Self-sensing concrete blocks and mortar joints for health monitoring of structural masonry before and after exposure to high temperatures

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Nalon, Gustavo Henrique
• Orientador(a): Ribeiro, José Carlos Lopes
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Programa de Pós-Graduação: Engenharia Civil
• Área do conhecimento CNPq: Materiais e Componentes de Construção
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/32289; https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2024.094

Materiais cimentícios autossensores são tecnologias emergentes aplicadas no monitoramento de tensões/deformações e detecção de danos em elementos estruturais. Esta pesquisa apresenta a criação e validação de novas tecnologias para Monitoramento da Integridade Estrutural (SHM) da alvenaria estrutural: blocos de concreto e juntas autossensores contendo nanopartículas de carbon black (CBN). Um experimento fatorial foi realizado para avaliar os efeitos da razão cal/cimento e do teor de CBN no comportamento autossensor, mecânico e microestrutural de argamassas de assentamento. Diferentes abordagens para produção de unidades de concreto autossensoras também foram estudadas. Adesivos estruturais à base de epóxi forneceram a melhor aderência entre sensores cimentícios e substratos de concreto. Unidades de concreto puderam ser moldadas em torno de sensores cimentícios no estado endurecido. Utilizando um aditivo expansor na matriz autossensora, também foi possível embutir o sensor cimentício no estado fresco em unidades de concreto no estado endurecido. Foram relatados os efeitos de aditivos redutores de retração e expansores na retração por secagem, propriedades autossensoras, microestrutura e resistência de materiais cimentícios. Finalmente, foi realizado um estudo de validação para investigar o comportamento mecânico e piezoresistivo de unidades e juntas autossensoras incorporadas em prismas de alvenaria sob compressão uniaxial, considerando-se diferentes tipos de unidades de concreto, padrões de assentamento, arranjos de blocos, resistências relativas argamassa/blocos, espessuras de juntas e posições das regiões autossensoras. Observou-se que unidades e juntas autossensoras são alternativas promissoras para monitorar tensões e deformações em elementos de alvenaria estrutural, antes e após elevadas temperaturas. A alvenaria autossensora também demonstrou a capacidade de detecção e quantificação em tempo real de danos por exposição a altas temperaturas, além de fornecer importantes informações sobre a recuperação de danos devidos ao procedimento de reidratação. A presente pesquisa permitiu a efetiva produção e aplicação de unidades e juntas autossensoras em sistemas de SHM de elementos de alvenaria. Palavras-chave: Alvenaria estrutural; Monitoramento da Integridade Estrutural; unidade de concreto autossensora; junta autossensora; temperatura elevada.