Modelagem da expansão do concreto devido à RAA com decaimento do módulo de elasticidade

Abstract

Resumo: A reação álcali-agregado é uma reação química que ocorre entre os íons alcalinos liberados durante a hidratação do cimento e determinados minerais reativos pertencentes ao agregado. Esta reação provoca a expansão heterogênea do concreto, reduz importantes propriedades do concreto, como as resistências à compressão e à tração e módulo de elasticidade, culminando com a redução da vida útil da estrutura. A modelagem matemática da reação álcali-agregado em uma estrutura sujeita à expansão pode predizer, com grau de precisão apreciável, a movimentação estrutural decorrente da reação, possibilitando programar manutenções, reduzindo o número de paralisações temporárias para correções estruturais e ainda aumentando o grau de segurança das estruturas. Nesta metodologia é apresentada uma modelagem numérica da expansão devido à reação álcali-agregado, utilizando um modelo paramétrico, levando-se em consideração o decaimento do módulo de elasticidade do concreto, aplicado ao programa comercial de elementos finitos ANSYS©, através da rotina programável pelo usuário USERSW. Os resultados obtidos foram validados através de modelos simples com respostas conhecidas.

Abstract: The alkali-aggregate reaction is a chemical reaction that occurs between the alkali ions released during cement hydration and certain minerals pertaining to the aggregate. This reaction provokes a heterogeneous expansion of the concrete, reduces important properties of the concrete, as compressive and traction strength and Young modulus, leading to the reduction of the structure useful life. Mathematical modeling of the alkali-aggregate reaction in a structure subject to expansion can predict, with appreciable degree of accuracy, the structural movement caused the reaction, enabling maintenance program, reducing the number of temporary stoppages for structural corrections and even increasing the level of safety of the structures. This methodology is presented a numerical modeling of expansion of the alkali-aggregate reaction, using a parametric model, taking into account the decay of the Young modulus of concrete, applied to commercial finite element analysis program ANSYS©, by user programmable feature USERSW. The results were validated using simple models with known answers.