Comparação dos materiais de protecção contra incêndios existentes

Uma vez que o CFRP em si não tem resistência suficiente ao fogo, e o CFRP é usado principalmente para reforço e reparo, não é usado como material de proteção ao fogo. Portanto, as regulamentações exigem que, após as folhas de fibra de carbono fortalecerem a estrutura do concreto, a superfície da estrutura que foi fortalecida e reparada deve ser protegida.. Os materiais à prova de fogo selecionados e seus métodos de tratamento devem fazer com que o edifício reforçado atinja o grau exigido à prova de fogo. Quando a estrutura reforçada se encontra em outros ambientes especiais, materiais de proteção eficazes devem ser selecionados de acordo com as condições específicas. Os materiais de proteção contra incêndios atualmente utilizados para estruturas de concreto reforçadas com CFRP incluem principalmente:

Tinta grossa à prova de fogo, tinta ultra-fina à prova de fogo, placa à prova de fogo e cimento comum argamassa.

Principais fatores que afetam a resistência ao fogo

De acordo com o resumo da literatura existente, os fatores que afetam a resistência ao fogo de vigas de concreto reforçadas com CFRP são: espessura da camada protetora de concreto, relação de carga, quantidade de armadura CFRP, espessura de revestimento, relação span-to-height e desempenho térmico de materiais à prova de fogo.

(1) Quantidade de reforço CFRP: a deflexão da espiral média do feixe aumenta à medida que a quantidade de reforço CFRP aumenta. Como a peça de concreto armado original suportará a carga suportada pelo CFRP original quando a armadura CFRP falhar em altas temperaturas, conforme a quantidade de armadura aumenta, o valor de deflexão médio-espanhola aumenta. Portanto, tanto em casa como no exterior têm feito limitações no aumento da capacidade de suporte da CFRP.O código doméstico limita o aumento da capacidade de rolamento de vigas de concreto reforçadas com CFRP, que é de 40%.O padrão americano ACI 440.2R-02 também indiretamente limita o aumento da capacidade de suporte de carga do CFRP ao membro, estipulando a contribuição da capacidade de rolamento do membro original para a carga após a armadura para obter o limite de resistência ao fogo exigido pelo código.

(2) A espessura da camada protetora de concreto: a deflexão tende a diminuir com o aumento da espessura da camada protetora de concreto. Como quanto maior a espessura da camada protetora, menos o aço e o concreto são afetados pela temperatura, mais a resistência é exercida e menor o valor de deflexão.

(3) Razão de carga: refere-se à relação do momento fletor da secção média da amostra sob fogo à capacidade de flexão final da secção à temperatura ambiente.A deflexão do feixe médio aumenta com o aumento da relação de carga. Quanto menor a espessura do revestimento, mais rápida a velocidade de mudança. Quer seja afetado por alta temperatura ou não, quanto maior o momento de flexão do meio-espanhola da viga, maior a deflexão do meio-espanhola. Somente sob a ação de alta temperatura, a deflexão é mais sensível ao valor do momento fletor.

(4) Espessura de revestimento: A deflexão diminui à medida que a espessura do revestimento aumenta, e quanto menor a relação altura-espano, mais rápida a taxa de mudança da curva, e a espessura do revestimento tem um valor econômico.

(5) Razão entre o espaço e a altura: A deflexão aumenta com o aumento da relação entre o espaço e a altura. Entretanto, a magnitude de sua mudança ainda está relacionada a outros parâmetros, como a espessura da cobertura de concreto e a razão de armadura da viga.

(6) Desempenho térmico de materiais à prova de fogo: condutividade térmica, capacidade de calor de massa, densidade de massa: à medida que a condutividade térmica aumenta, a deflexão do feixe aumenta gradualmente, mas não muda linearmente.No entanto, a influência da capacidade de calor e os valores de densidade na deflexão média-espanhola tendem a ser insignificantes. Isso ocorre principalmente porque quando a condutividade térmica é constante, a capacidade e densidade de calor específica não têm influência significativa na temperatura da seção transversal, e a diminuição da resistência do material e o aumento da deflexão de meio-espanhol causada pela temperatura são ainda mais insignificantes.

De um modo geral, entre os muitos fatores influenciadores, a espessura do revestimento, a razão carga e a relação span-to-height têm efeitos óbvios sobre a resistência ao fogo, enquanto o efeito da armadura CFRP, o desempenho térmico de materiais à prova de fogo e a espessura da camada protetora de concreto são relativamente pequenos.

Vale a pena continuar discutindo os aspectos da pesquisa

1.A influência do desempenho de ancoragem final na resistência ao fogo de vigas reforçadas

O efeito de melhorar o desempenho da ancoragem final na resistência ao fogo da viga reforçada foi estudado por meio da extensão do pano CFRP. Os testes mostram que, ao fortalecer a ancoragem final do feixe, seu desempenho de resistência ao fogo é melhorado.No entanto, na engenharia real, para que as vigas de concreto sejam fortalecidas, é impossível estender o pano CFRP às juntas viga-coluna. Portanto, apenas âncoras adicionais podem ser utilizadas para fortalecer a ancoragem final, e ainda são necessárias mais pesquisas nesse sentido.

2.A necessidade de reforçar a resistência ao fogo do próprio material CFRP

3. Modo de falha CFRP sob ação de fogo

A maioria dos estudos existentes na literatura supõe que o modo de falha da CFRP sob fogo é que a CFRP cai devido à falha do ligante, e o modo de falha da fratura de fibra do feixe reforçado com CFRP sob o efeito da temperatura é raramente considerado. Os modelos constitutivos de relacionamento desses dois modos de falha são inconsistentes, sendo necessário considerar este último caso em pesquisas futuras.