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Laboratório de Estruturas e Materiais Prof. Lobo Carneiro - LABEST

Descrição

   O Laboratório de Estruturas e Materiais Fernando L. L. B. Carneiro (LABEST) é dedicado ao estudo experimental e numérico de estruturas e materiais de construção.

 

   O LABEST está capacitado a realizar análises estática e dinâmica em componentes estruturais ou estruturas de edificações, pontes, cascas, obras marítimas e portuárias, sistemas dedicados à exploração de petróleo no mar (offshore), usinas hidrelétricas, e outras estruturas especiais.

 

   O LABEST possui equipamentos para a realização de ensaios em diversos tipos de materiais como os concretos, os materiais metálicos, os materiais viscoelásticos, os compósitos de resinas, os compósitos cimentíceos de fibras metálicas, plásticas e orgânicas, os novos tipos de concreto de alto e altíssimo desempenho mecânico e ambiental, os concretos refratários, os micro-concretos de cimentação de poços de petróleo, os concretos compactados ao rolo, além de novos materiais de construção e reparo.

  

   Os equipamentos do LABEST permitem o desenvolvimento de estudos que vão da nano escala dos materiais à escala macroscópica das estruturas reais.  Uma grande diversidade de equipamentos permite a realização de ensaios especiais como: caracterização termo-químico-mecânica de materiais cimentíceos; deformação lenta, durabilidade, reação álcali-agregado, outras reações expansivas, caracterização de materiais viscoelásticos e identificação estrutural. Diversos equipamentos possibilitam a realização de ensaios com variação de temperaturas desde a ambiente até 1200 oC. Além da capacidade de realizar ensaios no laboratório, os equipamentos disponíveis permitem a realização de monitorações estruturais no campo.

 

 

Infra-estrutura

O LABEST está organizado em sublaboratórios e áreas de serviço.

 

Os sublaboratórios são:

 

- Macro-estruturas (placa de reação)

- Propriedades térmicas

- Deformações no tempo: material endurecido (fluência) e fluido (reologia)

- Cimentação de poços de petróleo

- Micro-estrutura

- Durabilidade

- Propriedades mecânicas

- Dinâmica e processamento de sinais e imagens

- Modelagem Numérica

- As salas de estudos, oficinas e áreas de serviço são:

- Concretagem

- Área de faceamento, corte e torneamento de amostras

- Oficina mecânica

- Sala de técnicos

- Salas de estudantes de doutorado, mestrado e iniciação científica


Macro-Estruturas (Placa de reação)

 

O Laboratório de Macro-Estruturas está equipado para realizar ensaios estáticos e dinâmicos na escala das estruturas. Possui uma placa de reação com dimensões de 12 x 40 m em planta, espessura de 0,9 m, e furos posicionados a cada metro, com capacidade de ancorar 50 tf. A altura livre para montagens é de 25 metros. A aplicação de cargas é realizada com um sistema MTS de 12 atuadores hidráulicos servo-controlados, com capacidade máxima de 1200 kN.

Os diversos equipamentos que compõem o sublaboratório de macro-estrutura são: pórtico rolante operando sobre a área da placa de reação com capacidade de carga de 100 kN e altura de operação de 15 m; pórticos diversos para montagem de ensaios; aparelhos de apoio; aparelhos de medição de deslocamento, deformação específica e ângulo; sistemas de aquisição de dados.

Placa de reação

 

Propriedades Térmicas

 

Este sublaboratório é dedicado à realização de ensaios de propriedades térmicas de materiais submetidos a temperaturas variando da temperatura ambiente até 1200oC. Os equipamentos podem determinar características de concretos para estruturas massivas como as barragens, de concretos refratários para refinarias, e de outros materiais como perfis pultrudados submetidos a uma larga faixa de temperatura.

