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http://hdl.handle.net/1843/BUOS-AN9RS3
Tipo: | Dissertação de Mestrado |
Título: | Implementação de modelo matemático de nucleação e crescimento e simulação da hidratação de cimento Portland |
Autor(es): | Joao Francisco de Carvalho Neto |
primer Tutor: | Herman Sander Mansur |
primer miembro del tribunal : | Paulo Roberto Gomes Brandao |
Segundo miembro del tribunal: | Jose Marcio Fonseca Calixto |
Resumen: | A hidratação do cimento Portland é considerada uma reação complexa em virtude do número de processos concomitantes e variáveis envolvidas no decorrer da hidratação. Alguns questionamentos sobre os mecanismos que controlam o fenômeno da hidratação de cimento em especial nas primeiras idades - são discutíveis e as respostas baseadas em procedimentos experimentais e modelos teóricos permanecem inconclusivas. A fim de se analisar a formulação matemática do modelo BNG (Boundary Nucleation and Growth), foram realizadas a implementação e simulações com parâmetros significativos de entrada baseados em dados recentes da literatura para diferentes valores da relação água e cimento (fator a/c), taxas de nucleação, hipóteses de surgimento de núcleos e anisotropia de crescimento. O software HydraC desenvolvido neste trabalho foi utilizado nas simulações computacionais para obtenção de valores de fração de volume hidratado e retração química. Os resultados obtidos foram analisados sob os pontos de vista numérico e cinético em função das iterações dos parâmetros de entrada convenientemente utilizados. A análise destes resultados indicou que as respostas numéricas de hidratação e retração apresentam coerência em relação às variações de parâmetros utilizadas. Sobretudo pelos comportamentos diretamente relacionados entre a taxa de nucleação, o número de núcleos, o fator a/c e os valores de fração de volume hidratado e variação volumétrica. Por outro lado, os resultados das simulações com variação de parâmetros de anisotropia indicam baixa sensibilidade do modelo para a faixa de valores simulados. |
Abstract: | The hydration of Portland cement is considered a complex reaction due to the number of variables involved and processes for complete hydration. Some questions about the mechanisms that control the cement hydration phenomenon - especially at early ages - are questionable and responses based on experimental procedures and theoretical models remain unclear. In order to analyze the mathematical formulation of the BNG model (Boundary Nucleation and Growth), were performed implementation and simulations with meaningful parameters based input on recent data of literature for different stoichiometric values of water and cement (factor w/c), nucleation rates, rise of hypothesis nuclei and growth anisotropy. The HYDAC software developed in this work was used in computer simulations to obtain hydrated volume fraction values and chemical shrinkage. The results for the output variables have been analyzed from the numeric perspective and kinetic according to the used iterations of input parameters. Analysis of these results indicates that numeric responses hydration and retraction are consistent with the use of parameter variations, and are directly related to each nucleation rate, the number of nuclei, the factor w/c and the values of transformed volume fraction and volumetric variation. Furthermore, the simulation results with a variation of anisotropy parameters indicate low sensitivity model for the proposed range of simulated values. |
Asunto: | Materiais Cimento Portland Ciência dos materiais Modelos matemáticos Simulação (Computadores) |
Idioma: | Português |
Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Sigla da Institución: | UFMG |
Tipo de acceso: | Acesso Aberto |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUOS-AN9RS3 |
Fecha del documento: | 3-mar-2016 |
Aparece en las colecciones: | Dissertações de Mestrado |
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