Avaliação das propriedades mecânicas de elementos de concreto produzidos por impressão 3D

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Padilha, Valkiria Zucchetto
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/216463
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2020.
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spelling Universidade Federal de Santa CatarinaPadilha, Valkiria ZucchettoRepette, Wellington Longuini2020-10-21T21:30:03Z2020-10-21T21:30:03Z2020370096https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/216463Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2020.No século XXI, devido aos avanços tecnológicos, grande parte dos processos de produção das indústrias são robotizados. Em contrapartida, a indústria da construção civil ainda é uma das mais atrasadas em termos de desenvolvimento tecnológico, porém as inúmeras vantagens na melhora da produtividade, tem gerado avanços nas pesquisas que buscam a utilização de elementos de concreto produzidos por impressão 3D, no setor construtivo. Contudo, a anisotropia dos concretos impressos em 3D, resulta em um comportamento mecânico distinto quando o elemento é submetido à um carregamento na orientação paralela ou perpendicular às camadas. Outro aspecto a ser considerado é o tempo de construção do elemento, e a ligação entre camadas, já que estes concretos não são adensados mecanicamente e a produção é livre de fôrmas. Por essas razões, o presente estudo teve como objetivo avaliar as propriedades mecânicas de elementos de concreto produzidos pelo processo de impressão 3D por extrusão de material, por meio de ensaios de resistência em elementos com variação da orientação e intervalo de impressão entre camadas. A partir de um traço de concreto, estudado previamente, foram moldados corpos de prova adotados como referência (REF) e impressos elementos de concreto de (40x5x5) cm, que geraram amostras ensaiados quanto à resistência à compressão e à tração na flexão, em duas orientações de camadas, e quanto a aderência entre camadas, com intervalos entre camadas de 0, 20 e 40min. Quanto à resistência à compressão, as amostras impressas ensaiadas com orientação no plano paralelo à impressão, apresentaram queda de 15% a 30% em relação ao REF, e as ensaiadas no plano perpendicular apresentaram queda de resistência na ordem de 25% a 42%, em relação ao REF. No ensaio de resistência à tração na flexão, as amostras impressas ensaiadas com orientação no plano paralelo, apresentaram queda de 12% a 32% em relação ao REF, já as ensaiadas no plano perpendicular apresentaram queda na ordem de 28% a 42%, em relação ao REF. Quanto aos intervalos entre impressão das camadas, os resultados de resistência à compressão não apresentaram uma tendência definida, de aumento ou diminuição da mesma, com o aumento do intervalo. Já nos ensaios de resistência à tração na flexão, foi possível identificar que conforme os intervalos de tempo entre a impressão, foram aumentando, os resultados de resistência diminuíram. Na análise de aderência entre camadas não foi possível observar uma tendência de comportamento para tal propriedade. Os elementos de concreto com intervalo de 0min e 40min foram considerados estatisticamente iguais, e ambos significativamente diferentes dos elementos com 20min, que apresentou o menor valor de resistência.Abstract: In the 21st century, due to technological advances, a large part of the industries' production processes are robotized. On the other hand, the civil construction industry is still one of the most backward in terms of technological development, however the numerous advantages in improving productivity, have generated advances in research that seek the use of concrete elements produced by 3D printing, in the construction sector. However, the anisotropy of 3D printed concrete, results in a different mechanical behavior when the element is subjected to a loading in the parallel or perpendicular orientation to the layers. Another aspect to be considered is the construction time of the element, and the connection between layers, since these concretes are not mechanically densified and the production is free of forms. For these reasons, the present study aimed to evaluate the mechanical properties of concrete elements produced by the 3D printing process by extrusion of material, by means of resistance tests on elements with variation in orientation and printing interval between layers. From a concrete mixing, previously studied, specimens adopted as reference (REF) were molded and concrete elements of (40x5x5) cm were printed, which generated samples tested for compressive strength and flexural tensile strength in two layer orientations, and as for the adhesion between layers, with intervals between layers of 0, 20 and 40min. For the compressive strength, the printed samples tested with orientation in the plane parallel to the printing, presented a decrease of 15% to 30% in relation to the REF, and those tested in the perpendicular plane presented a resistance decrease in the order of 25% to 42%, in relation to REF. In the flexural tensile strength test, the printed samples tested with orientation in the parallel plane, showed a drop of 12% to 32% in relation to the REF, whereas those tested in the perpendicular plane showed a decrease in the order of 28% to 42%, in relation to REF. As for the intervals between printing layers, the results of compressive strength did not show a definite trend, either increasing or decreasing, with the increase in the interval. In the flexural tensile strength tests, it was possible to identify that as the time intervals between printing increased, the results of resistance decreased. In the analysis of adhesion between layers, it was not possible to observe a tendency for such property. The concrete elements with an interval of 0min and 40min were considered statistically equal, and both were significantly different from the elements with 20min, which had the lowest strength value.111 p.| il., gráfs., tabs.porEngenharia civilConcretoConcretoImpressão em três dimensõesAvaliação das propriedades mecânicas de elementos de concreto produzidos por impressão 3Dinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALPECV1227-D.pdfPECV1227-D.pdfapplication/pdf11851161https://repositorio.ufsc.br/bitstream/123456789/216463/-1/PECV1227-D.pdf03025a370705b28a98368aa0736ccf60MD5-1123456789/2164632020-10-21 18:30:04.066oai:repositorio.ufsc.br:123456789/216463Repositório de PublicaçõesPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732020-10-21T21:30:04Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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