Resistencia al fuego de la estructura de hormigón

Después de leer este artículo, aprenderá acerca de la resistencia al fuego de la estructura de concreto.

Un elemento concreto de construcción, cuando se somete al fuego, sufre una reducción gradual de su resistencia y rigidez. La resistencia al fuego de un elemento de construcción se expresa como el tiempo durante el cual el elemento resiste cualquier cambio o daño o desprendimiento.

Los factores que influyen en la resistencia al fuego de las estructuras de hormigón son:

a. Tamaño y forma del elemento,

segundo. Tipo de hormigón,

do. Tipo de refuerzo,

re. Provisión de cubierta protectora de concreto al refuerzo.

mi. Carga soportada, y

F. Condiciones de moderación.

Desmenuzamiento del concreto a temperaturas elevadas:

Las velocidades rápidas de calentamiento, los grandes esfuerzos de compresión o los altos contenidos de humedad (más del 5% en volumen o del 2% al 3% en masa de hormigón denso) pueden provocar el desprendimiento de la cubierta del hormigón a temperaturas elevadas, especialmente para espesores que superen los 40 mm a 50 mm. . Tal desprendimiento puede perjudicar el rendimiento al exponer el refuerzo al fuego o al reducir el área de sección transversal del concreto.

El concreto hecho de agregados de piedra caliza es menos susceptible a la desintegración que el concreto hecho de agregados que contienen una mayor proporción de sílice, por ejemplo, sílex, cuarcitas y granitos. Hormigón hecho de agregados ligeros fabricados raramente salpica.

Protección contra el desprendimiento:

Se deben tomar medidas en cualquier método para determinar la resistencia al fuego donde la pérdida de cobertura pueda poner en peligro el elemento estructural para evitar que ocurra.

Medidas aceptables:

a. Acabado aplicado a mano o en spray yeso, vermiculita, etc.,

segundo. La provisión de un falso techo como barrera de fuego,

do. El uso de agregados de peso ligero, y

re. El uso de acero de tracción sacrificial.

Métodos para proporcionar una cubierta protectora:

La resistencia al fuego de un elemento de estructura o combinación de elementos se debe determinar a partir de uno de los siguientes tres métodos:

a. Método 1, datos tabulados: generalmente se aplica, ya que se puede determinar fácilmente a partir de los datos tabulados disponibles en BS o IS Code.

segundo. Método 2, prueba de fuego: requiere una preparación elaborada y un laboratorio bien equipado.

do. Cálculos de ingeniería de incendios: solo se pueden aplicar en casos restringidos.

Factores a considerar para determinar la resistencia al fuego:

yo. Agregar:

a. Hormigón denso:

Los agregados calcáreos y los agregados de carácter silicio, por ejemplo, pedernal, cuarcitas y granitos, son más vulnerables al calor.

segundo. Concreto ligero:

Los agregados hechos de arcillas y lutitas expandidas pfc sinterizadas, etc., proporcionan una mejor resistencia al calor.

ii. Cubierta a refuerzo principal :

La cubierta debe proporcionar una protección duradera al refuerzo tanto contra incendios como contra ataques ambientales. La elección del espesor debe ser sobre la base de los más onerosos. Aquí, la "cubierta" es la distancia entre la cara calentada más cercana del concreto y el refuerzo principal o un valor promedio teniendo en cuenta todos los refuerzos.

Protección adicional:

Cuando se usa yeso o fibra pulverizada como un acabado aplicado a otros elementos, se puede suponer que el aislamiento térmico proporcionado es al menos equivalente al mismo espesor del concreto. Tales acabados pueden, por lo tanto, ser utilizados para remediar deficiencias en el espesor de la cubierta.

Se puede proporcionar una protección adicional que no exceda los 45 mm de grosor como medio para proporcionar una cobertura efectiva al refuerzo de acero siguiendo la guía a continuación:

El espesor de la cubierta al refuerzo para la resistencia al fuego depende del agregado utilizado, el tamaño del miembro y la duración de la resistencia requerida para ser efectiva.

La cobertura mínima recomendada para diferentes tipos de miembros en diferentes ubicaciones en consideración de otros factores variables se puede obtener desde el Código BS / IS.

Reparaciones de estructuras RCC dañadas por incendio:

Generalmente, se encuentra una estructura dañada con concreto que se desprende y esto ocurre principalmente cuando la cubierta del refuerzo principal no era como se especificó o el espesor de la cubierta era adecuado pero no se proporcionó un refuerzo de sacrificio adicional o se excedió el período de resistencia al fuego especificado para la cubierta provista.

Sin embargo, en tales casos, la necesidad primordial es hacer un estudio exhaustivo de la estructura dañada y recopilar tanta información del sitio y la localidad.

Luego, la información se debe ordenar y se deben realizar más investigaciones para reconstruir el caso y determinar lo siguiente:

yo. Duración del incendio; aquí se debe tener en cuenta que el incendio en la zona podría haber durado más tiempo; pero el miembro individual pudo haber estado bajo la influencia del fuego por un período mucho más corto. Se debe establecer la duración del fuego en la superficie de cada miembro.

ii. Si se ha producido el desprendimiento, es necesario medir el grosor del desprendimiento de concreto de cada miembro.

iii. Debería determinarse definitivamente, si la profundidad del desprendimiento hubiera penetrado en el concreto más allá de la cubierta.

iv. La resistencia del concreto debe evaluarse probando el concreto del núcleo después de remover el concreto desprendido y suelto.

v. Debe determinarse definitivamente si el gel de cemento del concreto todavía estaba vivo o ha sido destruido. Si se destruye, la profundidad del hormigón con el gel de cemento dañado se debe establecer para su eliminación.

El concreto afectado por altas temperaturas generalmente tiene un tinte amarillento, que es una indicación del concreto afectado. Debido a la evaporación del agua del gel, el concreto se vuelve esponjoso.

vi. Si el refuerzo está expuesto debido al desconchado, la resistencia del acero debe determinarse. Se puede sacar una pieza de acero de unos 300 mm de longitud y enviarla al laboratorio para determinar la resistencia actual.

Al recibir la información, el concreto hasta la profundidad en que se ha dañado el gel de cemento o se sospecha que está dañado debe eliminarse y la superficie debe limpiarse adecuadamente.

Si se encuentra que el acero ha retenido un 90% de resistencia, el concreto dañado con cubierta puede restablecerse con epoxi o polímero de polímero después de aplicar un recubrimiento de epoxi o polímero en la superficie existente. La cubierta debe restablecerse como se requiere según los datos tabulados y, si es necesario, se puede proporcionar un refuerzo de sacrificio según sea necesario con un refuerzo nominal de 6 mm de diámetro. ms barras.

Sin embargo, si el concreto se dañó sin posibilidad de reparación, es decir, el gel de cemento de la estructura dañada en pie sufrió destrucción o el acero perdió fuerza, la estructura deberá ser demolida y reemplazada.

Mientras se usa el epoxi o el polímero en reparación, se debe usar según la sugerencia y especificación específicas que proporcionará el fabricante en consideración a la información que se haya obtenido. Los datos disponibles con respecto a la estructura dañada deben ponerse a su disposición para recomendar una especificación adecuada para el uso de los productos químicos según sea necesario.