Laboratorio de Estruturas e Materiais Prof. Lobo Carneiro – LABEST

Visite o nosso site: http://www.labest.coc.ufrj.br/

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 1200^oC. 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 90^oC; salas climatizadas a 40^oC, 20^oC e 4^oC 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 900^oC.

Equipamentos:

Laboratório de deformações lentas com temperatura (20^oC) 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 20^oC

Fluencia 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 1500^oC; 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 1200^oC); 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;

Laboratorio 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.