1666572042502_1666572035424_TCC COMPLETO - IARA GABRIELA L.

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DE ITAJUBÁ - FEPI 
Curso de Engenharia Civil 
 
 
 
 
 
Iara Gabriela Lopes 
 
 
 
 
 
 
EFEITO DO INCÊNDIO NAS ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO: estudo 
de caso 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ITAJUBÁ 
2019
 
1 
 
 
Iara Gabriela Lopes 
 
 
 
 
 
 
 
EFEITO DO INCÊNDIO NAS ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO: estudo 
de caso 
 
 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado 
ao Curso de Engenharia Civil do Centro 
Universitário de Itajubá – FEPI como requisito 
parcial para obtenção do título de Bacharel em 
Engenharia Civil. 
Orientador: Professor Me. Rodrigo Barbosa 
Lima 
 
 
 
 
 
 
ITAJUBÁ 
2019 
 
 
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LOPES, Iara Gabriela 
 
Efeito do incêndio nas estruturas de concreto armado: estudo de caso. Iara Gabriela Lopes. 
Itajubá, 2019, 54p. 
 
Orientador: Professor Mestre Rodrigo Barbosa Lima. 
Trabalho de Conclusão de Curso. Engenharia Civil. Centro Universitário de Itajubá – FEPI. 
 
1. Incêndio. 2. Concreto Armado. 3. Patologias. 
I. LIMA, Rodrigo Barbosa. II. FEPI – Centro Universitário de Itajubá. III. Efeito do incêndio nas 
estruturas de concreto armado: estudo de caso. Trabalho de Conclusão de Curso. 
 
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AGRADECIMENTOS 
 
À Deus, pela dádiva da vida e por me manter com fé, força e perseverança para 
alcançar meus objetivos. 
Agradeço a minha família, em especial meus pais, Marcia e Francisco por me 
proporcionarem mais essa oportunidade, por todo esforço, suporte, apoio e confiança. 
Agradeço ao Professor Me. Rodrigo Barbosa Lima pela sua orientação. 
Agradeço ao Engenheiro Fernando pelo incentivo e colaboração para 
desenvolvimento do trabalho. 
Agradeço a todos que, de alguma forma, contribuíram para elaboração deste 
trabalho. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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RESUMO 
 
O fogo não extinto em sua fase de ignição é o fator que possibilita a existência de 
incêndio, uma vez que o mesmo é caracterizado pelo fogo fora de controle. Embora 
seja um fenômeno com baixa probabilidade de ocorrência, pode acontecer em 
qualquer momento da vida útil das estruturas. A incorporação de medidas de proteção 
possibilita o combate do fogo quando localizado com potencial de limitar sua 
propagação e a extensão dos danos. Quando uma estrutura de concreto armado é 
submetida a carga de incêndio pode sofrer alterações que comprometem o seu 
desempenho. Embora o material apresente bom comportamento sob ação do fogo, 
por ser um material composto por elementos distintos, tanto o concreto quanto o aço 
sofrem alterações físicas, químicas e mecânicas significativas com a elevação de 
temperatura, e a severidade dos danos variam de acordo com a temperatura atingida 
no elemento e o tempo de exposição ao fogo. As patologias ocasionadas a estrutura 
em situação de incêndio são em decorrência da dilatação e retração dos elementos 
durante e após o incêndio, sendo classificadas como do tipo físico e químico. A 
estrutura uma vez submetida ao incêndio necessita ser vistoriada com a finalidade de 
verificar sua estabilidade e a extensão dos danos nos elementos, através da execução 
de ensaios é possível obter um correto diagnóstico para reparar e/ou recuperar a 
estrutura. O objetivo desse trabalho foi verificar a relação das patologias encontradas 
na edificação acometida pelo incêndio com a ocorrência do sinistro. O instrumento 
utilizado para o estudo de caso foi uma edificação submetida a carga de incêndio 
durante sua fase de execução. Através do laudo técnico de incêndio foi realizada a 
identificação das patologias registradas pela empresa responsável pela elaboração 
do laudo. As patologias relacionadas ao incêndio são os lascamentos, pop out, ruptura 
de blocos cerâmicos e as fissuras. Com o estudo da literatura compreendeu-se que 
os pontos de segregação apontados pelo laudo não são oriundos da ação do fogo, 
uma vez que são causadas por falhas de execução e/ou dimensionamento. O incêndio 
provocou sérias alterações a resistência dos materiais, sobretudo em vigas e pilares 
de concreto armado, que precisaram ser reforçadas para que suportassem as cargas 
solicitantes, as quais foram dimensionadas. 
 
Palavras-chave: Incêndio. Concreto Armado. Patologias; 
 
6 
 
 
ABSTRACT 
 
Fire that is not extinguished in its ignition phase is the factor that enables the existence 
of fire, since it is characterized by fire out of control. Although it is a phenomenon with 
low probability of occurrence, it can happen at any time during the life of the structures. 
The incorporation of protective measures enables fire fighting when located with the 
potential to limit its spread and the extent of damage. When a reinforced concrete 
structure is subjected to fire load it may undergo changes that compromise its 
performance. Although the material exhibits good fire behavior, as it is a material 
composed of distinct elements, both concrete and steel undergo significant physical, 
chemical and mechanical changes with the temperature rise, and the severity of 
damage varies according to the temperature. temperature reached in the element and 
the time of exposure to fire. The pathologies caused to the structure in fire situation 
are due to the expansion and retraction of the elements during and after the fire, being 
classified as physical and chemical type. The structure once subjected to fire needs to 
be inspected in order to verify its stability and the extent of damage to the elements, 
by performing tests it is possible to obtain a correct diagnosis to repair and / or recover 
the structure. The objective of this study was to verify the relationship between the 
pathologies found in the building affected by the fire and the occurrence of the accident. 
The instrument used for the case study was a building under fire load during its 
execution phase. Through the fire technical report, the pathologies registered by the 
company responsible for preparing the report were identified. The pathologies related 
to fire are chipping, pop out, rupture of ceramic blocks and cracks. With the study of 
the literature it was understood that the segregation points pointed out by the report 
are not derived from the fire action, since they are caused by failures of execution 
and/or dimensioning. The fire caused serious changes in the strength of the materials, 
especially in reinforced concrete beams and columns, which needed to be recomposed 
and reinforced to support the requesting loads, which were dimensioned. 
 
Keywords: Fire. Reinforced concrete. Pathologies; 
 
 
 
7 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1 – Representação Gráfica do Fogo .............................................................. 16 
Figura 2 – Fatores que contribuem no desenvolvimento do incêndio ....................... 16 
Figura 3 – Curva temperatura-tempo de um incêndio real ....................................... 17 
Figura 4 – Desempenho das medidas de proteção no incêndio real ......................... 19 
Figura 5 – Curva temperatura-tempo de um incêndio natural ................................... 20 
Figura 6 – Curva temperatura-tempo de incêndio padrão ......................................... 21 
Figura 7 – Transferência de calor por radiação ......................................................... 22 
Figura 8 – Transferência de calor por convecção ..................................................... 23 
Figura 9 – Transferência de calor por condução ..................................................... 24 
Figura 10 – Alterações físico-químicas do concreto endurecido................................ 27 
Figura 11 – Valores das relações fc,θ/fck e Ec,θ/Ec para concretos de massa específica 
normal (2 000kg/m³ a 2 800 kg/m³) preparados com agregados predominantemente 
silicosos ou calcáreos............................................................................................... 28 
Figura 12 – Fator de redução da resistência do concreto ........................................ 29 
Figura 13 – Fator de redução do módulo de elasticidade do concreto ...................... 30 
Figura 14 – Valores das relações fy,θ/fyk e Es para aços de armadura passiva ........ 32 
Figura 15 – Fator de redução da resistência do aço de armadura passiva ............... 32 
Figura 16 – Fator de redução do módulo de elasticidade do aço de armadura 
passiva ..................................................................................................................... 34 
Figura 17 – Lascamento em viga .............................................................................. 41 
Figura 18 – Lascamento em viga .............................................................................. 42 
Figura 19 – Lascamento em laje ............................................................................... 42 
Figura 20 – Lascamento em pilar .............................................................................. 43 
 
