On the effect of pore-space properties and water saturation on explosive spalling of fire-loaded concrete

Maier, Marcus; Zeiml, Matthias; Lackner, Roman

doi:10.1016/j.conbuildmat.2019.117150

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“…After completing the research described herein, and investigating the processes that take place in fibre-cement during heating, it is clear that to properly address the problem raised (cleavage of the fibre-cement plate during a fire), further investigation is required in what kind of processes take place in these products when they are used in an environment that is completely different from the standard research environment. This article shows what compounds form during standard research conditions and also raises hypotheses using information from references [19][20][21]25,27]. It should be noted that in real fire conditions information, which is shown in one or another reference, is not always applicable; in the case of fire, research and experiment conditions must align more closely with those found in non-standard situations.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 91%

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Determining the Impact of High Temperature Fire Conditions on Fibre Cement Boards Using Thermogravimetric Analysis

2020

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When exposed to temperatures that are progressively and rapidly raised, large dimension fibre cement boards tend to crack. This occurrence is analysed and explained for a specific issue of asymmetric growth of a curvilinear crack in high temperatures. This phenomenon occurred while performing Single Burning Item (SBI) experiments at fire loads which are higher than those used in countries of the European Union, which better reflect fire events that may occur in high-rise buildings. In such conditions, fibre cement boards crack, allowing the fire to reach the thermal insulating material which then combusts, thereby helping to spread the conflagration to upper floors. This experiment investigated the temperatures at which fibre cement boards crack, and why. Thermal analysis methods and thermogravimetric experiments were conducted on the fibre boards, followed by x-ray phase analysis investigations. During this phase, x-ray structural analysis was performed while the fibre cement was exposed to temperatures of 1000 °C. The article also presents ongoing change results when heating only composite fibre-cement board materials; phase changes that take place in high temperatures are discussed.

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Section: Discussionmentioning

confidence: 91%

“…In these temperatures, gypsum hydrate dehydration takes place, with the formation of alpha form anhydrite. Furthermore, in this temperature interval calcium monosulphate aluminate dehydration formation into crystalline hydrate [20], and hydrated calcium aluminium aminopheritic phase dehydration formation into crystalline hydrate takes place.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Determining the Impact of High Temperature Fire Conditions on Fibre Cement Boards Using Thermogravimetric Analysis

2020

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“…This unit permits programmed and precise control of heat flux into the (adjacent) test compartment (1400 × 500 × 400 mm 3 ). The burner capacity and thermal flux were adjusted by using a temperature-control unit and K-type thermocouples, respectively [51]. programmed and precise control of heat flux into the (adjacent) test compartment (1400×500×400 mm3).…”

Section: Non-standard/ad Hoc Fire-resistance Testing Setup Used By Re...mentioning

confidence: 99%

Fire-Resistance Testing Procedures for Construction Elements—A Review

Chaturvedi

Vedrtnam

Youssef

et al. 2022

Fire

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Fire accidents are a significant risk to human life and civil infrastructure. As a countermeasure, the regulatory bodies of different countries have established standards for evaluating the performance of construction elements during fire exposure. ISO 834 is the globally accepted fire-resistance testing standard. Other standards include ASTM E119, BS 476, IS 3809, JIS A 1304, AS 1503, EN 1363, and GB/T 9978, which are utilized by the US, Britain, India, Japan, Australia, Europe, and China, respectively. This article presents a summary and comparison of the fire-resistance testing standards. In reality, standard tests for isolated structural members may not efficiently portray realistic fire scenarios due to the fire location, its intensity, etc. Thus, researchers have utilized a variety of specialized setups and full-scale non-standard fire tests to fulfill their research objectives. The article includes a summary of selected full-scale, ad hoc, and specialized setups that were reported in the literature. The article highlights the need for timely updates of fire standards to accommodate the testing of newly developed construction materials, structural systems, and possible regional fire scenarios. The article also identifies the research areas that require significant focus in experimental structural fire-resistant testing.

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“…De forma resumida, o aumento de temperatura causa a redução das propriedades mecânicas do concreto e do sistema de reforço e altera os esforços solicitantes (SERAFINI et al, 2019;MEMON et al, 2019;AGRA;FIGUEIREDO, 2021). A eventual ocorrência de lascamento causa a perda de seção resistente do revestimento, agravamento da distribuição de temperaturas na seção e perda de capacidade resistente do conjunto (FELICETTI, 2013;ZHANG et al, 2017;MAIER;ZEIML;LACKNER, 2020;MALUK et al, 2020;DE LA FUENTE;FIGUEIREDO, 2021). No caso do lascamento explosivo, esses efeitos ocorrem de forma abrupta, por isso esse fenômeno é considerado crítico (SYLVERIO, 2018).…”

