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Correlação de imagem digital e modelagem numérica aplicada à determinação de propriedades elásticas em revestimentos de argamassa sob tração

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Autor Lacerda, Benício de Morais;
Lattes do autor http://lattes.cnpq.br/4051930204722663;
Orientador Kazmierczak, Claudio de Souza;
Lattes do orientador http://lattes.cnpq.br/8647433523617676;
Instituição Universidade do Vale do Rio dos Sinos;
Sigla da instituição Unisinos;
País da instituição Brasil;
Instituto/Departamento Escola Politécnica;
Idioma pt_BR;
Título Correlação de imagem digital e modelagem numérica aplicada à determinação de propriedades elásticas em revestimentos de argamassa sob tração;
Resumo A argamassa de revestimento cimentícia, que trabalha aderida a substratos cerâmicos ou de concreto, é um material de construção em constante evolução. As propriedades elásticas da argamassa são influenciadas pelas propriedades do substrato, da argamassa e pela ligação interfacial ente os dois, onde ocorre a aderência, e exercem grande influência na durabilidade do sistema. Este trabalho possui o objetivo de sistematizar uma metodologia de aplicação da correlação de imagem digital (CID) e de utilizar a modelagem numérica para a avaliação das propriedades elásticas de argamassas de revestimento aplicadas sobre substratos cerâmicos quando submetidos a esforços de tração. Foi utilizado um único traço de argamassa aplicada sobre dois tipos de substratos cerâmicos. As amostras foram submetidas a carbonatação acelerada em câmara com 3 % de concentração de CO2 por um período de 147 dias e posteriormente submetidas ao efeito de degradação por envelhecimento acelerado proveniente de 20 ciclos de molhagem e secagem. O trabalho foi composto de duas etapas, uma experimental e outra numérica. Na etapa experimental, um programa de ensaio foi desenvolvido a fim de quantificar e avaliar os parâmetros da resistência de aderência à tração, módulo de elasticidade e coeficiente de Poisson em ensaios monitorados por correlação de imagem digital. A segunda etapa consistiu na modelagem e simulação numérica do programa experimental utilizando, como dados de entrada, os resultados médios obtidos da correlação de imagem digital. Os resultados experimentais indicaram que há diferenças de módulo elástico ao longo da espessura de um mesmo revestimento, que diminuem a partir da face externa, em direção à região central e à interface com o substrato cerâmico. A resistência de aderência à tração entre as amostras REF foi maior em relação às amostras envelhecidas e carbonatadas. A simulação numérica permitiu construir e analisar em elementos finitos um modelo adequado para a escala proposta do estudo experimental a partir dos resultados da CID. As condições de contorno aplicadas nos modelos numéricos sob o ensaio de resistência de aderência à tração influenciaram diretamente na ligação da interface, região passível de planos de rupturas, como também no seu comportamento global.;
Abstract Cementitious coating mortar, which works adhered to ceramic or concrete substrates, is a construction material in constant evolution. The elastic properties of the mortar are influenced by the properties of the substrate, the mortar and the interfacial connection between them, where adhesion occurs, and have a great influence on the durability of the system. This work aims to systematize a methodology for applying digital image correlation (DIC) and using numerical modeling to evaluate the elastic properties of coating mortars applied to ceramic substrates when subjected to tensile stress. A single batch of mortar was used, applied to two types of ceramic substrates. The samples were subjected to accelerated carbonation in a chamber with 3% CO2 concentration for a period of 147 days and subsequently subjected to the effect of degradation through accelerated aging resulting from 20 cycles of wetting and drying. The work consisted of two stages, one experimental and the other numerical. In the experimental stage, a test program was developed in order to quantify and evaluate the parameters of tensile adhesion strength, modulus of elasticity and Poisson's ratio in tests monitored by digital image correlation. The second stage consisted of modeling and numerical simulation of the experimental program using, as input data, the average results obtained from digital image correlation. The experimental results indicated that there are differences in elastic modulus throughout the thickness of the same coating, which decrease from the external face, towards the central region and the interface with the ceramic substrate. The tensile adhesion strength among the REF samples was higher compared to the aged and carbonated samples. Numerical simulation allowed the construction and analysis in finite elements of a model suitable for the proposed scale of the experimental study based on the DIC results. The boundary conditions applied in the numerical models under the tensile bond strength test directly influenced the interface connection, a region susceptible to rupture planes, as well as its global behavior.;
Palavras-chave Resistência de aderência à tração; Módulo de elasticidade; Coeficiente de Poisson; Carbonatação; Envelhecimento acelerado; Correlação de imagem digital; Tensile bond strength; Elasticity modulus; Poisson coefficient; Carbonation; The accelerated aging process; Digital image correlation;
Área(s) do conhecimento ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Civil;
Tipo Tese;
Data de defesa 2023-08-18;
Agência de fomento Nenhuma;
Direitos de acesso openAccess;
URI http://repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/12817;
Programa Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil;


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