Influence of compressive loading on chloride ingress through concrete

Chloride-induced corrosion of steel in concrete is one of most important durability and safety concern for reinforced concrete structures. To study chloride ingress into concrete is thus very important. However, most of the researchers focus on the studying chloride ingress through concrete samples without any loading. In reality concrete structures are subjected to different kinds of loads and therefore studying the effect of such loads on chloride transport is critical. In this work, 28 different concrete mixes were subjected to three levels of compressive load (0%, 50% and 75% of compressive failure load – f) for 24 hours. Further to unloading, these samples were subjected to non-steady state chloride diffusion test as per NT Build 443. The results were compared against the diffusion coefficient obtained for concrete samples that had no previous loading. D value for concretes subjected to 75% f showed a significant increase compared to 0% loading condition, but the increase was insignificant for 50% f. The results indicate that the influence of concrete mixes variables on D is more significant than that of loading level. Surface chloride concentration also increased with the loading level, which might be due to the increased concrete surface area caused by micro cracking.

Finite element modelling of composite structures under crushing load

This paper details the theory and implementation of a composite damage model, addressing damage within a ply (intralaminar) and delamination (interlaminar), for the simulation of crushing of laminated composite structures. It includes a more accurate determination of the characteristic length to achieve mesh objectivity in capturing intralaminar damage consisting of matrix cracking and fibre failure, a load-history dependent material response, an isotropic hardening nonlinear matrix response, as well as a more physically-based interactive matrix-dominated damage mechanism. The developed damage model requires a set of material parameters obtained from a combination of standard and non-standard material characterisation tests. The fidelity of the model mitigates the need to manipulate, or "calibrate", the input data to achieve good agreement with experimental results. The intralaminar damage model was implemented as a VUMAT subroutine, and used in conjunction with an existing interlaminar damage model, in Abaqus/Explicit. This approach was validated through the simulation of the crushing of a cross-ply composite tube with a tulip-shaped trigger, loaded in uniaxial compression. Despite the complexity of the chosen geometry, excellent correlation was achieved with experimental results.

Finite element modeling of debonding failures in FRP-strengthened RC beams: A dynamic approach

This paper is concerned with the finite element simulation of debonding failures in FRP-strengthened concrete beams. A key challenge for such simulations is that common solution techniques such as the Newton-Raphson method and the arc-length method often fail to converge. This paper examines the effectiveness of using a dynamic analysis approach in such FE simulations, in which debonding failure is treated as a dynamic problem and solved using an appropriate time integration method. Numerical results are presented to show that an appropriate dynamic approach effectively overcomes the convergence problem and provides accurate predictions of test results.

Compressive behavior of steel fiber reinforced recycled aggregate concrete after exposure to elevated temperatures

For sustainability considerations, the use of recycled aggregate in concrete has attracted many interests in the research community. One of the main concerns for using such concrete in buildings is its spalling in fire. This may be alleviated by adding steel fibers to form steel fiber reinforced recycled aggregate concrete (SFRAC). This paper presents an experimental investigation into the compressive properties of SFRAC cylinders after exposure to elevated temperatures, including the compressive strength, Young's modulus (stiffness), stress-strain curve and energy absorption capacity (toughness). The effects of two parameters, namely steel fiber volume content (0%, 0.5%, 1%, 1.5%) and temperature (room temperature, 200 °C, 400 °C and 600 °C) on the compressive mechanical properties of concrete were investigated. The test results show that both compressive strength and stiffness of the concrete are significantly reduced after exposure to high temperatures. The addition of steel fibers is helpful in preventing spalling, and significantly improves the ductility and the cracking behavior of recycled aggregate concrete (RAC) after exposure to high temperatures, which is favorable for the application of RAC in building construction.

A bond model for DEM simulation of cementitious materials and deformable structures

There is an increasing use of the discrete element method (DEM) to study cemented (e.g. concrete and rocks) and sintered particulate materials. The chief advantage of the DEM over continuum based techniques is that it does not make assumptions about how cracking and fragmentation initiate and propagate, since the DEM system is naturally discontinuous. The ability for the DEM to produce a realistic representation of a cemented granular material depends largely on the implementation of an inter-particle bonded contact model. This paper presents a new bonded contact model based on the Timoshenko beam theory which considers axial, shear and bending behaviour of the bond. The bond model was first verified by simulating both the bending and dynamic response of a simply supported beam. The loading response of a concrete cylinder was then investigated and compared with the Eurocode equation prediction. The results show significant potential for the new model to produce satisfactory predictions for cementitious materials. A unique feature of this model is that it can also be used to accurately represent many deformable structures such as frames and shells, so that both particles and structures or deformable boundaries can be described in the same DEM framework. 

