Análise e validação de um modelo termo-hídrico do concreto sob temperaturas elevadas

• Autor(a) principal: Soares, Thaís Rossi Lopes
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFJF
• Texto Completo: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/6694
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA; Concreto; Altas temperaturas; Comportamento; Fenômenos de transporte; Concrete; High temperatures; Performance; Transport phenomena

O concreto é um dos materiais mais utilizados na construção civil. As três razões principais que justificam tamanha utilização são: a ótima resistência à água, a plasticidade do material quando fresco que facilita a sua moldagem e o preço e acessibilidade na maioria dos canteiros de obras. O concreto é um material heterogêneo e poroso cujo comportamento é extremamente complexo e cujas características não são totalmente compreendidas. Quando sujeito a condições ambientais extremas, como é o caso da exposição a temperaturas elevadas, esse material está suscetível a alterações físicas e químicas que podem influenciar no seu desempenho estrutural. Portanto, a previsão do comportamento deste material é complicada, pois o concreto, quando submetido a carregamentos térmicos, sofre alterações na sua estrutura porosa e nas propriedades do meio que podem influenciar seu desempenho macroestrutural térmico e mecânico. Dada a relevância do tema em estudo, o objetivo do presente trabalho é aprimorar o modelo em estudo, através da realização de análises paramétricas e da comparação entre os resultados obtidos e informações disponíveis na literatura. Especial atenção será dada aos resultados da saturação, uma vez que trabalhos anteriores denotaram a ocorrência de alguma discrepância relacionada a esta grandeza. O modelo estudado é um modelo termohídrico que descreve o comportamento do concreto submetido a carregamentos térmicos. Sua formulação matemática foi desenvolvida a partir do estudo acoplado das transferências de calor e massa no interior do concreto, quando exposto a altas temperaturas. O concreto é descrito como um sistema multifásico cujos vazios do esqueleto sólido são preenchidos com água no estado líquido e vapor de água. Quando exposto a temperaturas mais elevadas que a ambiente, diversos fenômenos, tais como condução de calor, difusão de vapor e fluxo de água no estado líquido, desidratação e evaporação são considerados. Esse modelo é discretizado utilizando o método das diferenças finitas e o método dos elementos finitos, e em seguida implementado no programa livre de cálculo por elementos finitos, o Cast3M – programa desenvolvido pelo DMT-CEA (Département de Mécanique et Technologie du Commissariat à l’ Énergie Atomique). A sua aplicação gera resultados numéricos de temperatura, saturação e pressão de vapor, os quais são utilizados para avaliar o desempenho do modelo.