8 
 
 
Figura 21 – Lascamento em pilar .............................................................................. 43 
Figura 22 – Lascamento em piso .............................................................................. 44 
Figura 23 – Lascamento em pilar .............................................................................. 44 
Figura 24 – Ruptura de blocos cerâmicos ................................................................. 46 
Figura 25 – Ruptura de blocos cerâmicos ................................................................. 46 
Figura 26 – Ruptura de blocos cerâmicos ................................................................. 47 
Figura 27 – Segregação em base de pilar ................................................................ 49 
Figura 28 – Segregação em base de pilar ................................................................ 49 
Figura 29 – Segregação em base de pilar ................................................................ 50 
Figura 30 – Reforço de pilares .................................................................................. 51 
Figura 31 – Reforço de pilares .................................................................................. 51 
Figura 32 – Reforço de vigas .................................................................................... 52 
Figura 33 – Reforço de vigas .................................................................................... 52 
Figura 34 – Reforço de vigas .................................................................................... 53 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9 
 
 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 1 – Influência da temperatura na coloração do concreto ............................... 31 
Tabela 2 – Resultados dos ensaios do aço ............................................................... 38 
Tabela 3 – Resultados dos ensaios do concreto ....................................................... 39 
 
 
 
10 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 12 
1.1 Objetivos ........................................................................................................ 14 
1.1.1 Objetivo Geral .................................................................................................. 14 
1.1.2 Objetivo Específico ........................................................................................... 14 
 
 
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .................................................................................. 15 
2.1 Definições de fogo e incêndio .......................................................................... 15 
2.2 Caracterização do incêndio .............................................................................. 17 
2.2.1 Curva de incêndio real...................................................................................... 17 
2.2.2 Curva de incêndio natural ................................................................................. 19 
2.2.3 Curva de incêndio padrão ................................................................................ 20 
2.3 Transferência de calor ...................................................................................... 21 
 
 
3 COMPORTAMENTO DO CONCRETO ARMADO EM SITUAÇÃO DE INCÊNDIO25 
3.1 Concreto ............................................................................................................. 25 
3.2 Aço ...................................................................................................................... 31 
 
 
4 PATOLOGIAS ........................................................................................................ 35 
 
 
5 RECUPERAÇÃO E REFORÇO ESTRUTURAL .................................................... 36 
 
 
6 METODOLOGIA .................................................................................................... 37 
6.1 Materiais ............................................................................................................. 37 
6.2 Métodos .............................................................................................................. 37 
 
 
7 RESULTADOS ....................................................................................................... 38 
7.1 Lascamentos “spalling” do concreto .............................................................. 39 
7.2 “Pop out” ........................................................................................................... 45 
 
11 
 
 
7.3 Ruptura de blocos cerâmicos .......................................................................... 45 
7.4 Fissuração ......................................................................................................... 47 
7.5 Segregação ........................................................................................................ 48 
7.6 Recuperação e reparo da estrutura ................................................................. 50 
 
 
8 CONCLUSÃO ........................................................................................................ 54 
 
 
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 55 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
O fogo descoberto na pré-história foi fundamental para o desenvolvimento da 
sociedade (GOMES, 1988). Todavia, se torna uma ameaça quando deixa de ser 
controlado, uma vez que pode originar um incêndio capaz de ocasionar grandes 
perdas, das quais podem ser de vidas humanas ou de bens patrimoniais. No entanto, 
devido a imprevisibilidade da ocorrência de um incêndio, a preocupação frente ao 
mesmo só ocorre quando o evento acontece. 
Embora seja um fenômeno com baixa probabilidade de ocorrência, pode 
acontecer em qualquer momento da vida útil das estruturas. Quando medidas de 
proteção são incorporadas ao edifício, quer sejam elas ativas ou passivas, possibilitam 
o combate do fogo quando localizado e limitando sua a propagação e a extensão dos 
danos (KLEIN JÚNIOR, 2011). 
Quando uma edificação é submetida ao incêndio, sua estrutura pode ser 
seriamente afetada, dependendo da proporção atingida pelas chamas, do tempo de 
exposição ao fogo e da temperatura atingida nos elementos estruturais. Diversos 
fatores podem influenciar no desenvolvimento do incêndio, dentre eles os materiais 
armazenados na edificação, os materiais empregados na construção e a quantidade 
de comburente presente no ambiente (CÁNOVAS, 1988). 
O concreto armado sob situação de incêndio não contribui para o 
desenvolvimento do fogo. O material classificado como incombustível écapaz de 
resistir a ação do fogo por períodos de tempo significativos. No entanto, as 
propriedades do material não garantem proteção absoluta quando expostos a 
elevadas temperaturas, e os efeitos do fogo podem ser destrutivos para o elemento 
(NEVILLE, 2016). 
O calor gerado pelas chamas durante o incêndio é transferido para os 
elementos estruturais. Com o aumento gradativo de temperatura, os diversos 
componentes constituintes do concreto armado passam por transformações físicas e 
químicas distintas. Tais alterações podem ser significativas tanto para o concreto 
quanto para o aço, com potencial de comprometer seu desempenho como um todo 
(CUOGHI, 2006). 
O propósito do trabalho é analisar um caso de incêndio real e o efeito causados 
pelo fogo sobre as estruturas de concreto armado. Com base na análise do laudo 
13 
 
 
técnico de incêndio tornou-se possível identificar as patologias após a ocorrência do 
sinistro. A correlação dos danos com a ocorrência do incêndio através do 
levantamento bibliográfico que descreve os mecanismos de ocorrência e as 
alterações sofridas pelos elementos constituintes do material possibilitou a avaliação 
e classificação dos danos. 
O estudo do efeito do fogo nas estruturas de concreto armado possibilita 
compreender as alterações nos componentes constituintes do concreto armado, 
possibilitando prever o comportamento do elemento estrutural em situação de 
incêndio (MELO; BELTRAME, 2018). 
O trabalho é divido em oito capítulos, e em cada um deles são abordados os 
conteúdos consideráveis para compreensão do tema. No capítulo 2, faz-se 
considerações gerais sobre o processo de origem do fogo, caracterização do incêndio, 
bem como as formas de transferência de calor que ocorrem durante o incêndio. No 
capítulo 3, é apresentado o comportamento do concreto armado sob ação do fogo, 
bem como as alterações nas propriedades mecânicas e elásticas dos materiais. No 
capítulo 4, é descrito o significado de patologias, sua classificação e as principais 
observadas após um incêndio. 
No capítulo 5, salienta-se o processo de classificação dos danos, evidenciando 
as etapas a serem seguidas para elaborar o diagnóstico de reparo ou reforço da 
estrutura. No capítulo 6, descreve-se a metodologia adotada para elaboração do 
trabalho, assim como os materiais e métodos utilizados. No capítulo 7, são 
apresentados os resultados e o capítulo 8 trata das considerações finais e a conclusão 
do trabalho. 
 
 
 
14 
 
 
1.1 OBJETIVOS 
 
Os objetivos gerais e específicos serão abordados a seguir. 
 
1.1.1 Objetivo Geral 
 
O objetivo geral deste trabalho é correlacionar as patologias registradas na 
edificação após o incêndio com a ocorrência do sinistro. 
 
1.1.2 Objetivo Específico 
 
São objetivos específicos deste trabalho: 
• Analisar o laudo técnico de incêndio disponibilizado para realização desse 
trabalho; 
• Identificar, caracterizar e correlacionar as patologias com o incêndio, de acordo 
com que é especificado na literatura; 
• Apresentar as técnicas utilizadas para o reforço da estrutura submetida a carga 
de incêndio. 
15 
 
 
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
 
Neste capitulo faz-se um levantamento bibliográfico dos conceitos necessários 
para o desenvolvimento do trabalho, de modo a embasar o estudo de caso realizado. 
 
