Trabalho de MCC. Ações do fogo nas Estruturas de Concreto Enrico Deperon, Gabriel Cielo, Gustavo Henrique da Silva, Magno, Pedro Porton

Transcrição

1 Trabalho de MCC Ações do fogo nas Estruturas de Concreto Enrico Deperon, Gabriel Cielo, Gustavo Henrique da Silva, Magno, Pedro Porton

2 Como ocorre? O calor irradiado das chamas atinge o combustível e este é decomposto em partículas menores, as quais se combinam com o oxigênio e queimam, irradiando outra vez calor para o combustível, formando assim um ciclo constante.

3 Ciclo típico de um incêndio em uma edificação, segundo Rosso(1975).

4 Consequências para resistência a compressão mecânica: -Perda de aprox. 25% 300 graus Celsius; -Perda de aprox. 75% 600 graus Celsius; -Maior responsável Resfriamento brusco; -*Refriamento lento.

5 Propriedades térmicas do concreto: -Baixa condutividade térmica; -Quanto maior umidade, maior condutividade; -Difusibilidade (entre 0,002 e 0,006 m²/h); -Resistência a variações térmicas é inversamente proporcional ao seu coeficiente de dilatação térmica (positivo mas varia), Neville(1923).

6 Efeitos -Esfarelamento de superfície calcinada; -Separação parcial de pequenas camadas superficiais ao longo do incêndio; -Descamação profunda; -Lascamentos explosivos; -Alteração de cor e tonalidade.

7 Distribuição de temperatura no interior do concreto Comportamento da evolução de temperturas em função do tempo; Realizado em concretos de alta resistência;

8 Distribuição de temperatura no interior do concreto Curvas em função da temperatura e da profundidade da superfície exposta ao fogo;

9 Alterações na microestrutura do material concreto em elevadas temperaturas Não se pode generalizar o desempenho do material; O concreto fornece boa proteção ao aço devido a sua baixa condutividade térmica; Expansão dos agregados pode resultar em perda de resistência, fissuração e desplacamento acima de 300ºC;

10 Alterações na microestrutura do material concreto em elevadas temperaturas Após 600ºC pode haver perda completa de aderência entre concreto e aço; Mínimo de 1 ano de idade para realização de experimentos envolvendo concreto submetido a altas temperaturas; Agregados governam o comportamento térmico;

11 Alterações nas propriedades térmicas do concreto em elevadas temperaturas Quatro propriedades essenciais para entender as alterações: Difusividade térmica; Condutividade térmica; Calor específico Massa específica A partir dessas propriedades é possível definir a distribução de temperatura na seção transversal do elemento aquecido;

12 Alterações nas propriedades térmicas A difusidade térmica fornece a facilidade com que o concreto suporta mudanças de temperatura; Depende diretamente de três propriedades térmicas da equação de Fourier:

13 Alterações nas propriedades térmicas A condutividade térmica do concreto decresce com o aumento da temperatura; Fortemente influenciada pelo teor de umidade do material para temperaturas abaixo de 100ºC As proporções da mistura e a quantidade absoluta de cimenta influenciam no valor da condutividade térmica;

14 Alterações nas propriedades térmicas O Calor específico do concreto é pouco influenciado pelo tipo de agregado e pelo teor de argamassa; Aumenta substancialmente com o seu teor de umidade; O aquecimento de um concreto incialmente saturado causa um aumento temporário no calor específico;

15 Alterações nas propriedades térmicas A massa específica varia sensivelmente durante o aumento de temperatura; As mudanças na massa específica do concreto estão relacionadas com as alterações de massa, com a dilatação térmica e com as alterações na porosidade durante o aquecimento;

16 Alterações nas propriedades mecânicas do concreto armado Concreto: Propriedades mêcanicas decrescem com aumento da temperatura; Coeficiente de redução da resistência à compressão do concreto;

17 Alterações nas propriedades mecânicas do concreto armado Aço: Aço também sofre modificações nas propriedades mecânicas; Exposição direta ao fogo, armaduras poderão ser severamente danificadas;

18 Desplacamento do concreto Desplacamento de camadas de concreto do elemento estrutural Fenômeno gradual (gradiente de temperatura) Classificado em vários tipos: agregado, explosivo...

19 Desplacamento do concreto

20 Spalling em concreto de alta resistência Suscetível ao Spalling Explosivo Baixa permeabilidade Pressão de Vapor

21 Fatores que influenciam no Spalling explosivo Tipo Teor de umidade Fator a/c Dimensão Material Armadura

22 Armaduras Redução do Espaçamento (o,75x) Travamento em gancho

23 Armaduras

24 Polipropileno Concreto de alta densidade Queima gera vazios Redução da poro-pressão

25 Fibras polipropileno

26 Tamanho da Seção Transversal

27 Idade

28 Ensaio no Cardigton (Carregamento)

29 Resultado Cardigton