18.06.2020 by Milena Riedl

Avaliação do risco de incêndio de materiais de revestimento em edifícios existentes

A Universidade de Queensland, em colaboração com a Força-Tarefa de Auditoria de Produtos de Construção Não-Conformes (NCBP) em Queensland, Austrália, propôs uma estrutura para fornecer uma metodologia robusta para avaliar o risco de incêndio de materiais de revestimento em edifícios existentes com base em uma compreensão completa dos fenômenos de incêndio relevantes. A análise termogravimétrica aprimora a robustez da estrutura. Leia aqui como o método é aplicado para avaliar o risco de propagação externa do fogo em edifícios.

O Cladding Materials Library compreende um extenso banco de dados de materiais de revestimento com base em sua composição e inflamabilidade como componentes individuais. Ele também pode ser usado para realizar análises de risco. O banco de dados é uma ferramenta para engenheiros qualificados que permite a identificação adequada do risco de incêndio e a quantificação do potencial de propagação do fogo dos materiais de revestimento. A Universidade de Queensland, em colaboração com a Força-Tarefa de Auditoria de Produtos de Construção Não-Conformes (NCBP) em Queensland, Austrália, propôs uma estrutura para fornecer uma metodologia robusta para avaliar o risco de incêndio de materiais de revestimento em edifícios existentes com base em uma compreensão completa dos fenômenos de incêndio relevantes. A inflamabilidade dos materiais de revestimento (painéis compostos de alumínio, isolamento, etc.) é definida com base em estruturas de teste bem estabelecidas e amplamente aceitas na comunidade de engenharia de segurança contra incêndio. Essas estruturas foram aplicadas e revisadas por pares dentro do escopo dos estudos de resistência ao fogoarch sobre o desempenho de painéis compostos de alumínio e materiais de isolamento na Universidade de Queensland e na Universidade de Edimburgo. Informações detalhadas sobre a estrutura podem ser acessadas aqui! A metodologia inclui a identificação de PiróliseA pirólise é a decomposição térmica de compostos orgânicos em uma atmosfera inerte.pirólise e OxidaçãoA oxidação pode descrever diferentes processos no contexto da análise térmica.oxidação com o NETZSCH STA 449 F3 Jupiter® .

Como a análise de termogravimetria apoia a estrutura?

A análise termogravimétrica (ASTM E1131) é usada para analisar a Reação de decomposiçãoUma reação de decomposição é uma reação induzida termicamente de um composto químico que forma produtos sólidos e/ou gasosos. decomposição térmica de materiais em função da temperatura. As reações em que ocorre perda de massa, como PiróliseA pirólise é a decomposição térmica de compostos orgânicos em uma atmosfera inerte.pirólise e OxidaçãoA oxidação pode descrever diferentes processos no contexto da análise térmica.oxidação, podem ser identificadas por meio dessa técnica. A TGA está incluída neste protocolo de teste para aumentar a robustez da estrutura. As outras técnicas de identificação e quantificação de materiais são, em teoria, suficientes, mas a adição de uma técnica extra para verificar os resultados garante a redução do possível erro.

Preparação da amostra

As amostras de TGA foram retiradas da lateral de um determinado espécime para que os dados fossem calculados em média em toda a profundidade. A camada de encapsulamento mais externa foi removida primeiro para eliminar o efeito da ferramenta de amostragem. As amostras assumiram a forma de small flocos (0,5 a 3 mm de comprimento) para minimizar os gradientes térmicos através da amostra. Elas foram levemente pressionadas no fundo do cadinho para garantir um bom contato térmico com o termopar na célula de carga.

Como realizar a análise com a análise termogravimétrica

  • Taxa de aquecimento constante de 20°C min-1 de 50 a 800°C. Um regime de aquecimento IsotérmicoOs testes com temperatura controlada e constante são chamados de isotérmicos.isotérmico de dez minutos no ar foi adicionado ao final de cada teste para evitar que os cadinhos ficassem presos à célula de carga;
  • Um teste em atmosfera de ar e um teste em atmosfera de nitrogênio, para um total de dois testes por amostra;
  • Uma taxa de fluxo de 150 ml min-1 para o gás, com um fluxo adicional de purga de nitrogênio de 20 ml min-1 em todos os casos;
  • Foram usados cadinhos de alumina (Al2O3) com um volume de 85 μl, um diâmetro de 8 mm e sem tampas;
  • A massa da amostra em casos gerais foi de 10,0 mg com um desvio máximo de 2,5 mg. No entanto, para algumas amostras, isso não foi possível para o volume do cadinho e, portanto, a massa alvo foi reduzida.
Figura 1: Medição de TGA de um material de revestimento em atmosfera de nitrogênio (direita) e ar (esquerda)

O TGA plots mostrado é para um tipo de espuma de isolamento, com um teste no ar e outro no nitrogênio. Os resultados mostram que o material sofre PiróliseA pirólise é a decomposição térmica de compostos orgânicos em uma atmosfera inerte.pirólise (245 - 383°C) e gera um carvão em nitrogênio. No oxigênio, esse carvão tem uma reação de OxidaçãoA oxidação pode descrever diferentes processos no contexto da análise térmica.oxidação exotérmica (pico de 581°C). O rendimento do carvão é bastante baixo e semelhante ao de algumas das espumas de baixo desempenho no fogo e, portanto, espera-se que o desempenho dessa espuma também seja ruim.

Conclusão

Apesar da alta temperatura de OxidaçãoA oxidação pode descrever diferentes processos no contexto da análise térmica.oxidação, a Inércia térmicaA inércia térmica é equivalente ao fator PHI. Ambos descrevem a relação entre a massa e a capacidade de calor específica de uma amostra ou mistura de amostras em comparação com a do recipiente ou contêiner de amostras.inércia térmica desse material é extremamente baixa e, portanto, o material entrará em combustão rapidamente. Alternativas aos materiais de revestimento Library simplesmente observam que se trata de um isolamento e não fornecem nenhuma indicação desse possível comportamento ao fogo.

„O objetivo do Cladding Materials Library tem sido fornecer evidências do desempenho em caso de incêndio aos engenheiros, para que eles possam avaliar o risco de propagação externa do fogo em edifícios. O banco de dados auxilia o engenheiro em sua tomada de decisão, além de ser barato e fácil de fazer referências cruzadas. Os resultados da TGA proporcionam uma robustez extra na identificação do material, que é usada para fazer a referência cruzada do desempenho do material em caso de incêndio, sem que o engenheiro precise executar o teste de incêndio por conta própria.“

Dr Martyn S. McLaggan
Pesquisaarch Fellow and Co-ordinator of "Cladding Materials Library"