Modelagem computacional multiescala do comportamento termomecânico do concreto com agregado reciclado reforçado

• Processo: 20/16789-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2021
• Data de Término da vigência: 15 de fevereiro de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Civil - Estruturas
• Pesquisador responsável: Osvaldo Luís Manzoli
• Beneficiário: Marcela Gimenes
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia (FE). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Bauru. Bauru , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 22/13770-8 - Implementação de acoplamento termomecânico ao estudo de concreto agregado reciclado em mesoescala, BE.EP.DR
• Assunto(s): Modelagem computacional Método dos elementos finitos Propriedades termomecânicas Estruturas de concreto Concreto reforçado com fibras Materiais recicláveis Britagem Resíduos de construção
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Concreto de Agregado Reciclado | Método dos Elementos Finitos | Modelagem Multiescala | modelo de dano | Modelo termomecânico | Modelagem de estruturas de concreto

Resumo

Esse projeto de pesquisa apresenta uma proposta de análise numérica multiescala do Concreto com Agregados Reciclados (CAR), os quais são obtidos a partir da britagem dos resíduos de concreto de demolição. A ferramenta computacional inédita a ser desenvolvida facilita a avaliação do comportamento termomecânico do material, verificando a viabilidade de sua utilização para fins estruturais. Uma melhor previsibilidade do comportamento desse material colaboraria para seu maior aproveitamento, o qual ainda é bastante limitado no Brasil em comparação com outros países. A modelagem do CAR em escala mais refinada (mesoescala) representa a heterogeneidade e propriedades particulares do agregado reciclado. Os mecanismos de fratura que ocorrem na interface do agregado com a matriz de concreto sofrem influência desses fatores, introduzindo não linearidade ao problema mecânico. Desta forma, este trabalho propõe o desenvolvimento de uma ferramenta de simulação do concreto reciclado em mesoescala com a consideração das seguintes fases: rocha, matriz de argamassa nova, matriz antiga e Zonas de Transição Interfaciais (ZTIs). Serão empregados modelo de dano à tração e à compressão, modelo de condutividade térmica e modelo de acoplamento com perda de aderência para reforços de aço, alguns dos quais já estão devidamente implementados e outros que serão implementados no decorrer da pesquisa. Para essa finalidade serão empregadas conjuntamente as técnicas de acoplamento e de fragmentação de malha com elementos de elevada razão de aspecto. Os modelos serão primeiramente utilizados para estudar o comportamento termomecânico do concreto reciclado, mas também constituem ferramenta para analise mesóscopica de outros tipos de concreto como de alto desempenho, com incorporação de ar e com reforços de barras e fibras, cuja analise pode vir a se fazer relevante em alguns estágios da pesquisa. (AU)

Publicações científicas

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(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)

GIMENES, MARCELA; RODRIGUES, EDUARDO A.; BITENCOURT JR, LUIS A. G.; MANZOLI, OSVALDO L.. 2D mesoscale modeling of compressive fracture in concrete using a mesh fragmentation technique. INTERNATIONAL JOURNAL OF SOLIDS AND STRUCTURES, v. 260, p. 14-pg., 2023-01-01. (20/16789-6)

ALANA HELENA CARA SIQUEIRA; MARCELA GIMENES; OSVALDO LUÍS MANZOLI; EDUARDO ALEXANDRE RODRIGUES. Simulação numérica de ruptura por punção em lajes de concreto com agregado reciclado com reforço de fibra de aço. Rev. IBRACON Estrut. Mater., v. 16, n. 3, 2023-05-22. (20/16789-6)

GIMENES, MARCELA; CLETO, PEDRO ROGERIO; RODRIGUES, EDUARDO ALEXANDRE; LLOBERAS-VALLS, ORIOL; MANZOLI, OSVALDO LUIS. Modeling the effect of material heterogeneity on the thermo-mechanical behavior of concrete using mesoscale and stochastic field approaches. THEORETICAL AND APPLIED FRACTURE MECHANICS, v. 133, p. 17-pg., 2024-08-26. (20/16789-6, 22/13770-8)

DOS SANTOS, ANDREI F. VILLA; GIMENES, MARCELA; RODRIGUES, EDUARDO ALEXANDRE; CLETO, PEDRO R.; MANZOLI, OSVALDO LUIS. Modeling different modes of failure in reinforced concrete beams combining tensile and shear-frictional damage models and bond-slip coupling for non-matching reinforcement and fragmented concrete meshes. ENGINEERING STRUCTURES, v. 323, p. 24-pg., 2025-01-15. (20/16789-6)