Experimental study on PC hollow-core slab strengthened with bamboo plates

An experimental study on strengthening prestressed concrete (PC) hollow-core slabs was conducted. Nine PC hollow-core slabs were tested, including three unstrengthened reference slabs and six slabs strengthened with bamboo plates. The results show that compared with unreinforced slabs, the cracking loads of PC hollow-core slabs strengthened with bamboo plates increase by 5% to 96% (with an average of 41%), the loads at allowable deflection increase by 8% to 76% (with an average of 35%), and the ultimate loads increase by 83% to 184% (with an average of 123%), respectively. All the degrees of improvement in the crack load, allowable load and ultimate load increase with the increase in the thickness and width of the bamboo plates. With the increase in the loads, the strain distribution along the height of the strengthened slabs at the mid-span basically remains a plan-assumption. With the increase in the thickness and width of the bamboo plates, both the bamboo tensile strain on the tensile face and the concrete compressive strain on the compression face of the strengthened slabs decrease under the same load level.

Simulating reinforced concrete members. Part 1: partial interaction properties

Reinforced concrete members are extremely complex under loading because of localised deformations in the concrete (cracks, sliding planes) and between the reinforcement and concrete (slip). An ideal model for simulating behaviour of reinforced concrete members should incorporate both global behaviour and the localised behaviours that are seen and measured in practice; these localised behaviours directly affect the global behaviour. Most commonly used models do not directly simulate these localised behaviours that can be seen or measured in real members; instead, they overcome these limitations by using empirically or semi-empirically derived strain-based pseudo properties such as the use of effective flexural rigidities for deflection; plastic hinge lengths for strength and ductility; and energy-based approaches for both concrete softening in compression and concrete softening after tensile cracking to allow for tension stiffening. Most reinforced concrete member experimental testing is associated with deriving these pseudo properties for use in design and analysis, and this component of development is thus costly. The aim of the present research is to reduce this cost substantially. In this paper, localised material behaviours and the mechanisms they induce are described. Their incorporation into reinforced concrete member behaviour without the need for empirically derived pseudo properties is described in a companion paper.

Pyrrolo-1,5-benzoxazepines induce apoptosis in chronic myelogenous leukemia (CML) cells by bypassing the apoptotic suppressor bcr-abl

Expression of the transforming oncogene bcr-abl in chronic myelogenous leukemia (CML) cells is reported to confer resistance against apoptosis induced by many chemotherapeutic agents such as etoposide, ara-C, and staurosporine. In the present study some members of a series of novel pyrrolo-1,5-benzoxazepines potently induce apoptosis, as shown by cell shrinkage, chromatin condensation, DNA fragmentation, and poly(ADP-ribose) polymerase (PARP) cleavage, in three CML cell lines, K562, KYO.1, and LAMA 84. Induction of apoptosis by a representative member of this series, PBOX-6, was not accompanied by either the down-regulation of Bcr-Abl or by the attenuation of its protein tyrosine kinase activity up to 24 h after treatment, when approximately 50% of the cells had undergone apoptosis. These results suggest that down-regulation of Bcr-Abl is not part of the upstream apoptotic death program activated by PBOX-6. By characterizing the mechanism in which this novel agent executes apoptosis, this study has revealed that PBOX-6 caused activation of caspase 3-like proteases in only two of the three CML cell lines. In addition, inhibition of caspase 3-like protease activity using the inhibitor z-DEVD-fmk blocked caspase 3-like protease activity but did not prevent the induction of apoptosis, suggesting that caspase 3-like proteases are not essential in the mechanism by which PBOX-6 induces apoptosis in CML cells. In conclusion, this study demonstrates that PBOX-6 can bypass Bcr-Abl-mediated suppression of apoptosis, suggesting an important potential use of these compounds in the treatment of CML.

