Influência das elevadas temperaturas e as propriedades mecânicas residuais do concreto normal

O concreto, de um modo geral, apresenta um bom comportamento em situação de incêndio quando comparado com o aço, todavia em função da temperatura ocorrem algumas transformações químicas e físicas que podem comprometer esse desempenho. Apesar das alterações das propriedades mecânicas e térmicas do concreto quando sujeito a temperaturas elevadas e após situação de incêndio já terem sido avaliadas em vários estudos, ainda é um campo aberto onde é necessário muita investigação. O presente artigo apresenta os resultados de um estudo experimental sobre a avaliação das propriedades mecânicas residuais de concretos normais após incêndio. Para o efeito foram selecionados agregados graníticos e agregados calcários, dado serem os agregados mais utilizados na construção civil em Portugal e em muitos outros países. Os parâmetros testados foram: o nível de carregamento (0,3fcd e 0,7fcd); o processo de arrefecimento (arrefecimento ao ar e arrefecimento por jato de água) e o nível máximo de temperatura atingida (20, 300, 500 e 700ºC). As propriedades mecânicas estudadas foram a resistência à compressão residual, resistência à tração direta e resistência à tração por compressão diametral, resistência à flexão, módulo de elasticidade e coeficiente de Poisson. As temperaturas atingidas e o arrefecimento rápido do concreto apresentaram um efeito negativo sobre as propriedades mecânicas residuais. Este efeito foi mais notório na resistência à compressão residual do que nas restantes propriedades mecânicas estudadas.

ABSTRACT: Concrete is known to have an enhanced behaviour in fire when comparing with bare steel, however there are some chemical and physical transformations in function of temperature that may compromise this performance. The mechanical and thermal properties of concrete at high temperatures and after fire have changes that have been evaluated in a lot of works, however this is still an open field where a lot of research is needed. This paper presents the results of a research on the assessment of the residual mechanical properties of ordinary concretes after fire. It was chosen for studying granite and calcareous aggregate concretes, as they are the most used in the civil construction in Portugal and in a lot of countries around the world. The following parameters were tested: loading level (0.3fcd and 0.7fcd), cooling process (cooling in the air and cooling by water jet) and maximum temperature level attained (20, 300, 500 and 700ºC). The mechanical properties studied were the residual compression, direct and splitting tensile and flexural strengths, modulus of elasticity and Poisson’s ratio. The high temperatures attained and the rapid cooling process on the concrete showed a negative effect on its residual mechanical properties. This effect was more notorious in the residual compression strength than in the other mechanical properties.