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Análise da secagem de concretos refratários via modelagem computacional e tomografia de nêutrons

Processo: 21/00251-0
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de agosto de 2021
Vigência (Término): 30 de junho de 2025
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
Pesquisador responsável:Victor Carlos Pandolfelli
Beneficiário:Murilo Henrique Moreira
Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):22/12406-0 - Análise por tomografia de nêutrons da secagem de concretos refratários, BE.EP.DR
Assunto(s):Refratários   Secagem   Concreto refratário   Cimento Portland   Modelagem computacional   Tomografia   Nêutrons   Método dos elementos finitos
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Concretos Refratários | Explosive spalling | Método dos Elementos Finitos | Secagem | Tomografia de nêutrons | Tomografia de Raios X | Materiais Refratários

Resumo

O presente projeto de pesquisa tem como objetivo desenvolver uma ferramenta computacional para prever o comportamento de concretos refratários durante a sua secagem, baseada em dados de análises experimentais e modelos numéricos. Esta etapa do processamento é de fundamental importância para garantir o bom desempenho e propriedades destes materiais uma vez que trincas, danos, e em última instância, explosões, podem ocorrer nestes revestimentos cerâmicos caso esta etapa inicial do aquecimento não seja devidamente conduzida. Atualmente, nota-se a carência de uma abordagem científica que contemple tanto estudos experimentais e computacionais avançados para a avaliação de curvas de secagem de concretos refratários. Estudos prévios também não reportam a existência de um modelo numérico capaz de considerar os aspectos térmicos, hídricos e mecânicos, além de prever a nucleação e o crescimento das trincas nestes materiais cerâmicos nas condições de secagem observadas em situações reais. A ferramenta computacional resultante deste projeto poderá ser aplicada nas indústrias usuárias de refratários, bem como na área de estruturas da construção civil, a qual apresenta cenários similares (como situações de incêndio com o rápido aquecimento dos concretos baseados em cimento Portland). Assim, questões referentes a aplicação tecnológica serão consideradas, valorizando sempre possíveis simplificações que não comprometam a consistência teórica e a capacidade de previsão do modelo, além de conduzir todo o desenvolvimento da ferramenta por meio de softwares \textit{open source} de amplo acesso. Por fim, técnicas experimentais avançadas de tomografia de nêutrons e de raios X, já empregadas com sucesso no estudo do transporte de água em concretos a base de cimento Portland, serão utilizadas tanto para o estudo deste processo, como também para caracterização das propriedades dos materiais e validação das modelos, sendo uma abordagem inédita no atual conjunto de estudos da secagem de concretos refratários. (AU)

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Publicações científicas (4)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
MOREIRA, M. H.; PONT, S. DAL; TENGATTINI, A.; PANDOLFELLI, V. C.. Heating rate effect on the moisture clog while drying refractory castables: A neutron tomography perspective. Journal of the American Ceramic Society, v. 106, n. 3, p. 10-pg., . (21/00251-0)
MOREIRA, MURILO HENRIQUE; DAL PONT, STEFANO; TENGATTINI, ALESSANDRO; LUZ, ANA PAULA; PANDOLFELLI, VICTOR CARLOS. Experimental proof of moisture clog through neutron tomography in a porous medium under truly one-directional drying. Journal of the American Ceramic Society, v. 105, n. 5, p. 10-pg., . (21/00251-0)
MOREIRA, M. H.; SCHMIDT, F. P.; CARDOSO, A. L. F.; KLEIN-GUNNEWIEK, R. F.; PANDOLFELLI, V. C.. Microwave thermogravimetry as a tool to evaluate the drying of refractory castables-The effects of volumetric heating. CERAMICS INTERNATIONAL, v. 49, n. 11, p. 6-pg., . (22/09293-0, 21/00251-0)
BORGES, O. H.; CARDOSO, A. L. F.; MOREIRA, M. H.; KLEIN-GUNNEWIEK, R. F.; PANDOLFELLI, V. C.. Conventional and microwave-assisted sintering of ZnO-containing CAC-bonded alumina-based refractory castables. Journal of the European Ceramic Society, v. 43, n. 14, p. 9-pg., . (21/00251-0, 21/00114-2)

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