying sequencing batch reactor (CFDSBR) operated for 16 days revealed that there was a significant positive correlation between the CFDSBR denitrification rate and the relative abundance of all probe-targeted bacteria in the CFDSBR community. FISH-microautoradiography demonstrated that the DEN581 and DEN124 probe-targeted cells that dominated the CFDSBR were capable of taking Up [C-14] acetate under anoxic conditions. Initially, DEN444 and DEN1454 probe-targeted bacteria also dominated the CFDSBR biomass, but eventually DEN581 and DEN124 probe-targeted bacteria were the dominant bacterial groups. All probe-targeted bacteria assessed in this study were denitrifiers capable of utilizing acetate as a source of carbon. The rapid increase in the number of organisms positively correlated with the immediate increase in denitrification rates observed by plant operators when acetate is used as an external source of carbon to enhance denitrification. We suggest that the impact of bacteria on activated sludge subjected to intermittent acetate supplementation should be assessed prior to the widespread use of acetate in the waste-water industry to enhance denitrification.