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SOUZA, Henor Artur de. Estudo dos processos de fixação e transferência isotérmica de umidade em meios porosos heterogêneos. 250pTese (Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 1993.
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Dados do autor na base InfoHab:
Número de Trabalhos: 6 (Com arquivo PDF disponíveis: 4)
Citações: 1
Índice h: 1  
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Resumo

Modela-se geometricamente a estrutura porosa de um tipo de argamassa de cal e cimento, como a utilizada no revestimento interno de edificações, com o objetivo de simular os fenômenos de transferência. O objetivo do modelo é fornecer uma idealização razoável da estrutura complexa do material poroso de forma que os processos de transporte possam ser tratados matematicamente. A faixa de diâmetros dos poros da argamassa analisada abrange poros com diâmetros entre 200 e 140000 Å. A distribuição em volume de poros utilizada foi obtida usando-se as isotermas de adsorção para os poros com diâmetros menores que 2000 Å, e a microscopia eletrônica para os poros com diâmetros maiores que 2000 Å. Além disso, as micrografias obtidas com microscópio eletrônico de varredura evidenciaram, na estrutura da argamassa, a presença de uma extensa rede de fissuras em volta dos grãos de areia, constituindo uma fonte de canais preferenciais de acesso ao interior do material. Mostraram ainda que os poros com diâmetros superiores à 10000 Å estão desconectados e separados uns dos outros. Numa primeira etapa modela-se, através de uma rede de percolação, somente os poros com diâmetros entre 1000 e 10000 Å. Admite-se, neste trabalho, que os poros com diâmetros inferiores à 1000 Å estão continuamente preenchidos de líquido e não interferem nos processos de invasão. Para os poros acima de 10000 Å, excluindo as fissuras, aplica-se um modelo similar ao de Maxwell-De Vries, inspirado num modelo para determinar a condutividade térmica em meios granulares.As fissuras são simuladas através de um modelo bidimensional plano, consistindo de uma rede de blocos com canais, dispostos de forma regular. Os blocos representam o material homogêneo e os grãos de areia mais a alumina, e os canais representam as fissuras. Simulam-se os processos de invasão tais como, a embebição e a drenagem. Com o modelo para as fissuras simula-se a embebição e os resultados são comparados com dados experimentais da literatura. A simulação dos processos de embebição e drenagem mostra as curvas dos coeficientes de transferência Dh e da condutividade hidráulica K, em função do grau de saturação, com uma evolução bastante acentuada comparada como os resultados da literatura. É observado ainda que a história das curvas de Dh e K, em função do grau de saturação, está diretamente ligada ao agrupamento percolante para a rede utilizada. 0 modelo para as fissuras fornece resultados qualitativos bastante coerentes com o fenômeno de embebição em comparação com os resultados experimentais da literatura.

Abstract

The porous structure of a lime and cement mortar (like the one used for plastering internal building walls) is geometrically modeled in order to simulate the transfer phenomena. The objective is to supply a reasonable idealization of the complex structure of porous material to make possible to deal mathematically with transport processes. The mortar pores diameters range from 200Å to 140000Å. The pore distribution in volume was obtained using adsorption isothermal curves for pores of diameters smaller than 2000A and using electronic microscopy for larger ones. Micrographies obtained from the scanning electronic microscope showed a vast net of cracks around the sand grains in the mortar structure. This cracks are preferential channels of admittance into the mortar interior. They also showed that pores of diameters larger than 10000Å are disconnected and separated from each other. In the first part only the pores of diameters between 1000Å and 10000Å are modeled, through a percolation network. It is admitted herein that pores of diameters smaller than 1000Å are continuously filled with liquid and they do not interfere in invasion processes. A model similar to Maxwell-De Vries' one, and inspired in a model used to determine thermal conductivity in granular media, is applied for pores larger than 10000Å, excluding cracks. Cracks are simulated through a plain bi-dimensional model that is a net of blocks and channels in a regular distribution. Blocks represent the homogeneous material plus sand grains and alumina. Channels represent the cracks.The invasion processes like imbibition and drainage are simulated. The imbibition is simulated using the model for the cracks. The results are compared with experimental data from the literature. The results of imbibition and drainage processes show the curves for the transfer coefficients Dh and the hydraulic conductivity K; in function of the saturation, with an evolution quite abrupt compared with data obtained in the literature. It is observed that the history of Dh and K curves in function of saturation is directly associated with the percolant cluster for the network used here. The model for the cracks supplies coherent results with the imbibition process as compared with experimental data in the literature
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