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Modelo Termo-Mecánico para el Análisis de Estructuras de Hormigón a Edades Tempranas
Autor
Croppi, José I.
Sánchez, Pablo J.
Institución
Resumen
A numerical model is presented to study the behavior of concrete at early ages. The cement hydration, temperature variation, evolution of the mechanical properties and the material response induced by thermal stresses are analyzed. A macroscopic constitutive model for the concrete behavior based on the degree of hydration is proposed. The differential governing equations are spatial and temporally discretized through de finite element method and finite difference method, respectively, considering initial and boundary conditions that allow a realistic analysis of the concrete placement. The research focuses on the developing of a computational tool that should be able to model the phenomenon in two and three dimensions, in order to optimize the design and construction of massive concrete structures, where cracking potential is high. The results are verified through laboratory and field tests. Se presenta un modelo numérico para estudiar el comportamiento del hormigón a edades tempranas. Se analizan los fenómenos de hidratación del cemento, variación de temperatura, evolución de propiedades mecánicas y respuesta del material ante las tensiones generadas. Se plantea un modelo constitutivo macroscópico del comportamiento del hormigón basado en el grado de hidratación. Para dar solución al problema, las ecuaciones diferenciales de gobierno se discretizan espacialmente mediante el método de elementos finitos y temporalmente mediante un esquema de diferencias finitas, tomando en cuenta condiciones iniciales y de contorno que permitan un análisis realista de las condiciones de ejecución del hormigón. La investigación se centra en poder contar con una herramienta capaz de modelar el fenómeno en dos y tres dimensiones, para optimizar el diseño y construcción de estructuras masivas de hormigón, donde el potencial de fisuración es elevado. Los resultados son constatados mediante ensayos in-situ y en laboratorios.