Tempo de homogeneização da temperatura em corpos de prova de concreto submetidos a elevadas temperaturas

Abstract

Pesquisas sobre o comportamento do concreto em altas temperaturas devem garantir que a temperatura de interesse seja alcançada em toda a profundidade do elemento, de modo que os valores residuais medidos representem os efeitos reais da exposição térmica. Este estudo investigou o tempo necessário para a homogeneização da temperatura de corpos de prova (CPs) de concreto convencional expostos a quatro patamares de temperatura (220°C, 420°C, 620°C e 820°C). Os CPs foram moldados de forma a permitir que fossem equipados com termopares internos, e monitorados continuamente durante o aquecimento em forno com taxa de 1°C/min. Após atingir a temperatura programada, os CPs permaneceram expostos a essa temperatura por cinco diferentes tempos (0 min, 30 min, 1 h, 2 h, e “tempo variável”). Observou-se que os tempos necessários para a homogeneização variam com a temperatura, sendo mais longos para patamares menores. Também realizaram-se ensaios de velocidade de pulso ultrassônico (VPU) antes e depois do aquecimento, e de resistência à compressão e módulo de elasticidade após o aquecimento. Os resultados indicam que para todos os ensaios a temperatura é o principal fator de degradação das propriedades mecânicas, enquanto o tempo de exposição influencia de forma menos expressiva, embora estatisticamente significativa segundo método ANOVA.

Research on the behavior of concrete at high temperatures must ensure that the target temperature is reached throughout the entire depth of the element, so that the measured residual values accurately represent the real effects of thermal exposure. This study investigated the time required for temperature homogenization in conventional concrete specimens exposed to four temperature levels (220°C, 420°C, 620°C, and 820°C). The specimens were cast in a way that allowed them to be equipped with internal thermocouples and were continuously monitored during heating in a furnace with a rate of 1°C/min. After reaching the target temperature, the specimens remained exposed to that temperature for five different durations (0 min, 30 min, 1 h, 2 h, and “variable time”). It was observed that the times required for homogenization vary with temperature, being longer for lower temperature levels. Ultrasonic pulse velocity (UPV) tests were also performed before and after heating, and compressive strength and modulus of elastity tests were conducted after heating. The results indicate that, for all tests, temperature is the main factor responsible for the degradation of mechanical properties, while exposure time has a less pronounced influence, although still statistically significant according to ANOVA method.