Análise da mudança de cor em concretos submetidos a altas temperaturas como indicativo de temperaturas alcançadas e da degradação térmica

Abstract

A avaliação de uma estrutura danificada por incêndios usualmente inicia por observações visuais do concreto, incluindo sua mudança de cor. A mudança de cor observada no concreto exposto a altas temperaturas persiste após seu resfriamento, constituindo-se em uma ferramenta importante para uma avaliação preliminar do nível de deterioração do concreto, pois essas mudanças podem ser relacionadas com as temperaturas as quais o mesmo foi exposto. Com o objetivo de avaliar as mudanças de cor e a degradação térmica de concretos potencialmente encontrados em estruturas no estado, foram estudados concretos de resistência convencional, moldados com materiais usualmente empregados no RS. Foram utilizadas três relações água/cimento, empregando-se o cimento CPIV, agregado graúdo granítico e basáltico. Os espécimes moldados foram submetidos às temperaturas de 200°C, 400°C, 600°C e 900°C, utilizando-se como base uma taxa de aquecimento baseada na curva padrão “Temperatura-Tempo”. Após o aquecimento, os espécimes foram resfriados lentamente, no interior do forno, e bruscamente, com aspersão de água. A degradação térmica do concreto foi avaliada através de ensaios de resistência à compressão, módulo de elasticidade e ultra-som. Para a avaliação das mudanças de cor foi utilizada metodologia colorimétrica, método mais consistente do que uma avaliação visual subjetiva. Observou-se queda de resistência à compressão e do módulo de elasticidade do concreto, conforme o aumento da temperatura de exposição. O ensaio de ultra-som mostrou-se bastante efetivo para detectar micro-fissuração do concreto, apresentando fatores de redução da velocidade de propagação mais semelhantes aos fatores de redução do módulo de elasticidade do que da resistência à compressão, mostrando a sensibilidade e potencialidade do método. As maiores diferenças colorimétricas foram obtidas nos concretos expostos às temperaturas mais altas, acima de 600°C, cujos níveis de percepção podem ser classificados como facilmente distinguíveis e muito grandes, o que pôde ser confirmado pela análise visual dos concretos, na qual foi observado o surgimento de uma cor amarelada. Considera-se, portanto, viável a identificação dos níveis de temperatura de exposição do concreto através das diferenças colorimétricas, especialmente para altas temperaturas de exposição, e, portanto, de maior interesse, já que levam a níveis de degradação mais acentuados.

The assessment of fire damaged concrete structures usually starts with visual observation of concrete, including his color change. The observed color change in high temperatures exposed concrete remains after cooling, consisting in a important tool for a preliminar assessment of concrete deterioration degree, therefore this changes could be related with the exposed temperatures. With the objective of assessing the color changes and thermal degradation of concretes potentially finding out in state’s structures, it was studied in this work normal-strength concretes made with materials usually finding in RS state. The concretes were made with three w/c ratio, with Pozzolanic cement (CPIV), granitic e basaltic coarse aggregate. The molded specimens were subjected to temperatures of 200°C, 400°C, 600°C e 900°C, with utilization of the standard fire curve (ISO 834). After heating, the specimens were allowed to a slow cool in the furnace, and quickly with water spread. The concrete thermal degradation was assessed with compressive strength test, elasticity modulus and pulse velocity measurements. The color changes was assessed by colorimetric methodology, a more consistent method than a subjective visual assessment. It was observed concrete loss of compressive strength and elasticity modulus with de increment of the exposure temperature. The pulse velocity test showed itself as a very effective for detecting concrete micro-cracks, showing reducing factors, as exposure temperature, more likely the elasticity modulus reducing factors than the compressive strength, indicating method sensibility and potentiality. The larger colorimetric differences were obtained on concretes exposed at higher temperatures, above 600°C, witch perceptions levels can be confirmed by concretes visual analyses, where was observed the appeared of a buff color. Can be consider, thus, viable to make the identification of concrete exposed temperatures levels through colorimetric differences, specially for higher exposure temperatures, end, thus, of major interest, since they conduce to more accentuated degradation levels.