7.4 FISSURAÇÕES E EXPLOSÕES

Ao submeter o concreto de densidade normal à elevada carga térmica pode-se observar o fenômeno físico do spalling, o qual se apresentou em uma forma explosiva, conforme Figura 7.6.

Capítulo 7 Resultados

(c) (d)

Figura 7.6 – Fenômeno físico spalling durante as exposições (a) e (b) durante a 1ª exposição e (c) e (d) durante a 2ª exposição

Este fenômeno ocorreu quando o tempo das exposições estava entre 28 e 30 minutos. E mesmo após 2 minutos de desligamento da fornalha o spalling ainda aconteceu.

No período em que ocorreu o spalling a temperatura no centro do corpo-de-prova ficou entre 89 e 124ºC e na meia distância a temperatura ficou entre 95 e 128ºC.

Outro fato importante pôde ser observado quanto ao spalling, que este ocorreu em 79% dos casos na parte considerada menos quente (450ºC) do forno. Uma explicação para tal fato é que na parte mais quente (600ºC) o corpo-de-prova sofreu uma agressão maior quanto à mudança de temperatura o que ocasionou uma maior quantidade de fissuras as quais serviram de válvula de alívio para a evaporação da água existente no interior do corpo-de-prova. Como na parte menos quente (450ºC) as fissuras foram em menor quantidade a evaporação da água gerou pressões que não foram liberadas, resultando no spalling explosivo. O que esta em conformidade com as observações de Kalifa et all (2000) já citadas.

Na figura 7.7 pode-se ter da uma idéia da quantidade de fissuras geradas durante as exposições, as quais se concentraram em maior quantidade no corpo-de-prova da parte mais quente (600ºC).

Capítulo 7 Resultados

(a)

(b)

(c) (d)

Figura 7.7 – Fissuras geradas após a exposição à elevada carga térmica (a) e (b) fissuras no corpo-de- prova localizado na parte mais quente da 1ª exposição (c) e (d) fissuras no corpo-de-prova localizado na parte

menos quente da fornalha na 1ª exposição.

Ainda na figura 7.7 (a) pode-se observar o fenômeno químico da mudança de cor. O corpo-de-prova apresentou uma cor rosada a qual caracterizou temperatura entre 300 e 600ºC, conforme mencionada na sub-seção 5.2.1.7.

Capítulo 8 Conclusão

8.0 - CONCLUSÕES

A busca de como melhor dimensionar uma edificação em uma situação de incêndio deve ser um processo contínuo. Logo o gerenciamento de riscos de incêndio juntamente com a engenharia civil poderia ajudar na minimização dos custos das estruturas em situação de incêndio, visto que os custos com incêndios constituem um impacto muito grande na economia nacional. Milhões são perdidos após a ocorrência de um incêndio em uma estrutura de concreto armado devido ao colapso total da estrutura ou processo de recuperação da mesma, a paralisação do negócio ou atividade, a perda de estoques, equipamentos ou arquivos importantes e a mudança provisória. Sem falar das vidas que podem ser perdidas e dos custos gerados devido a estas mortes.

Os resultados desse trabalho, embora não conclusivos, mostram a importância de tentar despertar no meio acadêmico, na sociedade e no setor responsável a importância da existência de normas e métodos para proteção das estruturas de concreto armado para situação dos incêndios, tendo em vista que a evacuação dos ocupantes em condições de segurança no caso de incêndio, segurança das equipes de combate ao incêndio e minimização de danos estruturais a edificação, bem como edificações adjacentes, dependem da estruturação dessas normas e métodos.

Tendo em vista a ação do incêndio, os valores de cálculo dos esforços atuantes em situação de exposição a elevadas cargas térmicas, no estado transiente, podem ser reduzidos de forma significativa se confrontados aos valores de cálculo dos esforços normalmente empregados à temperatura ambiente.

Quando a temperatura chegou a aproximadamente 250ºC na face do corpo de prova, 300ºC na parte inferior da câmara e 470ºC na parte superior da câmara em 10 minutos, o concreto de resistência normal permaneceu com a temperatura estável de 30ºC, podendo-se afirmar que este manteve sua qualidade como material estrutural. Porém quando o concreto atingiu uma temperatura de aproximadamente 300ºC na face do corpo de prova, 500ºC na parte inferior da câmara e 600ºC na parte superior da câmara em apenas 30 minutos, ele apresentou uma redução considerável na resistência à compressão e na resistência a tração na flexão, no entanto na resistência à tração por compressão diametral a redução não foi tão notável. Logo um incêndio de curta duração pode reduzir de forma significativa a resistência do concreto, porém mais experimentos são necessários.

