Comportamento do concreto, quando expostos às altas temperaturas de incêndio
Por: Redação | Categoria: Cidades | 10-12-2021 08:35 | 1027
Rosa Maria Gimenes *
Atualmente usa-se muito o concreto de alta resistência caracterizado por alta densidade e baixo volume de vazios. Este tipo de concreto, com menor porosidade, é mais resistente e mais compacto, o que dificulta a água presente no concreto extravasar pelos poros. Com menor porosidade, a pressão interna aumenta a ponto de desplacar o concreto e gerar o fenômeno conhecido como “spalling”.
Nota-se que os profissionais da engenharia e arquitetura estão cada dia mais preocupados com o comportamento do concreto quando expostos às altas temperaturas. A justificativa desta preocupação é que aumentou muito o uso de concreto de alta resistência que tem como característica uma alta densidade e baixo volume de vazios. Sabe-se também que numa situação de incêndio ocorrem fenômenos físicos e transformações químicas no concreto. A combinação destes dois efeitos geram perdas significativas na estrutura de concreto armado.
Os estudos dos efeitos da elevada temperatura no concreto visam a busca de medidas que preveem o desempenho do concreto como elemento estrutural, considerando todas as propriedades físicas e mecânicas, a fim de garantir total segurança às estruturas. A principal atitude a ser tomada no projeto de edifícios é a adoção de medidas de segurança para os elementos estruturais. Essa afirmativa deve-se ao fato de que, em situação de
incêndio, quando outras medidas para conter o fogo forem tomadas, a integridade estrutural deve ser preservada até que os ocupantes evacuem do edifício. O que se espera dos elementos de concreto armado é
que sua atuação estrutural seja preservada durante um período de tempo conhecido com TRRF.
LASCAMENTOS NAS ESTRUTURAS DE CONCRETO
O lascamento é um fenômeno natural nas estruturas de concreto, quando elas são expostas às altas temperaturas. Dentro da matriz de concreto, desenvolvem-se tensões de origem térmica, que influem na desintegração das regiões superficiais dos elementos estruturais (PURKISS,1996).
Estudos afirmam que ainda não há um controle total confiável sobre a ocorrência de lascamentos por eles serem função de uma série de fatores que levam, frequentemente, a um comportamento imprevisível. Em alguns casos o lascamento é consequência da natureza mineralógica do agregado, ou da concentração de tensões térmicas desenvolvidas durante o aquecimento e que confluem para as camadas próximas aos
cantos dos elementos. Algumas pesquisas mostram que a esbeltez dos elementos estruturais e elevadas tensões de compressão na seção transversal de concreto durante o período de incêndio, também aumento a
probabilidade dos lascamentos ocorrerem (BUSHANAN, 2011).
O principal inconveniente deste fenômeno é a perda do cobrimento da armadura principal, que eleva sua temperatura mais rapidamente e, conseqüentemente, diminui sua resistência. Ressalta-se que pode haver, também, perda da estabilidade da estrutura, pois o lascamento reduz a seção transversal dos elementos.
CARACTERÍSTICAS DAS FIBRAS DE POLIPROPILENO
O uso crescente de concretos com resistência à compressão cada vez maiores permitiram a construção de estruturas mais esbeltas, de menor largura, para suportar os mesmos carregamentos. As peças estruturais perderam massa e volume, alterando o fator de massividade comum aos elementos de construção. O calor se propaga mais rápido para o interior das peças, fazendo com que a temperatura se eleve mais no centro da massa de concreto. Como consequência, a perda de resistência e rigidez é maior.
Para se evitar os danos causados pelo fogo em estruturas de concreto deve-se incorporar as microfibras de polipropileno. Estas fibras, por serem de polipropileno, fundem-se a baixas temperaturas e, com isso, milhões
de canais são gerados dentro das estruturas de concreto. Estes canais atuam como meio drenante do vapor da água, assim, mesmo quando há fogo em estruturas de concreto, não é gerada a pressão interna que degradaria o concreto rapidamente. O concreto permanece íntegro por mais tempo, proporcionando uma estrutura mais estável. O polipropileno utilizado na construção civil em forma de fibras de polipropileno pode ser classificado em: microfibras e macrofibras. As microfibras são subdivididas em monofilamentadas e fibriladas.
A fibra de polipropileno para concreto é encontrada no mercado contando com dois tipos, fibriladas e com monofilamentos. A fibra de polipropileno fibrilada é uma malha com vários filamentos, já a fibra de monofilamentos é constituída por fios de comprimento padrão.
CONCLUSÃO
Os elementos estruturais de concreto, quando utilizados em construções, precisam ser projetados de forma a evitar desgastes e atender as demandas mecânicas quando submetidas a altas temperaturas. O comportamento do concreto submetido às altas temperaturas depende do comportamento individual dos seus materiais constituintes, variando com o grau de hidratação, proporção água-ligantes, finos existentes e tipo de agregados.
A estrutura de concreto é altamente heterogênea e complexa, dificultando o estabelecimento de modelos exatos que permitam estimar com segurança, como será o seu comportamento frente a algumas ações. Mas, é possível obter uma noção destes comportamentos através da analise de estrutura e das propriedades dos seus constituintes bem como a relação entre eles.
Conclui-se, que a estrutura de concreto deve ser dimensionada para resistir aos esforços atuantes à temperatura ambiente, e também aos esforços em situação de incêndio. Considerando que o incêndio é uma ação excepcional, que ocorre excessiva redistribuição das propriedades mecânicas dos materiais constituintes.
*Rosa Maria Gimenes - Engenheira Civil - autônoma desde 1993 · Engenheira Civil - Centro Universitário Moura Lacerda, Ribeirão Preto · Eng. Segurança do Trabalho - Faculdade Pitágoras Belo Horizonte · Pôs Graduada em Estrutura de Concreto - Centro Universitário Moura Lacerda, Ribeirão Preto · Licenciatura em Ciências – Faculdade Filosofia e Letras de Ituverava · Licenciatura Plena em Matemática – Centro Universitário Moura Lacerda, Ribeirão Preto
