The effect of high temperatures on concrete compression strength, tensile strength and deformation modulus

Souza, A. A. A. de; Moreno JR, A. L.

doi:10.1590/S1983-41952010000400005

Abstracts

This paper has as a goal to present the results of experimental investigations on the behavior of concrete when submitted to high temperatures. A concrete of common utilization in our region, with cement and usual aggregates mixed in usual proportions (mix), was submitted to tempera- tures of 300ºC, 600ºC and 900ºC, in order to assess probable variations in its compression strength, tensile strength and deformation module. The effect of rapidly cooling concrete, usual in fire fighting, was assessed; a few test bodies submitted to high temperatures were rapidly cooled and others were slowly cooled (to room temperature). The probable recovery of the mechanical properties under investigation following concrete rehydration - after a possible reduction from the effects of the high temperatures applied - was also assessed; test bodies were submitted to high temperatures and cooled slowly; a few were immersed in water and others were wrapped up in plastic film and then evaluated in relation to the researched properties for concrete ages of 28, 56, 112 and 224 days after slow cooling. Upon finishing this work, important results on the effect of high temperatures on concrete mechanical properties were obtained, thus providing a major contribution for the recovery design of structures that had been subject to fire.

concrete; fire; mechanical propeties

Este trabalho teve como objetivo a investigação experimental do comportamento do concreto quando submetido a elevadas temperaturas. Um concreto de utilização comum em nossa região, com cimento e agregados usuais, misturados em proporções também usuais (traço), foi submeti- do a temperaturas de 300 °C, 600°C e 900 °C , de maneira a se avaliar prováveis alterações na resistência à compressão, na resistência à tração e no módulo de deformação deste concreto. O efeito do resfriamento rápido do concreto, usual em intervenções de combate a incêndios, foi avaliado; alguns dos corpos-de-prova submetidos às altas temperaturas estipuladas foram resfriados rapidamente e outros foram resfriados len- tamente (ao ambiente). A recuperação provável das propriedades mecânicas analisadas, com a reidratação do concreto - com possível redução após o efeito das altas temperaturas aplicadas - também foi avaliada; corpos-de-prova submetidos às altas temperaturas estipuladas e resfriados lentamente, foram parte imersos em água e parte envoltos em filme plástico e a seguir, cada parte correspondente foi avaliada, em relação às propriedades do concreto pesquisadas, para as idades do concreto de 28, 56, 112 e 224 dias após o resfriamento lento. Ao final deste trabalho, importantes resultados sobre o efeito de altas temperaturas nas propriedades mecânicas do concreto puderam ser obtidos; contribuindo, em muito, para o estabelecimento de parâmetros para o projeto de recuperação de estruturas submetidas ao efeito do fogo.

concreto; altas temperaturas; propriedades mecânicas; reidratação

The effect of high temperatures on concrete compression strength, tensile strength and deformation modulus

A. A. A. de Souza^I; A. L. Moreno JR^II

^IDoutoranda, Departamento de Estruturas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, UNICAMP, ambrosio@fec.unicamp.br , Rua Saturnino de Brito, 135, Cidade Universitária Zeferino Vaz, Barão Geraldo, Campinas, SP, Brasil, cep: 13083 - 852

^IIProfessor Doutor , Departamento de Estruturas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, UNICAMP, almoreno@fec.unicamp.br , Rua Saturnino de Brito, 135, Cidade Universitária Zeferino Vaz, Barão Geraldo, Campinas, SP, Brasil, cep: 13083 - 852

ABSTRACT

This paper has as a goal to present the results of experimental investigations on the behavior of concrete when submitted to high temperatures. A concrete of common utilization in our region, with cement and usual aggregates mixed in usual proportions (mix), was submitted to tempera- tures of 300ºC, 600ºC and 900ºC, in order to assess probable variations in its compression strength, tensile strength and deformation module. The effect of rapidly cooling concrete, usual in fire fighting, was assessed; a few test bodies submitted to high temperatures were rapidly cooled and others were slowly cooled (to room temperature). The probable recovery of the mechanical properties under investigation following concrete rehydration – after a possible reduction from the effects of the high temperatures applied – was also assessed; test bodies were submitted to high temperatures and cooled slowly; a few were immersed in water and others were wrapped up in plastic film and then evaluated in relation to the researched properties for concrete ages of 28, 56, 112 and 224 days after slow cooling. Upon finishing this work, important results on the effect of high temperatures on concrete mechanical properties were obtained, thus providing a major contribution for the recovery design of structures that had been subject to fire.

