Governo Federal

Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ
MÉTODOS NUMÉRICOS EM ENGENHARIA (40001016030P0)
UM MODELO MATEMATICO PARA A FORMAÇÃO , DIFUSAO E DANO QUÍMICO CAUSADO PELO GEL FORMADO NA REAÇÃO ALCALI-SILICA NO CONCRETO DE CIMENTO PORTLAND
FABIO ANDRE NEGRI BALBO
TESE
29/09/2015

Este trabalho propõe um modelo para a formação, difusão e dano químico causado pela reação alcali-sílíca (RAS) que ocorre no concreto. A Fase I do modelo leva em conta a cinética das reações químicas, considerando que o agregado e reativo e há disponibilidade de ´ıons alcalinos na soluc¸ao porosa do concreto, bem como umidade ˜ e temperaturas favoraveis. O modelo criado na Fase I consiste em um sistema de ´ equac¸oes diferenciais ordin ˜ arias que ´ e resolvido analiticamente e tamb ´ em numerica- ´ mente quando se consideram variaveis todos os produtos e reagentes do modelo. A ´ Fase II modela o efeito de expansao do gel na regi ˜ ao porosa em torno do agregado ˜ como um processo difusivo, para que se possa determinar a concentrac¸ao de gel em ˜ um Elemento Representativo de Volume (ERV) do concreto com relac¸ao ao tempo. ˜ Nessa fase do modelo e usada a equac¸ ´ ao de difus ˜ ao, sendo resolvida numericamente ˜ pelo Metodo das Diferenc¸as Finitas (MDF), trac¸ando um perfil para a concentrac¸ ´ ao do ˜ gel do ERV. A Fase III do modelo representa um modelo para o dano devido a RAS ` que leva em considerac¸ao os aspectos qu ˜ ´ımicos e difusivos envolvidos na formac¸ao˜ e dispersao o gel. Para fins de simulac¸ ˜ ao s ˜ ao considerados modelos bidimensionais ˜ e um modelo tridimensional. Como resultado se obtem mapas da distribuic¸ ´ ao do gel ˜ e tambem do dano qu ´ ´ımico devido a RAS em um ERV com par ` ametros estipulados a ˆ partir de resultados presentes na literatura.

reaçao alcali-sılica, concreto, agregado reativo, gel
This work proposes a model for the formation of the gel diffusion and damage due to alkali-silica reaction (ASR) that occurs in concrete. Phase I of the model takes into account the kinetics of the chemical reactions, considering that the aggregate is reactive and no limitation of alkali ions in the solution of the porous concrete as well as favorable moisture and temperatures. The model created in Phase I consists of a system of ordinary differential equations that is solved analytically and also numerically when considering as variables all products and model of reagents. Phase II models the effect of the gel growth on the porous region around aggregates as a diffusion process, so that one can determine the concentration of gel in a Representative volume element (RVE) of concrete as function of time. This model is used to phase diffusion equation and is solved numerically by the Finite Difference Method (MDF), tracing a profile for the concentration of gel in RVE. Phase III of the model is a model for the damage due to the RAS that takes into account the chemical and diffusive aspects involved in the formation and dispersion of the gel. For simulation purposes we considered twodimensional models and a three-dimensional model. As a result we obtain maps of the distribution of the gel as well as the chemical damage due to the RAS on a RVE with parameters from in the literature.
alkali-silica reaction, concrete, aggregate reactive, gel
01
113
PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ

Contexto

PROGRAMAÇÃO MATEMÁTICA
ABORDAGEM DE PROBLEMAS DE OTIMIZAÇÃO E DE ANÁLISE NUMÉRICA
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Banca Examinadora

ELOY KAVISKI
Sim
Nome Categoria
WELLINGTON MAZER Participante Externo
MICHAEL MANNICH Participante Externo
MAURICIO FELGA GOBBI Docente
MARCELO RASSY TEIXEIRA Participante Externo

Vínculo

Servidor Público
Instituição de Ensino e Pesquisa
Ensino e Pesquisa
Sim