2.1 Definições de fogo e incêndio 
 
Após seu descobrimento na Pré-história, o fogo se tornou fator primordial para 
o desenvolvimento da civilização. O fogo era utilizado como fonte de calor e luz, para 
aquecimento corporal, preparo de alimentos e iluminação, fatores os quais eram 
indispensáveis para sobrevivência humana (GOMES, 1988). 
De acordo com Seito, et al. (2008, p.35), “apesar dos grandes avanços na 
ciência do fogo, ainda não há um consenso mundial para definir o fogo”. De maneira 
simplista, a NBR 13860 da Associação Brasileira de Normas Técnicas (1997, p.6) 
define o fogo como “[...] processo de combustão caracterizado pela emissão de calor 
e luz [...]”. 
A representação gráfica usual conhecida como Triangulo do Fogo tinha como 
base uma teoria que relacionava a coexistência do fogo com a fusão de calor, 
combustível e comburente. Desta forma, presumia-se que sua extinção ocorria 
através da retirada de um deles. No entanto, após a descoberta do agente extintor 
halon houve uma modificação na representação do fogo, a qual ficou conhecida como 
Tetraedro do Fogo. Esta alteração está relacionada a capacidade extintora do halon 
de quebrar a reação em cadeia resultante da junção dos elementos, sem 
necessariamente depender da remoção de um deles, conforme ilustrado na Figura 1 
(ANDRADE, 2018). 
 
16 
 
 
Figura 1 – Representação Gráfica do Fogo 
Fonte: Andrade (2018, p.55) 
 
Segundo a NBR 13860 da Associação Brasileira de Normas Técnicas 
(ABNT,1997), o descontrole do fogo é o que caracteriza o incêndio. Para Caldas 
(2008, p.7), o incêndio é definido como "[...]fogo que lavra com intensidade, em 
material que não estava a ele destinado, destruindo e, às vezes causando prejuízos". 
De maneira geral, um incêndio se inicia com pequenas inflamações localizadas 
e diversos fatores contribuem para que o fogo alcance grandes proporções. As 
condições que podem determinam a gravidade do incêndio são representadas pela 
carga de incêndio, a geometria do ambiente e suas características construtivas, dentre 
elas, as propriedades térmicas dos elementos de compartimentação e as aberturas 
de ventilação, conforme ilustrado na Figura 2 (COSTA, 2008). 
 
Figura 2 – Fatores que contribuem no desenvolvimento do incêndio 
Fonte: Costa, (2018, p.72) 
 
17 
 
 
2.2 Caracterização do incêndio 
 
De acordo com Silva (2001), com relação ao estudo das estruturas em 
situações de incêndio, o sinistro é caracterizado por curvas temperatura-tempo. As 
curvas correlacionam o aumento da temperatura dos gases em função do tempo do 
sinistro com propósito de se obter a resistência das peças nessas circunstâncias. 
Andrade (2018) destaca a capacidade de analisar a propagação de calor 
através deste recurso. A partir da obtenção dos valores referentes a temperatura 
atingida no compartimento em função do tempo é possível estimar o desenvolvimento 
do incêndio no ambiente, bem como a resistência das peças sob ação do fogo. 
 
2.2.1 Curva de incêndio real 
 
A curva temperatura de incêndio real ilustra o desenvolvimento do incêndio, 
evidenciando três fases distintas denominadas ignição, aquecimento e resfriamento, 
conforme ilustrado na Figura 3 (COSTA, 2008). 
 
 Figura 3 – Curva temperatura-tempo de um incêndio real 
Fonte: Silva (1997, p.4) 
18 
 
 
Na região inicial denominada ignição tem-se o início da combustão. Esta fase 
é caracterizada por uma inflamação localizada, no qual o item ignizado tem calor 
suficiente para manter a reação de combustão autossustentável. A temperatura neste 
estágio é baixa, e a propagação de calor no ambiente ocorre de maneira lenta 
(AZEVEDO, 2010). De acordo com Costa (2008), esta região apresenta baixo risco à 
vida humana e a estrutura. 
A partir do instante em que há transferência de calor significativa, aliada a 
existência de material combustível capaz de contribuir com o desenvolvimento do 
incêndio, o fogo é intensificado com potencial de alcançar o instante denominado 
“flashover” (CUOGHI, 2006). 
A região intermediária definida como fase de aquecimento é iniciada a partir do 
momento em que há uma inflamação generalizada no compartimento. Este ponto, o 
qual é denominado “flashover” é caracterizado pela combustão geral de toda carga 
combustível presente no compartimento provocado pelo acumulo de calor no 
ambiente. Desta forma, a temperatura dos gases no compartimento é elevada de 
forma acelerada, podendo atingir temperaturas significativamente altas (KLEIN 
JÚNIOR, 2011). Albuquerque (2012) acrescenta que, a fase de aquecimento é o 
momento mais perigosodo incêndio em relação as estruturas. 
A região definida como fase de resfriamento é representada pelo ramo 
descendente da curva. Isso indica uma diminuição lenta de temperatura ocasionada 
pela insuficiência de material combustível ou oxigênio necessários para manter a 
combustão (AZEVEDO, 2010). 
Costa (2008) evidencia a importância das medidas de proteção, quer sejam 
elas ativas ou passivas durante a ocorrência de um incêndio. Os meios de proteção 
ativa são efetivos na fase de ignição por serem medidas extintivas, enquanto que os 
meios de proteção passiva são efetivos na fase de aquecimento, por serem medidas 
que limitam a propagação do incêndio e garantem segurança aos seus usuários e a 
estrutura. É possível observar que quando incorporadas ao sistema predial, o incêndio 
atinge temperaturas menores, conforme pode ser verificado na Figura 4. 
19 
 
 
Figura 4 – Desempenho das medidas de proteção no incêndio real 
Fonte: Costa (2008, p.73) 
 
De acordo com Iliescu (2007), os meios de proteção ativa são assim 
classificados por serem sistemas acionados manual ou automaticamente, já os meios 
de proteção passiva são assim classificados por serem sistemas incorporados ao 
edifício. 
 
2.2.2 Curva de incêndio natural 
 
Para verificar a segurança das estruturas, considerando o efeito da 
transferência de calor para os elementos estruturais o incêndio pode ser modelado 
através de ensaios que representam um incêndio compartimentado. Para tal, 
considera-se as variáveis carga de incêndio, grau de ventilação e características 
físico-térmicas dos elementos construtivos. É importante salientar que, esses são os 
fatores que influenciam na gravidade de um incêndio (SILVA, 2001). 
A curva temperatura-tempo de incêndio natural é caracterizada por um ramo 
progressivo correspondente a fase de aquecimento e uma reta descensional 
correspondente a fase de resfriamento. Deste modo, é desconsiderada a fase de 
ignição indicada, pois compreende-se que não há alteração significativa na 
20 
 
 
capacidade portante da estrutura devido as baixas temperaturas atingidas neste 
estágio, conforme ilustrado na Figura 5 (SANTOS, 2014). 
 
Figura 5 – Curva temperatura-tempo de um incêndio natural 
Fonte: Silva (1997, p.4) 
 
Segundo Albuquerque (2012), a curva temperatura-tempo de incêndio natural 
não é usualmente aplicada a verificação da estrutura. Devido ao grande número de 
parâmetros considerados e ao fato de que cada incêndio contém uma singularidade e 
característica, esses modelos de curva são de difícil definição, uma vez que qualquer 
informação incorreta ou omitida pode alterar completamente sua representação. 
Desta forma, convencionou-se utilizar curvas temperatura-tempo padronizadas. 
 
2.2.3 Curva de incêndio padrão 
 
De acordo com Silva (2012), neste modelo de curva considera-se que a 
elevação de temperatura é sempre crescente, tendo como base a norma ISO 834 de 
1990, conforme representado na Figura 6. Esta curva é aplicada a incêndios cuja 
carga de incêndio tenha potencial calorifico similar aos materiais celulósicos, sendo 
definida por meio de pontos obtidos através da equação 1. 
 
