Numeric evaluation of the stiffness of log-concrete composite beams submitted the cyclical load

In this paper was evaluated, using the software ANSYS, the stiffness (El) of the log-concrete composite beams, of section T, with connectors formed by bonded-in steel rods, type CA-50, disposed in X, with application of cyclical load. The stiffness of the system was evaluated through the simulation of bending tests, considered 1/2 beam, with cyclical shipment varying among 40 % and 5 % of the strength of the connection with the load relationship R=0,125, for a total of 10 load cycles applied. The numeric results show a good agreement with experimental tests.

Non-linear analysis of reinforced concrete plates by the boundary element method and continuum damage mechanics

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Pore structure characterization of kaolin, metakaolin, and their acid-treated products using small-angle X-ray scattering

Pore structure of dealuminated kaolin and metakaolin was studied by small-angle X-ray scattering (SAXS). Both parent kaolin and metakaolin have about 10% of the total pore volume provided by globular pores with 105 Å mean pore size. Their surface area is about 14 m2/g. Acid dealumination of kaolin causes an increase of its globular pore volume without an appreciable change in the mean pore size, its surface area increasing up to about 90 m2/g. Acid dealumination of metakaolin enhances the globular pore volume, although there is generation of slit-shaped pores with a narrow thickness distribution whose mean value is 14 Å. This interlayer spacing causes an increase in surface area of about 190 m2/g by SAXS. © 1994.

Steel bars identification in reinforced concrete structures by using ANN and magnetic fields

This work proposes a methodology for non destructive testing (NDT) of reinforced concrete structures, using superficial magnetic fields and artificial neural networks, in order to identify the size and position of steel bars, embedded into the concrete. For the purposes of this paper, magnetic induction curves were obtained by using a finite element program. Perceptron Multilayered (PML) ANNs, with Levemberg-Marquardt training algorithm were used. The results presented very good agreement with the expect ones, encouraging the development of real systems based upon the proposed methodology.

Brazilian results on structural masonry concrete blocks

The purpose of this paper is to study the mechanical behavior of concrete blocks and prisms when performing axial compression tests within the Brazilian base of knowledge, intending to foment data of this kind for a world-based network. The blocks were built using five different mixtures in which the quantity of cement and the compacting ratio (density) were varied (during the fabrication process). The three-course-high prisms were assembled using 1 cm (0.39 in.) thick full-bedded joints, always trying to leave the mortar's characteristics constant. The axial compression tests were conducted according to Brazilian practice code recommendations, because most of these standards are very similar to international practice codes. The compressive strength, strains, and rupture form of each mixture studied were recorded. Attempts were made to correlate the strength, efficiency ratio (block strength/prism strength) of the prisms, strains, and rupture form; with the quantity of cement and compacting ratio. The data are presented in tables and figures, and the obtained results are discussed throughout the text. Copyright © 2007, American Concrete Institute. All rights reserved.

Estimate of concrete block texture using image analysis

The texture of concrete blocks is very important and is often the decisive factor when choosing a product, particularly if the building specifications call for high-strength blocks allied to low-cost finish, in which case exposed blocks with a closer texture are often preferred. Furthermore, a closer texture, especially for exteriors, may be a vital factor in ensuring the building's durability. At present, however, there is no standard to quantify the texture of a structural block. Further, when studying masonry blocks compressive strength should never be overlooked. This article discusses a procedure to produce concrete block textures with and without the addition of lime, but still to achieve the required compressive strength. The method used in this study, to evaluate texture, proved to be simpler and cheaper than methods reported by other authors in the literature. The addition of small quantities of lime proved beneficial for both texture and compressive strength. Increasing the amount of lime further, however, only improved texture.

Application of UTHSCSA-Image ToolTM to estimate concrete texture

The texture of concrete blocks is very important and is often the decisive factor when choosing a product, particularly if the building specifications does not dispense with the high resistance of the blocks, but has the purpose of reducing costs with finishing, therefore preferring exposed blocks with a closer texture. Furthermore, a closer texture, especially for exteriors,may be the vital factor of the building's pathology.However, there is so far no standard to quantify the texture of a structural block. This article proposes to apply the freely available UTHSCSA-Image ToolTM program developed by the University of Texas Health Science Center at San Antonio to evaluate the texture of masonry blocks. One aspect that should never be overlooked when studying masonry blocks is compressive strength. Therefore, this work also gets the compressive strength of the blocks with and without the addition of lime. The addition of small quantities of lime proved beneficial for both texture and compressive strength. However, increasing the amount of lime proved to be feasible only to improve texture. © 2012 Taylor & Francis Group.

