Cientistas clarificaram o mecanismo da deformação por fluência no betão

Engenheiros do Departamento de Engenharia Civil e do Ambiente da Universidade da Califórnia em Los Angeles (UCLA) clarificaram, através de análise experimental e computacional, a verdadeira origem do mecanismo de fluência no betão.

No projeto de estruturas de edifícios e pontes, o fenómeno da fluência é geralmente contabilizado com base em regras empíricas que na grande maioria das vezes não permitem a previsão fiável da evolução das deformações.

O avanço, que possibilita uma melhor compreensão da forma como o betão se deforma progressivamente quando sujeito a esforços mecânicos, poderá ser um contributo importante para o desenvolvimento de estruturas mais resilientes e duradouras.

Em particular, os investigadores da UCLA clarificaram a forma como a fluência tem origem nos processos de dissolução-precipitação que de desenvolvem à nano escala e têm lugar nas regiões de contacto entre grãos de silicato de cálcio hidratado (CSH).
O silicato de cálcio hidratado tende a dissolver-se em zonas de esforços elevados, reprecipitando-se em regiões de menores tensões até que seja atingido o equilíbrio. É em resultado deste processo que a fluência se desenvolve, manifestando-se à escala macroscópica.

A obtenção destas conclusões só foi possível graças a um conjunto de estudos de investigação desenvolvidos anteriormente pelos engenheiros daquela universidade norte-americana, que permitiram de forma muito eficaz, isolar as principais variáveis que determinam a fluência.
Esse trabalho prévio incluiu o desenvolvimento de novos métodos de varrimento vertical de interferometria que permitiram melhor avaliar as taxas de dissolução dos materiais à escala nanométrica, a avaliação sistemática do comportamento viscoelástico do silicato de cálcio hidratado e a criação de processos de simulação do relaxamento, a longo prazo, de sólidos sujeitos a esforços elevados.

Os investigadores recorreram também a simulações moleculares dinâmicas para avaliar a forma como a distribuição geométrica de redes à escala atómica influencia o volume dos compostos de silicato de cálcio hidratado.

Os resultados do novo estudo do Departamento de Engenharia Civil e do Ambiente da UCLA possibilitam igualmente a identificação mais fácil de composições de silicato de cálcio hidratado com comportamento isostático, que reduzem ao mínimo a possibilidade de instalação de fenómenos fluência no betão.

Fonte: UCLA

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