Comportamento do concreto frente à condição de altas temperaturas : análise das propriedades mecânicas residuais

Abstract

O concreto é certamente um dos materiais de construção mais empregados no mundo, agregando qualidades como resistência, durabilidade e custo relativamente baixo quando comparado a outros materiais utilizados na execução de elementos estruturais. Um dos fatores que justificam essa ampla utilização é a sua durabilidade quando submetido a diversas condições de agressividade ambiental, incluindo-se nesta categoria as situações de incêndio. O processo de aquecimento do concreto envolve o transporte e a liberação de água por evaporação, crescimento da pressão nos poros e deformações causadas pelas tensões térmicas geradas. A exposição do concreto a altas temperaturas acarreta o surgimento de danos irreversíveis à sua estrutura como perda de massa por ocorrência de spalling, alterações físicoquímicas na microestrutura, aparecimento de fissuras e redução da resistência mecânica. Estas alterações podem conduzir a estrutura ao colapso em caso de sinistro e provocar a perda de vidas. Neste trabalho, procurou-se enfocar a influência de fatores como nível de carga, tipo de agregado graúdo, saturação e classe de resistência nas propriedades mecânicas residuais do concreto tais como resistência à compressão, módulo de elasticidade e absorção de água, após o concreto ser submetido à ação das altas temperaturas. Verificou-se ainda a quantidade de perda de massa e a redução da resistência à compressão de pequenas placas de concreto armado sujeitas à exposição térmica. Os resultados mostraram que os concretos de alta resistência são mais suscetíveis à redução de resistência que os concretos de resistência normal e que a quantidade de carga e a saturação representam fatores relevantes no comportamento térmico e estrutural do concreto. A perda de massa do concreto, principalmente pela ocorrência de spalling, foi mais acentuada nos concretos de alta resistência, provocando redução da rigidez e da resistência à compressão.

Concrete is certainly one of the most widely used construction material in the world, combining qualities such as strength, durability and relatively low cost when compared to other materials used in the implementation of structural elements. One of the factors that justify such widespread use is its durability when subjected to several conditions of environmental aggression, including situations in which concrete is exposed to fire. The process of heating concrete involves transport and release of water by evaporation, increase in pore pressure and deformation caused by the thermal stresses generated. The exposure of concrete to high temperatures leads to irreversible damages to its structure such as mass loss due to spalling, physicochemical changes in the microstructure, cracking and reduction of mechanical strength. These changes can lead to the collapse of the structure and, in case of accidents, can cause casualties. In this work, we try to focus on the influence of factors such as load level, type of coarse aggregate, saturation and strength of class in residual mechanical properties of concrete such as compressive strength, elasticity module and water absorption, after exposing concrete to high temperatures. It is possible to realize the amount of mass loss and the reduction of compressive strength of small slabs of reinforced concrete subjected to thermal exposure. The results showed that the high strength concretes are more susceptible to strength reduction than the normal strength concretes and that the amount of charge and saturation represent important factors in the thermal and structural performance of the concrete. The mass loss of concrete, mainly by the occurrence of spalling was stronger in high strength concrete, causing reduced stiffness and compressive strength.