Método para obtenção das propriedades efetivas do concreto sob ação da reação álcali-sílica

Abstract

Resumo: O concreto, quando afetado pela umidade, se torna sujeito à reações químicas indesejadas comoa reação álcali-sílica. Tal reação se inicia em sua camada mesoscópica (camada intermediária entre a camada macroscópica e a camada microscópica) e se propaga pelo material a medida que os anos passam. Com isto, o material sofre danificação e posteriormente fissuração, o que ocasiona mudança em suas propriedades mecânicas efetivas. Considerando os artigos publicados na literatura até o início de 2018, observa-se que o modelo de danificação para o concreto causado pela reação alcali-sílica ainda não é satisfatório. Essa tese buscou apresentar uma nova metodologia para previsão da perda de rigidez do concreto, a partir de modelos de homogeneização que consideram os agregados graúdos e o gel formado pela reação química como inclusões para a utilização dos métodos, além da associação com um modelo de difusão para o comportamento do gel. Ao longo do trabalho, serão discutidos os métodos mais atuais de homogeneização, como o método de Mori-Tanaka e o método autoconsistente, além de métodos clássicos como o método de Reuss e de Voigt que são considerados como limites inferiores e superiores para a previsão da rigidez. Tais métodos de homogeneização podem ser utilizados para simulação do comportamento destes parâmetros ao longo do tempo, pois foram vinculados a um modelo de desenvolvimento e criação do gel. Os resultados mostram que a metodologia proposta apresenta uma estimativa para o cálculo das propriedades efetivas do concreto sob a ação da reação álcali-sílica. A proposta desta tese é, portanto, utilizar a modelagem da reação em termos de concentração de gel ao longo do tempo para associá-la a um modelo de homogeneização - como a homogeneização pelo método de Mori-Tanaka - para prever o comportamento das propriedades efetivas ao longo do tempo. Palavras-chave: Reação Álcali-Sílica, Método de Mori-Tanaka, Danificação de materiais, Teoria de homogeneização, Concreto.

Abstract: Concrete, caused by moisture, becomes subject to a series of undesired reactions as an alkali-silica solution wich is a reaction that begins in the mesoscopy scale and propagates through the material as the years pass. By doing so, the material suffers damage, which is significant in its effective properties. So far, no model of damageto the individual being performed by the alkali-silica reaction has been developed in a satisfatory way. This thesis sought to present a new methodology to predict the loss of rigidity of the model, in view of the homogenization modeling that the large aggregates and the geometry model the behavior of the gel. Along the work, it is discussed methods of homogenization, the method of Mori-Tanaka and the self-consistent method, besides methods on the board and method of Reuss the rigidity and method of Reuss. Such homogenization methods can be used to model the functions over time, since they were linked to a model of development and creation of gel. The results show that the proposed analysis is an estimate for the calculation of the effective properties of the concrete under the action of the alkali-silica reaction. Keywords: Alkali-Silica Reaction, Mori-Tanaka Method, Materials Damage, Homogenization Theory, Concrete.