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Previous issue date: 2018-02-26 / 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. / Concrete is one of the most used material in construction. The three main reasons for
such are: its excellent water resistance; its plastic consistency when fresh, which facilitates molding; its price and accessibility at most construction sites. Concrete is a heterogeneous and porous material whose behavior is extremely complex and whose characteristics are not fully understood. When subjected to extreme environmental conditions, such as exposure to high temperatures, this material is susceptible to physical and chemical changes that may influence its structural performance. Therefore, the prediction of this material behavior is complicated, since the concrete, when submitted to thermal loads, undergoes changes in its porous structure and in the properties of the medium, which may influence its macro-structural thermal and mechanical performance. Given the relevance of the subject under study, the objective of the present research is to improve the studied model by performing parametric analyzes and comparations with the results obtained with the information available in the literature. Special attention will be given to the saturation results, since previous work has indicated the occurrence of some discrepancy related to its magnitude. The model studied, is a thermohydric model that describes the behavior of the concrete submitted to thermal loads. Its mathematical formulation was developed
applying the coupled study of heat and mass transfers in the interior of the concrete when exposed to high temperatures. The concrete is described as a multiphase system whose voids of the solid skeleton are filled with liquid water and water vapor. When exposed to higher temperatures than the environmental ones, several phenomena, such as heat, vapor diffusion and water flow in the liquid state, dehydration and evaporation are considered. The model is discretized using the finite difference method and the finite element method, and then implemented in the free finite element calculation program, Cast3M - a program developed by DMT-CEA (Département de Mécanique et Technologie du Commissariat à l’Energy Atomique). Its application generates numerical results of temperature, saturation and vapor pressure, which are used to evaluate the performance of the material.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:hermes.cpd.ufjf.br:ufjf/6694 |
| Date | 26 February 2018 |
| Creators | Soares, Thaís Rossi Lopes |
| Contributors | Farage, Michèle Cristina Resende, Bastos, Flávia de Souza, Ribeiro, José Carlos Lopes, Rocha, Bernardo Martins |
| 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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