 θg=θg,0+345 log10(8t+1) (1) 
21 
 
 
Onde:
θg= temperatura dos gases quentes(atmosfera) do compartimento em chamas [ºC]; 
θg,0=temperatura dos gases no instante t=0, geralmente admitida 20ºC [ºC]; 
t =tempo [min]; 
 
Figura 6 – Curva temperatura-tempo de incêndio padrão 
Fonte: Silva (1997, p.5) 
 
As curvas temperatura-tempo de incêndio padrão são representadas por 
apenas um ramo ascendente referente a fase de aquecimento de um incêndio. As 
curvas temperatura-tempo padronizadas desconsideram as variáveis da cena do 
incêndio, desse modo não retratam a situação real de um incêndio. No entanto, 
quaisquer dados obtidos através desta curva necessitam ser cuidadosamente 
analisadas, visto que não representam o comportamento real de um incêndio. Porém 
por sua simplicidade é aceita pelos meios técnicos de análise com a finalidade de se 
obter parâmetros de projeto (SILVA, 2012). 
 
2.3 Transferência de calor 
 
Segundo Seito, et al. (2008) o calor gerado durante o incêndio é transmitido 
para os elementos estruturais de três formas distintas, por convecção, radiação e 
22 
 
 
condução devido às diferenças de temperaturas existentes no compartimento. A ação 
térmica por radiação e convecção é limitada à transferência de calor das chamas para 
a superfície dos materiais, contudo por condução a irradiação de calor é mais efetiva 
(RIGÃO, 2012). 
No processo de transferência de calor das chamas para o material por radiação, 
o calor é propagado através de ondas calorificas, liberadas do corpo de maior 
temperatura para o corpo de menor temperatura, conforme representado na Figura 7 
(ALBUQUERQUE, 2012). 
 
Figura 7 – Transferência de calor por radiação 
Fonte: Silva (2012, p.36) 
 
Por convecção o processo de transferência de calor consiste na movimentação 
de gases e fluidos. Os gases ou líquidos presentes no compartimento e localizados 
próximo a fonte de calor são aquecidos, expandindo-se, tornando-se menos densos. 
Devido a menor densidade se elevam, situando-se na parte superior do ambiente, no 
mesmo instante em que os gases ou líquidos ainda não aquecidos por possuírem 
maior densidade descem por gravidade sendo da mesma forma aquecidos repetindo 
o processo, conforme ilustrado na Figura 8 (ROMAGNOLI, 2018). 
23 
 
 
Figura 8 – Transferência de calor por convecção 
Fonte: Silva (2012, p.36) 
 
Por condução, o calor é absorvido pelo elemento construtivo de maneira 
progressiva. Quando o elemento estrutural entra em contato com a temperatura 
elevada, ele absorve o calor de forma gradual, onde a extremidade aquecida conduz 
energia térmica até a região da estrutura com temperatura mais baixa, conforme 
representado pela Figura 9 (ROMAGNOLI, 2018). 
24 
 
 
Figura 9 – Transferência de calor por condução 
Fonte: Silva (2012, p.36) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
25 
 
 
3 COMPORTAMENTO DO CONCRETO ARMADO EM SITUAÇÃO DE 
INCÊNDIO 
 
O concreto é composto por cimento, água, agregados miúdos e graúdos, 
apresentando como principal característica em seu estado endurecido a resistência a 
compressão. Quando barras de aço são incorporadas no concreto têm-se o concreto 
armado, capaz de absorver esforços de tração. Em temperatura ambiente, a 
aderência dos componentes possibilita seu comportamento como material 
homogêneo. Quando submetido a temperaturas superiores a 100°C sua característica 
homogênea é perdida devido as transformações físicas, químicas e mineralógicas de 
seus elementos constituintes (COSTA, 2008). 
De acordo com Cuoghi (2006), a capacidade resistente das estruturas de 
concreto armado frente ao fogo é reduzida. Com o aquecimento gradativo, tanto o 
concreto quanto o aço podem passar por alterações significativas que comprometem 
seu desempenho. 
 
3.1 Concreto 
 
De acordo com Neville (2016), o concreto é incombustível, apresenta baixa 
condutibilidade térmica, elevada resistência a penetração das chamas e a 
transferência de calor, além de não emanar gases tóxicos quando exposto ao fogo. 
Ainda segundo o autor, em situação de incêndio o concreto mantém sua capacidade 
portante por períodos de tempo relativamente significantes, sendo por essa razão 
empregado como barreira de limitação de propagação de fogo e calor. 
No entanto, o comportamento do concreto está relacionado com sua 
composição. Neste sentido, é válido ressaltar que os elementos constituintes do 
concreto endurecido, tanto a pasta quanto os agregados, possuem componentes que 
se decompõem quando expostos a elevadas temperaturas. Estas decomposições e 
alterações físico-químicas causadas pelo calor influenciam na perda de resistência 
mecânica do material e na redução do módulode deformação, ao mesmo tempo em 
que ocasionam pressões internas no interior do elemento, devido à dilatação e 
retração desses constituintes (METHA E MONTEIRO, 1994). 
26 
 
 
Segundo Metha e Monteiro (1994), a pasta de cimento hidratada é composta 
principalmente de silicato de cálcio hidratado (C-S-H), hidróxido de cálcio, e 
sulfoaluminatos de cálcio hidratados, além de grande quantidade de água livre, capilar 
e adsorvida. Com a elevação de temperatura, toda água livre e capilar tende a 
evaporar após a temperatura atingir os 100°C, intensificada entre 200°C e 300°C, 
quando a água interlamelar do C-S-H é evaporada, bem como parte da água 
quimicamente combinada do C-S-H e do sulfoaluminatos hidratados. 
Os principais produtos da hidratação do cimento, responsáveis pela resistência 
do concreto e pela apassivação da armadura são o silicato de cálcio hidratado (C-S-
H), e o hidróxido de cálcio, representam a maior parte da massa de concreto. A 
decomposição do silicato de cálcio hidratado é quase completa aos 600°C e a 
decomposição do hidróxido de cálcio ocorre entre 450°C e 500°C (CUOGHI, 2006). 
Segundo Lima et al. (2004), a pasta de cimento dilata até a temperatura de 
300°C e quando a temperatura é superior a este valor ocorre um movimento de 
contração devido à desidratação. 
A redução progressiva da água contida no gel do cimento resulta na formação 
de silicatos anidros e cal. Aliada as decomposições e transformações que ocorrem 
nos principais produtos da hidratação do cimento observa-se um decréscimo de 
resistência do concreto (CÁNOVAS, 1988). 
Ainda segundo o autor supracitado (1988), os agregados também passam por 
variações consideráveis quando expostos a elevadas temperaturas promovendo 
efeito relevantes no concreto, visto que também conferem ao material maior 
resistência. Por não apresentarem o mesmo coeficiente de dilatação térmica, se 
expandem com intensidades distintas até os 600°C. 
De acordo com Lima et al., (2004), os agregados silicosos que contém quartzo, 
tais como granito, gnaisse e arenito sofrem expansões súbitas a temperaturas 
próximas a 573°C devido ao seu alto coeficiente de dilatação, enquanto que os 
agregados calcários são estáveis até temperaturas próximas a 700°C. Essas 
expansões restringem as eventuais dilatações e contações da pasta durante a 
elevação da temperatura, pelo fato de ocuparem grande parte do volume do concreto. 
Outra característica importante em relação aos agregados são suas propriedades 
térmicas, que podem governar o comportamento térmico do concreto (BRITEZ, 2001). 
27 
 
 
A perda de resistência à compressão é menor em concretos com agregados 
calcários. Os agregados siliciosos por possuírem coeficientes altos de dilatação 
devido à origem mineralógica quando comparados aos agregados calcáreos 
apresentam menor resistência a elevadas temperaturas (CÁNOVAS, 1988). 
É possível observar que, as principais alterações de comportamento da pasta 
endurecida são decorrentes das reações hidrotérmicas, que ocorrem devido ao 
aumento de temperatura no elemento. Nos agregados, as alterações dependem das 
propriedades térmicas e da sua origem mineralógica. De acordo com Albuquerque 
(2012), as principais alterações físico-químicas do concreto podem ser ilustradas pela 
Figura 10. 
 
