Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil

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  • Dissertação Acesso aberto
    Performance of cementitious composites using modified waste tire rubber as recycled aggregate
    (2023-09-18) Rodrigues André, Fellipe
    The tire rubber, although widely consumed in the automotive industry, creates a challenge to sustainable development due to its non-degradable nature and recycling difficulty attributed to vulcanization. In this regard, the academic world seeks viable alternatives for reutilizing elastomers through various treatments. For over 25 years, the exploration of this polymer as an aggregate in cementitious composites has been a subject of research. However, the reduction of the mechanical properties arises from the weak interface between cement paste and rubber, due to the hydrophobic nature of the polymer, increased by the vulcanization process. This work aims to prepare mortar floor boards by volumetrically replacing fine aggregate with untreated and chemically treated ground tire rubber (GTR). A Vinyl Acetate emulsion was also tested as an admixture additive. At first, two treatment reagents were tested: hydrogen peroxide and potassium permanganate during three intervals of time; 1h, 2h, and 3h. Consequently, the GTR samples were characterized by contact angle, crosslinking degree, and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), highlighting the potassium permanganate for 3 hours as the optimal treatment. Prismatic specimens were cast for water absorption, voids ratio, and bulk density tests, alongside mechanical tests for compressive and flexural strength, and dynamic modulus of elasticity. The monitoring of the thermal behavior of the rubberized floor boards was through the use of thermocouples during the exposure to solar radiation in an open environment. The volumetric replacement of 10% of fine aggregate by the treated GTR showed that the results did not undergo a significant change closest to control samples for all conducted tests. The treated GTR caused 21% increase in compressive strength and 27% in flexural strength. The disposal of waste tires for use as recycled aggregate in cementitious composites reduces the inappropriate disposal of the product, contributing to sustainable development in its 3 pillars, environmental, social and economic, and also contributes to the Sustainable Development Goals (SDG) 3, 6, 11, 12, 13 and 15 of the 2030 Agenda.
  • Dissertação Acesso fechado
    DESENVOLVIMENTO DE ADITIVOS IMPERMEABILIZANTES PARA LAJES DE CONCRETO
    (2023-09-11) DAVID DA CRUZ, SERGIO
    Desde a antiguidade habitar em um local seguro protegido da chuva e do sol com a família sempre foi uma necessidade do ser humano, o homem primitivo habitava em cavernas com suas famílias para protegê-las e esta necessidade perdura até os dias atuais. A proteção da edificação contra a ação deletéria da água se faz necessário, pois causam problemas de saúde aos moradores, problema estrutural como a oxidação das armaduras e consequentemente menor vida útil da edificação. Nas edificações residenciais populares não é usual a aplicação de algum tipo de aditivo impermeabilizante para o concreto, este é um dos motivos das manifestações patológicas como fissuração do concreto são comumente encontradas nas lajes de concreto e consequentemente a infiltração de água pelas fissuras. O objetivo desta pesquisa é desenvolver um aditivo impermeabilizante para laje com característica específica de impermeabilização do concreto e reduzir as manifestações patológicas. Para o desenvolvimento do impermeabilizante serão realizados ensaios de caracterização, campanhas experimentais de testes em escala laboratorial e testes em campo em escala real para avaliar o desempenho e a eficácia do aditivo impermeabilizante. O aditivo impermeabilizante para laje será uma possível solução para as patologias comuns em lajes de concreto sendo as principais trincas e fissuras com isto terá uma redução do custo final obra, ganho de área de lazer na laje, redução no custo de manutenção e aumento da vida útil do imóvel.
  • Dissertação Acesso aberto
    Produção Imobiliária em Áreas Contaminadas em São Paulo: Percepção de Especialistas
    (2023-03-17) Ferreria, Rafael Franklin da Silva
    A urbanização global apresenta desafios como o crescimento acelerado das cidades, os impactos ambientais, a demanda por habitação e comércio e a contaminação industrial. O ramo imobiliário cresce como alternativa para a demanda de terrenos urbanos e moradia nas grandes regiões metropolitanas. Sendo a maior metrópole do país, São Paulo é uma das cidades brasileiras de maior centralidade da produção imobiliária para a disponibilidade de terrenos ocupáveis. No entanto, a escassez de áreas para construção em São Paulo, devido ao aumento de áreas contaminadas pela atividade industrial, tem gerado um mercado cada vez mais competitivo. Neste contexto, a Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB) tem liderado ações pioneiras em Gerenciamento de Áreas Contaminadas (GAC) para revitalizar localidades antes inabitáveis e melhorar a qualidade de vida nas metrópoles, alinhando-se, desta maneira, às metas de sustentabilidade estabelecidas pela Agenda 2030 das Nações Unidas. Apesar disso, a relação entre GAC, produção imobiliária e sustentabilidade é ainda pouco debatida na literatura acadêmica de países em desenvolvimento, como o Brasil. Considerando estes fatores, a presente pesquisa buscou responder a seguinte questão: quais os potenciais benefícios e desafios da utilização de áreas contaminadas para produção imobiliária e quais as contribuições deste uso para a Agenda 2030? A pesquisa analisou a percepção de especialistas do setor público e privado sobre os potenciais benefícios e desafios da utilização de áreas contaminadas para produção imobiliária, relacionando esses aspectos com o desenvolvimento sustentável. A análise tem cunho descritivo e exploratório, abordando levantamento documental, conversas informais e entrevistas. A coleta de dados foi realizada com fontes primárias e secundárias, sendo as entrevistas desenvolvidas com base no método snowball. Os dados coletados foram analisados através Software Atlas.ti, que permite avaliar textos, palavras ou frases que indiquem os sentimentos dos participantes da pesquisa. Como resultado, na percepção dos especialistas, foi identificado diversos benefícios do GAC voltados à sustentabilidade urbana e um desconhecimento quanto às contribuições do gerenciamento para os ODS e as metas da Agenda 2030. Apesar desta avaliação, as respostas permitiram diagnosticar seis ODS em que a revitalização e remedição de áreas contaminadas tem papel central: ODS 3, 4, 11, 12 e 13.
