- 1. Ensaio e Modelao de Comportamento Trmico de Betes de Elevado
Desempenho nas Primeiras Idades Autor: Lus Miguel Ribeiro da Silva
Fonseca Oliveira Orientador: Doutor Joo Filipe Meneses Espinheira
Rio Co-Orientador: Professor Doutor Rui Manuel Carvalho Marques
Faria Porto, 22 de Julho de 2014 Mestrado Integrado em Engenharia
Civil Especializao em Estruturas 1
2. Sumrio Objetivos Objetivos Introduo Terica Ensaio de gua
Ensaio de Pastas Ensaio de Argamassas Desenvolvimento de Novo Molde
Concluses Compreenso do comportamento trmico de pastas e argamassas
de elevado desempenho; Calibrao de modelos numricos; Controlo de
qualidade de pastas e argamassas; Desenvolvimento de um novo molde
instrumentado. 2 3. SumrioObjetivos Introduo Terica Ensaio de gua
Ensaio de Pastas Ensaio de Argamassas Desenvolvimento de Novo Molde
Concluses Primeiras Idades e Libertao de Calor Processo de Hidratao
do Cimento: Advm da reao qumica da gua com o cimento; Carcter
Exotrmico; Gera expanso volumtrica seguida de uma contrao podendo
provocar fissurao; Divide-se em trs perodos. 3 4. SumrioObjetivos
Introduo Terica Ensaio de gua Ensaio de Pastas Ensaio de Argamassas
Desenvolvimento de Novo Molde Concluses Perodos de Libertao de
Calor: (Maekawa, K. [et al.], 1999) (Azenha, M..D., 2004) Primeiras
Idades e Libertao de Calor 4 5. SumrioObjetivos Introduo Terica
Ensaio de gua Ensaio de Pastas Ensaio de Argamassas Desenvolvimento
de Novo Molde Concluses (Azenha, M..D., 2004) Mecanismos de
transferncia de Calor: Conduo Conveco Radiao Primeiras Idades e
Libertao de Calor 5 6. SumrioObjetivos Introduo Terica Ensaio de
gua Ensaio de Pastas Ensaio de Argamassas Desenvolvimento de Novo
Molde Concluses Primeiras Idades e Libertao de Calor 6 Principais
frmulas utilizadas: = + + + = + + + = + = 5.6 + 3.95 7.6 0.78 5 /
> 5 / = 1 1 + 1 = = = = ( , 0 a 1 7. SumrioObjetivos Introduo
Terica Ensaio de gua Ensaio de Pastas Ensaio de Argamassas
Desenvolvimento de Novo Molde Concluses (Ferreira, D.C.S., 2009)
Hidratao do Cimento: Primeiras Idades e Libertao de Calor 7 8.
SumrioObjetivos Introduo Terica Ensaio de gua Ensaio de Pastas
Ensaio de Argamassas Desenvolvimento de Novo Molde Concluses
(Ferreira, D.C.S., 2009) Hidratao do Cimento: Primeiras Idades e
Libertao de Calor 8 9. SumrioObjetivos Introduo Terica Ensaio de
gua Ensaio de Pastas Ensaio de Argamassas Desenvolvimento de Novo
Molde Concluses Molde Instrumentado 9 10. SumrioObjetivos Introduo
Terica Ensaio de gua Ensaio de Pastas Ensaio de Argamassas
Desenvolvimento de Novo Molde Concluses Definio da Malha de
Elementos Finitos: Modelao Numrica 10 11. Srie S1 Molde com tampa
Srie S2 Molde sem tampa Srie S3 Molde sem malhas metlicas Srie S4
Molde com tampa e com isolamento Srie S5 Apenas base (temperatura
ambiente) SumrioObjetivos Introduo Terica Ensaio de gua Ensaio de
Pastas Ensaio de Argamassas Desenvolvimento de Novo Molde Concluses
Caracterizao Trmica do Molde 11 12. SumrioObjetivos Introduo Terica
Ensaio de gua Ensaio de Pastas Ensaio de Argamassas Desenvolvimento
de Novo Molde Concluses 16 21 26 31 36 0 5 10 15 20 25
Temperatura-C Idade - Horas S1 S2 S3 S4 S5 15 20 25 30 35 0 1 2 3 4
5 6 7 8 Temperatura-C Idade - Horas S1 S2 S3 S4 Caracterizao Trmica
do Molde 12 13. SumrioObjetivos Introduo Terica Ensaio de gua
Ensaio de Pastas Ensaio de Argamassas Desenvolvimento de Novo Molde
Concluses 17 22 27 32 37 0 5 10 15 20 25 Temperatura-C Idade -
Horas DIANA Medido y = -1,979x + 32,379 y = -1,952x + 33,679 18 20
22 24 26 28 30 32 34 0 1 2 3 4 5 6 7 Temperatura-C Idade - Horas
Calibrao da Conveco 13 14. Sumrio A/C = 0,3 A/C = 0,4 A/C = 0,5 A/C
= 0,6 Volume 1,5 lt 1,5 lt 1,5 lt 1,5 lt Cimento 1,638 kg 1,127 kg
0,922 kg 0,827 kg Filer Calcrio 0,737 kg 1,176 kg 1,352 kg 1,434 kg
Superplastificante 0,031 kg 0,031 kg 0,031 kg 0,031 kg gua 1 (81%
gua Total) 0,537 kg 0,537 kg 0,537 kg 0,537 kg gua 2 (19% gua
Total) 0,134 kg 0,134 kg 0,134 kg 0,134 kg Estabilizador 0,000 kg
0,000 kg 0,005 kg 0,005 kg Razo de gua Cimento 14 15.