Figura 10 – Alterações físico-químicas do concreto endurecido 
Fonte: Albuquerque (2012, p.41) 
 
A NBR 15200 da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT, 2004), faz 
uma análise do concreto sob ação do fogo, utilizando como parâmetro a curva de 
incêndio padrão, e apresenta uma relação entre à resistência a compressão e o 
28 
 
 
módulo de elasticidade com a elevação de temperatura. O decrescimento de 
resistência pode ser obtido por intermédio de um fator redutor, conforme ilustrado na 
Figura 11. 
 
Figura 11 – Valores das relações fc,θ/fck e Ec,θ/Ec para concretos de massa 
específica normal (2 000kg/m³ a 2 800 kg/m³) preparados com agregados 
predominantemente silicosos ou calcáreos 
 
Fonte: ABNT (2004, p.3) 
 
Ainda de acordo com a norma, o novo valor de resistência de acordo com a 
temperatura pode ser obtido através da equação 1. 
 
 fc,θ= kc,θ fck (1) 
 
Onde: 
fck é a resistência característica à compressão do concreto em situação normal; 
kc,θ é o fator de redução da resistência do concreto na temperatura θ, conforme 
figura 12. 
 
29 
 
 
Figura 12 – Fator de redução da resistência do concreto 
 
Fonte: ABNT (2004, p.4) 
 
De acordo com a referida norma, o módulo de elasticidade que também é 
afetado pelas ações térmicas, pode ser definido pela equação 2. 
 
 Eci,θ= kcE,θ Eci (2) 
 
Onde: 
Eci é módulo de elasticidade inicial do concreto em situação normal. Essa 
mesma expressão vale para o módulo secante Ecs; 
kcE,θ é o fator do módulo de elasticidade do concreto na temperatura θ, 
conforme figura 13. 
 
30 
 
 
Figura 13 – Fator de redução do módulo de elasticidade do concreto 
Fonte: ABNT (2004, p.5) 
 
De acordo com Morales, Campos e Faganello (2011), a temperaturas 
superiores a 300° a queda de resistência mecânica do concreto convencional é 
intensa quando este é resfriado bruscamente. No entanto, quando resfriado de 
maneira lenta é possível recuperar até 90% de sua resistência inicial. 
De acordo com Cánovas (1988), o efeito da água também é prejudicial as 
estruturas. Durante o aquecimento, os materiais se dilatam devido a absorção do calor 
e quando resfriado abruptamente, se contrai de maneira repentina. Quando a 
temperatura no elemento é próxima dos 500°C, a água reidrata o óxido de cálcio que 
foi desidratado, provocando novas expansões térmicas e o aumento da fissuração. 
Ainda de acordo com o autor supracitado (1988), há outra reação ao fogo 
relacionada a natureza dos agregados. O concreto pode apresentar variações de 
coloração quando expostos em elevadas temperaturas. No entanto, o efeito é mais 
acentuado quando o concreto contém agregados ricos em sílica. A mudança de 
31 
 
 
coloração ocorre devido à presença de componentes ferrosos, óxidos e hidróxidos de 
ferro, responsáveis pela alteração, e destaca que esse comportamento pode ser 
utilizado como parâmetro para estimar a temperatura máxima atingida e o tempo de 
duração do incêndio. 
 
Tabela 1 – Influência da temperatura na coloração do concreto 
 
 TEMPERATURA (ºC) 
 
COR DO CONCRETO 
20 Cinza 
200 Cinza 
300 Rosa 
400 Rosa 
500 Rosa 
600 Vermelho 
900 Cinza avermelhado 
1.000 Amarelo alaranjado 
Fonte: Adaptado de Cánovas (1988, p.182) 
 
3.2 Aço 
 
Segundo Cánovas (1988, p.187), “as propriedades mecânicas dos aços 
diminuem com o aumento de temperatura, e este efeito deve ser considerado nas 
estruturas submetidas a ação do fogo, nas quais o aço intervém como material 
resistente”. 
Ainda segundo o autor supracitado (1988), quando a armadura fica exposta a 
ação do fogo, o aço absorve calor e se dilata, sendo capaz de se dilatar 30 vezes mais 
do que o concreto. O limite elástico do aço e sua tensão de ruptura também são 
afetados sob ação do fogo, e dependendo do tipo de aço a ruptura é atingida quando 
a temperatura é próxima dos 500°C. 
Segundo Costa e Silva (2002), à medida que a temperatura aumenta, as barras 
se deformam afetando a zona de aderência aço-concreto. A perda de aderência do 
concreto e do aço é completa quando a temperatura atinge 600°C. Quando o elemento 
de concreto é resfriado de maneira brusca com água, a perda de aderência pode ser 
intensificada a temperaturas inferiores a 600°C. 
32 
 
 
De acordo com Cánovas (1988), a intensidade de aquecimento, a massa da 
peça e presença de revestimentos influenciam na elevação de temperatura do aço. É 
possível observar queo aço é mais sensível ao calor quando comparado ao concreto, 
desta forma o dimensionamento de um cobrimento apropriado pode proporcionar 
maior proteção ao material. 
As características mecânicas e elásticas do aço também são afetadas sob ação 
do fogo. A NBR 15200 da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT, 2004), 
também faz uma análise do aço sob ação do fogo apresentando uma relação entre a 
resistência e o módulo de elasticidade do aço com a elevação de temperatura de 
maneira análoga ao concreto. Da mesma forma, o decrescimento de resistência pode 
ser obtido por intermédio de um fator redutor, conforme ilustrado na Figura 14. 
 
Figura 14 – Valores das relações fy,θ/fyk e Es para aços de armadura passiva 
 
Fonte: ABNT (2004, p.6) 
 
Ainda de acordo com a norma, o novo valor de resistência ao escoamento do 
aço para armaduras passivas de acordo com a temperatura pode ser obtido através 
da equação 3. 
 
33 
 
 
 fy,θ= ks,θ fyk (3) 
 
Onde: 
fyk é a resistência característica do aço de armadura passiva em situação 
normal; 
ks,θ é o fator de redução da resistência do aço na temperatura θ, conforme 
Figura 15. 
 
Figura 15 – Fator de redução da resistência do aço de armadura passiva 
Fonte: ABNT (2004, p.7) 
 
De acordo com Silva (2012), a curva tracejada se refere a armadura 
comprimida de pilares, vigas e lajes. As curvas cheias se referem a armadura 
tracionadas de vigas, lajes ou tirantes. 
Segundo a referida norma, o módulo de elasticidade pode ser definido pela 
equação 4. 
34 
 
 
 Es,θ= ksE,θ Es (4) 
 
Onde: 
Es é módulo de elasticidade do aço de armadura passiva em situação normal; 
ksE,θ é o fator de redução módulo de elasticidade do aço na temperatura θ, 
conforme figura 16. 
 
