EFEITO DA VARIAÇÃO TÉRMICA EM CONCRETOS

Portanto, o objetivo do trabalho é revisar a literatura sobre a influência da alta temperatura na estrutura de concreto para subsidiar futuras pesquisas sobre o tema. Desta forma, foi possível compreender a importância dos materiais constituintes em relação ao efeito da temperatura no concreto, sendo este um estudo fundamental sobre o comportamento do concreto em altas temperaturas na utilização de concretos não convencionais. Palavras-chave: Concreto. Constituintes. Alta temperatura. INTRODUÇÃO Segundo Mehta e Monteiro (2014), o concreto é atualmente o material de construção mais utilizado, e seu consumo é estimado em cerca de 19 bilhões de toneladas por ano, fato que pode ser alcançado através da boa impermeabilização do concreto e da viabilidade das estruturas construtivas de formatos e tamanhos diferentes Desempenho, disponibilidade de materiais de produção e baixo custo em relação a outros materiais com a mesma função.

Misturas semelhantes ao concreto foram usadas na Idade Média e no Renascimento, mas foi a invenção do cimento Portland que levou ao uso do concreto em larga escala. Atualmente, buscam a aplicação de novas tecnologias que tragam melhorias e soluções que otimizem a aplicação do concreto para minimizar os impactos ao meio ambiente. Portanto, diferentes tipos de concreto aparecem como alternativas para diferentes finalidades, por exemplo, o uso de aditivos e aditivos especiais, e o uso de agregados leves (FONSECA, 2010). O concreto pode ser acidentalmente exposto a altas temperaturas ou tornar-se parte de suas condições normais de operação (FERREIRA, 2011). Para permitir as propriedades limitadas pelo concreto tradicional, foram desenvolvidos concretos especiais, como o concreto refratário, que segundo a NBR 8826 (ABNT, 2014) pode ser entendido como incompatível com a colagem hidráulica, química ou adesiva.

ar e consiste na mistura de um ou mais agregados refratários com granulometria apropriada com ligantes como cimento de alumínio, sílica coloidal, alumina hidratada e fosfatos, que podem conter aditivos e componentes não cerâmicos. Concreto submetido a elevadas temperaturas Grande parte da venda de materiais refratários no mundo é de concreto refratário, que é um material caracterizado por boa estabilidade física e química em altas temperaturas e propriedades de isolamento térmico, além de resistência mecânica, térmica e ao choque térmico. Eles são geralmente usados ​​em locais expostos a temperaturas acima de 500 ° C na indústria do aço, por exemplo, como um revestimento para fornos. Além disso, para suportar tensões mecânicas e causar retração e expansão mínimas sob mudanças bruscas de temperatura, esse tipo de concreto pode ser obtido pela mistura de cimento alumina, aditivos especiais e agregados refratários (CARDOSO, 2012).

Após várias horas de hidratação, pode-se observar na superfície das partículas de cimento de silicato de cálcio hidratado (CSH), que representam 50% a 60% do volume sólido da pasta de cimento totalmente hidratada (ALVES, 2002; BORJA, 2011) ; Paredes e Bronholo, 2013). A água pode existir na pasta de cimento hidratada em várias formas (Figura 1), e de acordo com sua facilidade de remoção, é classificada como uma camada intermediária de água mantida por pontes de hidrogênio entre as camadas de CSH, ou seja, a água capilar existente no maior vazio , não afetada pela atração, a água é adsorvida na superfície sólida próxima aos produtos de hidratação e água quimicamente ligada, combinando a microestrutura parcial de diversos produtos de hidratação do cimento (MEHTA e MONTEIRO, 2014).

Figura 1: Esquematização dos tipos de água na pasta de cimento hidratada. Fonte: MEHTA E MONTEIRO, 2014. Agregados Segundo Neville (2016), o tipo de agregado afeta a resposta do concreto, como o coeficiente de dilatação térmica (quanto maior o coeficiente do agregado, maior o coeficiente do concreto). Além disso, o concreto não é um bom condutor de calor, portanto o processo de propagação do calor no interior do concreto é mais lento se comparado, por exemplo, ao aço, criando um intenso gradiente térmico em seu interior e causando alterações em suas propriedades (BRITEZ, 2011). Propriedades térmicas do concreto Britez (2011) concluiu que a transferência de calor no concreto é parte da causa da resistência ao dano do concreto, que se deve à condutividade, difusividade e calor específico.