Capítulo 8 Conclusão No resfriamento lento a resistência à compressão residual variou entre 76.10% e 88.17% na pior situação considerada que foi na 3ª exposição. A resistência à tração na flexão residual ficou em 34.04% na 1ª exposição e a resistência à tração por compressão diametral variou entre 83.33% e 100% na 1ª exposição.

No resfriamento brusco a resistência à compressão residual variou entre 74.24% e 67.95% na pior situação considerada que foi na 4ª exposição. A resistência à tração na flexão ficou em 47.06% também na 4ª exposição e a resistência à tração por compressão diametral variou entre 86.67% e 80% na 2ª exposição.

Estes resultados mostram que diferentes regimes de resfriamento têm distintas influências sobre o comportamento mecânico do concreto. Sobre circunstâncias similares, comparados com o resfriamento lento, o resfriamento brusco faz com que a resistência à compressão do concreto diminua de forma mais significativa, isso pode ser explicado pelo choque térmico. O que revela que se houver ações de combate ao incêndio com um resfriamento feito à água quando a temperatura interna do concreto chegar a 100ºC, este sofrerá uma grande redução em sua resistência.

Vale ressaltar que a temperatura de 100ºC no interior do corpo-de-prova em 30 minutos foi a uma profundidade de 7,5 centímetros.

Os resultados mostram também que mesmo ainda sobre alta temperatura, no estado transiente, o concreto já sofre uma perda considerada em sua resistência à compressão, onde se obteve uma resistência residual de entre 70.97% e 85.36%. Ao se realizar o ensaio de resistência à compressão a quente observou-se algumas explosões. Logo se pode concluir que esforços de compressão podem induzir a lascamentos explosivos.

Observou-se também que após a exposição não foi possível identificar uma forma de ruptura padronizada para os corpos-de-prova.

Apesar do concreto de alto desempenho mostrar-se mais susceptível ao lascamento explosivo, pode-se observar tal fenômeno em um concreto de densidade normal e baixa umidade.

Estes lascasmentos explosivos ocorreram em um tempo de exposição de apenas 30 minutos, quando as temperaturas eram superior à 300ºC na face e 100ºC no centro do corpo de prova.

Observou-se também que em uma mesma situação de exposição os lascamentos explosivos aconteceram em regiões de menor taxa de aquecimento. Segundo Kalifa (2000) tal fenômeno sucede porque os danos causados por uma alta taxa de aquecimento poderiam

Capítulo 8 Conclusão auxiliar no aumento de permeabilidade na liberação dessas pressões internas nos poros. Logo pode-se concluir que o fato de 11 lascamentos explosivos, dos 14 ocorridos, terem acontecido na região de taxa de aquecimento menos quente pode ser explicado pela menor agressividade que sofreu os corpos-de-prova desta região.

Outro fato interessante diz respeito às explosões que ocorreram após o desligamento da fornalha. Estas podem ter acontecido devido à inversão de gradiente térmico que é gerado após o seu desligamento.

Um outro comportamento relevante pode ser constatado com os termopares internos ao corpo-de-prova, em torno de 100ºC o concreto apresentou um período no qual a absorção de calor foi reduzida, voltando a absorver calor posteriormente.

Pode-se perceber também uma coloração diferenciada para o concreto quando submetido a elevadas temperaturas. E este mudança de cor seguiu o grau de coloração citada por Georgali (2004).

Com relação os testes de hipóteses, pode-se concluir que a variável aleatória se comporta de forma similar em diferentes amostras, ou seja, as amostras pertencem a uma mesma população a um certo nível de significância, obtendo com isso populações ainda maiores e diminuindo assim a variabilidade amostral, ou seja, as incertezas na estimação de parâmetros populacionais.

Vale ressaltar ainda a diferença entre a curva de incêndio padrão e a curva típica do comportamento de um incêndio. Conforme mencionado na introdução é aceito internacionalmente que danos estruturais são mais prováveis de acontecer após o flashover. Tendo em vista tal fato a curva de incêndio padrão procura reduzir ao máximo o período de crescimento do incêndio para se atingir o FRI no menor tempo possível, a fim de se observar o comportamento das propriedades do concreto somente no pós flashover. Logo a curva de incêndio padrão está em conformidade com a curva típica do comportamento de um incêndio, porém na curva de incêndio padrão a ignição e o estabelecimento da chama se confundem e o flashover ocorre quase que de forma instantânea.

Apesar dessas considerações feitas na curva de incêndio padrão, os resultados desse trabalho mostraram que os danos estruturais podem ocorrer antes do flashover. Fato este que revela a importância de estudos mais aprofundados no período de crescimento do incêndio.

Capítulo 9 Referência Bibliográfica