  • Dissertação Acesso aberto
    Gestão dos Stakeholders em Projetos de Engenharia no Âmbito de Concessão Rodoviária
    (2022-12-14) Tessarotto Reis Schewinsky, Daniel
    As concessões rodoviárias conferem uma importante contribuição para o desenvolvimento do setor de serviços e de construção, atraindo investidores internacionais e gerando milhares de empregos. As partes interessadas (stakeholders) possuem um papel fundamental no desenvolvimento dos projetos de engenharia que subsidiam os valores dos investimentos das empresas que prestam o serviço de concessões, visando obter um retorno lucrativo no final. Deste modo, este estudo tem como objetivo analisar o gerenciamento das partes interessadas em projetos de concessão de rodovias. Para atingir este objetivo, foi realizada uma pesquisa do tipo exploratória com abordagem qualitativa e estratégia de pesquisa estudos de casos múltiplos. Os projetos abordados foram: (a) Empreendimento A - Posto Geral de Fiscalização/ (b) Empreendimento B - Dispositivo de Retorno e Empreendimento e (c) Empreendimento C - Duplicação de Rodovia. Todos estão localizados em rodovias estaduais no estado de São Paulo sob regulamentação da Agência de Transporte do Estado de São Paulo (ARTESP). Os dados primários foram coletados por meio de entrevistas semiestruturadas com os profissionais que atuaram nos projetos selecionados. Os dados secundários são derivados da análise documental dos registros dos projetos. Ao considerar a triangulação dos dados da pesquisa, foi possível identificar quais são as partes interessadas, classificar a sua importância, compreender a influência das partes interessadas no custo, escopo e prazo, e entender como se dá a gestão das partes interessadas, identificando as lacunas e propor melhorias, nos projetos de engenharia no âmbito de concessão rodoviária. Essa dissertação tem o potencial de contribuir para futuros estudos na área e ajudar as organizações para que estas possam se preparar melhor em seus projetos e portfólios.
  • Dissertação Acesso aberto
    Influência de agentes compatibilizantes na aderência entre matrizes cimentícias e substratos saturados com massa asfáltica
    (2022-12-07) Ganças, Guilherme Santana
    A manutenção em elementos construtivos é uma ação necessária de intervenção; preventiva e corretiva, que interfere diretamente na durabilidade, vida útil de desempenho. O mesmo vale para os reservatórios de água, onde o sistema de impermeabilização torne-o estanque, garantindo a potabilidade da água armazenada, situação essencial para habitabilidade de um empreendimento. Este trabalho visa determinar o melhor método de criação de pontes de aderência entre o substrato padronizado coberto com massa asfáltica e os compósitos cimentícios aditivados com compatibilizantes de Vinílico, SBR, Acrílico e Epóxi para posterior impermeabilização com impermeabilizantes cimentícios, reduzindo a recorrência de desplacamentos dos impermeabilizantes e custos elevados em manutenções. Os resultados mostram que a aderência da massa asfáltica sobre o substrato, exigida pela norma de 0,2 MPa, foi atendida por todas as placas. Todas as misturas apresentaram um aumento na aderência do material cimentício sobre a massa asfáltica, quando a concentração do aditivo é aumentada. Apenas as placas E (Vinílico-0,50), G (SBR-0,50), H (Acrílico-0,25) e I (Acrílico-0,50) apresentaram médias de resistências maiores que 0,50 MPa, atendendo assim a exigência mínima da norma vigente, e ainda maiores que a placa REF em 36%, 16%, 22% e 56%, respectivamente. Após a imersão e novo teste de resistência de tração na aderência, apenas a placa I (Acrílico-0,50) apresentou 38% de resistência superior ao exigido por norma. Portanto, a influência no desempenho na aderência do compósito sobre a massa asfáltica está diretamente ligada ao tipo do agente compatibilizante, bem como a sua concentração, destacando-se o Acrílico-0,50. Este trabalho atua na revisão técnica de procedimento executivo, bem como abrange os itens 6, 9 e 12 dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da agenda 2030. Dessa forma, esta pesquisa pode contribuir em encontrar soluções mais eficazes para falhas baseadas em incompatibilidade química nos sistemas de impermeabilização em reservatórios de água potável. Consequentemente, oferece maior vida útil do sistema e uma frequência ainda menor do ciclo de manutenção.
  • Dissertação Acesso aberto
    Obtenção e caracterização de argamassas de revestimento produzidas com resíduos de construção e demolição (RCD) como agregado reciclado
    (2022) Dutra de Lima, Daniela Ap.
