Modelação Comportamento Térmico em Molde Instrumentado

Apresentação

No dia 22 de Junho de 2014, teve lugar na FEUP a defesa da tese de mestrado do aluno Luís Oliveira com o título: “Ensaio e Modelação de Comportamento Térmico de Betões de Elevado Desempenho nas Primeiras Idades”, onde o aluno realizou ensaios de pastas e argamassas no laboratório com moldes instrumentados, e em paralelo fez a modelação comportamento térmico dada pela reacção do cimento e outros aditivos. O arguente foi o Prof. Miguel Ferraz, o presidente do Júri foi o Prof. Rui Carneiro Barros, tendo o trabalho sido orientado por João Rio e co-orientado pelo Prof. Rui Faria.

 

Este trabalho foi feito no seguimento do trabalho desenvolvido anteriormente de concessão e construção de um molde instrumentado, realizado por Hugo Caetano.

Trabalho

O objectivo desta dissertação foi a compreensão do comportamento térmico nas primeiras idades, isto é até às 48 horas, em betões de alto desempenho. Através da comparação de resultados obtidos em ensaios laboratoriais e modelos numéricos, realizou-se um estudo de compreensão do calor expectável a ser libertado por um betão de elevado desempenho na reacção de hidratação do cimento. Este estudo permitirá um controlo de qualidade dos betões de alto desempenho para diferentes misturas, assim como uma previsão do efeito que certas adições ou diferentes proporções de constituintes poderão ter no comportamento térmico destes. Todos os ensaios laboratoriais foram complementados com ensaios não destrutivos, como o estudo da resistividade e da propagação dos ultrassons de maneira a obter uma melhor interpretação da diferença das propriedades mecânicas entre amostras. 

molde instrumentado com pasta freca

molde instrumentado com pasta freca

Procedeu-se a ensaios de diferentes razões de água cimento de pastas, com o objectivo de perceber o efeito que a variação da quantidade de cimento tem na produção de calor devido à hidratação do cimento, assim como as máximas temperaturas verificadas nos provetes. Por último foram realizados ensaios de argamassas de alto desempenho para compreender a influência que adições nas argamassas poderão provocar na reacção da hidratação do cimento, e também perceber a variação de comportamento devido à presença de areia fina na mistura.

modelo numérico comportamento térmico

modelo numérico comportamento térmico

Desenvolveram-se modelos numéricos, que graças às capacidades de simulação do processo de hidratação do cimento e da interacção com o meio envolvente, que proporcionaram resultados aproximados dos medidos no molde instrumentado, tais como curvas de temperatura ao longo do tempo, e também permitiram que se gerassem mapas de temperatura.

Picture3

Conclui-se que é possível obter valores próximos entre os resultados obtidos por via de ensaios laboratoriais e a modelação numérica, sendo necessário um desenvolvimento futuro de um estudo de calibração da convecção térmica assim como um estudo num calorímetro adiabático de pastas e argamassas para que seja feita uma melhor caracterização das taxas de libertação de calor e do efeito que o uso de superplastificante poderá ter na reacção de hidratação do cimento. 

Este trabalho está relacionado com o projeto FCT PTDC/ECM/122446/2010 Betofibra – Betões de elevado desempenho reforçado com fibras em solução inovadoras: concepção, caracterização e controlo de qualidade.

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