This study presents an investigation of a fiber‐reinforced concrete (FRC) with use of fibers of polypropylene, polyvinyl alcohol, and recycled polyester in the amount of 0.50%, seeking to analyze the impact of the fiber additions on mechanical properties, drying shrinkage, and cracking. Regarding flexural strength, a reduction of up to 25% of the value was observed for FRC. The residual strength of FRCs was increased values 20 times higher than the reference concrete. The addition of fibers also increased the void content of the matrices and, therefore, drying shrinkage of the reference matrix up to 74%. The fiber additions increased the internal tensile stresses of the FRC of up to 12.0 MPa. Besides the increase in resistance, the FRC presented formation cracks with openings 8 times smaller than the concrete.

Reactive powder concrete (RPC) is one type of advanced cementitious composite that has been increasingly used. Its high mechanical strength enables the application of the composite in bolder structures. Considering its recent history of use, there is a lack of knowledge about this materials durability. Therefore, this paper aimed to evaluate the behavior of hybrid fiber reinforced RPC under accelerated testing, evaluating different hybrid fiber combinations. Composites contained metallic microfibers and polypropylene fibers in the following proportions: 100/0%, 75/25%, 50/50%, and 0/0% (metallic/polypropylene). Accelerated tests were performed (salt spray, carbonation and acid immersion), as well as 3D microtomography analyses, in order to visualize the distribution of fibers throughout the matrix. Results indicated high durability under some aggressive wet environments, with no signs of carbonation, nor damage caused by salt spray, and small damage related to sulfuric acid attack. In addition, it was possible to observe in the 3D microtomography images that fibers are well distributed in the matrix volume, and that there is no transition zone in the material due to the reduced volume void.

Resumo Analisando as características físicas das matrizes cimentícias, é possível destacar a retração como uma das mais influentes nos quesitos de durabilidade do material. Caso não seja previsto ou controlado, esse fenômeno tem potencial de causar graves problemas em sistemas, tal como a nucleação de fissuras. Devido ao efeito de retração da matriz, quando restringida, é inevitável deparar-se com a formação de fissuras nas idades iniciais do concreto em virtude do fenômeno da sua variação volumétrica. Sabe-se que a adição de fibras, respeitando a compatibilidade de dimensões entre os materiais constituintes e o teor adequado desse reforço, afeta as propriedades do compósito resultante, diminuindo seu potencial de fissuração. Nesse sentido, esta investigação avalia os efeitos causados pela inserção de fibras de poliéster novas e usadas na retração por secagem de concretos. Os resultados de resistência à compressão não sofreram alterações com a adição das fibras de poliéster no concreto de referência. Por meio do ensaio de anel restringido foi possível constatar ganhos de eficiência nas misturas com o uso de fibras, quando se refere à retração por secagem restringida da matriz de referência. As tensões de retração por secagem são aumentadas cerca de duas vezes com a inclusão dos reforços fibrosos. Pôde-se observar que a adição de fibras recicladas de poliéster proporcionou redução, cerca de 80%, na formação de fissuras na matriz quando comparada aos efeitos de reforço em concretos com adição das fibras virgens.

