Modelagem computacional da mesoescala do concreto considerando a viscoelasticidade

Abstract

A previsão do comportamento do concreto ao longo do tempo é um dado importante para garantir a vida útil desejada às estruturas. Nesse sentido, a determinação da função fluência do concreto é fundamental para avaliar as deformações e deslocamentos de estruturas ao longo do tempo de modo a garantir a segurança e permitir sua adequada utilização. Nesse aspecto, o estudo do concreto através de modelos que considerem sua heterogeneidade permite analisar a influência de suas diferentes fases, o que promove um entendimento mais profundo dos mecanismos que definem o comportamento em macroescala. O presente trabalho analisa a fluência do concreto levando em consideração a sua natureza compósita. Para tanto, simulações são realizadas utilizando o Método dos Elementos Finitos e considerando o comportamento elástico dos agregados graúdos envoltos em argamassa com comportamento viscoelástico. O modelo em elementos finitos tridimensionais consiste em um corpo de prova cilíndrico submetido à compressão. Os passos do algoritmo para geração automatizada de modelos tridimensionais da mesoestrutura do concreto considerando agregados poliédricos são apresentados no trabalho. Inicialmente foram construídos modelos para análise da influência do volume de agregados. Além disso é proposta uma metodologia para retroanálise e determinação da função fluência da argamassa e pasta de cimento a partir de dados experimentais do concreto. Por fim, é realizada uma retroanálise para estimativa do módulo de elasticidade dos agregados do concreto a partir de dados experimentais de fluência do concreto e da argamassa. Os resultados mostram que o aumento do volume de agregados diminui tanto as deformações instantâneas quanto o percentual de deformação adicional devido a fluência. Usando a metodologia de retroanálise foi possível estimar a função fluência da argamassa e pasta de cimento. Por outro lado, a escolha do módulo de elasticidade dos agregados foi considerada uma grande fonte de incerteza nas análise, carecendo de estudos mais detalhados. O estudo mostrou o potencial da metodologia usada para geração da mesoestrutura do concreto e seu uso na pesquisa sobre fluência.