Composição de betão de resistência melhorada ao fogo para aduelas de túneis : parte I

Abstract

Para a obtenção de um betão de ductilidade elevada e resistência melhorada ao fogo para aduelas de túneis, optou-se, entre outros, pela utilização de dois tipos de fibras. Um primeiro tipo de fibra, não metálica, que apresenta reduzido grau de polimerização e derrete na presença de temperaturas elevadas. Sob a acção do fogo, o desaparecimento desta fibra irá criar uma rede de micro canais que permite a saída do vapor de água do interior do betão. A inclusão deste tipo de fibra também reduz a propagação de fendas durante a fase de retracção plástica do betão. O outro tipo de fibra, metálica, tem o propósito de garantir o nível de ductilidade que se pretende para o betão, bem como reduzir a quantidade de armadura convencional a colocar nos elementos estruturais. O presente relatório começa com uma breve síntese do estado do conhecimento no âmbito de: incêndios em túneis, aspectos acerca do dimensionamento de aduelas para túneis, nomeadamente a inclusão de fibras metálicas e o comportamento do betão sob temperaturas elevadas (alterações das suas propriedades, cenários de fogo normalizados, classificação dos materiais e inspecção e avaliação de estruturas afectadas). Segue-se uma secção onde são reportados os ensaios preliminares efectuados com vista à selecção do tipo e dosagem de fibra não metálica a utilizar, bem como o tempo necessário para a estabilização da resistência residual do betão com o tempo após a exposição à simulação do efeito do fogo.

To develop a high ductility concrete of enhanced fire resistance, two distinct types of fibers were used. The first one is a non-metallic fiber, with low degree of polymerization, that sublimes in the presence of high temperatures. Under the action of fire, these fibers create a network of micro channels for the escape of the water vapor. These fibers have also the purpose of decreasing the crack formation and crack propagation during the concrete plastic shrinkage phase. The other type of fibers, is made by steel, and has the purpose of providing high ductility to the concrete postcracking behaviour, as well as of replacing, totally of partially, conventional reinforcement applied in pre-casting concrete tunnel segments. A brief state-of-the-art is presented in the following topics: fire in tunnels; design of tunnel segments; the use of metallic fibers in this type of structural elements; concrete behavior under high temperatures (how material properties are affected, fire scenarios, fire classification for materials and inspection and evaluation of affected structures). A section of this document is dedicated to the description of the preliminary tests carried out to select a non-metallic fiber type and the content of this fiber. The period of time for the stabilization of the concrete compressive residual strength was also assessed.