Implementação de um modelo termo-hídrico para simular os efeitos da temperatura sobre estruturas de concreto

• Main Author: Monteiro, Marcelo Caetano
• Publication Date: 2023
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Repositório Institucional da UFJF
• Download full: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/15406
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL; Simulações; Temperatura; Saturação; Concreto; Simulations; Temperature; Saturation; Concrete

A modelagem do comportamento de estruturas de concreto expostas a temperaturas elevadas permite estudar diversas condições que nem sempre são possíveis em estudos experimentais, tanto do ponto vista físico, quanto econômico, em um intervalo de tempo muito menor, além de propiciar a análise das principais propriedades constituintes do material. O intuito da pesquisa é aprimorar um modelo termo-hídrico buscando, por meio de simulações numéricas, reproduzir de modo adequado resultados experimentais encontrados na literatura. Foi realizada uma revisão sobre os principais aspectos relacionados ao tema, entre eles a descrição das propriedades térmicas do concreto e seu comportamento como meio poroso. Entre os principais aperfeiçoamentos aplicados ao modelo estudado está a alteração do esquema de marcha no tempo, a consideração dos termos de derivada no tempo da porosidade na equação de conservação de massa e a mudança na evolução do calor latente de vaporização, propriedade utilizada como fonte geradora de calor. O programa utilizado para as simulações numéricas foi o Cast3M, que é um código baseado no método dos elementos finitos para mecânica dos sólidos e dos fluidos. É um sistema completo que integra ao mesmo tempo funções de cálculo, construção do modelo (pré-processador) e processamento dos resultados (pós-processador). Os resultados numéricos possibilitam aferir a qualidade do modelo proposto e servem de apoio para futuros desenvolvimentos. A análise dos resultados se respalda na comparação com os resultados alcançados por Ferreira (2011) e Amaral (2014) para a bicamada rocha-concreto. Observa-se uma nítida similaridade entre os resultados numéricos e experimentais para a temperatura e uma evidente melhora nos resultados da saturação. Discrepâncias notadas apontam a demanda de estudos mais aprofundados a respeito da formulação das propriedades hídricas utilizadas.