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Tipo: TCC
Título: Caracterização do módulo de elasticidade de concretos por meio de diferentes métodos e condições de carregamento
Título em inglês: Characterization of the elasticity modulus of concretes through different methods and loading conditions
Autor(es): Holanda, Ana Dulce de Castro
Orientador: Babadopulos, Lucas Feitosa de Albuquerque Lima
Palavras-chave em português: Módulo de elasticidade;Amplitude de carregamento;Frequência de carregamento;Módulo de elasticidade ressonante;Módulo de elasticidade dinâmico;Módulo complexo
Palavras-chave em inglês: Modulus of elasticity;Complex modulus;Loading amplitude;Dynamic modulus of elasticity;Loading frequency;Resonant modulus of elasticity
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Data do documento: 2023
Citação: HOLANDA, Ana Dulce de Castro. Caracterização do módulo de elasticidade de concretos por meio de diferentes métodos e condições de carregamento. 2026. 63 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023.
Resumo: O módulo de elasticidade do concreto é uma propriedade que desempenha um papel fundamental no comportamento estrutural de construções, ele é essencial para entender como o concreto reage sob cargas e esforços diversos, sendo especialmente importante em obras de larga escala, como pontes e barragens, que estarão expostas a carregamentos extremos e condições ambientais adversas. Nesse contexto, a avaliação das propriedades mecânicas do concreto é crucial para ajuizar o desempenho e durabilidade das construções. Os métodos normatizados, como a aplicação de ondas ultrassônicas, a estimação para fins de projeto com base na resistência mecânica, ou mesmo o ensaio tradicional de módulo de elasticidade estático, fornecem estimativas que apresentam divergências. O seguinte trabalho objetiva analisar as variações no módulo de elasticidade obtido através de diferentes técnicas experimentais, além de identificar o dano no material associado às condições de carregamento e a discrepância dessas técnicas em comparação ao modelo proposto pela NBR 6118 (ABNT, 2023). Para isso, foram realizados ensaios não destrutivos (ressonância por impacto e módulo dinâmico através da velocidade de pulso ultrassônico) intercalados com ensaio estático (nas amplitudes de 30%, 20% e 10% da resistência última do concreto - fc) e quase-estático (gerando a propriedade viscoelástica conhecida como módulo complexo) variando a frequência de carregamento. Os resultados demonstraram que houve uma redução no valor absoluto do módulo complexo |E*|, em média 2,4% ± 2,9% na UTM-25 e 2,3% ± 1,3% na UTM-30, entre a frequência de 25 Hz e 0,03 Hz, sugerindo que o concreto se torna menos rígido à medida que a frequência de carregamento diminui. Não havendo diferença significativa entre as medições das duas prensas servo-hidráulicas Universal Test Machine (UTM). Para a amplitude de carregamento, houve uma redução de 4,0% ± 1,0% no módulo de elasticidade ressonante e no módulo de elasticidade dinâmico, após o ensaio de módulo de elasticidade estático com 30% do fc, indicando a influência do carregamento no valor do módulo de elasticidade e possível danificação do material após a aplicação da carga. Quanto a previsão de módulo, através da proposta da NBR 6118 (ABNT, 2023) o valor calculado, Eci=29,50 GPa, superou todas as medições obtidas com os métodos ensaiados. Para o módulo dinâmico, a adoção do coeficiente de Poisson sugerido na NBR 6118 (ABNT, 2023), ν = 0,2, resultou em valores 25% maiores que as medições das ondas P associadas às ondas S.
Abstract: The modulus of elasticity of concrete is a property that plays a fundamental role in the structural behavior of buildings. It is essential for understanding how concrete reacts under different loads and efforts, being especially important in large-scale works, such as bridges and dams, which will be exposed to extreme loads and adverse environmental conditions. In this context, the evaluation of the mechanical properties of concrete is crucial to judge the performance and durability of buildings. Standardized methods, such as the application of ultrasonic waves, estimation for design purposes based on mechanical resistance, or even the traditional static modulus of elasticity test, provide estimates that present divergences. The following work aims to analyze the variations in the modulus of elasticity obtained through different experimental techniques, in addition to identifying the damage to the material associated with the loading conditions and the discrepancy of these techniques in comparison to the model proposed by NBR 6118 (ABNT, 2023). For this, non-destructive tests were carried out (impact resonance and dynamic modulus through ultrasonic pulse speed) interspersed with static tests (at amplitudes of 30%, 20% and 10% of the concrete's ultimate strength - fc) and quasi-static tests (generating the viscoelastic property known as complex modulus) by varying the loading frequency. The results demonstrated that there was a reduction in the absolute value of the complex module |E*|, on average 2.4% ± 2.9% in UTM-25 and 2.3% ± 1.3% in UTM-30, between frequency of 25 Hz and 0.03 Hz, suggesting that concrete becomes less rigid as the loading frequency decreases. There was no significant difference between the measurements of the two Universal Test Machine (UTM) servo-hydraulic presses. For the loading amplitude, there was a reduction of 4.0% ± 1.0% in the resonant modulus of elasticity and in the dynamic modulus of elasticity, after the static modulus of elasticity test with 30% of fc, indicating the influence of loading in the value of the modulus of elasticity and possible damage to the material after applying the load. As for modulus prediction, through the proposal of NBR 6118 (ABNT, 2023) the calculated value, Eci=29.50 GPa, surpassed all measurements obtained with the tested methods. For the dynamic module, the adoption of the Poisson ratio suggested in NBR 6118 (ABNT, 2023), ν = 0.2, resulted in values 25% higher than the measurements of P-waves associated with S-waves.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/87111
ORCID do(s) Autor(es): https://orcid.org/0009-0003-9808-5101
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/3514454716631970
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/4032413277446483
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:ENGENHARIA CIVIL - Monografias

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