Análise do comportamento termomecânico em diferentes classes de concreto e com substituição de vermiculita
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFJF |
Texto Completo: | https://doi.org/10.34019/ufjf/di/2021/00429 https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/14024 |
Resumo: | O concreto é um material difundido e utilizado mundialmente, sobretudo devido ao seu custo relativamente baixo, à não exigência de mão de obra qualificada para a sua obtenção, além da relativa resistência ao fogo. Contudo, o comportamento deste material, quando submetido a determinadas condições de carregamento e temperatura, leva a alterações microestruturais que refletem em sua estrutura macroscópica. Estudos experimentais analisaram os danos causados pelo aumento da temperatura considerando os níveis microestrutural e macroestrutural e, sendo crescente a demanda por concretos com uma matriz cimentícia altamente densa e com um baixo volume de vazios, há um aumento da sensibilidade do material a condições térmicas extremas, tornando-o sujeito a microfissuração¸ ao desplacamento e à perda de capacidade de carga. Salienta-se, ainda, que pesquisas referentes à exposição de elementos de concreto a temperaturas elevadas conduzem a resultados bastante inconsistentes e, dessa forma, novas contribuições sobre o assunto são muito importantes. Nesse contexto, surge a necessidade do estudo da avaliação termomecânica de concretos com agregados leves quando comparados com concretos convencionais, ou seja, com agregados pétreos comumente utilizados nas dosagens. Pretende-se, neste trabalho, avaliar o comportamento termomecânico do concreto quando o mesmo e exposto a gradientes de temperatura elevados, considerando que incêndios chegam até a 900ºC, e entender o processo de degradação dos materiais nesses casos. O trabalho é constituído de duas etapas, tendo a Etapa I como finalidade caracterizar, estudar e definir os materiais e as dosagens para cada tipo de concreto além da moldagem de corpos-de-prova a serem avaliados e ensaiados. Na Etapa II foram executados os ensaios de absorção, massa específica, resistência à compressão axial, resistência à tração por compressão diametral, módulos de elasticidade estático e velocidade de pulso ultrassônico em cada uma das amostras submetidas a diferentes temperaturas (TA (temperatura ambiente); 200; 400 e 800ºC). Como conclusão e de acordo com as análises dos resultados, verificou-se que, em temperatura ambiente, o emprego da vermiculita demonstrou diferenças na porosidade e a massa específica do material, porém, com o acréscimo dos gradientes de temperatura, tais diferenças se desfazem, o que pode ser explicado pelo aumento de fissuração, perda de massa e aumento da estrutura do poro. Foi observado também que, para os parâmetros dos ensaios, pode-se concluir que a alta temperatura tem influência direta tanto nos concretos convencionais quanto nos concretos com substituição por vermiculita. |
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Estudos experimentais analisaram os danos causados pelo aumento da temperatura considerando os níveis microestrutural e macroestrutural e, sendo crescente a demanda por concretos com uma matriz cimentícia altamente densa e com um baixo volume de vazios, há um aumento da sensibilidade do material a condições térmicas extremas, tornando-o sujeito a microfissuração¸ ao desplacamento e à perda de capacidade de carga. Salienta-se, ainda, que pesquisas referentes à exposição de elementos de concreto a temperaturas elevadas conduzem a resultados bastante inconsistentes e, dessa forma, novas contribuições sobre o assunto são muito importantes. Nesse contexto, surge a necessidade do estudo da avaliação termomecânica de concretos com agregados leves quando comparados com concretos convencionais, ou seja, com agregados pétreos comumente utilizados nas dosagens. Pretende-se, neste trabalho, avaliar o comportamento termomecânico do concreto quando o mesmo e exposto a gradientes de temperatura elevados, considerando que incêndios chegam até a 900ºC, e entender o processo de degradação dos materiais nesses casos. O trabalho é constituído de duas etapas, tendo a Etapa I como finalidade caracterizar, estudar e definir os materiais e as dosagens para cada tipo de concreto além da moldagem de corpos-de-prova a serem avaliados e ensaiados. Na Etapa II foram executados os ensaios de absorção, massa específica, resistência à compressão axial, resistência à tração por compressão diametral, módulos de elasticidade estático e velocidade de pulso ultrassônico em cada uma das amostras submetidas a diferentes temperaturas (TA (temperatura ambiente); 200; 400 e 800ºC). Como conclusão e de acordo com as análises dos