    A construção civil é uma das atividades mais importantes no Brasil, tendo uma participação significativa no PIB nacional. Apesar de sua relevância econômica, é uma grande geradora de resíduos podendo gerar prejuízos ao meio ambiente e a sociedade. Os resíduos de construção e demolição (RCD’s) podem ser compostos por componentes cerâmicos, argamassas, concreto, demolição de peças pré-moldadas, entre outros, podendo ser reciclados e utilizados em novos produtos. Neste contexto, este estudo teórico e empírico tem como objetivo a obtenção e caracterização de argamassas de revestimentos utilizando RCD como agregado reciclado. Para isso, foi realizado um estudo nas bases de dados de periódicos científicos e de documentos patentários para a definição da rota tecnológica a ser utilizada no processo de produção das argamassas. Para a formulação das argamassas foi utilizado um delineamento experimental de misturas do tipo vértice extremos através do software de estatística MiniTab Statistical Software, que resultou em treze formulações de três componentes, com os seguintes limites: cimento (14,90% ≤ x1 ≤ 33,33%), agregado natural (0% ≤ x2 ≤ 72,00%) e agregado reciclado (6,67% ≤ x3 ≤ 75,00). As argamassas foram produzidas utilizando a metodologia presente nas patentes selecionadas e foram caracterizadas em estado fresco através da massa específica e índice de consistência; e no estado endurecido através da absorção de água por capilaridade e por imersão, índices de vazios, velocidade de onda ultrassônica, resistência à aderência, à tração na flexão e à compressão. Com o uso do delineamento de misturas foi possível gerar equações para cada propriedade analisada. Os resultados mostram que apesar do uso do agregado reciclado aumentar a absorção de água e do índice de vazios, contribuiu para o aumento da resistência à compressão, à flexo-tração e à aderência o que mostra seu grande potencial de uso. A contribuição deste estudo possibilita utilizar softwares para a simulação de misturas, identificando as características dos compósitos e limitações de uso. O uso do agregado reciclado tornou-se também mais vantajoso economicamente em comparação ao uso do agregado natural. Já as argamassas industrializadas se apresentaram menos viáveis economicamente. Além disso, houve uma contribuição para o alcance dos Objetivos do Desenvolvimento Sustentável (ODS), dentre eles, os ODS 9, 11 e 12.
  • Dissertação Acesso aberto
    Utilização de resíduos da construção e demolição (RCD) em formulações de revestimentos para pavimentação urbana permeável
    (2022) Souza, Lucas Maia de
    A indústria da construção civil se destaca por ser um dos setores que mais consome recursos naturais e gera resíduos. O crescente desenvolvimento urbano intensifica as atividades do setor construtivo, gerando resíduos de construção e demolição em grande escala, que são comumente descartados inadequadamente, agravando os problemas relacionados às questões ambientais, sociais e econômicas. Outro problema, resultado do processo de urbanização é a alteração do ciclo hidrológico natural, devida ampliação da taxa de impermeabilização do solo, resultando aumento do volume e constância das enchentes. Frente as questões expostas, esta pesquisa tem como objetivo utilizar os resíduos de construção e demolição (RCD) como substituto dos agregados naturais, para fabricação de revestimento permeável para pavimentação urbana. Este trabalho contempla um levantamento de informações patentárias relacionadas ao tema, como também procedimentos experimentais que envolvem o reaproveitamento de RCD em revestimento de concreto para pavimentos permeáveis. Os traços dos revestimentos foram obtidos a partir de delineamento de misturas do tipo de vértice extremos, com a utilização do software de estatística Minitab Statistical Software versão 20.3.0.0, resultando em 11 formulações com os seguintes limite: cimento (14,43% ≤ x1 ≤ 27,25%), agregado reciclado (3,75% ≤ x1 ≤ 85,57%) e agregado natural (0% ≤ x1 ≤ 72,52%). O concreto permeável foi produzido baseado na mescla de metodologias utilizadas por algumas patentes e foram caracterizadas em estado fresco através da massa específica; e no estado endurecido através da absorção, índice de vazios, massas específicas, resistência à tração na flexão e coeficiente de permeabilidade. Os resultados demonstraram que o uso do agregado reciclado aumenta a absorção de água, o índice de vazios e o coeficiente de permeabilidade, porém reduziu a resistência. O agregado reciclado se mostrou como viável economicamente. A contribuição deste estudo contempla o uso de softwares para realizar a simulação de misturas, identificando as propriedades dos compósitos e suas limitações de uso, ganhando velocidade na sua aplicação e na construção civil. Outrossim, o produto desenvolvido e a matéria-prima alternativa empregada, apresentam grande potencial de colaboração para o atendimento aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS).