SumrioObjetivos Introduo Terica Ensaio de gua Ensaio de Pastas
Ensaio de Argamassas Desenvolvimento de Novo Molde Concluses 18 23
28 33 38 43 48 0 10 20 30 40 50 60 Temperatura(C) Idade - Horas A/C
0.6 A/C 0.5 A/C 0.4 A/C 0.3 AMB Razo de gua Cimento 15 16.
SumrioObjetivos Introduo Terica Ensaio de gua Ensaio de Pastas
Ensaio de Argamassas Desenvolvimento de Novo Molde Concluses 0 2 4
6 8 10 12 14 0 10 20 30 40 50 60 Resistividade(m) Idade A/C 0,6 A/C
0.5 A/C 0.4 A/C 0.3 Razo de gua Cimento 16 17. SumrioObjetivos
Introduo Terica Ensaio de gua Ensaio de Pastas Ensaio de Argamassas
Desenvolvimento de Novo Molde Concluses 0 500 1000 1500 2000 2500
3000 3500 4000 0 10 20 30 40 50 60 Velocidade-m.s Idade - Horas A/C
0.3 A/C 0,4 A/C 0.5 A/C 0,6 Razo de gua Cimento 17 18.
SumrioObjetivos Introduo Terica Ensaio de gua Ensaio de Pastas
Ensaio de Argamassas Desenvolvimento de Novo Molde Concluses y =
-43.39x + 55.183 R = 0.9634 0 10 20 30 40 50 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
0.7 Temperatura-C Razo de gua Cimento y = -26511x + 83544 R =
0.9598 6.6E+04 6.8E+04 7.0E+04 7.2E+04 7.4E+04 7.6E+04 7.8E+04 0.2
0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 Integral-C.Min Razo de gua Cimento Razo de gua
Cimento 18 19. Sumrio Conveco de clculo 3,75: 18 28 38 48 58 68 0
10 20 30 40 50 Tempertaura-C Idade - Horas Medido CA CB Tmd (DIANA)
59,7 Tmx (Molde) 43,18 Variao 38% Modelao Numrica 19 20. Sumrio
Conveco de clculo 6,2: 18 23 28 33 38 43 48 0 10 20 30 40 50
Temperatura-C Idade - Horas CA CB Medido Modelao Numrica Tmd
(DIANA) 41,15 Tmx (Molde) 43,18 Variao 5% 20 21. SumrioObjetivos
Introduo Terica Ensaio de gua Ensaio de Pastas Ensaio de Argamassas
Desenvolvimento de Novo Molde Concluses Conveco de clculo 6,2:
Modelao Numrica 21 22. SumrioObjetivos Introduo Terica Ensaio de
gua Ensaio de Pastas Ensaio de Argamassas Desenvolvimento de Novo
Molde Concluses Diferentes Razes de gua/Cimento: 0 5 10 15 20 25 30
35 40 Calculado Calibrado Temperatura-C A/C=0,4 A/C=0,5 A/C=0,6
Modelao Numrica 22 23. SumrioObjetivos Introduo Terica Ensaio de
gua Ensaio de Pastas Ensaio de Argamassas Desenvolvimento de Novo
Molde Concluses Diferentes Razes de gua/Cimento: 0.00E+00 5.00E+07
1.00E+08 1.50E+08 2.00E+08 2.50E+08 3.00E+08 3.50E+08 4.00E+08
Calculado Calibrado QJ/(K.m3) A/C=0,4 A/C=0,5 A/C=0,6 Modelao
Numrica 23 24. Sumrio Constituintes Slica de Fumo Metacaulino P de
Vidro Referncia (A/C = 0,3) Volume 1,4 lt 1,4 lt 1,4 lt 1,4 lt
Cimento (CEM I 42.5 R) 1112,86 g 768,08 g 768,08 g 768,075 g Slica
de Fumo 111,29 g 0 g 0 g 0 g Metacaulino 0 g 256,03 g 0 g 0 g P de
Vidro 0 g 0 g 242,55 g 0 g Filer Calcrio 436,00 g 438,90 g 606,38 g
848,932 g Areia Fina 1427,81 g 1427,81 g 1427,81 g 1427,807 g gua 1
(80 %) 172,21 g 229,60 g 184,80 g 184,8 g gua 2 (20%) 43,05 g 57,40
g 46,20 g 46,2 g Superplastificante 1 (75%) 14,44 g 20,85 g 19,40 g
19,4 g Superplastificante 2 (25%) 4,81 g 6,95 g 6,47 g 6,5 g
Influncia de Diferentes Adies 24 25. SumrioObjetivos Introduo
Terica Ensaio de gua Ensaio de Pastas Ensaio de Argamassas
Desenvolvimento de Novo Molde Concluses 22 24 26 28 30 32 34 36 0 3
6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 Temperatura-C Idade -
horas MET PVI SIL REF AMB Influncia de Diferentes Adies 25 26.