Selecting the best targeted agent in first-line treatment of unresectable liver metastases from colorectal cancer:does the bench have the answers?

For physicians facing patients with organ-limited metastases from colorectal cancer, tumor shrinkage and sterilization of micrometastatic disease is the main goal, giving the opportunity for secondary surgical resection. At the same time, for the majority of patients who will not achieve a sufficient tumor response, disease control remains the predominant objective. Since FOLFOX or FOLFIRI have similar efficacies, the challenge is to define which could be the most effective targeted agent (anti-EGFR or anti-VEGF) to reach these goals. Therefore, a priori molecular identification of patients that could benefit from anti-EGFR or anti-VEGF monoclonal antibodies (i.e. the currently approved targeted therapies for metastatic colorectal cancer) is of critical importance. In this setting, the KRAS mutation status was the first identified predictive marker of response to anti-EGFR therapy. Since it has been demonstrated that tumors with KRAS mutation do not respond to anti-EGFR therapy, KRAS status must be determined prior to treatment. Thus, for KRAS wild-type patients, the choices that remain are either anti-VEGF or anti-EGFR. In this review, we present the most updated data from translational research programs dealing with the identification of biomarkers for response to targeted therapies.

Reciclagem termoquímica de resíduos de plásticos e de pneus por pirólise

A sociedade moderna encontra-se cada vez mais dependente dos combustíveis líquidos bem como de produtos derivados do petróleo. Em virtude do limitado tempo de vida das reservas naturais de petróleo, torna-se imperativo encontrar fontes alternativas de produção de hidrocarbonetos. A pirólise de resíduos de pneus e plásticos pode ser uma dessas possíveis fontes. Neste processo, o tratamento termoquímico implementado aos resíduos permite, não só, a valorização económica resultante da sua transformação em produtos de valor acrescido, como também a recuperação do conteúdo orgânico. O referido processo conduz à formação de hidrocarbonetos em fase líquida que podem ser utilizados pela indústria como combustíveis líquidos e/ou como matéria-prima. O presente trabalho tem como objectivo principal a definição das condições experimentais mais propícias à obtenção de combustíveis líquidos (maximização) resultantes da pirólise de misturas de resíduos de borracha de pneus e plásticos nomeadamente polietileno (PE), polipropileno (PP) e poliestireno (PS). Como instrumento de optimização das condições experimentais optou-se pela Metodologia dos Planos Factoriais de Ensaios. Os resultados experimentais obtidos mostram que as taxas de conversão em fase líquida podem atingir valores superiores a 80% (m/m) dependendo das condições experimentais utilizadas bem como do tipo e mistura de resíduos a pirolisar. Os rendimentos das fracções gasosa e sólida podem atingir valores na ordem dos 5% e 12% (respectivamente). Foi também estudado o efeito das condições experimentais nomeadamente a temperatura de reacção, pressão inicial, tempo de reacção e composição da mistura. Este estudo revelou que a maximização da fracção líquida é favorecida por uma temperatura de ensaio de 370ºC, uma pressão inicial de 0,48MPa e um tempo de ensaio de 15 minutos. Relativamente à composição da mistura, os melhores resultados foram obtidos com 30% (m/m) de resíduos de borracha de pneus (BP) associados a uma mistura de 70% (m/m) de resíduos de plásticos composta por 20% polietileno, 30% polipropileno e 20% poliestireno. Igualmente foi feita a caracterização física e química da matéria-prima e dos produtos obtidos pelo referido processo, bem como, o estudo da presença de diferentes substâncias potencialmente doadores de hidrogénio ao meio reaccional de forma a melhorar o rendimento líquido. Por último, foram realizados estudos cinéticos das reacções químicas de formação dos diferentes produtos aos resíduos de borracha de pneus (BP), misturas de resíduos de plástico (PE, PP e PS) e suas misturas. Ainda, foram ajustados os resultados obtidos pelo modelo teórico aos resultados experimentais, propostos mecanismos reaccionais de formação dos produtos e calculados os parâmetros cinéticos. De acordo com os resultados obtidos, a pirólise pode representar um papel significativo na valorização energética e orgânica destes resíduos apesar de, ainda, ser necessário o desenvolvimento de alguns aspectos tecnológicos de modo a tornar mais atraente a implementação desta tecnologia à escala industrial.