  • Dissertação Acesso aberto
    Inspeção de estruturas de concreto com uso da termografia por infravermelho
    (2022-03-24) Nascimento, Leandro Barioni
    A inspeção de estruturas de concreto é o conjunto de procedimentos técnicos e especializados que compreendem a coleta de dados necessários, incluindo a inspeção física e visual, e a formulação de diagnóstico e prognóstico da estrutura, visando manter ou reestabelecer os requisitos de segurança estrutural, de funcionalidade e de durabilidade. Durante estes tipos de inspeção apenas superfícies visíveis da estrutura de concreto, podem ser inspecionadas. Sendo necessário, o uso de ferramentas que podem complementar o poder de resposta de uma inspeção. A termografia por infravermelho é um ensaio não destrutivo que realiza a medição da radiação infravermelha emitida pela superfície do material, através de uma câmera termográfica, produzindo uma imagem térmica visual (termograma), com a capacidade de detecção de defeitos internos ocultos. Os termogramas possibilitam dois tipos de análises de superfície, sendo elas: a quantitativa (avaliação dos dados de temperatura) e a qualitativa (visualização dos contrastes de cores). Estas duas análises são embasadas nos gradientes de temperatura superficiais (ou contraste térmico). Para a qualidade dos termogramas, a termografia por infravermelho deve ser aplicada em campo considerando algumas condições. Na construção civil não se dispõem de documento normativo nacional, específico, voltado para a aplicação da técnica por infravermelho para o processo de inspeção de estruturas de concreto, evidenciando a necessidade do desenvolvimento científico. Nesse contexto, o presente estudo tem por objetivo principal avaliar osgradientes de temperatura superficiais do concreto, ao longo do tempo, podendo se obter o gradiente mínimo de temperatura superficial, para que seja possível a identificação do defeito, no concreto, pela termografia por infravermelho, sob dadas condições (ambientais, de exposição da superfície, especificações do equipamento utilizado, propriedades do objeto de análise, dosagem do concreto, propriedades térmicas dos materiais utilizados, tamanho e profundidade do defeito e distância de medição). Além da identificação dos períodos (janelas de tempo) aplicáveis para inspecionar um elemento de concreto sob determinada condição de exposição. Para este fim, o programa experimental consistiu na confecção de três corpos de prova de concreto com falhas simuladas a profundidades: 1,0 cm (simulando um defeito superficial), 2,5 cm e 4,5 cm (valores de cobrimento nominal de estruturas de concreto, admitidos pela ABNT NBR 6118 (ABNT, 2014). Foi utilizado da termografia passiva como meio de estímulo (o aquecimento solar diurno e o resfriamento noturno). O monitoramento ocorreu durante um período de 12 horas (das 7:00 às 19 horas), a partir da captura de termogramas com 3 câmeras térmicas de diferentes especificações técnicas, e termopares instalados no interior dos corpos de prova de concreto. Foi observado que o contraste térmico mínimo deve ser superior ± 0,2 °C para que seja possível a detecção do defeito, no concreto, pela câmera termográfica. As diferentes condições (ambientais e de exposição da superfície) estão relacionadas com menor ou maior amplitude do contraste térmico desenvolvido e do período útil para identificação do defeito, sendo assim, resultantes no nível de desempenho da inspeção termográfica na detecção de defeitos em estruturas de concreto. Vale ressaltar que, a pesquisa está relacionada ao objetivo de desenvolvimento sustentável ODS 9 (Indústria, inovação e infraestrutura), proposto pela Organização das Nações Unidas.
  • Dissertação Acesso aberto
    Análise crítica e aplicação das diretrizes para inspeções prediais conforme a ABNT NBR 16747:2020
    (2022-03-29) Della Flora, Stella
    A inspeção predial foi apresentada no Brasil em 1999 por meio de um trabalho técnico do engenheiro Tito Lívio Ferreira Gomide, que destacava a importância da segurança nas edificações após a ocorrência de grandes acidentes prediais no país. Desde então, a inspeção predial se desenvolveu por meio de normativas e diretrizes elaboradas pelas entidades das áreas de perícia e investigações técnicas. Entretanto, apenas recentemente a ABNT elaborou uma norma técnica com os conceitos, as diretrizes e os procedimentos a serem seguidos nas inspeções prediais – NBR 16747:2020, requerendo que os inspetores prediais se adequassem as suas exigências. Com isso, o presente trabalho analisou o conteúdo da norma da ABNT e aplicou o método nela proposto para a determinação da ordem de prioridades de reparos das manifestações patológicas prediais, em comparação com os métodos e procedimentos utilizados anteriormente a sua publicação. Os métodos foram aplicados em manifestações patológicas constatadas em um edifício residencial localizado em Osasco/SP, durante vistorias realizadas pela autora em maio de 2021. O resultado apontou que o método da norma possibilita a classificação quanto criticidade dos problemas, porém não é suficiente para a determinação das prioridades de reparos. O método GUT resultou ser o mais indicado para a determinação da ordem de prioridades dos reparos. Por fim, com base nos estudos e aplicações da inspeção predial, este trabalho apresentou diretrizes para as inspeções em campo, a fim garantir a segurança do inspetor predial, a inspeção completa e eficaz da edificação.
