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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32730| Título: | Análise experimental do efeito spalling e da resistência residual do concreto com e sem fibra de polipropileno |
| Título(s) alternativo(s): | Experimental analysis of the spalling effect and residual strength of concrete with and without polypropylene fiber |
| Autor(es): | Silva, Beatriz Bavaresco do Nascimento |
| Orientador(es): | Tessari, Rodolfo Krul |
| Palavras-chave: | Concreto - Efeito da temperatura Polipropileno Concreto - Deterioração Concrete - Effect of temperature on Polypropylene Concrete - Deterioration |
| Data do documento: | 9-Dez-2021 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Apucarana |
| Citação: | SILVA, Beatriz Bavaresco do Nascimento. Análise experimental do efeito spalling e da resistência residual do concreto com e sem fibra de polipropileno. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Civil) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Apucarana, 2023. |
| Resumo: | Estruturas em concreto de alto desempenho (CAD) tornam-se susceptíveis ao efeito spalling quando expostas a calor intenso. A ocorrência de lascamentos explosivos são intensificadas nesses casos devido à baixa permeabilidade do concreto e consequente aumento de pressão nos poros causada pela elevada temperatura. A resistência à compressão residual, por sua vez, determina a gravidade dos danos gerados pelo superaquecimento do material seguido de resfriamento abrupto. Esta propriedade é influenciada pelo tipo de resfriamento empregado. Para reduzir a fragmentação em CADs, aplicam-se fibras de polipropileno (FPP), visto que a 170 °C o material das fibras se funde e cria caminhos alternativos para a passagem do vapor d’água, consequentemente diminuindo os danos gerados pela pressão. A NBR 15200 não especifica procedimentos de cálculo para projeto de estruturas de concreto em situação de incêndio de acordo com o tipo de concreto, tornando necessárias análises nesta área. Por esse motivo, o estudo busca analisar a ocorrência de lascamentos em concretos com e sem fibras de polipropileno em sua composição, avaliar o desempenho do concreto após seu resfriamento imediato e colaborar para a estruturação de procedimentos experimentais para avaliação destas propriedades. Para isso, 36 corpos de prova (CPs) foram ensaiados à 150 °C, 300 °C e 450 °C, sendo 18 CPs de CSF (Concreto sem FPP) e 18 CPs de CRF (Concreto com FPP), para avaliação do efeito spalling e da resistência residual à compressão. No entanto, após a execução dos ensaios, o CSF obteve resistência à compressão de 39,05 MPa e o CRF de 37,05 MPa. A resistência à compressão do primeiro ensaio para CSF obteve uma redução de 32% à 150 °C e de 12% à 300 °C e 450 °C, enquanto o CRF apresenta redução de 19%, 29% e 22% nas temperaturas de 150 °C, 300 °C e 450 °C, respectivamente. Já para o segundo ensaio, o CSF exibe redução de 4%, 22% e 37% ao passo que o CRF reduz 11%, 6%, 26%, à 150 °C, 300 °C e 450 °C, nesta ordem. Dentre todas as amostras, apenas um corpo de prova de CSF sofreu lascamento explosivo, a uma temperatura de ensaio de 450 °C. Comprova-se, portanto, que a fibra de polipropileno contribui para a minimização do efeito spalling e auxilia na preservação da resistência à compressão do concreto quando submetido a temperaturas acima de 300 ºC. |
| Abstract: | High performance concrete (CAD) structures become susceptible to spalling when exposed to intense heat. The occurrence of explosive chips is intensified in these cases due to the low permeability of the concrete and the consequent increase in pore pressure caused by the high temperature. The residual compressive strength, in turn, determines the severity of damage generated by material overheating followed by abrupt cooling. This property is influenced by the type of cooling used. To reduce fragmentation in CADs, polypropylene fibers (FPP) are applied, since at 170 °C the fiber material melts and creates alternative paths for the passage of water vapor, consequently reducing pressure damage. NBR 15200 does not specify calculation procedures for the design of concrete structures in fire situations according to the type of concrete, making analyzes necessary in this area. For this reason, the study seeks to analyze the occurrence of chipping in concrete with and without polypropylene fibers in their composition, evaluate the performance of concrete after its immediate cooling and collaborate with the structuring of experimental procedures for evaluating these properties. For this, 36 specimens (CPs) were tested at 150 °C, 300 °C and 450 °C, being 18 CPs of CSF (Concrete without FPP) and 18 CPs of CRF (Concrete with FPP), to evaluate the effect spalling and residual compressive strength. However, after carrying out the tests, the CSF obtained a compressive strength of 39.05 MPa and the CRF of 37.05 MPa. The compressive strength of the first test for CSF was reduced by 32% at 150 °C and 12% at 300 °C and 450 °C, while CRF showed a reduction of 19%, 29% and 22% at temperatures of 150 °C, 300 °C and 450 °C, respectively. For the second test, CSF exhibits a 4%, 22% and 37% reduction while CRF reduces 11%, 6%, 26% at 150 °C, 300 °C and 450 °C, in that order. Among all samples, only one CSF specimen suffered explosive chipping at a test temperature of 450 °C. Therefore, it is proven that polypropylene fiber contributes to minimizing the spalling effect and helps to preserve the compressive strength of concrete when subjected to temperatures above 300 ºC. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32730 |
| Aparece nas coleções: | AP - Engenharia Civil |
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