Equipamentos: Calorímetros adiabáticos com capacidade para amostras de 3 litros e de 200 litros; determinação de calor específico e difusividade térmica para temperaturas até 90oC; salas climatizadas a 40 oC, 20 oC e 4oC para determinação de coeficiente de dilatação térmica, difusividade térmica e estocagem de material para concretagens a temperaturas menores que a ambiente; deformações lineares de amostras a grandes temperaturas e termogravimetria de amostras de grandes dimensões; choque térmico em amostras a altas temperaturas; determinação de calor específico e difusividade térmica por técnica de fio-quente para altas temperaturas; sistema de estufa para ensaios de compressão de perfis pultrudados – resina reforçada com fibras – a alta temperatura.

 

Calorímetros

 

 

Altas temperaturas

 

Perfis Pultrudados

 

 

Deformações no tempo: material endurecido (fluência) e fluido (reologia)

 

 

 

Este laboratório é dedicado à realização de ensaios de: retração por secagem e autógena; fluência sob compressão, tração direta e flexão a temperatura ambiente e umidade controladas e fluência sob compressão e tração direta a altas temperaturas até 900oC.

 

Equipamentos:

 

Laboratório de deformações lentas com temperatura (20oC) e umidade (50%) controladas podendo ser vista à direita a estocagem dos corpos-de-prova para retração autógena e por secagem; fluência à compressão, flexão e tração direta; equipamento para determinação de patamar de percolação com pulso de ultra-som; leitura de retração autógena e deformação térmica; Reômetro BTRHEOM; ensaio Vebe; caixa em L;

 

 

Fluência a 20oC

 

 

Fluência a altas temperaturas

 

Cimentação de poços de petróleo

Este laboratório é dedicado à realização de ensaios de caracterização de pastas cimentação de poços de petróleo.

Equipamentos:

Misturadores com velocidade controlada; consistômetro e analisador de pulso ultra sônico (UCA) com temperatura e pressão controladas; viscosímetro para pasta de cimentação e reômetro para argamassas; autoclaves para cura de pastas a altas pressões e temperaturas

Cimentação de poções de Petróleo

 

Micro-estrutura e análise química

Este laboratório é dedicado à caracterização física, química e mecânica da microestrutura dos materiais a base de cimento.

Equipamentos: DRX Brooker D8 Focus com sistema de forno para ensaios até 1500oC; medição de resistência de partículas de 1 mm a 200 mm Shimadzu MCT Micro Compression Tester; nanoindentador Dynamic Ultra-Micro Hardness Tester Shimadzu DUH 511; analisador de área superficial BET Micrometrics ASAP 2020; picnômetro a gás AccuPyc 1340 da Micrometrics; espectômetro de raios-X Shimadzu EDX-D20 para análise química de sólidos e líquidos; granulometria a laser Malvern Mastersizer 2000 – partículas até 0,1 mm; granulometria por sedimentação: sedígrafo Sedigraph III Micrometrics partículas até 0,1 mm; análise Térmica: TA SDT Q600 TA DTA-TGA e DS - DSC Q20P com pressão de até 2MPa.

 

Laboratório de micro-estrutura e análise Química

 

Durabilidade

Este laboratório é dedicado ao estudo da durabilidade dos materiais a base de cimento, aí incluindo os estudos relativos à reação álcali-agregado.

Equipamentos: Permeâmetros a gás a temperatura ambiente e altas temperaturas (até 1200oC); permeâmetros a água; ataque por sulfatos, migração de íons cloro e absorção de água; cubas para teste acelerado de reação álcali-agregado, câmaras para armazenamento de corpos de prova a temperatura e umidade controladas; robôs para leitura automática de deformações volumétricas em corpos-de-prova cilíndricos para análise experimental de reação álcali-agregado;

 

 

Laboratório de Durabilidade

 

Propriedades mecânicas

Este laboratório é dedicado ao estudo das propriedades mecânicas mesoscópicas dos materiais, aí compreendidas propriedades sob temperaturas que variam da ambiente até 1200 oC, e propriedades de amostras confinadas com pressão de até 14 MPa.