SumrioObjetivos Introduo Terica Ensaio de gua Ensaio de Pastas
Ensaio de Argamassas Desenvolvimento de Novo Molde Concluses 0 10
20 30 40 50 0 10 20 30 40 50 60 Resistividade-m Idade - Horas MET
PVI SIL REF 0 1000 2000 3000 4000 5000 0 10 20 30 40 50 60
Velocidade-m.s Idade - horas MET PVI SIL REF Influncia de
Diferentes Adies 26 27. SumrioObjetivos Introduo Terica Ensaio de
gua Ensaio de Pastas Ensaio de Argamassas Desenvolvimento de Novo
Molde Concluses 18 20 22 24 26 28 30 32 0 10 20 30 40 50
Temperatura-C Idade - Horas CA - Cond. Pasta CA - Cond. Argamassa
18 23 28 33 38 0 10 20 30 40 50 Temperatura-C Idade - Horas
CA-Argamassa CA-Pasta Modelao Numrica 27 28. SumrioObjetivos
Introduo Terica Ensaio de gua Ensaio de Pastas Ensaio de Argamassas
Desenvolvimento de Novo Molde Concluses Nova Geometria 28 Paredes
em L Tampa e Base Vista da Tampa + Ecr LCD Vista Lateral + Chapa
Metlica 29. SumrioObjetivos Introduo Terica Ensaio de gua Ensaio de
Pastas Ensaio de Argamassas Desenvolvimento de Novo Molde Concluses
Arduino - Componentes 29 30. SumrioObjetivos Introduo Terica Ensaio
de gua Ensaio de Pastas Ensaio de Argamassas Desenvolvimento de
Novo Molde Concluses Arduino - Dados 30 ID Hora TempINT Humidade
TempEXT 1 00:00:00 27 43 27 2 00:00:30 27 44 27 3 00:01:00 27 44 27
4 00:01:30 27 44 27 5 00:02:00 27 44 27 6 00:02:30 27 43 27 7
00:03:00 27 43 27 8 00:03:30 27 43 27 9 00:04:00 27 43 27 10
00:04:30 27 43 27 11 00:05:00 27 43 27 12 00:05:30 27 43 27 13
00:06:00 27 43 27 14 00:06:30 27 43 27 15 00:07:00 27 43 27 16
00:07:30 27 43 27 17 00:08:00 27 43 27 18 00:08:30 27 43 27 19
00:09:00 27 43 27 20 00:09:30 27 43 27 21 00:10:00 27 43 27 22
00:10:30 27 43 27 23 00:11:00 26 43 26 24 00:11:30 26 43 26 25
00:12:00 26 43 26 26 00:12:30 26 43 26 27 00:13:00 26 43 26 28
00:13:30 26 43 26 29 00:14:00 26 44 26 30 00:14:30 26 44 26 31
00:15:00 26 44 26 32 00:15:30 26 44 26 33 00:16:00 26 44 26 34
00:16:30 26 44 26 Ficheiro .csv Ficheiro Excel 31. SumrioObjetivos
Introduo Terica Ensaio de gua Ensaio de Pastas Ensaio de Argamassas
Desenvolvimento de Novo Molde Concluses Foi possvel fazer modelao
numrica do comportamento trmico; Supe-se que a variao entre os
valores dos ensaios e dos modelos numricos se devem falta de
calibrao da conveco trmica, da incerteza do uso do
superplastificante e da falta de caracterizao do cimento; Com a
reduo da razo de gua cimento verifica-se um aumento da temperatura
mxima registada, uma acelerao da hidratao e um aumento da
resistividade lida; Foi possvel verificar a influncia da presena de
diferentes adies no comportamento trmico das argamassas; Concluses
31 32. SumrioObjetivos Introduo Terica Ensaio de gua Ensaio de
Pastas Ensaio de Argamassas Desenvolvimento de Novo Molde Concluses
necessrio o estudo com um calormetro adiabtico para uma melhor
avaliao da hidratao do cimento, assim como da influncia do
superplastificante; O uso do Arduino permitir a leitura e registo
dos dados obtidos, assim como uma reduo significativa do custo;
Estudo rigoroso da conveco trmica graas a uma modelao total do
molde. Perspetivas Futuras 32 33. Obrigado pela ateno Lus Miguel
Ribeiro da Silva Fonseca Oliveira Porto, 22 de Julho de 2014
Mestrado Integrado em Engenharia Civil Especializao em Estruturas
33