Simulação Numérica das Propriedades Mecânicas do Concreto Autoadensável Reforçado com Micro e Macro Fibras

Abstract

O objetivo deste trabalho é analisar a simulação do comportamento mecânico de concreto autoadensável (CAA) reforçado com microfibras de wollastonita e macrofibras de aço, utilizando o Método dos Elementos Discretos formado por barras (LDEM). Seis composições diferentes foram estudadas: uma mistura de referência (C1), concreto com wollastonita (C2) e formulações contendo fibras de petróleo nas proporções de 1,0% e 1,5%, aplicadas tanto em matrizes simples quanto em matrizes com wollastonita e aditivo modificador de viscosidade. Suas propriedades mecânicas foram validadas por meio de ensaios de compressão axial em quatro pontos e de flexão, e posteriormente simuladas numericamente utilizando o LDEM. Os resultados experimentais mostram que a resistência à compressão da mistura C1 foi de 75,9 MPa, aumentando para 78,4 MPa em C1.1.W e 77,2 MPa em C1.1.5W. As fórmulas C2.1.VMA e C2.1,5.VMA também apresentam um aumento em relação às composições de referência, mantendo o módulo de elasticidade próximo a 35 GPa. Em nossos ensaios de flexão, a tensão de primeira fissura variou de 11 a 13 MPa, enquanto a resistência máxima variou de 21 a 24 MPa para as misturas reforçadas, contra aproximadamente 11 MPa para a matriz. A adição de fibras promove maior deslocamento da ponte de fissura e aumenta a tenacidade, alterando significativamente a resposta pós-fissuração. A simulação LDEM apresentou excelente concordância com os dados experimentais, reproduzindo a evolução da curva tensão-deformação, o aumento da resistência e a absorção de energia com o aumento do número de fibras. As leis constitutivas bilinear e trilinear utilizadas representam adequadamente os efeitos das fibras de wollastonita e aço, validando o modelo numérico. Conclui-se que o LDEM constitui uma ferramenta robusta para a análise de concreto armado autodrenante, com resultados obtidos experimentalmente nos próximos anos, reforçando sua aplicabilidade em estudos de materiais de fundação de alto desempenho.