  • Dissertação Acesso aberto
    Estudo de falhas em sistemas de revestimento cerâmico aderido submetidos a ciclos de choque térmico
    (2022-05-18) Cremonesi, Guilherme Akyo
    O presente trabalho apresenta um estudo sobre as causas das falhas em Sistemas de Revestimento Cerâmico Aderidos (SRCA) submetidos à carregamentos cíclicos de choque térmico. As principais falhas em SRCA podem ser associadas à combinação e somatório de fatores que levam à solicitações excessivas e periódicas críticas à sua estrutura, resultando na perda da integridade de seus componentes. Isso implica na redução do seu desempenho levando-os ao surgimento do dano pela ocorrência de fissurações que resultarão no destacamento e desplacamento do revestimento cerâmico, e ocasionando gastos adicionais aos setores da construção civil e trazendo riscos à segurança da sociedade. De modo a contribuir com o avanço do conhecimento nessa problemática, desenvolveu-se um programa experimental e modelagens computacionais capazes de descrever os fenômenos físicos e os comportamentos mecânicos em resposta aos sucessivos ciclos de aquecimento e resfriamento brusco, considerando os efeitos de choque térmico. Para isso, desenvolveram-se dois protótipos físicos os submetendo a dez ciclos de ensaio de envelhecimento artificial acelerado dos quais mediram-se, por meio de sensores e utilizando a técnica de correlação digital de imagem (DIC), suas temperaturas, deslocamentos e deformações. Em seguida, modelos numéricos em elementos finitos foram desenvolvidos de modo a avaliar as distribuições de tensões a partir dos valores de temperatura e de deslocamentos dos protótipos físicos. A partir dos resultados experimentais e numéricos foi possível analisar e comparar as variáveis de estudo, entre os modelos com diferentes rigidezes e considerando a pré-existência de falhas na camada adesiva (argamassa colante), e associa-las à parte das causas que levam a falhas nesses sistemas, permitindo que medidas sejam tomadas na fase de projetos e manifestações patológicas futuras sejam evitadas, garantindo o desempenho e durabilidades dos SRCA. Considera-se que a pesquisa possui relação o objetivo de desenvolvimento sustentável (ODS) 11: Indústria, inovação e infraestrutura, proposto pela Organização das Nações Unidas (ONU).
  • Dissertação Acesso aberto
    Estudo da Influência dos eletrodos e da geometria dos corpos-de-prova em medidas de impedâncias elétrica de materiais a base de cimento
    (2021) ALMEIDA JR, EUCLYDES FERRER
    Influence of electrical contacts and the geometric factor of specimens on electrical impedance measurements of cement-based materials
  • Dissertação Acesso aberto
    Valorização de borracha de pneu modificada como agregado reciclado em compósitos à base de cimento
    (2021-12-09) Celestino, Roberta dos Santos
    Uma grande quantidade de borracha de pneu é descartada de maneira incorreta por falta de alternativas de reciclagem, aumentando assim, o risco ao meio ambiente e à saúde pública em todo o mundo. Uma das alternativas de valorização da borracha é sua utilização na construção civil pela inserção em matrizes cimentícias. Este trabalho tem como objetivo principal desenvolver uma argamassa de revestimento através de substituições volumétricas do agregado fino (areia) por borracha de pneu triturada e tratada via irradiação ultravioleta (UV) e NaOH, separadamente. Ainda, a desvulcanização da borracha de pneu via irradiação UV foi estudada. As amostras de borracha foram submetidas a diferentes tempos de exposição à irradiação UV (1h, 3h, 6h, 12h, 24h, 36h, 48h). Para a caracterização da borracha, foram realizados ensaios de ângulo de contato, grau de reticulação, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), calorimetria exploratório diferencial (DSC), análise termogravimétrica (TGA/DTG). Estudou-se, também, o tratamento da borracha via imersão em solução de NaOH em diferentes tempos (30, 40 e 50 min). Após o tratamento dos grupos de amostra, caracterizou-se as propriedades mecânicas da argamassa modificada com borracha. Os estudos mostraram que o tratamento da borracha de pneu via NaOH atingiu melhores resultados na molhabilidade da borracha, e também de resistência à compressão e a tração na flexão. Para 50 minutos de imersão em NaOH, o valor encontrado de ângulo de contato foi de 96°, enquanto para 24h de exposição à irradiação UV o valor foi de 110°. A amostra NaOH40-10 obteve um aumento de 8,6% de resistência à compressão em relação à amostra de borracha sem tratamento com o mesmo teor de adição (REF-B10), enquanto a amostra NaOH40-15 atingiu um aumento de 3,54% em relação à amostra REF-B15. Ao mesmo tempo, a amostra NaOH30-15 obteve um aumento de 3,47% na resistência à tração na flexão em relação à amostra REF-B15. As amostras tratadas via exposição à irradiação UV não obtiveram resultados satisfatórios no ganho de resistência. Buscando uma mistura de alta deformabilidade e ainda que tenha um valor aceitável na resistência à compressão, destacam-se as misturas com borracha tratada por imersão em NaOH com 40 minutos em até 15% de substituição.