Section: Introductionunclassified

“…Destaca-se também que concretos mais densos serão suscetíveis à formação de gradientes térmicos menores(BAMONTE;NAFARIEH, 2016;LI et al, 2016), o que, em algumas situações, pode mitigar o risco de lascamento(HERTZ, 2003). De qualquer forma, alterações de traço devem obrigar a uma nova avaliação experimental para verificação da ocorrência do lascamento.A condição de saturação do concreto está entre as principais variáveis intervenientes no lascamento(HERTZ, 2003;FU;LI, 2011;MAIER;ZEIML; destacar que os revestimentos de túneis podem estar úmidos devido ao ambiente e condições do maciço(ZHANG et al, 2017). Ainda assim, muitos ensaios são realizados com corpos de prova com baixo teor de umidade, o que não representa a situação crítica à qual o revestimento pode estar exposto durante o incêndio.…”

unclassified

Método de avaliação do risco de lascamento em concreto projetado para revestimento de túneis.

Sylvério¹

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Primeiramente a Deus pela vida, saúde, oportunidades, auxílio e guia em tudo.À minha mãe que me instruiu e me apoiou em tudo que era bom em toda a minha vida, me conduzindo no caminho certo. Ao Prof. Antonio por mais essa oportunidade de pesquisa, provendo orientações, discussões e ideias imprescindíveis não só para este trabalho, mas que também levarei para toda a minha carreira de pesquisador. Seu companheirismo, apoio, paciência e descontração em muitos momentos foram vitais durante esse processo.Ao Berto por ter me acolhido ainda como estagiário e desde então, já mais de 5 anos, ter me orientado nessa área tão importante que é a segurança contra incêndio, sempre me dando novas oportunidades. Em todo esse tempo foi também um amigo no qual o apoio e a compreensão nunca faltaram. A todos os pesquisadores e técnicos do Laboratório de Segurança ao Fogo e a Explosões -LSFEx que trabalham dia a dia em prol da segurança contra incêndio, sempre ajudando e compartilhando suas experiências. Em especial, ao Carlos, Írio, André, Mosart e Rodrigo que participaram ativamente, com muito empenho, nos ensaios deste trabalho e de outros de túneis. Ao Instituto de Pesquisas Tecnológicas -IPT e à Fundação de Apoio ao IPT -FIPT pela minha ocupação profissional e por apoiar o desenvolvimento profissional dos seus pesquisadores. Ao Fiber e Fire Team que em diversas aulas e reuniões compartilharam conhecimentos que contribuíram para o meu crescimento como pesquisador. Em especial, ao Ramoel pelas contribuições e auxílio neste e outros trabalhos e na pesquisa de forma geral. À Álya Construtora e ao Pedro Paulo por terem recebido o Fire Team nas obras da Tamoios e terem se aberto a essa parceria que possibilitou a realização deste trabalho. Também ao Gustavo por ter me ajudado diversas vezes com o fornecimento de dados de caracterização do concreto. Aos professores da Banca Examinadora pela avaliação e valiosos apontamentos que contribuíram para este trabalho. EPÍGRAFE "Que livro grande, capitão, poderia ser escrito com tudo o que se sabe! E que livro muito maior ainda poderia ser escrito com tudo o que não se sabe!" (tradução livre) Júlio Verne, The mysterious island (1876) RESUMOAs consequências de um incêndio para um túnel podem ser muito graves para a segurança dos usuários e mesmo para a estabilidade da estrutura. As altas temperaturas originadas nesse evento podem resultar no lascamento do concreto, fenômeno crítico para a estrutura dos túneis. O lascamento depende de uma série de fatores e, por isso, é de difícil previsão. Uma das formas de se mitigar os riscos desse fenômeno passa pela determinação do teor mínimo de microfibras poliméricas a serem adicionadas ao concreto. Nesse contexto, esta dissertação tem por objetivo analisar a aplicabilidade de uma metodologia de ensaio para verificação da susceptibilidade do concreto projetado destinado a revestimentos de túneis ao lascamento e para a otimização do teor de microfibras necessário para o controle desse comportamento. Ensaios de exposição ao fogo foram realizados em placas d...

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On the effect of pore-space properties and water saturation on explosive spalling of fire-loaded concrete

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Determining the Impact of High Temperature Fire Conditions on Fibre Cement Boards Using Thermogravimetric Analysis

Determining the Impact of High Temperature Fire Conditions on Fibre Cement Boards Using Thermogravimetric Analysis

Fire-Resistance Testing Procedures for Construction Elements—A Review

Método de avaliação do risco de lascamento em concreto projetado para revestimento de túneis.

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