resultados, verificou-se que, em temperatura ambiente, o emprego da vermiculita demonstrou diferenças na porosidade e a massa específica do material, porém, com o acréscimo dos gradientes de temperatura, tais diferenças se desfazem, o que pode ser explicado pelo aumento de fissuração, perda de massa e aumento da estrutura do poro. Foi observado também que, para os parâmetros dos ensaios, pode-se concluir que a alta temperatura tem influência direta tanto nos concretos convencionais quanto nos concretos com substituição por vermiculita.Concrete is a widespread and used material worldwide, mainly due to its relatively low cost, the non-requirement of qualified labor to obtain it, in addition to its relative fire resistance. However, the behavior of this material, when subjected to certain conditions of loading and temperature, leads to microstructural changes that reflect on its macroscopic structure. Experimental studies have analyzed the damage caused by temperature increase considering the microstructural and macrostructural levels and, as the demand for concrete with a highly dense cementitious matrix and with a low void volume is increasing, there is an increase in the material's sensitivity to extreme thermal conditions, making it subject to microcracking, peeling and loss of load carrying capacity. It should also be noted that researches referring to the exposure of concrete elements to high temperatures lead to very inconsistent results and, therefore, new contributions on the subject are very important. In this context, there is a need to study the thermomechanical evaluation of concrete with light aggregates when compared with conventional concretes, that is, with stone aggregates commonly used in dosages. It is intended, in this work, to evaluate the thermomechanical behavior of concrete when it is exposed to high temperature gradients, considering that fires go up to 900ºC, and to understand the process of degradation of materials in these cases. The work consists of two stages, Stage I with the purpose of characterizing, studying and defining the materials and dosages for each type of concrete, in addition to the molding of test bodies to be evaluated and tested. In Step II, the tests of absorption, specific mass, axial compression strength, tensile strength by diametrical compression, static modulus of elasticity and ultrasonic pulse velocity were performed in each of the samples subjected to different temperatures (TA (room temperature); 200; 400 and 800°C). As a conclusion and according to the analysis of the results, it was found that, at room temperature, the use of vermiculite showed differences in porosity and specific mass of the material, however, with the increase of temperature gradients, these differences disappear, which can be explained by the increase in cracking, loss of mass and increase in pore structure. It was also observed that, for the test parameters, it can be concluded that high temperature has a direct influence both on conventional concretes and on concretes with substitution by vermiculite.porUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil (PEC)UFJFBrasilFaculdade de Engenhariahttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVILClasses de concretoAltas temperaturasVermiculitaConcrete classesHigh temperaturesVermiculiteAnálise do comportamento termomecânico em diferentes classes de concreto e com substituição de vermiculitainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFJFinstname:Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)instacron:UFJFCC-LICENSELICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/14024/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52TEXTarthurhenriquegasparetecasali.pdf.txtarthurhenriquegasparetecasali.pdf.txtExtracted texttext/plain150264https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/14024/3/arthurhenriquegasparetecasali.pdf.txt99c5fb3274fb746a7033d2fc52c1ce8eMD53THUMBNAILarthurhenriquegasparetecasali.pdf.jpgarthurhenriquegasparetecasali.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1151https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/14024/4/arthurhenriquegasparetecasali.pdf.jpgae8844bd514f64cfe3bac3c4ccb7d5bcMD54ORIGINALarthurhenriquegasparetecasali.pdfarthurhenriquegasparetecasali.pdfPDF/Aapplication/pdf3665133https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/14024/1/arthurhenriquegasparetecasali.pdf0654d892bc21414f80073d4a108185feMD51ufjf/140242022-11-01 12:59:02.904oai:hermes.cpd.ufjf.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufjf.br/oai/requestopendoar:2022-11-01T14:59:02Repositório Institucional da UFJF - Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)false |
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