Keywords: concrete, fire, mechanical propeties.

Texto completo disponÃvel apenas em PDF.

Full text avaliable only in PDF.

7. References

[01] Paulon, V. A. Durabilidade do Concreto – Avanços da Tecnologia. In: 7° SIMPATCON – Simpósio de Aplicação da Tecnologia do Concreto, Campinas, São Paulo, 1984.
[02] ALMEIDA, D. F. A. Patologia, Terapia e Profilaxia nas Construções. In: 19° SIMPATCON – Simpósio de Aplicação da Tecnologia do Concreto, Campinas, São Paulo, 1998.
[03] GALLETO, A.; MENEGUINI, E. C. A. Comportamento do concreto submetido à temperaturas elevadas. Seminário apresentado à disciplina Análise Experimental de Estruturas – FEC-UNICAMP, Campinas, 2000.
[04] PETRUCCI, E. G. R. Concreto de Cimento Portland, Editora Globo, Rio de Janeiro, 1987.
[05] NEVILLE, A. M. Propriedades do Concreto, Editora Pini, São Paulo, 1997.
[06] MALHOTRA, V. M. Durability of Concrete, ACI SP 126, vol. 1 e 2, 1991.
[08] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone. - NBR NM 67, Rio de Janeiro, 1998.
[09] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Especificação – Determinação da composição granulométrica de agregados miúdos e graúdos. – NBR7211, Rio de Janeiro, 2005.
[10] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Preparação do concreto em laboratório. - NBR 12821, Rio de Janeiro, 1993.
[11] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Procedimento para moldagem e cura de corpos-de-prova. – NBR 5738, Rio de Janeiro, 2003.
[12] DORO, P. S. Efeito de altas temperaturas nas propriedades mecânicas do concreto: resistência à compressão, resistência à ração e módulo de deformação, Relatório de Iniciação Científica – CNPq. Campinas, 2001.
[13] CÀNOVAS, M.F. Patologia e terapia do concreto armado. Editora Pini, São Paulo, 1988.

Publication Dates

Publication in this collection
18 Sept 2014
Date of issue
Dec 2010

History

Received
28 Sept 2009
Accepted
27 Aug 2010

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

[1] [01] Paulon, V. A. Durabilidade do Concreto – Avanços da Tecnologia. In: 7° SIMPATCON – Simpósio de Aplicação da Tecnologia do Concreto, Campinas, São Paulo, 1984.

[2] [02] ALMEIDA, D. F. A. Patologia, Terapia e Profilaxia nas Construções. In: 19° SIMPATCON – Simpósio de Aplicação da Tecnologia do Concreto, Campinas, São Paulo, 1998.

[3] [03] GALLETO, A.; MENEGUINI, E. C. A. Comportamento do concreto submetido à temperaturas elevadas. Seminário apresentado à disciplina Análise Experimental de Estruturas – FEC-UNICAMP, Campinas, 2000.

[4] [04] PETRUCCI, E. G. R. Concreto de Cimento Portland, Editora Globo, Rio de Janeiro, 1987.

[5] [05] NEVILLE, A. M. Propriedades do Concreto, Editora Pini, São Paulo, 1997.

[6] [06] MALHOTRA, V. M. Durability of Concrete, ACI SP 126, vol. 1 e 2, 1991.

[7] [08] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone. - NBR NM 67, Rio de Janeiro, 1998.

[8] [09] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Especificação – Determinação da composição granulométrica de agregados miúdos e graúdos. – NBR7211, Rio de Janeiro, 2005.

[9] [10] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Preparação do concreto em laboratório. - NBR 12821, Rio de Janeiro, 1993.

[10] [11] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Procedimento para moldagem e cura de corpos-de-prova. – NBR 5738, Rio de Janeiro, 2003.

[11] [12] DORO, P. S. Efeito de altas temperaturas nas propriedades mecânicas do concreto: resistência à compressão, resistência à ração e módulo de deformação, Relatório de Iniciação Científica – CNPq. Campinas, 2001.

[12] [13] CÀNOVAS, M.F. Patologia e terapia do concreto armado. Editora Pini, São Paulo, 1988.