  • Dissertação Acesso aberto
    Influência da adição de celulose nanofibrilada sobre as propriedades físicas e mecânicas de um concreto permeável
    (2021-09-24) Garcia, Hudson Balonecker
    A construção de pavimentos convencionais vem alterando as características dos solos das cida-des tornando-os em impermeáveis. Estas alterações trazem grandes mudanças no meio ambi-ente local, dentre elas pode-se citar as enchentes, as ilhas de calor urbano e o desabastecimento dos lençóis freáticos. Uma solução para estes problemas é a substituição dos pavimentos con-vencionais por pavimentos permeáveis, o Pavimento de Concreto Permeável (PCP) é um destes pavimentos. PCP é constituído por concreto que contém macro poros conectados que permitem o escoamento das águas de chuva e a conduzem para o solo permeável ou para sistemas de captação, os quais a transferem para reservatórios de águas pluviais para posterior reaproveita-mento. Devido a esta porosidade, o PCP possui resistência mecânica à compressão inferior em relação aos Pavimentos Impermeáveis (PI). Conforme normalização vigente no Brasil, os PCP são recomendados preferencial para tráfego leve, com volume diário médio de até 400 veículos leves e 20 veículos pesados, enquanto os PI podem ser utilizados inclusive em tráfego pesado, com volume diário médio de até 1000 veículos pesados. Outro fator que contribui para a dimi-nuição da resistência dos PCP é a espessura da pasta de cimento que envolve o agregado. Quanto maior a espessura da pasta que envolve o agregado, maior a resistência mecânica do PCP. Esta pasta de cimento deve formar uma camada que envolva o agregado de maneira uni-forme, garantindo assim uma espessura constante de pasta sobre o agregado. Uma das alterna-tivas para controlar a espessura da pasta de cimento sobre o agregado e alterar a resistência mecânica do PCP é incorporar Celulose Nanofibrilada (CNF) à mistura. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo estudar a influência da adição de CNF nas propriedades físicas e mecânicas do PCP. Foram adicionados até 0,05% de CNF à massa de cimento e realizados ensaios tanto na pasta de cimento como no concreto permeável em estado endurecido. Os re-sultados mostram que adição de 0,03% de CNF foi capaz de aumentar a resistência a compres-são do concreto permeável sem comprometer sua permeabilidade. Esse trabalho também pro-põe um manual para o projeto de uma calçada de concreto permeável com adição celulose na-nofibrilada. Esta iniciativa está em acordo com a Agenda 2030 que tem o objetivo de promover o desenvolvimento sustentável por meio de medidas e ações. Dentro dos 17 objetivos, este tra-balho relaciona-se com o ODS 11: Cidades e Comunidades Sustentáveis.
  • Dissertação Acesso aberto
    Análise de desempenho físico e mecânico de tubos de concreto produzidos com aditivo baseado em óxido de cálcio supercalcinado
    (2021-08-11) Oliveira, Caroline Umbinger
    Tubos de concreto são amplamente utilizados em redes de águas pluviais e esgoto sanitário no Brasil. Esses elementos necessitam cumprir os critérios de resistência mecânica e estanqueidade, conforme determina a ABNT NBR 8890:2020. Aditivos compensadores de retração são difundidos na indústria de pavimentos de concreto no país. Esses aditivos, baseados em óxido de cálcio supercalcinado, apresentam expansão volumétrica, podendo ser empregados em concreto para compensar sua retração. Além disso, os produtos gerados pelo aditivo podem preencher os poros do concreto e diminuir sua permeabilidade, bem como aumentar sua resistência mecânica. Nesse contexto, o objetivo desta pesquisa é empregar o aditivo baseado em óxido de cálcio supercalcinado na fabricação de tubos de concreto, para proporcionar maior estabilidade volumétrica, estanqueidade e resistência mecânica. A composição química e mineralógica do aditivo foi caracterizada e a influência do aditivo na cinética e nos mecanismos de hidratação do cimento foi avaliada. As propriedades físicas e mecânicas de argamassas, concretos e tubos de concreto foram analisadas. Os resultados obtidos mostram que o aditivo acelera a hidratação do cimento, contribuindo para aumentar o grau de hidratação de pastas em curta idade. Tal fato, contribui para o aumento de resistência mecânica de concretos produzidos em laboratório e de tubos. Para finalizar, foi elaborado um procedimento de fabricação, cura e utilização de tubos de concreto produzidos com o aditivo.
  • Dissertação Acesso aberto
    Reforço estrutural com fibra de carbono em estruturas de concreto armado
    (2021-08-26) Menacker, Eduardo
    concreto armado une as qualidades do concreto convencional com as características do aço, o que possibilita construir elementos das mais variadas formas e dimensões, com relativa rapidez e facilidade, para os mais variados tipos de obra, como por exemplo estruturas de edifícios, pontes, viadutos e rodovias. Embora as estruturas de concreto devam atender aos requisitos mínimos de qualidade durante o período de construção e durante a sua utilização, o concreto está sujeito a um processo de deterioração oriundo de diversas fontes. Uma das alternativas na recuperação das estruturas de concreto é a utilização de um tecido de fibra de carbono. O objetivo deste trabalho foi investigar a utilização de um tecido de fibra de carbono como um método efetivo na reparação de estruturas de concreto. Uma campanha experimental foi desenvolvida com a realização de ensaios mecânicos de resistência à compressão e à flexão em placas de concreto com e sem fibra de carbono. Uma aplicação da técnica de reparo com tecido de fibra de carbono foi empregada em um condomínio residencial na cidade do Guarujá, São Paulo. Os resultados da campanha experimental, bem como a utilização do tecido de fibra de carbono no reparo das estruturas do condomínio foram promissores. Por último, é necessário citar a Agenda 2030, documento assinado em 2015 na cidade de Nova York, pelos 193 Estados-membros da Organização das Nações Unidas (ONU), que tem o objetivo de promover o desenvolvimento sustentável por meio de medidas e ações. Os países se comprometeram a implementar este plano de ação por meio de 17 Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) e 169 metas. Dentro dos 17 objetivos, este trabalho relaciona-se com o ODS 11: Cidades e Comunidades Sustentáveis.