Matérias-primas da plataforma do Mondego para cerâmica

O presente trabalho divulga os resultados dos estudos levados a efeito nas matérias-primas argilosas que se integram tipologicamente na argila comum, ocorrentes na designada Plataforma do Mondego, Centro de Portugal, na região entre Miranda do Corvo, a SW, e Tábua, a NE. Para tal realizou-se a cartografia superficial dos sedimentos continentais do Cretácico e do Terciário, aí preservados, estabeleceram-se as colunas sedimentares, a nível regional e a nível local, nas áreas de maior potencial reconhecido e, caracterizaram-se as matérias-primas argilosas amostradas, em termos de composição, textura e aptidão cerâmica, objectivando a definição das zonas das jazidas com maior interesse industrial. A informação obtida e compilada, relativa ao caulino e ao feldspato é também apresentada, com vista a uma percepção da potencialidade destas matériasprimas cerâmicas ocorrentes na área. O estudo de caracterização dos materiais argilosos investigados teve como base 53 amostras obtidas em seis regiões da Plataforma do Mondego aqui definidas por motivo de organização do trabalho, segundo os critérios geográfico e geotectónico. As formações de Côja e de Campelo, do Terciário, constituem as unidades onde ocorrem litótipos produtivos, em termos de matéria-prima para a Cerâmica de Barro Vermelho ou Cerâmica de Construção. Relativamente às características texturais e composicionais, em síntese, apresentam-se os factos relevantes seguintes: A matéria-prima argilosa existente na área estudada materializa, granulometricamente, na maioria das amostras, silte, caindo os níveis amostrados com maior percentagem de argila, no domínio do silte argiloso. O défice em fracção argila implica limitações quanto à possibilidade de diversificação de produtos cerâmicos fabricados com estas matérias-primas tal-qual. Os diferentes métodos analíticos utilizados na caracterização mineralógica dos materiais amostrados confirmaram uma composição em termos dos minerais argilosos, consistindo de ilite/mica (em geral, o mais abundante), caulinite e esmectite, interestratificados e clorite. Os minerais não argilosos são quartzo (predominante), feldspato (sobretudo potássico) e hematite, com uma representação baixa. A mineralogia da fracção inferior a 2μm das amostras, não difere das amostras totais, salvo no teor mais elevado dos minerais argilosos e acentuada redução dos minerais não argilosos. Os resultados da análise química por fluorescência de raios X das amostras integrais correlacionam-se com as características mineralógicas observadas através das técnicas analíticas utilizadas. No respeitante às propriedades e comportamento cerâmico verifica-se: Os parâmetros relacionados com a plasticidade indicam que parte das pastas elaboradas com estes materiais argilosos têm uma trabalhabilidade aceitável, mas existem problemas de conformação e acentuada retracção num número significativo de amostras, devido à elevada plasticidade da maioria das amostras. A extrusão é satisfatória a óptima. A RMF e a retracção em seco assumem valores, respectivamente, moderados a baixos e moderados, embora seja necessário ter em conta o procedimento de extrusão dos provetes, sem dispositivo de vácuo. Todas as amostras foram sujeitas a cozedura a 900ºC, e um conjunto seleccionado foi cozido a 1000ºC e a 1100ºC. As fases mineralógicas ocorrentes após cozeduras a 900ºC e 1100ºC foram identificadas num conjunto de amostras, tendo-se evidenciado a coerência dessas fases, com a mineralogia das amostras em seco. Após cozedura a 900ºC, os valores de RMF das amostras satisfazem geralmente os valores mínimos, exigidos para o fabrico de tijolo, abobadilha e, com alguma frequência, de telha, como já se verificava com os valores daquela propriedade em seco. Os valores de retracção seco-cozido são em geral, modestos. A capacidade de absorção de água é maioritariamente elevada. A formação de vidro, sobretudo, condiciona o comportamento destas propriedades por cozedura dos provetes a 1000ºC e a 1100ºC. A coloração predominante em cru das matérias-primas argilosas amostradas é amarelo acastanhado a castanho avermelhado. Após cozedura a 900ºC, há um acentuado escurecimento e incremento no grau de vermelho. As cozeduras a 1000ºC e 1100ºC promovem escurecimento gradual, com ligeira influência na cor. O comportamento dos provetes após as cozeduras cerâmicas revelou-se homogéneo a cada uma das respectivas temperaturas, não