Estudo do comportamento mecânico do concreto com agregado reciclado mediante modelagem multiescala pelo MEF Bauru

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Gimenes, Marcela
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Modelagem multiescala; Concreto com agregado reciclado; Método dos elementos finitos; Elemento finito de interface; Modelo de dano; Multiscale approach; Finite element method; Interface finite element; Damage model; Recycled aggregate concrete
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/192664

Este trabalho apresenta uma proposta de análise numérica do concreto com agregados reciclados (CAR). A ferramenta desenvolvida facilita a avaliação do comportamento mecânico do material, verificando a viabilidade de sua utilização para fins estruturais. Considerando que no Brasil o emprego atual do material ainda é bastante limitado em comparação com outros países, o CAR pode vir a ser utilizado mais ampla e adequadamente, trazendo vantagens de caráter estrutural, econômico, e principalmente ambiental. Em termos de modelagem do CAR, a ocorrência de particularidades em nível mesoscópico exige um modelo em escala mais refinada para representar as propriedades alteradas do agregado reciclado (AR), de modo que foi desenvolvido um gerador de agregados reciclados para representar sua composição variada. Os mecanismos de falha que ocorrem nas interfaces características do agregado reciclado e da matriz de concreto introduzem não linearidade ao problema mecânico. Para que haja a representação dessa não linearidade, a estratégia de modelagem proposta recorre ao emprego da técnica de fragmentação de malha de elementos finitos juntamente com um modelo constitutivo de dano. Essa técnica de fragmentação baseia-se no emprego de elementos finitos com alta razão de aspecto, os quais poderão ser utilizados para representar as fases adicionais desse material compósito, correspondentes às diferentes zonas de transição interfaciais (ZTIs) intrínsecas do CAR em mesoescala, e consequentemente, caminhos potenciais para a propagação de fraturas. Um modelo constitutivo baseado na mecânica do dano contínuo é empregado para representar o comportamento não linear dessas diferentes fases do CAR, o qual, juntamente com a técnica de fragmentação citada, compõe ferramentas valiosas para o estudo da influência do AR no comportamento mecânico do CAR. A validação da metodologia se deu através de testes preliminares para calibração de parâmetros, e posteriormente por meio de simulações de casos mais avançados realizados em experimentos, nos quais os resultados numéricos qualitativos e quantitativos obtidos são comparados com os respectivos resultados experimentais colhidos da literatura. Na maioria dos casos simulados foi obtida grande correspondência entre os resultados, indicando que o modelo concebido é capaz de representar o CAR na distribuição 2D de agregados, na simulação de ZTIs e na propagação de fissuras devido ao dano por tração. A influência do AR foi maior em concretos com resistência mais elevada e além disso, uma substituição parcial de até 25% de agregado natural (AN) por AR não produziu grande perda na capacidade resistente.