Figura 16 – Fator de redução do módulo de elasticidade do aço de armadura passiva 
Fonte: ABNT (2004, p.8) 
 
 
 
 
 
 
 
 
35 
 
 
4 PATOLOGIAS 
 
Segundo Helene (1988), na engenharia o estudo das patologias consiste em 
identificar os sintomas, os mecanismos, as causas e as origens dos danos 
constatadas nas construções, com o objetivo de compor e elaborar um correto 
diagnostico para reparar e recuperar as estruturas. 
O incêndio é um fenômeno que pode ocasionar danos na estrutura de concreto 
armado. Em decorrência do sinistro, os elementos estruturais podem apresentar 
falhas significativas que comprometem seu desempenho devido aos esforços 
solicitantes gerados pela ação do fogo (SILVA, 2018). 
De acordo com Piancastelli (1997), os efeitos na estrutura sob ação do fogo 
são de grande amplitude. As principais patologias ocasionadas a estrutura nestas 
circunstâncias são em decorrência da dilatação e retração dos elementos constituintes 
dos elementos estruturais durante e após o sinistro e o impacto negativo sobre a 
resistência e deformação do concreto e o aço quando expostos a elevadas 
temperaturas. 
As patologias originadas da exposição a elevadas temperaturas como do tipo 
físico e químico. As patologias do tipo físico são assim definidas por provocar danos 
associados a perda de resistência do aço, movimentos de dilatação estrutural durante 
o incêndio e de retração brusca após sua ocorrência. Por outro lado, as patologias do 
químico são representadas pela capacidade de modificar o material existente 
(VALENTE, 2014). 
Para Bauer (2008), as patologias observadas com frequência nas estruturas 
após a ocorrência de um incêndio são a disgregação, desagregação e fissuras. 
Helene (2003), complementa que, deformações no concreto, lascamentos dos 
cobrimentos das armaduras, deformações do aço e ruptura dos elementos estruturais 
também são frequentes. A perda de resistência é um dos principais efeitos no 
concreto, sendo relacionada aos danos provocados pelas deformações térmicas e os 
lascamentos (KLEIN JÚNIOR, 2011). 
Valente (2014) também faz uma observação importante, segundo o autor, ao 
conhecer as manifestações patológicas, é possível realizar uma recuperação 
adequada objetivando o desempenho das estruturas e a segurança dos usuários da 
edificação. 
36 
 
 
5 RECUPERAÇÃO E REFORÇO ESTRUTURAL 
 
De acordo com Cánovas (1988), em situação de incêndio os danos 
ocasionados às peças possuem diferentes proporções, sendo por esse motivo 
necessária a realização de uma inspeção individual de cada elemento danificado com 
a finalidade de contribuir na avaliação da magnitude dos mesmos e verificar sua 
influência sobre as demais peças estruturais. Nesta etapa, verifica-se também a 
existência de alterações na coloração do concreto, fator que indica de modo estimativo 
a temperatura máxima alcançada, bem como a perda de resistência dos elementos 
estruturais sob ação do fogo (LIMA, 2005). 
Lapa (2018) afirma que a recuperação da estrutura se inicia pela averiguação 
de sua estabilidade após a ocorrência do sinistro. Subsequente a verificação, é 
definida a necessidade de escoras parciais e totais. De maneira complementar, para 
definir um diagnóstico preciso, é necessária a análise de testemunhos de concreto 
retiradas das peças afetadas pelo fogo, a fim de determinar se o elemento pode ser 
recuperado e/ou demolido. 
Através da extração de corpos de prova da estrutura exposta a elevadas 
temperaturas, é possível avaliar a extensão dos danos no interior do elemento, 
possibilitando também, a aplicação de outros ensaios por meio dos testemunhos, tais 
como, colorimetria, porosimetria, carbonatação, entre outros. As armaduras dos 
elementos de concreto também precisam ser verificadas. A verificação é feita de 
maneira análoga ao concreto, com a extração de pequenos corpos de prova, com o 
objetivo de avaliar as propriedades mecânicas quanto ao limite de escoamento e 
ruptura do aço (FIB, 2008 apud Klein Júnior, 2011). 
O principal objetivo da recuperação é restituir as características que a estrutura 
apresentava antes do incêndio. Através de uma análise precisa dos danos é possível 
avaliar sua capacidade de suportar esforços, para as quais foram dimensionadas e 
designar um correto diagnostico para o elemento afetado, visando restituir o seu 
desempenho anterior ao incidente (GOMIDE, 2005). 
37 
 
 
6 METODOLOGIA 
 
Este trabalho apresenta um estudo de caso real de um incêndio. Segundo Yin 
(2001), o estudo de caso visa compreender o acontecimento em estudo, 
proporcionando conhecimento acerca do assunto, possibilitando o desenvolvimento 
de teorias que comprovem e contrastam relações sobre o fenômeno estudado. 
 
6.1 Local de estudo 
 
O estudo de caso tratado neste trabalho foi realizado em uma estrutura 
acometida por um incêndio constituída por pilares e vigas em concreto armado, 
fechamento (parede) em alvenaria de blocos cerâmicos e lajes pré-fabricadas, 
composta por 6 (seis) pavimentos sendo, subsolo, térreo, mezanino e 03 pavimentos 
tipos. 
Atendendo a solicitação dos responsáveis pela edificação em estudo, as 
informações referentes a identificação e a localização do edifício, bem como a 
identificação da empresa responsável pela elaboração do laudo técnico de incêndio e 
da empresa responsável pela elaboração do projeto de reforço estrutural serão 
mantidas em sigilo. Desta forma, será mencionada ao longo do trabalho como (A) a 
edificação acometida pelo incêndio, (B) a empresa responsável pela elaboração do 
laudo técnico e (C) a empresa responsável pela elaboração do projeto de reforço 
estrutural. 
 
6.2 Métodos 
 
Para identificar as patologias foi feita a análise do laudo técnico de incêndio 
disponibilizado para o estudo de caso em questão. Para caracterizar e a correlacionar 
as patologias encontradas na edificação após o incêndio foi feito um estudo da 
literatura empregando livros, normas, monografias,dissertação, teses e artigos, 
expondo a definição, as causas e a relação de sua ocorrência com o incêndio. 
Para apresentar as técnicas utilizadas para recuperação e reforço da estrutura 
foi utilizado o projeto de reforço elaborado pela empresa C. 
38 
 
 
7 RESULTADOS 
 
Conforme declarado pelo Corpo de Bombeiros, a edificação da empresa A foi 
submetida à carga de incêndio por aproximadamente de 03 (três) a 04 (quatro) horas. 
O incêndio teve início ao nível do pavimento térreo, se estendendo para os pavimentos 
superiores. Na época do incêndio, o 3° pavimento tipo encontrava-se em construção 
na etapa de montagem das fôrmas. 
 Grande quantidade de madeira utilizada para concretagem das peças 
estruturais do pavimento térreo, 1° pavimento e 2° pavimento, ainda não haviam sido 
removidas. A extinção do fogo foi realizada pelo Corpo de Bombeiros utilizando-se 
água. 
Para avaliar as propriedades mecânicas quanto a resistência à compressão 
axial do concreto, foram realizadas extrações de testemunhos cilíndricos 
representativos do concreto utilizadas nas peças estruturais. De maneira análoga, 
foram avaliadas as propriedades mecânicas do aço quanto os limites de escoamento 
e ruptura, realizando a remoção de uma amostra do aço utilizado na peça estrutural. 
O valor de resistência do concreto especificado em projeto era de fck ≥ 35 MPa. Os 
resultados obtidos nos ensaios são ilustrados pela Tabela 2 e 3. 
 
Tabela 2 – Resultados dos ensaios do aço 
CORPO 
DE 
PROVA 
ELEMENTO 
LIMITE DE 
ESCOAMENTO 
MÍNIMO (MPa) 
LIMITE DE 
ESCOAMENTO 
OBTIDO (MPa) 
LIMITE DE 
RESISTÊNCIA 
MÍNIMO 
(MPa) 
LIMITE DE 
RESISTÊNCIA 
OBTIDO 
(MPa) 
 
1 PILAR 500 620 540 731 
Fonte: Laudo técnico empresa B 
 
 
 
 
 
 
39 
 
 
Tabela 3 – Resultados do ensaio do concreto 
CORPO DE 
PROVA 
ELEMENTO 
RESISTÊNCIA À 
COMPRESSÃO (MPa) 
1 PILAR 14,2 
2 PILAR 18,3 
3 PILAR 19,7 
4 PILAR 14,7 
5 VIGA 26,2 
6 VIGA 23,3 
7 VIGA 27,5 
8 VIGA 26,2 
9 VIGA 14,7 
10 VIGA 18,9 
11 VIGA 21,0 
Fonte: Laudo técnico empresa B 
 
Com base no laudo elaborado pela empresa B, as patologias registradas na 
edificação após o incêndio foram: 
I. Lascamentos “spalling” do concreto em pilares, vigas e pisos; 
II. “Pop outs”; 
III. Ruptura de blocos cerâmicos - Alvenaria de vedação e lajotas cerâmicas 
das lajes pré-moldadas; 
IV. Fissuração excessiva em pilares e vigas; 
V. Segregação; 
 
7.1 Lascamentos “spalling” do concreto 
 
De acordo com Lima (2005), o lascamento, o qual também é conhecido por 
“spalling”, é caracterizado pelo desprendimento de camadas ou pedaços do concreto 
da superfície das estruturas quando estão sujeitas a uma rápida e alta elevação de 
temperatura. A desagregação das camadas pode ocorrer de forma explosiva ou não, 
de forma gradual em pontos localizados ou de forma progressiva, com capacidade de 
desestruturar áreas que podem se estender ao longo de todo elemento. 
 