  • Dissertação Acesso aberto
    Desenvolvimento de aditivos para misturas cimentícias a partir da reciclagem química de polímeros e metais
    (2021) Araújo, Caroline Cardoso
    O Brasil recicla apenas 15% dos 54 milhões de toneladas de resíduos plásticos e metálicos sólidos gerados a cada ano. A falta de políticas consistentes e fluxos de reciclagem economicamente viáveis com capacidade de processamento suficiente são causas primárias de uma taxa de reciclagem baixa, o que leva a graves consequências ambientais. Este trabalho visou viabilizar fluxos alternativos de reciclagem de plásticos e metais por meio de novos processos para converter resíduos em aditivos químicos para matrizes cimentícias. Tal desenvolvimento pode acarretar um duplo impacto ambiental positivo: aumento significativo na capacidade de reciclagem de plástico e metal (30% das quantidades de PET e PS produzidas anualmente podem ser recicladas quimicamente para esse fim) e produção de aditivos que contribuam para reduzir a demanda de cimento (responsável por 7% das emissões mundiais de carbono). O alumínio metálico contido em embalagens cartonadas foi solubilizado em uma solução de hidróxido de sódio para produzir um acelerador à base de aluminato de sódio. A despolimerização de garrafas de politereftalato de etileno em soluções alcalinas foi utilizada para a fabricação de um aditivo incorporador de ar à base de oligômeros PET. Resíduos de poliestireno foram sulfonados e então convertidos em um polieletrólito sulfonado solúvel para produzir um agente dispersante. Os produtos obtidos foram testados em pastas de cimento, argamassas e concretos para avaliar sua influência nas propriedades de estado fresco e endurecido das matrizes. A pesquisa pode trazer benefícios diretos para a população, reduzindo potencialmente a quantidade de resíduos descartados em aterros sanitários e oferecendo novas oportunidades de emprego e negócios. Considera-se que essa pesquisa tem aderência significativa com os objetivos de desenvolvimento sustentável ODS 6, ODS 9 e ODS 11, propostos pela ONU.
  • Dissertação Acesso aberto
    Reciclagem se resíduos da construção e demolição gerados na zona leste da cidade de São Paulo para utilização e o potencial para novos componentes de materiais de construção
    (2021) Souza Filho, José Batista
    Nos últimos anos, a palavra sustentabilidade vem ganhando destaque no cenário mundial; e cada vez mais faz-se necessário alcançar níveis de desenvolvimento sustentável. A crescente urbanização, decorrente do processo de industrialização, vem cada vez mais acarretando problemas ambientais; um setor que acompanhou esse crescimento foi o da construção civil no mundo todo e com isso aumentou-se significativamente a geração de Resíduos da Construção e Demolição (RCD), que segundo a classificação do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) podem ser materiais cerâmicos (tijolos, azulejos, blocos, telhas, placas de revestimento etc.), restos de argamassa e de concreto; tornando-se uma parcela considerável dos Resíduos Sólidos Urbanos (RSU). Além do alto consumo de recursos naturais, a cidade de São Paulo, o maior polo comercial do país, sofre com o descarte irregular de resíduos; e a região que registra o maior número de pontos irregulares de descarte é a zona leste, da qual pertence o bairro Itaim Paulista. Outro problema derivado do crescimento desordenado das grandes cidades é a falta de estrutura de drenagem urbana. Isto tem ocorrido em face a mudanças no ciclo hidrológico natural, possivelmente devido às mudanças climáticas, aliado aos problemas decorrentes de fatores geotécnicos com o aumento populacional. Por isso, diversos estudos são realizados almejando solucionar a problemática do escoamento superficial; e uma dessas medidas de controle na fonte com certeza é o pavimento permeável; visando reduzir os impactos ambientais, já com um olhar para o futuro. O piso permeável, alternativa apresentada neste estudo, mostrou-se eficaz na solução dos problemas de escoamento superficial, além de ser uma prática sustentável. Já o agregado reciclado feito com os materiais dos Ecopontos do Itaim Paulista, apesar de não terem passado por ensaios normatizados, apresentam-se como uma alternativa para substituir insumos naturais e, se substituídos na fabricação de pisos permeáveis, podem contribuir na drenagem urbana na região do Itaim Paulista, além dos benefícios com a inclusão dos aspectos da sustentabilidade.
