Avaliação de propriedades térmicas do concreto com cinza volante em fundação de aerogeradores

Due to the large size of wind towers, the foundations are built using large volumes of concrete. In these structures, the high temperatures reached by the exothermic reaction of hydration of cement cause cracking, both by thermal energy, as well as the possibility of delayed ettringite formation. As these works have a high cost and can cause major disasters in the event of a calamity, it becomes important to undertake measures to reduce the maximum temperature of concrete, such as the use of mineral additions like fly ash. Considering this, we aimed to analyze the thermal behavior of a wind tower foundation as a result of the application of concrete produced with cement with high heat of hydration and fly ash, as an effective way to provide a suitable destination to this residue, and at the same time reduce the maximum temperature of the concrete. For this, pastes of references with cement CP III and CP IV and pastes with replacement of cement CP II F and CP V by up to 20% of fly ash were produced and tested in terms of thermomechanical behavior. In parallel, input parameters and boundary conditions for computational simulation of a wind tower foundation to check the behavior of this replacement were collected. The employment of ash, as expected, reduced the heat of hydration and the resistances of tests with the ash approached or exceeded the reference. As for the simulations, it was verified that the behavior of maximum temperatures followed the same pattern found in the heat of hydration. From the results, we concluded that it is viable to use ash substitutions in wind turbines foundations and that the mixture of CP V with 20% ash presents the best performance for this use. Em virtude das grandes dimensões das torres eólicas, as fundações são construídas com grandes volumes de concreto. Nessas estruturas, as altas temperaturas atingidas pela reação exotérmica de hidratação do cimento causam fissuração, tanto pela energia térmica, quanto pela possibilidade de formação de etriginta tardia. Como estas obras apresentam um elevado custo e podem causar grandes desastres em caso de ruína, torna-se importante realizar medidas de redução da temperatura máxima do concreto, tais como pela utilização de adições minerais como a cinza volante. Diante disso, buscou-se analisar o comportamento térmico de uma fundação de torre eólica em decorrência da aplicação de concreto produzido com cimento de alto calor de hidratação e cinza volante, como uma maneira eficaz de fornecer um destino adequado ao resíduo e ao mesmo tempo reduzir a temperatura máxima do concreto. Para isto foram produzidas e testadas, quanto ao comportamento termomecânico, pastas de referências de cimento CP III e CP IV e pastas com substituição de cimento CP II F e CP V por até 20% cinza volante. Paralelamente foram coletados parâmetros de entrada e condições de contorno para realização de simulação computacional de uma fundação de torre eólica para verificar o comportamento dessa substituição. O emprego das cinzas, como esperado, reduziu o calor de hidratação e as resistências de teste com a cinza se aproximaram ou superaram as de referência. Quanto às simulações verificou-se que o comportamento das temperaturas máximas seguiu o mesmo padrão encontrado no calor de hidratação. A partir dos resultados concluiu-se que é viável utilizar substituições de cinza nas fundações de aerogeradores e que a mistura de CP V com 20% de cinza apresenta o melhor desempenho para esta utilização.