A forma de resfriamento é outro fator significativo na redução da resistência a compressão do concreto. Até o patamar de 400ºC, um resfriamento brusco, isto é, com água, provoca a expansão do CaO e consequente desestruturação das ligações entre agregado e pasta cimentícia desencadeando fissuras. Este aspecto deve ser levando em consideração, uma vez que em estruturas antigas, pode-se observar facilmente o agregado carbonatado, e a extinção de um possível incêndio com água, comumente usada pelos bombeiros, pode aumentar os danos, em alguns casos.
Balendran, Nadeem e Maqsood (2001) apud Lima (2005) fizeram uma pesquisa submetendo concretos de diferentes classes a temperaturas de 100ºC, 200ºC, 400ºC e 500ºC, e os resfriando ar livre ou através de imersão em água (resfriamento brusco). Os autores
constataram que, em particular, o método de resfriamento brusco causou maiores perdas na resistência à flexão e ao cisalhamento para todas as temperaturas ensaiadas.
Por sua vez, Husem (2006) realizou ensaios com amostras prismáticas representativas da argamassa de composição de um concreto convencional (34 MPa) e de alto desempenho (71 MPa) e as submeteu a elevadas temperaturas (variando de 200ºC a 1000ºC), com o objetivo de analisar a influência do tipo de resfriamento sobre as resistências à flexão e à compressão.
Corroborando com outros autores, Husem (2006) observou que tanto a resistência à compressão quanto a resistência à flexão diminuem com o aumento da temperatura, evidenciando uma redução mais acentuada nas amostras resfriadas bruscamente, principalmente nas amostras representativas de argamassa do concreto convencional se comparada com as do concreto de alto desempenho.
Conforme Lorezon (2014) após 600ºC, a diferença torna-se insignificantes entre os modos de resfriamento. Neville (1997) apud Lorezon (2014) discorre que o resfriamento dentro da câmara de combustão apresentaria perdas menores de que ao ar livre, uma vez que a taxa de resfriamento seria ainda menor.
Analisando o efeito do tipo de resfriamento sobre o módulo de elasticidade, percebe-se que há um efeito inverso a resistência à compressão, uma vez que o resfriamento brusco produz valores médios maiores de módulo de elasticidade quando comparado ao resfriamento lento. De acordo com Zabeu (2011, p.66), este fato deve-se a umidade proporcionada pelo resfriamento, “que produz o preenchimento dos poros e a consequente distribuição de tensões que não tem influência no ensaio de resistência à compressão, em função da velocidade de ensaio em que este é realizado”.
4. MATERIAIS E MÉTODOS
Como dito anteriormente o objetivo do presente trabalho é analisar a resistência residual de concretos sob situação de incêndio, expostos à diferentes temperaturas e tempos de exposição. Logo, para o alcance dos objetivos, a metodologia deste trabalho foi norteada duas etapas: pesquisa experimental e análise estatística dos resultados.
Mas para se chegar de fato a pesquisa experimental, um planejamento experimental foi desenvolvido, uma vez que este, através de critérios científicos e estatísticos, determina um número ideal de experimentos para que seja possível verificar, com um certo grau de confiabilidade, a influência de diversas variáveis nos resultados de um dado sistema ou processo. O tópico 4.1 traz as etapas do planejamento experimental utilizadas nesta pesquisa.
A partir do planejamento experimental pode-se então definir a pesquisa experimental que nada mais é que o desenvolvimento dos experimentos. A pesquisa experimental se deu pela confecção de corpos de prova cilíndricos (10cmx20cm), que posteriormente a cura e tratamento térmico em forno mufla, foram submetidos ao ensaio mecânico de compressão. As variáveis selecionadas para o desenvolvimento desta pesquisa foram a temperatura e o tempo de exposição das amostras.
Os dados obtidos através dos ensaios termomecânicos foram lançados nos softwares
Statistica e Microsoft Excel, de modo que foi possível realizar as análises estatísticas dos dados
(ANOVA - analysis of variance), refinando-os, e observar a influência que a variação da
temperatura e o tempo de exposição exercem sobre a resistência residual do concreto em situação de incêndio.
4.1 ETAPAS DO PLANEJAMENTO EXPERIMENTAL
Para que um planejamento experimental seja eficaz é preciso seguir algumas etapas básicas. Esta pesquisa seguiu as etapas indicadas por Duarte e Meola (2007) para o desenvolvimento de um planejamento experimental. Conforme Duarte e Meola (2007), as etapas do planejamento experimental são:
Reconhecimento e definição do problema -> que depende da experiência adquirida no estudo de processos semelhantes. No que diz respeito a este trabalho, foi feita uma vasta pesquisa de estudos que trabalharam com temas semelhantes, já apresentada no item 3.
Escolha de variáveis e faixas de valores -> conhecendo o problema é possível definir quais variáveis são mais importantes e quais faixas de valores trabalhar, o que otimiza a
quantidade de ensaios e amostras necessárias. A primeira etapa é essencial para esta escolha. Nos próximos tópicos serão apresentadas as variáveis e valores selecionados para este estudo. Escolha da variável de resposta -> esta definição é importante para garantir a objetividade na análise dos resultados. Nesta pesquisa, a variável de resposta escolhida é a resistência residual do concreto.
Delineamento dos experimentos -> esta etapa trata do tamanho das amostras, isto é, o número de réplicas necessárias para uma confiabilidade nos resultados. Além disso, deve-se planejar a sequência de execução dos ensaios. O delineamento dos experimentos desta pesquisa é apresentado nos próximos tópicos.
Execução dos experimentos -> nesta etapa deve se atentar para a monitoração e controle dos experimentos para que se garanta a validade experimental. Portanto o pesquisador necessita ter um bom conhecimento dos instrumentos, equipamentos e métodos de controle a serem utilizado. Todos estes procedimentos também serão apresentados nos próximos tópicos.
Análise dos resultados -> é feita com métodos estatísticos, de modo que as conclusões estabelecidas sejam objetivas. Duarte e Meola (2007) salientam que esses métodos não permitem afirmar se uma dada variável apresenta ou não um determinado efeito, no entanto, eles garantem a confiabilidade e a validade dos resultados, de forma que se possa determinar o erro associado nas conclusões, conforme um dado grau de confiança previamente estabelecido.
Conclusões e recomendações -> por meio da análise dos resultados poder-se-ão construir conclusões e recomendações que possibilitarão a tomada de decisões a respeito do processo em estudo. A partir disso, também poderão ser feitas indicações sobre próximos estudos futuros com repetições do procedimento empregado.