Identification of steel bars immersed in reinforced concrete based on experimental results of eddy current testing and artificial neural network analysis

This paper presents an experimental research on the use of eddy current testing (ECT) and artificial neural networks (ANNs) in order to identify the gauge and position of steel bars immersed in concrete structures. The paper presents details of the ECT probe and concrete specimens constructed for the tests, and a study about the influence of the concrete on the values of measured voltages. After this, new measurements were done with a greater number of specimens, simulating a field condition and the results were used to generate training and validation vectors for multilayer perceptron ANNs. The results show a high percentage of correct identification with respect to both, the gauge of the bar and of the thickness of the concrete cover. © 2013 Copyright Taylor and Francis Group, LLC.

New approaches by highway agencies in dealing with road users

The context in which society develops has changed. The principles of democracy and human rights, in addition to the explosive development of communications, have encouraged citizens' desire for involvement in many areas which formerly had been the preserve of the State. This is also reflected in the attitudes of public utility customers, who are no longer prepared to accept mediocre service from the bodies responsible; on the contrary, they are increasingly putting pressure on those bodies, demanding better service in return for the charges they pay. Road agencies are no exception. They can no longer maintain their traditional isolation from the public and from users in areas such as decision-making or accountability for results achieved. Furthermore, it is no longer enough to provide road networks; these must be managed in such a way as to ensure improved levels of service, acceptable to users who are more and more demanding. This is why conventional styles of highway management have become unsatisfactory and new approaches are developing. There is a gradual increase in openness to the interests and views of users, who are increasingly considered as partners and participants in management. There are numerous examples in various countries, including those of Latin America, of this significant change; it is likely to cause a major transformation in the way in which public highways are managed. The innovations are recent, many of them still at the embryonic stage. A wide variety of concrete measures have been proposed or tried out. It is not yet possible to predict the size or scope of these changes, or which of them will ultimately become normal practice, but the changes have begun. The purpose of this article is to outline the principal changes which are being observed and the new outlook for road users.

Análise experimental de lajes lisas unidirecionais de concreto armado de alta resistência com metacaulim apoiadas em pilares retangulares e armadas à punção

Foram analisadas experimentalmente 10 (dez) lajes lisas de concreto dosado com metacaulim e concreto de alta resistência (fcc =60 MPa). submetidas a carregamento simétrico. objetivando analisar a influência da variação do índice de retangularidade dos pilares (CIII;{. mm = 1. 3 e 5) e de armaduras de cisa1harnento na resistência ao puncionamento das mesmas. As armaduras de cisalhamento foram constituídas por estribos abertos inclinados. As lajes tinham dimensões de (1.800 x 1.800 x 110) mm e as principais variáveis foram à variação do índice de retangularidade dos pilares e distribuição dos estribos inclinados em tomo dos mesmos. Analisou-se os resultados de cargas de ruptura. flechas. mapa de fissuração. ductilidade. deformações no concreto e nas armaduras de ftexão e cisalhamento, e os modos de ruptura atingidos. Os resultados experimentais foram comparados com os resultados estimados por diversas normas. São também apresentados os resultados obridos numericamente para as lajes ensaiadas e comparados com os resultados experimentais. Os resultados experimentais mostraram que o aumento do índice de retangularidade faz com que as forças cortantes se concentrem nas extremidades do pilar, o que sugere que nessa região as armaduras de combate ao pmtcionamento são mais solicitadas. Os estribos inclinados foram eficientes no aumento das cargas de ruptura e alteraram inclusive o modo de ruptura de algumas lajes. Observou-se ganhos de até 32% quando os estribos foram distribuídos em tomo das extremidades dos pilares. A baixa capacidade resistente à flexão limitou a resistência última.

Avaliação de sistemas de reparo para o problema de abrasão do concreto de superfícies úmidas em usinas hidrelétricas

