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Previous issue date: 2014-02-21 / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / O concreto é um material heterogêneo e poroso, sujeito a alterações físicas e químicas
quando exposto a condições ambientais extremas, como as temperaturas elevadas.
Como a reação de hidratação do cimento é reversível e termo-ativada, a exposição
do concreto a temperaturas elevadas pode ter efeitos deletérios, com a ocorrência de
desidratação da matriz a base de cimento, fissuração devido a pressões internas geradas
pela evaporação da água de amassamento remanescente da mistura e ao desplacamento
superficial (spalling).
A exposição a temperaturas elevadas pode ocorrer, basicamente em duas situações
bastante distintas:
_ causas acidentais, como em incêndios, onde os gradientes de temperatura são muito
altos e a exposição ao fogo se dá por um período de tempo relativamente curto;
_ em condições normais de serviço, como os repositórios de rejeitos radioativos em
que a estrutura fica sujeita a temperaturas muito elevadas, por longos períodos de
tempo (décadas) .
Em um trabalho anterior - FERREIRA (2011, [1]) -, desenvolvido no PGMC em
colaboração com a Universidade de Cergy-Pontoise, foi realizada a modelagem termo-hídrico do comportamento de estruturas compostas por camadas de rocha e concreto,
semelhantes ao que se encontra em túneis, elementos de instalações hidrelétricas e
repositórios destinados a rejeitos nucleares. Foi, então, empregado o código computacional
livre CAST3M 2000, desenvolvido no CEA (Commissariat à l'Energie Atomique, França),
que é baseado nos conceitos de operadores e objetos e, para validação, foram usados
resultados experimentais e numéricos.
Propõe-se aqui a incorporação naquele modelo do acoplamento mecânico, através
do modelo de dano de Mazars. Tal modelo é válido para situações de carregamento
continuamente crescente tem como hipóteses básicas:
_ O dano local resulta de deformações de alongamento evidenciadas por sinais
positivos de, ao menos, um dos componentes principais de deformação;
_ O dano é representado por uma variável escalar D (entre 0 e 1) cuja evolução
ocorre quando o valor de alongamento equivalente excede o valor da deformação
de referência.
A análise dos resultados se baseia na comparação com os resultados obtidos
por FERREIRA (2011, [1]) e com os dados experimentais disponíveis para os
corpos-de-prova em bicamada rocha-concreto. Nota-se uma clara correspondência
numérico/experimental. Discrepâncias observadas indicam a necessidade de estudos
mais aprofundados acerca do efeito da degradação mecânica sobre as propriedades
térmicas do concreto. / Concrete is a heterogeneous porous material subjected to physical and chemical alterations
when exposed to extreme environmental conditions, such as elevated temperatures.
Cement paste dehydration may lead to cracking - and even to the ocorrence of spalling
- due to internal pressures generated by water vapour formation.
The exposure to high temperatures may occur in two different situations:
_ accidental causes, as fires, when the temperature gradients are rather elevated and
fire exposure takes a relatively short period of time;
_ ordinary service conditions, like repositories for radioactive wastes.
A previous M.Sc. work developed in the PGMC by FERREIRA (2011, [1]), as part of a
scientific cooperation with the University of Cergy Pontoise, dealt with the thermo-hydric
modelling of structures composed of concrete-rock bilayers - so as to represent elements
present in tunnels, hydroeletric powerplant instalations, for instance. That work employed
the free code Cast3M 2000 (developed in the CEA, Commissariat à l'Energie Atomique,
França), based on the concepts of operators and objects. Experimental and numerical
data were employed for validation.
The present work proposes the incorporation of the mechanical coupling to that TH
model, through the Mazars Damage Model - with the following basic assumptions:
_ Local damage results from elongation deformations;
_ Damage is represented by a scalar quantity D.
The numerical results are compared with data from FERREIRA (2011, [1]) and
experimental information available for concrete-rock bilayer samples. It is observed a
clear numerical/experimental correspondence. Resulting discrepancies indicate the need
for further investigation concerning the effects of mechanical degradation on the thermical
and mechanical properties of concrete.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:hermes.cpd.ufjf.br:ufjf/3553 |
| Date | 21 February 2014 |
| Creators | Amaral, Rafaela de Oliveira |
| Contributors | Farage, Michèle Cristina Resende, Bastos, Flávia de Souza, Toledo, Elson Magalhães, Alves, José Luis Drummond |
| Publisher | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), Programa de Pós-graduação em Modelagem Computacional, UFJF, Brasil, ICE – Instituto de Ciências Exatas |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFJF, instname:Universidade Federal de Juiz de Fora, instacron:UFJF |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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