PREVISÃO de Vida Útil de Estruturas de Concreto Armado Submetidas à Ação de Pions Cloretos: Modelagem Numérica e Aplicações

Abstract

A corrosão das armaduras das estruturas de concreto devido a penetração de íons cloreto é um dos maiores causadores de deterioração prematura das estruturas. A durabilidade e vida útil das estruturas de concreto é diretamente afetada pela corrosão das armaduras. Além da importância para a segurança estrutural, a vida útil de estruturas de concreto armado apresenta um importante papel para o desenvolvimento sustentável. Do ponto de vista de projetos duráveis, o conhecimento dos mecanismos de deterioração e o desenvolvimento de uma ferramenta baseada na performance da estrutura são essenciais para garantir a segurança, a execução de estruturas duráveis e a identificação de medidas apropriadas para a manutenção da vida útil das estruturas, assim como uma abordagem racional para o reparo das estruturas danificadas. Modelos de durabilidade mais sofisticados devem ser considerados para o design e para estimar a vida útil da estrutura, principalmente em ambientes agressivos, considerando o tipo de cimento e reduzindo o consumo de materiais através da otimização do cobrimento e escolha adequada dos materiais. Portanto, uma ferramenta numérica é desejável para a previsão da vida útil das estruturas de concreto, o que pode demostrar mais realisticamente os processos de corrosão e suas consequências na performance do concreto. Assim, esse trabalho descreve um modelo numérico para prever a vida útil de estruturas de concreto. O principal objetivo desse estudo é de desenvolver um modelo numérico e demostrar o uso deste em algumas aplicações. A difusão de cloretos é implementada com o método dos elementos finitos em domínio bidimensional e sua formulação é apresentada. Temperatura e fluxo de umidade na localização da estrutura são consideradas no modelo de forma acoplada a difusão de íons cloreto. O modelo numérico é comparado a outros modelos numéricos e com as soluções analíticas da 2ª Lei de Fick por verificar sua confiabilidade. Além disso, o uso do modelo é demostrado para a provisão de vida útil para diferentes concretos, demostrando a importância da escolha do concreto para a vida útil da estrutura. Por fim, essa dissertação esclarece o uso de modelos numéricos preditivos para a corrosão de armaduras de concreto, oferencedo uma ferramenta para auxiliar na tomada de decisão para o design de novas estruturas ou planejamento de manunteção de uma estrutura existente.