se registando também defeitos significativos, nem eflorescências. A análise das amostras em termos composicionais e tecnológicos permitiu destacar as principais características e aspectos distintivos das matériasprimas, nas diferentes regiões definidas objectivando as diferentes potencialidades cerâmicas. Nesta abordagem comparativa foram consideradas só as amostras dos campos silte e silte arenoso, por serem aquelas com maior interesse para a Cerâmica de Construção. Nas colunas sedimentares das regiões de Tábua e Santa Quitéria constata-se a ocorrência de dois ritmos de sedimentação, que embora assumam características específicas em cada região, têm aspectos composicionais e tecnológicos em comum, traduzindo melhor aptidão cerâmica os ritmos inferiores. A conjugação da cartografia realizada com os estudos laboratoriais permite concluir que as regiões de Tábua e de Santa Quitéria serão as que têm maior potencial por explorar, em matéria-prima para Cerâmica de Construção, apesar da primeira já ser intensamente explorada. Na região de Tábua, as amostras têm como fases mineralógicas principais ilite e quartzo na mesma proporção média (35%) e caulinite (média=19%) que regista enriquecimento significativo na fracção argila (média=38%). As argilas desta região registam a cor em cru mais vermelha e pH mais ácido observados. O ritmo de sedimentação inferior, com esmectite e interestratificados e ligeiramente menos quartzoso, apresenta melhores propriedades cerâmicas. A composição mineralógica média das amostras da região de Santa Quitéria é próxima daquela da região de Tábua, mas menos caulinítica, em especial na sequência inferior, na qual o teor médio de caulinite na fracção argila (7%) é o mais baixo observado. Na região de Côja – Arganil, a actividade extractiva é significativa na bacia de Côja. Aqui, a exploração de novas áreas potenciais é condicionada pela cobertura conglomerática e por estruturas tectónicas e não tectónicas relacionadas com comportamento plástico. Na restante área desta região, os recursos argilosos são penalizados por material areno-conglomerático. As amostras desta região distinguem-se das restantes a nível textural pela maior fracção areia e mineralogicamente pela presença de clorite, teor reduzido de caulinite e elevado de feldspato. As potencialidades em barro vermelho na região de Sanguinheda não serão significativas, pois a Formação de Côja é predominantemente arcósica e a Formação de Campelo pouco espessa e conglomerática. As argilas com melhor aptidão cerâmica foram amostradas na região de Miranda do Corvo – Lousã. Na composição, estas amostras são as que contêm maior fracção de argila, maior teor de ilite e caulinite e menor de argilas expansivas. Registam os melhores valores nas características tecnológicas, nomeadamente a RMF e absorção de água. A consistência dos grupos amostrais e ritmos definidos em termos composicionais e tecnológicos é corroborada pelas técnicas de análise estatística multivariada aplicadas, que os identificam. As condições de amostragem na região de Tábua, permitiram a elaboração de uma coluna tipológica, na qual, a partir de uma caracterização expedita de amostras é possível identificar a sua afinidade com os ritmos argilosos definidos e, consequentemente, a sua situação na coluna sedimentar regional e aptidão cerâmica. A cartografia dos recursos argilosos potenciais, elaborada à escala 1:25.000, constitui um dos objectivos principais deste trabalho e nela constam unidades litológicas, nas quais são diferenciadas unidades argilosas tendo também em consideração a tipologia e guias mineralógicos resultantes da caracterização das amostras. As características composicionais destas unidades denotam diferente aptidão cerâmica e, portanto, permitem salientar as zonas com maior interesse económico.

Neuro-glia-vascular alterations by common neonatal clinical conditions

Tese de doutoramento, Farmácia (Biologia Celular e Molecular), Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2014

Essays on Applications of the Factor Model

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2013

New methods for meta-analysis under a fixed effects framework, with frequentist and Bayesian estimation.

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2015

Tipologia, instalação, funcionamento e manutenção dos diversos tipos de aparelhos de apoio em obras de arte

Trabalho Final para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil