Avaliação das mudanças micro e macroestruturais do concreto de estrutura submetido a incêndio

Abstract

A análise microestrutural de concreto submetido às altas temperaturas geralmente é executada por meio de ensaios concebidos e realizados em laboratório, onde pode-se controlar diversas variáveis intervenientes, diferentemente de uma perícia/análise de engenharia em um sinistro de incêndio real. Sendo assim, o presente trabalho tem como objetivo avaliar as mudanças micro e macroestruturais em concretos expostos às altas temperaturas em um caso de incêndio real, bem como avaliar a eficácia das técnicas para sua avaliação. Para tanto, foi feita a análise por diferentes técnicas em concreto de pilares estruturais de um galpão intensamente incendiado na região metropolitana de Porto Alegre em 2020. As técnicas de análise foram velocidade de propagação de ondas ultrassônicas, análise colorimétrica, difração de raios-X e análise termogravimétrica, além da inspeção visual. Amostras de pó de concreto foram extraídas de três profundidades diferentes dos pilares a partir da superfície exposta ao próprio fogo e de acordo com os resultados obtidos em alguns pilares, os danos estão limitados a apenas alguns centímetros da superfície exposta ao próprio fogo, apesar de sua prolongada exposição às altas temperaturas. Para tanto, foi elaborado um programa experimental de laboratório, a fim de se estudar as influências da recura, tentando simular a situação do uso de água para extinguir o fogo no incêndio e da ação do intemperismo, em um concreto confeccionado com características similares ao concreto do sinistro real. Por fim, concluiu-se que há uma convergência das técnicas utilizadas, ressaltando alguns pontos importantes a serem observados quando da execução dos procedimentos de análise, amostragem, extração, preparo e armazenagem das amostras. Quanto à análise de difração de raio X, em relação a esse sinistro real, a sua utilização não foi totalmente eficaz para a estimativa das temperaturas as quais os elementos estruturais foram submetidos, uma vez que não foi possível detectar os picos cristalinos da portlandita e calcita.

The microstructural analysis of concrete subjected to high temperatures is usually carried out through tests designed and carried out in the laboratory, where several intervening variables can be controlled, unlike an engineering investigation/analysis in a real fire accident. Therefore, the present work aims to evaluate the micro and macrostructural changes in concrete exposed to high temperatures in a real fire case, as well as to evaluate the effectiveness of the techniques for its evaluation. For this purpose, the analysis by different techniques in concrete of structural pillars of a shed intensely burned in the metropolitan region of Porto Alegre in 2020 was carried out. The analysis techniques were ultrasonic wave propagation velocity, colorimetric analysis, X-ray diffraction and thermogravimetric analysis, in addition to visual inspection. Concrete powder samples were extracted from three different depths of the pillars from the surface exposed to the fire itself and according to the results obtained in some pillars, the damage is limited to just a few centimeters from the surface exposed to the fire itself, despite its prolonged exposure to high temperatures. In addition, an experimental laboratory program was developed in order to study the influences of the recuring, trying to simulate the situation of using water to extinguish the fire and the action of weathering, in a concrete made with similar characteristics to the concrete of the real accident. Finally, it was concluded that there is a convergence of the techniques used, highlighting some important points to be observed when carrying out the procedures of analysis, sampling, extraction, preparation and storage of samples. As for the X-ray diffraction analysis, in relation to this real accident, its use was not fully effective in estimating the temperatures to which the structural elements were subjected, since it was not possible to detect the crystalline peaks of portlandite and calcite.