O desempenho térmico básico depende do agregado, cimento, porosidade e umidade do concreto. A condutividade térmica do concreto depende da sua composição, principalmente da presença de cimento hidráulico e de juntas cerâmicas. De modo geral, a condutividade aumenta com o aumento da temperatura (CARDOSO, 2012). Efeito do calor na estrutura do concreto O comportamento do concreto exposto a altas temperaturas está relacionado a diversos fatores que atuam ao mesmo tempo, como os componentes do concreto que afetam seu comportamento em condições de incêndio, como a lama de cimento e agregados de decomposição térmica, e o desenvolvimento da pressão interna gerada pelo concreto permeabilidade, decomposição do gás unitário devido ao tamanho e taxa de aumento da temperatura (MEHTA E MONTEIRO, 2014).

Componentes de concreto instáveis ​​sofrerão várias reações de decomposição quando aquecidos, principalmente relacionadas à desidratação. Os materiais cristalinos serão desidratados em certas temperaturas, enquanto os materiais não cristalinos, como os géis C-S-H, perderão água em uma ampla faixa de temperatura (WENDT, 2006). Na Tabela 1 fornecida por Carvalho (2001), a relação entre a temperatura e as causas e efeitos da exposição do concreto a altas temperaturas podem ser compreendida: Tabela 1: Efeitos do fogo nas características do concreto. Fonte: Carvalho, 2001. A 300 ° C, a água interóssea de C-S-H e alguma da água quimicamente combinada de C-S-H e o sulfato de saluminato hidratado serão perdidas, causando a evolução dos poros. A aproximadamente 500 ° C, a pasta de cimento é desidratada devido à decomposição do hidróxido de cálcio (portlandita), e a 900 ° C, com perda completa de água da camada intermediária, CSH (tobermorita) é completamente decomposto, que é responsável pela perda da resistência do concreto e reduzindo o volume da pasta aumentando a fissuração.

COSTA; SILVA, 2002; SOUZA, 2016). O tempo de exposição a uma determinada temperatura deve ser levado em consideração, pois, por exemplo, o CSH quando mantido a 400 ° C por várias horas perde tanta água quanto é aquecido a 600 ° C por alguns minutos (WENDT, 2006). Além disso, quando a amostra é aquecida a acima de 600 ° C e, em seguida, resfriada, o CaO resultante se reidrata para formar uma portlandita secundária que tem uma estrutura cristalina de qualidade inferior que a primeira e causa expansões que eventualmente contribuem para o aparecimento de rachaduras no concreto. Efeito das altas temperaturas na zona de transição O aquecimento do concreto leva a uma dilatação térmica diferenciada entre o agregado e a matriz de cimento, pois ao ser aquecida, a pasta sofre um intenso processo de contração devido à desidratação, enquanto o agregado se expande.

Este fato provoca fissuras que aparecem inicialmente na zona de transição devido à sua maior fragilidade, o que também pode introduzir o processo de deposição (FERNANDES ET AL, 2007). Comportamento do concreto submetido a elevadas temperaturas Segundo Argenton (2011), o concreto exposto ao fogo pode apresentar deterioração das propriedades mecânicas, danos por deformação excessiva, descamação e alteração de cor. Esses problemas resultam das reações físico-químicas que ocorrem sob a influência do fluxo de calor e da distribuição da temperatura no interior do elemento, que depende: do tipo de cimento, agregado, aditivos, tamanho da seção transversal, relação água-cimento e porosidade do elemento. BRITEZ, 2011). Outra forma de degradação física das camadas superiores do concreto é a britagem, que se caracteriza pela contínua exposição térmica das camadas superiores do concreto, o que as fragiliza e leva à redução da resistência à abrasão (COSTA, FIGUEIREDO E SILVA, 2002).

Neville (2016) indica, portanto, que o risco de lascamento explosivo aumenta com a diminuição da permeabilidade do concreto e com o aumento da taxa de elevação da temperatura e da umidade excessiva, sendo esta última o fator mais importante na determinação do comportamento da estrutura em condições de alta temperatura. Em alguns casos, o lascamento é consequência da mineralogia do agregado ou da concentração de tensões térmicas geradas durante o aquecimento (COSTA, FIQUEIREDO E SILVA, 2002; POMPEU, 2004; WEIDMANN, 2008). Aspectos físicos e químicos De acordo com Bauer (2015), o concreto convencional apresenta mudança na coloração após o resfriamento, mas essa alteração está sujeita a variações que dependem da natureza dos constituintes. A Tabela 2 indica a sucessão de cores de um concreto decorrentes do aumento da temperatura e a Figura 4 ilustra essas alterações.