Equipamentos: Máquina de ensaio universal Shimadzu servo-controlada com capacidade de 1000 kN; máquina de ensaio universal Shimadzu servo-controlada com capacidade de 350 kN; máquina de ensaio triaxial com capacidade de força de compressão de 350 kN e confinamento axissimétrico de 14 Mpa; máquina de ensaio universal Shimadzu com capacidade de 350 kN e temperaturas de até 1200 oC equipada com forno para ensaio a flexão.

 

 

Dinâmica e processamento de sinais e imagens

Este laboratório é dedicado a análise dinâmica de estruturas, envolvendo a monitoração e identificação estrutural, redução de vibrações e identificação de danos com aplicação em estruturas civis e offshore. Este laboratório também é capacitado a realizar o processamento de sinais e imagens com intuito de atender as demandas das linhas de pesquisas associadas a análise dinâmica.

Equipamentos: Acelerômetros e excitadores utilizados para a monitoração de modelos reduzidos; sistema para ensaios de compressão em risers flexíveis (1200 kN); sistema de monitoração e aquisição de dados de risers rígidos; sistema de monitoração submerso de risers e estacas torpedo; sistema para ensaios de risers flexíveis – tração (1000 kN); torção (150 kN.m) e crush (600 kN); sistemas para ensaios de flexão em risers flexíveis; equipamento para simulação do carregamento de colares hidráulicos em risers flexíveis; Sistema para identificação de características dinâmicas de materiais viscoelásticos; plataforma de teste para estimativa de cargas humanas; sistema de aquisição e procesamento de imagens

 

 

 

Laboratório de dinâmica e processamento de sinais e imagens

 

Modelagem numérica

Este laboratório é dedicado à computação de alto desempenho estando capacitado a realizar a modelagem numérica de problemas com grande número de graus de liberdade.

 

 

OFICINAS, ÁREAS DE SERVIÇO E SALAS DE ALUNOS

 

Área de concretagem: área com temperatura controlada, misturador planetário, betoneiras móveis, misturadores planetários, betoneiras, e diversos equipamentos para caracterização dos materiais a base de cimento; área de faceamento, corte, torneamento e carotagem de amostras de geomateriais (em parceria com a PETROBRAS); Oficina mecânica e sala de técnicos; Salas de estudantes de doutorado, mestrado e iniciação científica.

 

Área de concretagem.

 

Sala de estudantes

 

 

Professores envolvidos

 DOCENTES

 

Prof. Alexandre Landsman (FAU-UFRJ)
Prof. Carlos Magluta
Prof. Eduardo de Moraes Rego Fairbairn
Prof. Eduardo de Miranda Batista
Prof. Fernando Luiz Bastos Ribeiro
Prof. Ibrahim A. Malik Shehata
Prof. Lidia da Conceição D. Shehata (UFF)
Prof. Michèle Schubert Pfiel
Prof. Ney Roitman
Prof. Romildo Dias Toledo Filho (professor responsável)
Prof. Ronaldo Carvalho Battista

Prof. Guilherme Chagas Cordeiro (UENF) 


PROFESSORES E PESQUISADORES QUE PARTICIPAM DE ATIVIDADES DO LABEST

 

Ana Lucia D´Almeida (pós-doc CNPq)
Cybele  Luzana Reis (Fundação COPPETEC)
Eliane M. L. Carvalho (UFF)
Luiz Fernando Lomba Rosa (FAU-UFRJ)
Marcos Martinez Silvoso
Paula Farenzena Viero (Poli-UFRJ)
 

Técnicos e administrativos

FUNCIONÁRIOS UFRJ

 

Anisio Ribeiro da Silva
Arnaldo Tertuliano

Flavio Antunes Maia

Flavio dos Santos Oliveira

Flavio de Moura Sarquis
Jose Maria Pinto da Silva
Luzidelle da Conceição Peixoto
Manoel Tertuliano Filho
Osvaldo Oliveira Santiago

Rogério Corrêa Mattos
Rosangela da Silva Leonardo
Sandra Maria da Silva Mendonça
 
FUNCIONÁRIOS COPPETEC

Clodoaldo Santos da Costa
Elcio Antonio Guerra
Flavio Justino Nascimento Costa
Julio Cesar Beltrami