  • Dissertação Acesso aberto
    Desenvolvimento de argamassas de revestimento captoras de CO2 com utilização de agregados reciclados
    (2020-07-23) Camargo, Alessandro Botega
    Os resíduos gerados anualmente pela indústria da construção civil estão entre 0,40 a 0,50 toneladas/habitante, superiores à produção de lixo urbano, pois chega à 70% da massa total de resíduos sólidos urbanos de uma cidade brasileira de médio e grande porte. Estimativas recentes indicam que o volume médio mensal de resíduos em uma usina de concreto é de aproximadamente 2% de sua produção mensal. Embora haja um esforço mundial em pesquisas para utilização de resíduos de construção e demolição em sistemas construtivos, seu emprego ainda é escasso. Tais resíduos apresentam capacidade de absorção de CO2 atmosférico, pois contêm portlandita que pode ser carbonatada. Nesse contexto, esta pesquisa visa a utilização de agregados reciclados provenientes de resíduos de construção para a produção de argamassas de revestimento que tenham a capacidade de captar CO2. Foram produzidas argamassas com diferentes teores de agregados reciclados, que foram caracterizadas por suas propriedades do estado fresco e endurecidas, além de sua capacidade de absorção de CO2. A utilização do agregado reciclado contribuiu para um aumento de 15 % na resistência à flexão e à compressão aos 28 dias em comparação às argamassas produzidas com agregado natural. A argamassa produzida com agregado reciclado apresentou captação de CO2 igual a 8,3% em massa aos 28 dias, enquanto a argamassa contendo agregado natural atingiu apenas 3,9% em massa. Os resultados obtidos indicam que a utilização de agregado reciclado proveniente de resíduo de construção em argamassas de revestimento proporciona captação de CO2, diminuindo sua emissão em 29%.
  • Dissertação Acesso aberto
    Desenvolvimento de processo para alinhamento magnético de fibras curtas de sisal em matriz cimentícia e influência no comportamento mecânico
    (2020-06-24) Freitas, Marcos Fabrízio de Menezes
    Nos últimos anos o interesse pela utilização de fibras naturais em materiais compósitos tem aumentado significativamente. Tal fato deve-se às boas propriedades mecânicas encontradas nas fibras naturais, a sua disponibilidade, baixo custo e seu caráter sustentável. O uso de fibras naturais como agente de reforço em compósitos cimentícios torna-se ainda mais interessante quando o arranjo espacial deixa de ser aleatório (caso mais comum) para se tornar orientado, possibilitando uma melhora das propriedades mecânicas do compósito. O objetivo desse trabalho é desenvolver um compósito cimentício reforçado com fibras curtas de sisal alinhadas por meio de campo magnético. A pesquisa foi desenvolvida em três etapas, sendo a primeira destinada ao desenvolvimento de um processo de tratamento superficial da fibra (coating) com material ferromagnético (resíduos industriais provenientes do corte de ferro e aço) na forma de pó, de modo que a fibra natural de sisal fosse capaz de reagir, embebida no compósito, a um campo magnético gerado por imãs de neodímio. A segunda etapa da pesquisa aborda o método para obtenção do alinhamento das fibras imersas na matriz cimentícia. Nesta fase, foi desenvolvida uma matriz com propriedades reológicas adequadas à ação do campo sobre as fibras tratadas. Por fim, na terceira fase, os compósitos produzidos foram submetidos à caracterização física e mecânica por meio de ensaios não destrutivos, tais como velocidade de propagação da onda ultrassônica e resistividade elétrica e ensaios destrutivos, tais como, resistência à flexão e compressão. Por meio dos ensaios mecânicos e análise de imagem foi possível avaliar a influência da orientação das fibras de sisal no desempenho pré e pósfissuração dos compósitos cimentícios produzidos.
  • Dissertação Acesso aberto
    Caracterização da interação entre aditivos compostos por lignina oxidada e éter de policarboxilato com materiais cimentícios
    (2020-04-27) Ribeiro, Aline Carreno
    O emprego de aditivos dispersantes na fabricação de matrizes cimentícias proporcionou notável progresso para a indústria da construção civil nos últimos anos. Tais compostos atuam na interface sólido-líquido da suspensão coloidal de pastas de cimento, impedindo a aglomeração de partículas. Com isso melhoram o comportamento reológico e aprimoram as propriedades mecânicas da matriz. Embora sejam amplamente utilizados pela indústria concreteira, os mecanismos de dispersão de aditivos compostos por lignina oxidada e éteres de policarboxilato em sistema cimentícios compostos ainda devem ser mais explorados, visando a obtenção de sistemas cimento-adição-aditivo mais compatíveis. Neste contexto, esse projeto de pesquisa foi elaborado com o objetivo de caracterizar a interação entre aditivos dispersantes e materiais cimentícios. Uma campanha experimental de caráter multidisciplinar foi conduzida para avaliar como a dispersão de partículas de cimento influencia a cinética e os mecanismos de hidratação, o comportamento reológico e o desenvolvimento de resistência mecânica da matriz. O cimento utilizado na pesquisa foi preparado em laboratório a partir da mistura do CP V ARI com adições de fíler calcário, escória de alto forno e microssílica. O estudo foi iniciado com a caracterização das propriedades químicas dos aditivos dispersantes e do comportamento reológico de pastas de cimento. Depois disso, foi avaliada a influência desses aditivos na cinética e nos mecanismos de hidratação, no comportamento reológico, na microestrutura e na resistência mecânica de matrizes cimentícias produzidas com cimentos compostos. Por último, foi realizado um estudo prático, que analisou diferentes métodos para correção dos efeitos retardadores indesejados que ocorrem por uma superdosagem do aditivo dispersante. Os resultados mostraram como ocorre a adsorção preferencial dos aditivos dispersantes no cimento e nas adições e como esse processo influencia as propriedades da matriz no estado fresco e endurecido. O estudo desenvolvido pode promover uma melhoria significativa na tecnologia do concreto, contribuindo para a seleção de cimentos, adições e aditivos com compatibilidade otimizada, visando a obtenção de matrizes com as propriedades mecânicas desejadas.