Experimental study of the behavior of structural masonry elements with hollow clay blocks under fire situation

Os sistemas em alvenaria estrutural são largamente utilizados em todo o país, sobretudo nos últimos anos com a aplicação de vantagens técnicas e econômicas atreladas ao sistema. Apesar da ampla utilização dos elementos estruturais em alvenaria, o comportamento destes elementos quando submetidos à ação do incêndio ainda é pouco abordado no país, que atualmente não conta com uma normatização e procedimentos para o dimensionamento de edificações de alvenaria estrutural em situação de incêndio. Diante disso, este trabalho tem como objetivo principal avaliar o comportamento térmico e mecânico residual de elementos de alvenaria estrutural com blocos cerâmicos quando sujeitos à situação de incêndio. Para tal, realizou-se um extenso programa experimental no qual argamassas, blocos, prismas e pequenas paredes de alvenaria estrutural foram caracterizados em temperatura ambiente, e posteriormente submetidos a ensaios de simulação de incêndio-padrão seguindo a curva proposta pela ISO 834-1:1999. Finalmente, todos os componentes e elementos estruturais foram avaliados quanto ao comportamento mecânico residual. A partir das simulações de incêndio-padrão, observou-se que os elementos estruturais apresentaram elevada danificação após a ação do fogo. Além disso, elementos constituídos por blocos de paredes maciças apresentaram maior grau de compartimentação e isolamento térmico 27% superior em relação aos elementos com blocos de paredes vazadas. No mesmo contexto, a adição dos revestimentos em argamassas de cimento e gesso elevou em 103% e 54%, respectivamente, o tempo necessário para perda do critério de isolamento térmico. Quanto ao comportamento mecânico residual, notou-se que os blocos cerâmicos apresentaram resistência residual de 100,8% e 91,6% para as unidades com paredes vazadas e maciças, respectivamente. As pequenas paredes compartimentadas com blocos de paredes maciças manifestaram resistência residual quatro vezes superior em relação aos mesmos elementos com blocos de paredes vazadas, que por sua vez apresentaram 34,1% e 40% de resistência residual quando revestidos com argamassas de cimento e gesso, respectivamente.Structural masonry systems are widely used throughout the country, especially in recent years with the application of technical and economic advantages linked to the system. Despite the large use of structural elements in masonry, the behaviour of these elements when subjected to fire action is little addressed in the country, which currently doesn\'t have standards and procedures for the design of structural masonry buildings in a fire situation. Therefore, this research has as main objective the evaluation of the thermal and mechanical behaviour of structural masonry elements with clay hollow blocks under fire situation. Thus, an extensive experimental program was carried to characterize mortars, blocks, prisms and wallets of structural masonry at room temperature, and subsequently the elements were submitted to fire simulation tests following the curve standardized by ISO 834-1:1999. Finally, all components and structural elements were evaluated for residual mechanical behaviour. From the fire simulations, it was observed that the structural elements presented high damage after the fire. Moreover, elements composed of solid shell hollow blocks showed a higher compartmentalization and thermal insulation 27% better compared to elements with double shell hollow blocks. In this context, the addition of coatings in cement and gypsum mortars increased by 103% and 54%, respectively, the time required to lose the thermal insulation criterion. About the residual mechanical behaviour, it was noted that the clay hollow blocks presented residual strength of 100.8% and 91.6% for double shell hollow blocks and solid shell hollow blocks, respectively. The masonry wallets compartmentalized with solid shell hollow blocks showed residual strength four times higher than the elements with double shell hollow blocks, which in turn exhibited 34.1% and 40% residual strength when coated with cement and gypsum mortars, respectively