40 
 
 
Segundo Britez (2001), a extensão, a gravidade e a natureza do spalling pode 
ser muito variável e imprevisível. Quando há o desprendimento de pequenas camadas 
o fenômeno pode ser insignificante. No entanto, quando há desplacamento de 
grandes fragmentos de concreto, capazes de expor a armadura pode ser grave, capaz 
de comprometer a resistência ao fogo do elemento, reduzindo sua capacidade 
estrutural devido à respectiva retração volumétrica. 
De acordo com Nince (2006), o spalling é o resultado de dois processos que 
ocorrem simultaneamente, denominados termo-mecânico e termo-hidráulico. 
O processo termo-hidráulico está relacionado a evaporação da água e o 
transporte de vapor na rede de poros. Segundo Metha e Monteiro (1990), durante a 
fase de aquecimento o processo de evaporação da água do interior do elemento se 
inicia quando a temperatura atinge 100°C. Devido à sua baixa condutibilidade térmica, 
a desidratação ocorre primeiro nas camadas superficiais da estrutura, expostas ao 
fogo. 
Parte da água vaporizada se dissipa pela rede de poros para a atmosfera. A 
outra parcela é conduzida para o interior do elemento, região ainda não aquecida, 
situada subsequente a face exposta ao fogo já desidratada. No entanto, quando o 
vapor entra em contato com a baixa temperatura da zona não aquecida, ele é 
condensado, e a água proveniente da condensação forma uma camada impermeável 
quase saturada, que impede o transporte de vapor e água para partes mais profundas 
do elemento. Assim, o vapor fica concentrado na camada superficial do elemento 
inicialmente aquecida (NINCE, 2006). 
Ainda segundo o autor supracitado (2006), com a concentração de vapor há 
um acumulo de pressão na rede de poros, devido a zona impermeável que impede a 
o fluxo da água vaporizada por outro caminho. Desta forma, as tensões de pressão 
criadas nos interstícios do elemento tendem a ser liberadas através da camada 
fragilizada, desagregando pedaços ou camadas de concreto. 
O processo termo-mecânico apresenta correlação com o gradiente térmico 
formado ao longo da seção, devido as características térmicas do material. A diferença 
de temperatura entre as camadas e as dilatações diferenciais dos elementos 
constituintes gera tensões térmicas que induzem a fissuração interna do concreto, 
acarretando em perda de aderência entre eles, consequentemente originando no 
desprendimento do material (LIMA, 2005). 
41 
 
 
A principal consequência do spalling é a redução de resistência do concreto e 
do aço. Segundo Zabeu (2011), a exposição de novas camadas de concreto ao fogo 
possibilita novos ciclos de desplacamento. Além disso, sua ocorrência pode implicar 
na exposição da armadura existente no concreto armado, que em contato com altas 
temperaturas passa a conduzir calor, acelerando o efeito da temperatura ao longo do 
elemento. 
A estrutura de concreto pode não suportar a tensão a qual foi dimensionada 
após a ocorrência do spalling, devido à perda de seção transversal. Ademais, quando 
sua ocorrência acarreta na exposição da armadura, o aquecimento excessivo das 
barras e respectiva dilatação ocasiona a perda de aderência entre os elementos, 
possibilitando a deformação do aço devido ao aquecimento, podendo em ambos os 
casos, levar a estrutura ao colapso (LIMA, 2005). 
De acordo com o laudo técnico elaborado pela empresa B, em pontos de 
chamas diretamente incidentes versus tempo de exposição, a estrutura apresentou 
várias regiões com lascamentos, conforme ilustrado pelas Figuras 17, 18, 19, 20, 21, 
22, 23. 
 
Figura 17 – Lascamento em viga 
Fonte: Laudo técnico empresa B 
 
 
 
 
 
42 
 
 
Figura 18 – Lascamento em viga 
Fonte: Laudo técnico empresa B 
 
 
Figura 19 – Lascamento em laje 
Fonte: Laudo técnico empresa B 
 
 
 
 
 
 
43 
 
 
Figura 20 – Lascamento em pilar 
Fonte: Laudo técnico empresa B 
 
 
Figura 21 – Lascamento em pilar 
Fonte: Laudo técnico empresa B 
44 
 
 
Figura 22 – Lascamento em piso 
Fonte: Laudo técnico empresa B 
 
 
Figura 23 – Lascamento em pilar 
Fonte: Laudo técnico empresa B 
 
 
 
 
45 
 
 
7.2 “Pop out” 
 
De acordo com Costa e Silva (2002), o ”pop out”, o qual é conhecido também 
como pipocamento, pode ser considerado um spalling de pequena proporção. O 
fenômeno é caracterizado pela degradação dos agregados situados próximos a 
superfície do elemento, acarretando em aberturas geralmente cônicas na face da 
seção, devido à pressão interna local e a expansão dos agregados. 
Segundo Lima (2005), sua ocorrência está relacionada ao surgimento de 
tensões de cisalhamento, através da ruptura dos agregados que se alteram física e 
quimicamente quando expostos a elevadas temperaturas. O pop out não remove 
grande quantidade da superfície das estruturas, sequer afeta o cobrimento da 
armadura. Desta forma, sua ocorrência não gera efeito na resistência do concreto. 
No entanto, Costa e Silva (2002)destacam que, os efeitos podem ser 
agravados pela taxa de aquecimento, coeficiente de dilatação térmica e tamanho dos 
agregados, uma vez que eles ocupam grande parte do elemento de concreto. É valido 
ressaltar que, quando o concreto é constituído por agregados predominantemente 
silicosos a suscetibilidade de pop out é intensificada devido ao alto coeficiente de 
dilatação, sendo desta forma menos resistentes a altas temperaturas. 
De acordo com do laudo técnico elaborado pela empresa B, houve pop outs 
nas capas das lajes pré-moldadas e em alguns pontos da estrutura. No entanto, não 
foram registradas imagens no laudo técnico elaborado pela mesma. 
 
7.3 Ruptura de blocos cerâmicos 
 
A degradação dos blocos cerâmicos também está relacionada ao spalling, que 
ocorre devido à exposição a elevadas temperaturas. O lascamento é mais difundido 
nas estruturas de concreto. No entanto, o fenômeno pode ser visto também em 
elementos constituídos de blocos cerâmicos. 
Segundo NGUYEN; MEFTAH (2014 apud Hennemann et.al, 2017, p.186): 
 
Esse comportamento refere-se à desintegração de partes do bloco, sobretudo 
nas condições de baixa permeabilidade e umidade interna deste, que, sob 
uma alta taxa de aquecimento, criam pressões de vapores de água internas 
que, não dissipadas pela baixa permeabilidade do material, conduzem a sua 
desintegração, podendo ou não se dar de forma explosiva. O desplacamento 
46 
 
 
afeta diretamente o comportamento mecânico das alvenarias, sobretudo na 
parte interna do bloco, exposta às maiores temperaturas, deformando a 
parede mais rapidamente e reduzindo a área resistente. 
 