No diagrama, é possível observar uma diminuição da resistência inicial do concreto entre 250 e 300 ° C, mas sem alteração na sua cor. Entre 300 ° C e 600 ° C, a diminuição da resistência é pronunciada e pode chegar a 50%, com o concreto ficando rosa ou vermelho. De 600 ° C a 950 ° C, o concreto fica cinza com algumas manchas avermelhadas, indicando redução da resistência à compressão e fragilidade. A cor amarelo-laranja de 950 ° C a 1000 ° C indica sinterização do concreto, e entre 1000 ° C a 1200 ° C o concreto sintetizado torna-se amarelo claro e apresenta perda total de resistência (CANOVAS, 1998 APUD LIMA, 2005). METODOLOGIA Utilizou-se a metodologia descritiva, que consistiu em uma revisão bibliográfica por meio de consultas em livros, monografias e artigos sobre a influência da alta temperatura na estrutura de concreto.

O objetivo da amostra é obter informações detalhadas e ilustrativas: seja ela pequena ou grande, é importante que ela seja capaz de gerar novas informações. Ao contrário da pesquisa qualitativa, os resultados da pesquisa quantitativa podem ser quantificados. Como as amostras são geralmente grandes e consideradas representativas da população, os resultados são tomados como se fossem uma imagem real de toda a população pesquisada. A pesquisa quantitativa se concentra na objetividade. FONSECA, 2002, p. Com isso, o objetivo de argumentos do método indutivo é proceder a conclusões cujo conteúdo é muito mais amplo do que as premissas baseadas. De acordo com Gerhardt e Silveira (2009), a pesquisa qualitativa tem preocupação com aspectos da realidade que não podem ser quantificados, com foco na compreensão e explicação da dinâmica das relações sociais.

Segundo os autores, essa modalidade tem como escopo o universo de significados, motivos, aspirações, valores, entre outros, o que compreende um aspecto não tangível da pesquisa. Algumas das características dessa modalidade de pesquisa consistem na objetivação do fenômeno, hierarquização das ações de descrever, compreender, explicar, precisão das relações entre o global e o local em determinado fenômeno, observância das diferenças entre o mundo social e o mundo natural, entre outros métodos. A pesquisa será qualitativa, bibliográfica e Fonseca aduz (2002) que, a pesquisa é realizada por meio de uma busca de estudos teóricos que já foram analisados e publicados, seja por meios eletrônicos ou escritos, tais como: artigos científicos, livros, entre outros. L. Materiais de construção: normas, especificaçãoes, aplicação e ensaios de laboratório.

São Paulo: Pini, 2012, 457p. ARGENTON, M. B. V. Efeito da adição de argila expandida e adições minerais na formulação de concretos estruturais leves autoadensáveis. Tese (Doutorado). Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2011. BRITEZ, C. F. T. Contribuição ao estudo da resistência residual do concreto submetido ao tratamento térmico padrão para situações de incêndio. Dissertação (Mestrado). Programa de Pós-Graduação do Departamento de Engenharia Civil da Escola de Minas da Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2001. P. Estruturas de concreto armado em situação de incêndio. In: JORNADAS SUL-AMERICANAS DE ENGENHARIA ESTRUTURAL, 30, Brasília, 27 a 31 de maio de 2002. COSTA, P. R. B. F. Microestrutura do concreto submetido a altas temperaturas: alterações físico-químicas e técnicas de análise.

Net, São Paulo, 2017. Disponível em: <http://www. FONSECA, G. C. Adições minerais e as disposições normativas relativas à produção de concreto no Brasil: uma abordagem epistêmica. Dissertação (Mestrado). Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2010. HAGER, I. Fire Technology: Colour Change in Heated Concrete, v. n. LIMA, R. C. MONTEIRO, P. J. M. Concreto: microestrutura, propriedades e materiais. ed. p. Londrina, 2011. NEVILLE, A. M. Propriedades do Concreto. POMPEU, B. B. Efeitos do tipo, tamanho e teor de agregado graúdo na resistência e energia de fatura do concreto. Tese (Doutorado). Programa de Pós-Graduação da Faculdade de Engenharia Mecânica da Faculdade Estadual de Campinas, São Paulo, 2004. SOUZA, A. A. A. Influência do tipo de agregado nas propriedades mecânicas do concreto submetido ao fogo.

Dissertação (Mestrado). Contribuição ao estudo da influência da forma e da composição granulométrica de agregados miúdos de britagem nas propriedades do concreto de cimento Portland. Dissertação (Mestrado). Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2008. WENDT, S. C. C. Como Elaborar Projetos de Pesquisa. ª ed. São Paulo: Atlas, 2002. GERHARDT, T. Fundamentos de metodologia científica. ed. reimp. São Paulo: Atlas, 2007. KOCHE, José Carlos.