Caracterização térmica de materiais de proteção ao fogo

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Oliveira, Thiago
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10198/18930
Resumo: Mestrado com dupla diplomação com a UTFPR
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spelling Caracterização térmica de materiais de proteção ao fogoCondutividade térmicaMateriais de proteção passivaPlaca de gesso e de silicato de cálcioTransient Plane Source (TPS)Guarded Hot Plate (GHP)Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Biotecnologia IndustrialMestrado com dupla diplomação com a UTFPRO método mais comum para se obter a resistência ao fogo requerida regulamentarmente é através de sistemas passivos de proteção contra incêndio, nos quais os materiais mais comuns utilizados são os revestimentos intumescentes, placa de gesso e de silicato de cálcio e argamassas projetáveis. A aplicação destes materiais retarda o aumento da temperatura na superfície dos elementos estruturais em situações de incêndios, preservando as propriedades mecânicas da estrutura para evitar o colapso total durante a operação de resgaste e o combate contra as chamas. Conhecer informações precisas sobre os efeitos que as elevadas temperaturas originam na condutividade térmica dos materiais de proteção ao fogo é um requisito fundamental para desenvolver um projeto de engenharia de segurança contra incêndio. Esta informação é ainda mais relevante na perspetiva do projeto baseado no desempenho, mas também essencial na aplicação dos métodos simplificados de cálculo. Assim, uma investigação com diferentes materiais de proteção passiva foi realizada para demonstrar como a condutividade térmica é afetada quando o material de proteção é submetido a elevadas temperaturas. É apresentada uma abordagem experimental e outra numérica, baseada num algoritmo de otimização, para a determinação da condutividade térmica de duas placas de silicato de cálcio distintas utilizadas como material de proteção passiva contra incêndio. São utilizadas duas metodologias e os seus resultados para a determinação das propriedades à temperatura ambiente e temperaturas elevadas: (i) regime estacionário (Guarded Hot Plate); (ii) regime transiente, Transient Plane Source (HotDisk). Os resultados obtidos revelam que a condutividade térmica das placas de silicato de cálcio possui elevada dependência com a temperatura, mediante as duas técnicas foi possível observar que o seu valor oscila conforme a temperatura e o tipo de reação térmica. Além disso, percebeu-se que o seu valor também é influenciado pela porosidade e o tipo de gás que envolve o material durante o aquecimento, tais aspetos são extremamente relevantes no âmbito dos cálculos da condutividade térmica do material.The most common method for obtaining the required fire resistance is through passive fire protection materials, in which the most common materials used are the calcium silicate and gypsum boards and intumescent coatings. By using this material, it is possible to slow down the temperature increase on the structural elements surface during a fire situation, preserving the mechanical properties of the structure to avoid the total collapse during the rescue operation and the combat against the flames. Knowing accurate information about the effects that high temperatures originate towards the thermal conductivity of fire protection materials is a fundamental prerequisite for developing a fire safety engineering design. This data is even more relevant in the perspective of those projects based on the performance, but also essential in the application of simplified calculation methods. The magnitude of this thermal property has a significant influence on the analysis of temperature distribution and heat flow which depends essentially on the thermal properties of the protection material. Therefore, an investigation of different passive protection materials has been performed to demonstrate how the thermal conductivity is highly affected when those materials are exposed to high temperatures. A set of experimental tests and a numerical approach, based on an optimization algorithm are presented. The tests were conducted in different techniques such as: The Transient Plane Source (TPS) and the Guarded Hot Plate (GHP). The results achieved confirm that the thermal conductivity of the calcium silicate boards has a high temperature dependence, both techniques had demonstrated that its value rates according to the temperature and thermal reaction. Moreover, it has been noted that the porosity and the type of gas that surrounds the material during its heating are aspects extremely relevant to determine the effective thermal conductivity of fire protection materials.Mesquita, L.M.R.Antonini, ThiagoBiblioteca Digital do IPBOliveira, Thiago2019-02-19T16:51:54Z20182018-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10198/18930TID:202174310porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-21T10:43:13Zoai:bibliotecadigital.ipb.pt:10198/18930Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T23:09:14.487512Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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