Simulação numérica do comportamento mecânico de elementos de concreto armado afetados pela reação álcali-agregado

Abstract

O objetivo deste trabalho é a simulação numérica do efeito expansivo decorrente da reação álcali-agregado em elementos de concreto armado. A natureza quimicamente inerte dos agregados do concreto de cimento Portland foi questionada por Stanton (1940), mas, só despertou interesse no âmbito da Engenharia Civil a partir da década de oitenta quando foram constatados danos em estruturas de concreto afetadas por tal reação. As avarias reportadas vão desde fissuração localizada até a ruína generalizada e comprometimento da funcionalidade. A resolução efetiva do problema é muito difícil uma vez que a descrição do mecanismo envolvido não é respaldada em formulação teórica conclusiva, haja vista que as pesquisas sobre o assunto ainda se encontram em estágio incipiente, e, os ensaios experimentais voltados para a observação criteriosa do fenômeno demandarem períodos de tempo consideráveis. A simulação numérica, além de representar instrumento adequado à quantificação da extensão dos danos provocados pela RAA, pode auxiliar a tomada de decisões quanto à recuperação estrutural, e, servir de base para modificações de critérios de dimensionamento. A maioria dos modelos desenvolvidos utiliza relações constitutivas lineares, sendo considerados precários, haja vista o comportamento mecânico não-linear do concreto, e, a natureza aleatória e anisotrópica da RAA. A simulação numérica realizada neste trabalho utilizou como ferramenta computacional um programa desenvolvido com base no método dos elementos finitos com relações constitutivas não-lineares para o concreto, e, um modelo termodinâmico para avaliar as deformações por RAA, as quais foram consideradas no espaço bidimensiona