Análisis Termoquimicomecánico de Estructuras Masivas de Hormigón en Edades Tempranas

Abstract

Se presenta en este trabajo un modelo termoquimicomecánico acoplado para describir el proceso de hidratación del hormigón a edades tempranas en estructuras masivas. Este modelo está formulado en el contexto de la teoría de los medios continuos porosos reactivos. En él se incluye una ley de evolución del grado de avance de la reacción exotérmica que rige la generación de calor y el cambio de algunas propiedades mecánicas tales como la resistencia a la compresión y tracción y el módulo de elasticidad. Se considera además un criterio de daño que permite establecer si el material se encuentra en el rango elástico o en proceso de deterioro. Este modelo se discretiza en el marco del método de elementos finitos. La solución del sistema de ecuaciones resultante se realiza por medio de un esquema alternado que preserva el grado de acoplamiento del modelo y permite resolver los problemas térmico, químico y mecánico de forma separada pero interdependiente. En el análisis numérico, se consideran los efectos de intercambio de calor con el aire e insolación y el método constructivo referido a la construcción por etapas por medio de capas, definiendo su espesor y el tiempo de espera en la colocación de las mismas. Se presenta la aplicación de este modelo a la losa de fundación del turbogenerador de la central termoeléctrica de Mejillones (II Región, Chile) validando experimentalmente la evolución de la temperatura. Por último, cabe mencionar que las constantes del modelo de hidratación fueron calibradas con las mediciones obtenidas de un ensayo adiabático disponible en la literatura.