The paper aims to contribute to the analysis of non-conformity concrete, focusing on long time effects. A review of compressive strength evolution, results variability and acceptance criteria was made. In addition, it is presented a case study of a nonconforming concrete used in composite structures (concrete-filled steel columns) that present 28 days strength below the specified. Considering long time effects, a nominal strength gain above the limits considered in technical standards was observed. This analysis, associated with a revision of the structural design and a carefully assessment, could help decision taking in case of nonconformity concretes. Keywords: non-conforming; strength gain; structural safety. RESUMOO presente artigo tem como objetivo contribuir para a análise de concretos com não conformidades, com foco nos efeitos de longa duração. Foi realizado um levantamento dos intervenientes na análise de não conformidades: evolução da resistência à compressão, a variabilidade dos resultados e critérios de aceitação do concreto. De forma complementar, é apresentado o estudo de caso de concretos não conformes empregados em estrutura mista (pilares metálicos preenchidos) que apresentaram resistências abaixo do especificado aos 28 dias. Considerando os efeitos de longa duração, um ganho de resistência nominal acima dos limites normativos foi observado. Esta análise, aliada a uma revisão do projeto e a uma inspeção criteriosa, pode auxiliar na tomada de decisão em casos de concretos não conformes. Palavras-chave: não conformidade; crescimento de resistência; segurança estrutural. RESUMENEste artículo tiene como objetivo contribuir al análisis del concreto en casos de incumplimiento normativo, centrado en los efectos a largo plazo. Se llevó a cabo una encuesta entre los participantes en el análisis de no conformidades: evolución de la resistencia a la compresión, variabilidad de los resultados y criterios de aceptación. Complementariamente, se presenta un caso de estudio de un hormigón en incumplimiento utilizado en una estructura mixta (pilares metálicos rellenos) que mostró una a 28 días menor que la especificada. Teniendo en cuenta los efectos a largo plazo, se observó una ganancia de resistencia nominal por encima de los límites reglamentarios. Este análisis, junto con una revisión del proyecto y una inspección minuciosa puede ayudar en la toma de decisiones en casos de hormigón en incumplimiento.

RESUMOO concreto é parte fundamental dos mais variados projetos de engenharia e, sem duvida, é o elemento estrutural mais utilizado no mundo. Esse fato conduz à necessidade de ferramentas de controle e análise de seu estado de conservação. Muitas das construções em concreto armado que formam a infra-estrutura civil que dão suporte às mais diversas atividades das sociedades modernas estão se aproximando do final de sua vida útil de projeto. Diante desse contexto, existe uma preocupação crescente com a avaliação do estado de deterioração e segurança das mesmas. O monitoramento constante das estruturas é um procedimento necessário, uma vez que a detecção preventiva dos problemas permite a utilização de métodos mais simples e econômicos para avaliação e reparo. Para tais fins, os métodos de ensaios não destrutivos (END) tornam-se uma estratégia de investigação bastante atraente e viável. Entre eles destacam-se: o ensaio de velocidade de pulso ultra-sônico, o radar e a esclerometria. Devido à sua facilidade de aplicação e boa capacidade de diagnóstico, esses métodos se tornam alternativas valiosas para investigação do estado de conservação das estruturas de concreto. Diversos exemplos de aplicação evidenciam como a aplicação de END pode contribuir com sucesso no controle da deterioração e na verificação da qualidade de estruturas de concreto. O presente artigo revisa alguns casos reais nos quais atuou o Grupo de Pesquisa LEME-UFRGS, mostrando como foram empregadas técnicas de END.

No abstract

This article evaluated mechanical behavior of ultra-high performance concrete (UHPC) reinforced with hybrid steel and polypropylene fibers, with cement consumption of 250 kg/m³ and application of confining pressure in fresh state. The consistency of the mixture was analyzed, as well as mechanical properties of compressive strength, flexural strength and toughness. The percentages of hybridization were 50 to 100% of metal fibers and 0 to 50% of polypropylene fibers. Results showed that the compressive strength of the composite was 180 MPa (26100 psi), despite its low cement consumption of 250 kg/m³ (2.08 lb/gal), with 80% steel fibers and 20% polypropylene fibers. The combination of fibers increased the mixture's toughness. For the composition with 80% steel fibers and 20% polypropylene fibers, the strength for large deformations increased by 191% compared with the mixture with 100% steel fibers, pointing out the benefits of hybridization.

This work determines the applicability of models provided by international standards to estimate the static modulus of elasticity of concretes produced with recycled coarse aggregates, identifying the influence of the compressive strength, bulk specific gravity and porosity on the static modulus of elasticity, and the relation between these parameters and the estimated modulus of elasticity. Recycled aggregates produced from concrete and of ceramic blocks were used in a replacement rate of 30% to the natural aggregates, in three classes of strength. The static modulus of elasticity of the concretes produced with recycled aggregates has a higher relationship to the compressive strength than the other properties, the static modulus of elasticity compared to the estimated modulus of elasticity shows good relation only for concretes produced entirely with natural aggregates and the modulus of elasticity of concretes with recycled coarse aggregates cannot be estimated by the models proposed by the technical standards.