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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/86640| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Análise multiescala dos danos por reações expansivas no concreto: estudo de caso na fundação de um edifício |
| Autor(es): | Santos, Halana Karine Dias dos |
| Orientador: | Cabral, Antônio Eduardo Bezerra |
| Coorientador: | Sanchez, Leandro Francisco Moretti |
| Palavras-chave em português: | Concreto;Reações alcali-agregado;Etringita secundária;Teste de Danos por Rigidez (SDT);Índice de Avaliação de Danos (DRI) |
| Palavras-chave em inglês: | Concrete;Alkali-aggregate reactions;Delayed Ettringite;Stiffness Damage Test (SDT);Damage Rating Index (DRI) |
| CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL |
| Data do documento: | 2026 |
| Citação: | SANTOS, Halana Karine Dias dos. Análise multiescala dos danos por reações expansivas no concreto: estudo de caso na fundação de um edifício. 2026. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2026. |
| Resumo: | Estruturas de concreto estão sujeitas a mecanismos de deterioração capazes de comprometer sua integridade física e desempenho mecânico ao longo do tempo. A identificação desses mecanismos e a avaliação do estado de deterioração são fundamentais para o diagnóstico e a definição de estratégias de intervenção em estruturas em serviço. Apesar dos avanços observados na literatura internacional, ainda se verifica, no cenário nacional, uma lacuna quanto à aplicação integrada de ferramentas de análise mecânica e microscópica, como o Teste de Danos por Rigidez (Stiffness Damage Test – SDT) e o Índice de Avaliação de Danos (Damage Rating Index – DRI), em estruturas reais afetadas por mecanismos expansivos. Neste contexto, esta pesquisa teve como objetivo avaliar o grau de deterioração de um bloco de fundação de uma edificação vertical com 21 anos de idade, submetido a mecanismos expansivos internos, como a reação álcali-sílica (RAS) e a formação de etringita tardia (DEF), por meio de uma abordagem multiescala. Foram realizados ensaios mecânicos e microestruturais, incluindo SDT, DRI e resistência à compressão, além de análises por microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia por dispersão de energia (MEV-EDS). Os resultados indicaram que o concreto analisado se encontra em estágio avançado de deterioração associado a reações expansivas internas. A resistência média à compressão foi de 33,00 MPa, aproximadamente 29% inferior à resistência estimada aos 28 dias (46,65 MPa) do controle tecnológico da época da construção, evidenciando perda significativa de desempenho mecânico ao longo do tempo. A integração dos resultados macroestruturais (SDT: SDI = 0,22 e PDI = 0,18) e microestruturais (DRI = 710,23 e MEV-EDS) revelou intensa microfissuração na pasta cimentícia, presença de gel alcalino-silicatado e indícios de formação de etringita, associados à atuação combinada da reação álcali-sílica e da formação de etringita tardia. Os valores de SDI e DRI posicionam o concreto na faixa de dano muito alto, conforme intervalos reportados na literatura, corroborando o elevado grau de deterioração observado in loco. Conclui-se que a abordagem multiescala baseada na integração entre SDT e DRI é eficaz para a avaliação da deterioração de concretos afetados por mecanismos expansivos internos em estruturas em serviço, consolidando-se como uma ferramenta robusta para o diagnóstico de estruturas reais. |
| Abstract: | Concrete structures are subject to deterioration mechanisms capable of compromising their physical integrity and mechanical performance over time. Identifying these mechanisms and assessing the state of deterioration are fundamental for diagnosing and defining intervention strategies in structures in service. Despite advances observed in the international literature, a gap remains in the national context regarding the integrated application of mechanical and microscopic analysis tools, such as the Stiffness Damage Test (SDT) and the Damage Rating Index (DRI), in real structures affected by expansive mechanisms. In this context, this research aimed to evaluate the degree of deterioration of a foundation block of a 21-year-old vertical building, subjected to internal expansive mechanisms, such as alkali-silica reaction (ASR) and delayed ettringite formation (DEF), using a multiscale approach. Mechanical and microstructural tests were performed, including SDT, DRI, and compressive strength, in addition to scanning electron microscopy with energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS) analyses. The results indicated that the analyzed concrete is in an advanced stage of deterioration associated with internal expansive reactions. The average compressive strength was 33.00 MPa, approximately 29% lower than the estimated strength at 28 days (46.65 MPa) from the technological control at the time of construction, evidencing a significant loss of mechanical performance over time. The integration of macrostructural (SDT: SDI = 0.22 and PDI = 0.18) and microstructural (DRI = 710.23 and SEM-EDS) results revealed intense microcracking in the cement paste, the presence of an alkaline-silicate gel, and evidence of ettringite formation, associated with the combined action of the alkali-silica reaction and delayed ettringite formation. The SDI and DRI values place the concrete in the very high damage range, according to intervals reported in the literature, corroborating the high degree of deterioration observed in situ. It is concluded that the multiscale approach based on the integration between SDT and DRI is effective for evaluating the deterioration of concrete affected by internal expansive mechanisms in service structures, establishing itself as a robust tool for the diagnosis of real structures. |
| Descrição: | Este documento está disponível online com base na Portaria no 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas. |
| URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/86640 |
| ORCID do(s) Autor(es): | https://orcid.org/0000-0003-4488-0727 |
| Currículo Lattes do(s) Autor(es): | http://lattes.cnpq.br/2225537798884297 |
| ORCID do Orientador: | https://orcid.org/0000-0001-6394-1164 |
| Currículo Lattes do Orientador: | http://lattes.cnpq.br/6399451844691825 |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| Aparece nas coleções: | DECC - Dissertações defendidas na UFC |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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| 2026_dis_hkdsantos.pdf | Dissertação de Halana Karine Dias dos Santos | 23,63 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
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