Concreto Inteligente Usando Sensores FBGs Embebidos em Mistura Cimentícia: Monitoramento de Cura, Teste de Viga e Teste de Compressão
Nome: EDSON ANDRADE DE SOUZA
Data de publicação: 18/03/2025
Banca:
Nome |
Papel |
|---|---|
| ARNALDO GOMES LEAL JUNIOR | Presidente |
| CAMILO ARTURO RODRIGUEZ DIAZ | Examinador Interno |
| CARLOS ALBERTO FERREIRA MARQUES | Examinador Externo |
| MARIA JOSE PONTES | Coorientador |
Resumo: O concreto inteligente é um elemento estrutural que pode combinar capacidades de detecção e estruturais. Além disso, o concreto inteligente pode monitorar a cura do concreto, impactando positivamente as abordagens de projeto e construção. No concreto, se a cura não for bem desenvolvida, o elemento estrutural pode apresentar fissuras geradas neste estágio inicial devido à retração, diminuindo a resistência mecânica estrutural. Neste artigo, um sistema de medição usando sensores de redes de Bragg de fibra (FBG, do inglês Fiber Bragg Grating) para monitoramento da cura do concreto foi desenvolvido para avaliar a deformação de retração autógena, temperatura e umidade relativa (UR) em um único sistema. Além disso, termopares
do tipo K foram usados como sensor de temperatura de referência. Os resultados apresentaram uma deformação de retração autógena máxima de 213,64 , 125,44 , 173,33 para FBG4, FBG5 e FBG6, respectivamente. Em relação à umidade, a
umidade relativa máxima medida foi de 98,20 %UR, que foi atingida antes de 10 horas. Neste caso, a temperatura máxima registrada foi de 63,65 °C e 61,85 °C pelo FBG2 e termopar, respectivamente. Posteriormente, o corpo de prova de concreto
com o sensor de deformação FBG incorporado foi submetido a um teste de flexão simulando o comportamento da viga. O sistema de medição pode transformar uma estrutura simples como uma viga em uma estrutura de concreto inteligente, na qual o sinal dos sensores FBGs foram mantidos por todos os ciclos de carga aplicados e comparado com sensores de deformação FBG posicionados superficialmente. Neste teste, as medições de deformação máxima foram 85,65 , 123,71 e 56,38 em FBG7, FBG8 e FBG4, respectivamente, no qual a FBG3 também monitorou a deformação de retração autógena. Portanto, os resultados confirmam que o sistema de medição proposto pode monitorar os parâmetros citados durante todo o processo de cura do concreto. Adicionalmente, comparamos sensores FBG e extensômetros eletrônicos (ESG, do inglês eletronic strain gauge) na medição de deformação aplicada a um corpo de prova de concreto em um ensaio de compressão. Os resultados mostram que os sensores FBG podem ser aplicados superficialmente em diversos elementos estruturais de concreto, e comparado aos sensores ESG, o sensor óptico pode fornecer medições precisas e informações com mais detalhes quando submetido a ambientes com alto ruído elétrico.