A área de pesquisa em patologia das construções vem crescendo muito ultimamente, devido à degradação natural observada nos mais diversos tipos de edificações. Neste sentido, grande atenção vem sendo dispendida às estruturas de concreto de obras especiais como usinas hidrelétricas (UHEs) em virtude de sua complexidade e importância, tanto social quanto econômica. Uma das patologias que mais ocorrem nestas estruturas é a abrasão hidráulica do concreto, a qual pode levar a construção à ruína, em casos extremos. Este trabalho visa obter e analisar dados de vários materiais de reparo quanto à resistência à abrasão hidráulica e quanto aos seus respectivos sistemas de aderência. Dividiu-se a pesquisa em três grandes etapas: na primeira verificaria as características físicas e mecânicas dos materiais de reparo, a segunda analisaria a compatibilidade entre reparo e substrato através da aderência obtida no ensaio de compressão na junta diagonal e a terceira forneceria dados sobre a resistência à abrasão dos reparos através do ensaio ASTM C1138. Na primeira etapa foram realizados os ensaios de resistência à compressão axial e consistência dos concretos e argamassas utilizados como reparos profundos e superficiais para as idades de 3, 7 e 28 dias; Na segunda, aos 3 e 28 dias de idade, foram realizados os ensaios de aderência dos sistemas adesivos, abrangendo materiais cimentícios e à base de polímeros; Na última etapa foram utilizados os mesmos materiais de reparo da primeira: argamassas e concretos à base de cimento com e sem adição de pozolanas sílica ativa e metacaulim e argamassa à base de resina epóxi aos 3 e 28 dias. Como resultados, foram obtidas resistências à compressão axial entre 40 e 65 MPa para os materiais cimentícios aos 3 dias de idade e entre 60 e 80 MPa aos 28 dias, enquanto que para a argamassa epóxi a resistência foi de 20 MPa para ambas as idades. A consistência das argamassas foi tixotrópica, enquanto que a dos concretos foi bastante fluida. Quanto à aderência, realizou-se a aplicação dos adesivos em superfícies escarificadas, limpas e encharcadas, o que possibilitou uma expressiva vantagem dos adesivos à base de cimento e relação aos poliméricos, mesmo estes sendo indicados para colagem em substratos úmidos. Na etapa de abrasão dos reparos, utilizou-se uma nova metodologia de preparo dos substratos de concreto e posterior aplicação dos reparos, classificados em profundos ou superficiais. O reparo que apresentou maior resistência à abrasão foi o de argamassa epóxi. Não houve diferença estatística significativa entre os concretos sem adição e com adição de sílica ativa e metacaulim de alta reatividade. Em geral, o desgaste das argamassas, especialmente aos 3 dias, foi maior que o dos concretos, onde se verificou claramente a presença de dois estágios de taxa de desgaste em função da resistência à abrasão dos agregados graúdos. Assim, foi possível identificar diferentes estágios de desgaste para os concretos utilizados.

Caracterização dos resíduos cauliníticos das indústrias de mineração de caulim da Amazônia como matéria-prima para produção de pozolanas de alta reatividade

As regiões do Rio Capim e do Rio Jari são os principais distritos caulinitícos da Região Amazônica, detentores das maiores reservas brasileiras de caulim de alta qualidade para aplicações como cobertura de papel. O caulim é lavrado e beneficiado por três grandes companhias que são responsáveis pela geração de aproximadamente 500 mil de toneladas anuais de um resíduo decorrente da etapa de centrifugação. Esse resíduo, na forma de polpa, é depositado em lagoas de sedimentação que ocupam grandes extensões de áreas. O objetivo da pesquisa foi investigar as características físicas, químicas e mineralógicas dos resíduos processados da Região do Jari e do Capim, de modo a avaliar se atendem aos requisitos como matéria-prima para a produção de uma pozolana de alta reatividade, o metacaulim, adição mineral que incorporada ao cimento Portland proporciona alto desempenho às misturas de concreto e argamassas. Os resíduos foram caracterizados por difração de raios X, análise térmica, espectroscopia de infravermelho, microscopia eletrônica de varredura, fluorescência de raios X e difração a laser. Ambos os resíduos são constituídos por no mínimo 92% de caulinita de baixa granulometria, cujas áreas superficiais específicas são superiores a 8 m²/g e os diâmetros médios de partículas inferiores a 1 µm. Os teores de sílica livre (quartzo) não foram superiores a 3%. O alto grau de concentração de caulinita destes resíduos dispensa os rígidos parâmetros de controle de remoção de impurezas, normalmente empregados na produção deste tipo de pozolana. O caulim do Rio Jari, com quantidade de defeitos na estrutura cristalina superior ao da caulinita do Rio Capim, proporcinou maior grau de desidroxilação a uma temperatura mais baixa quando calcinado, indicando a possibilidade de redução de gastos com energia para a produção da adição mineral. Os resultados das análises foram convergentes e apontam ambos os caulins estudados como excelentes matérias-primas para a produção do metacaulim de alta reatividade.

Concretes with red mud coarse aggregates

Red mud (RM) is a mineral waste, residue of the Bayer process used to obtain alumina from bauxite. While the exploration of rolled pebble damages the environment and is much more controlled by the government, the huge RM disposal areas do not stop increasing and polluting soil, rivers and groundwater sources in Amazon. In this work, the material mixtures used to produce coarse aggregates presented up to 80% of RM, 30% of metakaolin and 30% of active silica as recycled waste. Several tests were carried out to determine the aggregates physical properties and to evaluate the mechanical performance of the concretes with the new aggregates, including hydraulic abrasion strength, and the results were compared to the reference ones, i.e. rolled pebble concretes. Additionally, the sintering process neutralizes any toxic substance as occur in some RM products like tiles and bricks, and these results have encouraged an industrial or semi-industrial production of RM aggregates for concretes.

Supercritical carbonation treatment on extruded fibre-cement reinforced with vegetable fibres

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Failure behavior modeling of slender reinforced concrete columns subjected to eccentric load

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)