Análisis Térmico de Bloques de Hormigón Masivo Utilizando un Modelo en Diferencias Finitas

Abstract

El objetivo de este trabajo es desarrollar un modelo numérico que permita simular la distribución de temperatura en bloque de hormigón masivo y su variación en el tiempo. Se considera que un hormigón es masivo cuando la dimensión mínima de la sección transversal del elemento sólido se aproxima o excede de 60 a 90 cm o cuando el contenido de cemento excede 360 kilogramos por metros cúbico. La generación de calor provocada por la hidratación del cemento, produce cambios de volumen en este tipo de elemento que pueden provocar la fisuración del mismo, por ello resulta necesario controlar la variación de temperatura entre la cara exterior y el núcleo. El problema de generación y conducción de calor, conduce a un problema en derivadas parciales transitorio, con condiciones iniciales y de contorno. En este trabajo se aplica el método θ de diferencias finitas para resolver las ecuaciones gobernantes. Este procedimiento conduce a un sistema de ecuaciones lineales en cada instante de tiempo, cuya solución provee la distribución de la temperatura. Se presentan los resultados obtenidos en dos bloques de iguales dimensiones (40x40x40cm) con contenidos de cemento de 300 y 430 kilogramos por metro cúbico. La variación máxima de temperatura alcanzada es de 11.97 grados centígrados y 18.7 grados centígrados respectivamente.