Modelagem matemática para a determinação de propriedades térmicas de concreto com adição de borracha

Abstract

Esta dissertação aborda a modelagem matemática como ferramenta essencial na melhoria do controle de processos e da qualidade de produtos, utilizados na construção civil. À medida que os modelos matemáticos se tornam mais sofisticados, há um aumento na necessidade de dados confiáveis das propriedades desses materiais, destacam-se as propriedades mecânicas e térmicas. As três principais propriedades físicas de um material, do ponto de vista de cálculos térmicos, são o calor específico p C , condutividade térmica (k) a difusividade térmica (a), que são importantes para qualquer material independentemente do seu uso. A preocupação com a sustentabilidade vem fazendo com que a construção civil desenvolva métodos construtivos visando à reutilização de resíduos urbanos. Com esta premissa houve interesse em desenvolver um estudo que contemplasse a variação das propriedades térmicas: condutividade, calor específico e difusividade térmica em concretos com diferentes teores de adição de borracha, como uma forma de aliar um benefício ambiental com a melhoria de um material importantíssimo para a construção civil. O emprego de materiais com maior resistência térmica pode representar, em muitos casos, uma redução significativa das trocas de calor com o ambiente, e conseqüente economia de energia, além de um maior conforto térmico. O calor específico foi determinado através de sua definição, a condutividade térmica através de um algoritmo proposto por Shiozawa e Campbell (1990) e a difusividade térmica pelo Método do Problema Inverso. Para a análise dos resultados obtidos utilizaram-se, além de interpretação dos dados tabulados e dos gráficos, técnicas estatísticas de forma a avaliar a influência de cada uma das variáveis controláveis (teor de borracha, teor de cimento, fator a/c, Slump Test e temperatura) nas variáveis de resposta (C, k e a). Para tanto foram realizadas análises para cada variável de resposta. Os resultados aqui encontrados permitem o conhecimento do comportamento da borracha em concretos, visando sua utilização como material de construção civil e contribuindo para estudos posteriores dos efeitos térmicos.