https://repositorio.ufba.br/handle/ri/41352
Tipo: | Tese |
Título: | Análise numérica e experimental de revestimentos argamassados reforçados com tela frente a carregamentos térmicos cíclicos |
Título(s) alternativo(s): | Numerical and experimental analysis of mesh reinforced mortar coatings under cyclic thermal loads |
Autor(es): | Coelho, Vinícius Almeida |
Primeiro Orientador: | Silva, Francisco Gabriel Santos |
metadata.dc.contributor.referee1: | Silva, Francisco Gabriel Santos |
metadata.dc.contributor.referee2: | César, Sandro Fábio |
metadata.dc.contributor.referee3: | Dias, Cléber Marcos Ribeiro |
metadata.dc.contributor.referee4: | Pereira, Claudio Henrique de Almeida Feitosa |
metadata.dc.contributor.referee5: | Oliveira, Andrielli Morais de |
Resumo: | As fachadas de uma edificação possuem significativa influência sobre seu desempenho, afetando a estética, valorização e quesitos de habitabilidade como estanqueidade, isolamento térmico e acústico e segurança contra incêndios. Compondo a chamada envoltória da edificação, as fachadas são caracterizadas como o sistema construtivo mais exposto às condições adversas e agentes agressivos, e a degradação deste sistema tem impacto direto e abrangente na qualidade do ambiente urbano, envolvendo elevados custos de manutenção, reparo e limpeza. Os sistemas de revestimento argamassado são compostos por múltiplas camadas justapostas de materiais com características distintas, cujo comportamento heterogêneo pode ocasionar tensões diferenciais que resultam em fissuração e redução de aderência. Para combater tais ocorrências, são utilizadas telas como elementos de reforço, uma técnica com execução relativamente simples e múltiplas funcionalidades, que resulta em uniformização das tensões, aumento da capacidade resistente à tração e suporte de carga, com redução da fissuração, evitando a queda de material em situações de falha de aderência. Contudo, inexiste uma padronização quanto aos critérios de projeto e execução dos reforços na literatura e normatizações, o que dificulta o emprego da técnica, dadas as diversas variáveis envolvidas no comportamento dos reforços, como a profundidade na camada argamassada; tipo de material, formato, abertura de malha e espessura de fio das telas, entre outras. Neste sentido, o presente trabalho avaliou numérica e experimentalmente o comportamento de painéis de revestimento argamassado reforçado, expostos à carregamentos térmicos cíclicos. Experimentalmente, foi avaliada em corpos de prova a influência de três tipos de tela nas propriedades térmicas e mecânicas de argamassas de revestimento do tipo industrializada e mista. Também se verificou o desempenho de tais compósitos como revestimentos argamassados com espessura de 3 cm e área superficial de 0,50 m², variando-se a profundidade do reforço em 0,5 e 1,5 cm, aplicados sobre painéis de alvenaria de blocos cerâmicos assentados sobre vigas de concreto e expostos a carregamento térmico cíclico por exposição a painel radiante e resfriamento com água, avaliando-se a ocorrência e geometria da fissuração e a evolução do gradiente térmico. A análise numérica foi realizada por meio de simulação em elementos finitos em modelo 2D e 3D, replicando as condições experimentais, observando-se a evolução térmica, o estado de tensões e a orientação das tensões principais máximas na superfície do revestimento. Os resultados mostraram que a principal contribuição dos reforços é na uniformização de tensões, auxiliando no controle da iniciação, propagação e abertura de fissuras, tanto durante os ciclos térmicos quanto na ocorrência de retração. A tela que apresentou o melhor desempenho foi a metálica galvanizada eletrosoldada de malha quadrada a 1,5 cm de profundidade. Também foram apresentadas recomendações para o uso de reforços com tela sob a luz dos resultados obtidos e prescrições normativas e técnicas, destacando-se ainda a adequabilidade da rotina de análise numérica proposta – empregando softwares de código aberto – para implementação de estudos futuros na área. |
Abstract: | The facades of a building have a considerable influence on its performance, affecting aesthetics, value, and habitability requirements such as watertightness, thermal and acoustic insulation, and fire safety. Composing the so-called building envelope, the facades is characterized as the constructive system most exposed to adverse conditions and aggressive agents, being the most susceptible to the occurrence of deleterious phenomena that impair their performance. The degradation of this system has a direct and extensive impact on the quality of the urban environment, involving excessive costs for maintenance, repair, and cleaning. Mortar plaster is composed of multiple juxtaposed layers of materials with distinct characteristics, whose heterogeneous behavior can generate differential stresses that lead to cracking and loss of adhesion. To combat such occurrences, meshes are used as reinforcement elements, a technique with relatively simple execution and multiple functionalities, resulting in uniformization of stress, increase of the tensile strength and load capacity, and reduced cracking, preventing material fall in case of adhesion failure. However, there is no standardization regarding the design and execution criteria for reinforcements in the literature and regulations, which makes it difficult to use the technique due to the various variables involved in the behavior of the reinforcements, such as the depth in the mortar layer; type of material, format, mesh opening and wire thickness, among others. In this context, the present study experimentally and numerically evaluated the behavior of reinforced plaster panels exposed to cyclic thermal loads. Experimentally, the influence of three types of mesh on the thermal and mechanical properties of industrialized and mixed mortar was assessed on test specimens. The performance of these composites was also evaluated as plaster with a thickness of 3 cm and surface area of 0.50 m², varying the reinforcement depth at 0.5 and 1.5 cm, applied to masonry panels of ceramic bricks placed on concrete beams and exposed to cyclic thermal loading by radiant panel exposure and cooling with water, observing crack occurrence, geometry, and thermal gradient evolution. The numerical analysis was conducted through finite element analysis in both 2D and 3D models, replicating the experimental conditions and observing the thermal evolution, stress state, and orientation of the maximum principal stresses on the plaster surface. The results showed that the main contribution of reinforcements is the uniform distribution of stresses, controlling the initiation, propagation and opening of cracks, both during the thermal cycles and in the occurrence of shrinking. The mesh that best performed was the galvanized welded metal mesh with square opening at a depth of 1.5 cm. Recommendations for the use of mesh reinforcements are presented in the light of the results and the regulatory and technical prescriptions. It is also emphasized that the proposed numerical analysis routine is suitable for future studies in the field, using open-source software. |
Palavras-chave: | Argamassa Fachada Fissuração Reforço com tela Revestimento Simulação |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::CONSTRUCAO CIVIL |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editora / Evento / Instituição: | Universidade Federal da Bahia |
Sigla da Instituição: | UFBA |
metadata.dc.publisher.department: | Escola Politécnica |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil (PPEC) |
Tipo de Acesso: | Acesso Restrito/Embargado |
URI: | https://repositorio.ufba.br/handle/ri/41352 |
Data do documento: | 13-Fev-2025 |
Aparece nas coleções: | Tese (PPEC) |
Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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Vinicius_Coelho_Tese.pdf Until 2026-02-13 | Tese de doutorado - Vinícius Coelho - PPEC/UFBA | 15,52 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir Solicitar uma cópia |
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