IntegraCrete : Estudo avançado do comportamento em serviço do betão armado
O projeto “IntegraCrete” Estudo multi-físico e multi-escala dos efeitos combinados de cargas aplicadas e deformações devidas a variações de temperatura e retração em estruturas de betão armado é um projeto de investigação alargada que incorpora a caracterização experimental, os ensaios à escala real com monitorização, e a correspondente simulação com recurso a simulações com abordagens mutli-escala e multi-física.
Problema
O betão armado (BA) é um dos materiais mais utilizados pela humanidade.
Apesar de existirem modelos adequados para projeto e previsão da capacidade última de estruturas em BA, a previsão do comportamento em serviço ainda não atingiu os níveis de maturidade desejáveis para projeto, levando ao comportamento inadequado muito sentido pela sociedade através do aparecimento de fendas com grande abertur, que acabam por causar reduções drásticas do tempo de vida útil das estruturas em BA, ao mesmo tempo que induzem operações de manutenção e reforço de elevado custo.
Todavia, as propriedades mecânicas do betão têm evoluído de forma significativa rumo aos seus valores finais, sendo que o processo de hidratação é exotérmico, apresentando frequentemente variações de temperatura relevantes no betão, que por sua vez causam deformações volumétricas. Adicionalmente, o consumo interno de água motivado pela hidratação do cimento, conjuntamente com a secagem progressiva associada à evaporação da água, levam à dessecação da estrutura porosa, que resulta na contração do material, causando tensões de tração internas. Conjuntamente com os fenómenos mencionados, as estruturas de BA estão naturalmente carregadas pelo seu peso próprio e por cargas exteriores.
O maior desafio, é obter a correta previsão do comportamento em serviço e a adequada descrição das intricadas interações que existem entre as deformações impostas (térmicas e de retração), a viscoelasticidade e os efeitos das cargas exteriores aplicadas no processo de abertura e progressão de fendas. Estas interações não são tidas em conta nas atuais abordagens regulamentares, e não existem trabalhos científicos integrados que façam abordagem sistemática a este problema, deixando muitas questões por responder.
Projeto
O projeto de investigação “IntegraCrete” Estudo multi-físico e multi-escala dos efeitos combinados de cargas aplicadas e deformações devidas a variações de temperatura e retração em estruturas de betão armado, pretende preencher a lacuna de investigação identificada, promovendo um programa abrangente que incorpora de forma inovadora a combinação de capacidades da equipa de investigação com conhecimentos e experiência científica comprovada nas componentes experimentais e de simulação numérica avançada, abrindo caminho a inovações integradas desde a caracterização e modelação micro-estrutural até ao ensaio, modelação e validação à escala real.
É um projeto pioneiro, quanto à integração de conhecimento multidisciplinar numa única equipa de investigação, o que nos permite antever os enormes benefícios nas conclusões e posterior aplicabilidade desta investigação, em que as “previsões melhoradas da fissuração do betão e o impacto significativo sobre o dimensionamento de novas estruturas, e reforço de estruturas existentes, terão melhor desempenho em serviço do que atualmente, e portanto maior tempo de vida sem manutenção”.
Para Miguel Azenha, responsável pelo projeto,
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"O projeto FCT IntegraCrete foi uma excelente oportunidade para juntar novamente uma equipa que já trabalha em conjunto há cerca de 15 anos nas Universidades do Minho e do Porto, contribuindo para potenciar conhecimento previamente consolidado e obter novos desenvolvimentos no contexto da previsão do comportamento em serviço das estruturas em betão armado. É também relevante assinalar a sinergia com a Ação COST TU1404 “Towards the next generation of standards for service life of cement-based materials and structures” (http://www.tu1404.eu/ ), da qual assumo a função de Presidente. Apesar de ainda estar na fase inicial de execução, o projeto FCT IntegraCrete encontra-se em plena atividade experimental e de simulação numérica, contando já com 3 artigos publicados em revistas internacionais e 3 artigos submetidos em conferência internacional. É também relevante assinalar o Seminário promovido pelo projeto IntegraCrete, com mobilização da comunidade profissional, que decorrerá no próximo dia 19 de maio de 2017 na Sede Regional da Ordem dos Engenheiros no Porto: “Dimensionamento de armaduras em elementos de betão armado sob o efeito combinado de ações diretas e retração impedida”. Acreditamos que o projeto irá permitir vários impactos diretos quer na investigação, quer no dimensionamento racional de armaduras em estruturas de betão armado, e melhoria do desempenho ao nível da durabilidade. |
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FOTO: Miguel Azenha em evento de divulgação de ações COST, mostrando o conteúdo da ação COST TU1404 (integrada com o Projeto FCT IntegraCrete) ao Comissário Europeu, Carlos Moedas. |
Equipa
Para a implementação do projeto criou-se um consórcio entre a Universidade do Minho e a FEUP Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto que originou uma equipa de investigação com os membros seguintes:
Miguel Ângelo Dias Azenha, Carlos Sousa, José L. Granja, José Sena-Cruz, Mário Jorge Seixas Pimentel, Rui Faria Investigador, Vítor Cunha.
Contrataram-se ainda Bolseiros de investigação – 1 Doutorado e 2 Grau de Mestre.
A equipa de investigação detém todas as competências necessárias para cumprir o programa de investigação proposto, e pertence a redes internacionais que potenciarão a investigação e o seu impacto.
Apoio
O projeto “IntegraCrete” foi apoiado pelo COMPETE 2020 no âmbito do Sistema de Apoio à Investigação Científica e Tecnológica (SAICT) - Projetos de Investigação Científica e Desenvolvimento Tecnológico (IC&DT) - Projetos Individuais e em Copromoção, com um Investimento elegível de 191 mil euros o que resultou num Incentivo FEDER de 162 mil euros.
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- Evento | Seminário “Dimensionamento de armaduras em elementos de betão armado”, 19 maio de 2017
O dimensionamento de armaduras em elementos de betão armado sob o efeito combinado de ações diretas e retração impedida é uma temática de grande complexidade, que ainda hoje se encontra em discussão aberta a nível internacional.
Público-alvo | Engenheiros Civis com atividade em projeto e/ou construção
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2. Website do projeto: Link aqui.