Outro processo que corrobora com a degradação dos blocos cerâmicos é a 
extinção do fogo com água. Uma vez que o material aquecido absorve calor, quando 
resfriado de maneira brusca sofre retração repentina, que pode causar sua ruptura ou 
originar grandes aberturas (CÁNOVAS, 1988). 
As Figuras 24, 25 e 26 registradas ilustram a degradação dos blocos cerâmicos 
das lajes pré-moldadas e da alvenaria de vedação em decorrência do incêndio. 
 
Figura 24 – Ruptura de blocos cerâmicos 
Fonte: Laudo técnico empresa B 
 
 
Figura 25 – Ruptura de blocos cerâmicos 
Fonte: Laudo técnico empresa B 
47 
 
 
Figura 26 – Ruptura de blocos cerâmicos 
Fonte: Laudo técnico empresa B 
 
7.4 Fissuração 
 
De acordo com Resende, Martins e Freitas (2018), as fissuras são 
caracterizadas por aberturas alongadas e estreitas na superfície dos materiais. As 
fissuras consideradas passivas são aquelas que não apresentam movimentos, já 
estabilizadas. As fissuras ativas são assim classificadas por apresentarem variações 
de tamanho, ainda instáveis. Segundo a NBR 9575 da Associação Brasileira de 
Normas Técnicas (ABNT, 2003), as aberturas inferiores a 0,5 mm são classificadas 
como fissuras. 
Segundo Cánovas (1998), as primeiras fissuras superficiais são decorrentes da 
desidratação da água do gel do cimento, que ocorre entre a faixa de temperatura 
compreendida entre 300°C e 400°C. Com a desidratação, a pasta fica vulnerável e 
48 
 
 
fragilizada, enquanto que nesta faixa de temperatura os agregados se expandem 
favorecendo desta forma o aparecimento de fissuras. 
A aderência entre os materiais também é afetada pelas tensões internas 
proveniente do movimento de contração da pasta decorrente da desidratação e da 
expansão dos agregados, que resulta em uma zona de transição com intensa 
fissuração. No entanto, quando a temperatura é superior a 500°C, a fissuração é 
intensificada resultando em aberturas na pasta maiores que 0,01 mm e nos agregados 
inferiores a 0,05 mm (LIMA, 2005). 
A fissuração por sua vez, favorece o aquecimento das barras de aço, que 
quando expostas a elevadas temperaturas passam por expansões térmicas, 
conduzindo o calor ao longo do elemento, intensificando desta forma o quadro de 
fissuração e a perda de aderência entre os materiais (KLEIN JÚNIOR, 2011). 
Ademais, outros fatores que corroboram para fissuração excessiva é o combate 
ao fogo com água, conforme descrito no item 3.1 e os mecanismos de ocorrência dos 
desplacamentos descritos no item 7.1. 
De acordo com do laudo técnico elaborado pela empresa B, houve fissuração 
excessiva em vigas e pilares. No entanto, as imagens registradas no laudo técnico 
não possibilitam a identificação das fissuras nos elementos em questão. 
 
7.5 Segregação 
 
De acordo com Souza e Ripper (1998), a segregação é caracterizada pela 
separação do agregado graúdo e a argamassa. Segundo o autor, o processo de 
segregação é causado por deficiências de concretagem, que podem ser originadas 
na falha de transporte, no lançamento e/ou no adensamento do concreto, 
corroborando para formação de ninhos de concretagem e de cavidades no concreto. 
Piancastelli (1997), também define a desagregação do agregado graúdo e da 
argamassa como segregação. A separação do componente geralmente ocorre 
durante ou após o lançamento do concreto, devido a falhas na execução ou no 
dimensionamento da estrutura, como por exemplo alta taxa de armaduras. 
Desta forma, é possível observar que a segregação não é decorrente do 
incêndio. No entanto, foram observadas na estrutura pontos de segregação, conforme 
ilustrado pelas Figuras 27, 28 e 29. 
49 
 
 
Figura 27 – Segregação em base de pilar 
Fonte: Laudo técnico empresa B 
 
 
Figura 28 – Segregação em base de pilar 
Fonte: Laudo técnico empresa B 
 
50 
 
 
Figura 29 – Segregação em base de pilar 
Fonte: Laudo técnico empresa B 
 
7.6 Recuperação e reparo da estrutura 
 
Considerando o elevado tempo de exposição a que as estruturas ficaram 
expostas conforme declarado pelo Corpo de Bombeiros, e a redução de resistência 
apresentada pelos elementos estruturais conforme comprovado na Tabela 3, devido 
a severidade dos danos oriundos do incêndio, a empresa C ao avaliar os esforços 
atuantes na estrutura constatou que os pilares, devido a sua pequena dimensão, bem 
como as vigas, foram seriamente afetadas pela ação do fogo, necessitando de 
reforços. 
Os blocos cerâmicos precisaram ser substituídos e as áreas que apresentavam 
fissuração excessiva e pontos de segregação foram reparadas mediante aplicação de 
argamassa polimérica, após a remoção da camada superficial degradada. O piso 
desplacado teve toda camada superficial removida e recomposta com uso de graute 
e argamassa auto nivelante. Os pontos de lascamentos também foram reparados, no 
entanto devido a extensão dos desplacamentos a estrutura necessitou de um projeto 
de reforço. 
51 
 
 
Desta forma, para os pilares foram dimensionados um reforço lateral para que 
as cargas solicitantes fossem transferidas para o reforço, evitando uma eventual 
ruptura dos elementos em questão, conforme ilustrado pela Figura 30 e 31. 
 
Figura 30 – Reforço dos pilares 
Fonte: Acervo próprio, (2019) 
 
 
Figura 31 – Reforço dos pilares 
Fonte: Acervo próprio (2019) 
 
52 
 
 
Para recuperar a capacidade portante das vigas, visto que foram intensamente 
afetadas pelo fogo, bem como os pilares, optou-se pela criação de novos pilares entre 
o vão das vigas, criando uma nova distribuição de esforços nos elementos, que 
passaram a suportar as cargas atuantes, conforme ilustrado pelas Figuras 32, 33 e 
34. 
Figura 32 – Reforço das vigas 
Fonte: Acervo próprio (2019) 
 
 
Figura 33 – Reforço das vigas 
Fonte: Acervo próprio (2019) 
 
53 
 
 
 
Figura 34 – Reforço das vigas 
Fonte: Acervo próprio (2019)
54 
 
 
8 CONCLUSÃO 
 
Das patologias registradas na edificação após a ocorrência do incêndio, os 
lascamentos, o pop out, a ruptura dos blocos cerâmicos e a fissuração excessiva tem 
relação direta com incêndio, uma vez que o mecanismo de ocorrência está associado 
a rápida e alta elevação de temperatura, como é caso dos incêndios. Os pontos de 
segregação apontados no laudo técnico são decorrentesde falhas executivas, sejam 
elas durante a execução ou no dimensionamento da estrutura, desta forma não são 
decorrentes do incêndio. 
Com base nos resultados dos ensaios realizados nas peças estruturais, 
levando em consideração a severidade dos danos provocados pelo incêndio, é 
possível afirmar que a redução de resistência do concreto foi seriamente afetada pelo 
fogo e pela degradação causada, sobretudo, pelos lascamentos nos pilares e nas 
vigas de concreto. Tendo em vista que os testemunhos de concreto apresentavam 
resultados insatisfatórios, com valores de resistência inferior ao especificado no 
projeto (fck ≥ 35 MPa), é possível afirmar que a estrutura foi seriamente afetada pelo 
sinistro, sendo necessária a realização de reforço para que a estrutura em questão 
suportasse as cargas solicitantes, para as quais haviam sido dimensionadas. 
 No entanto, o fato de ter sido avaliado apenas uma amostra do aço pode ter 
induzido a avaliação inadequada das alterações nas propriedades mecânicas do aço, 
quanto os limites de escoamento e ruptura, uma vez que diversos outros locais da 
estrutura apresentam pontos de chama incidentes, dos quais não foram retiradas 
amostras. 
De maneira geral, o incêndio provocou danos acentuados na estrutura com 
severa degradação dos elementos de concreto armado e da alvenaria de vedação do 
edifício. Desta forma, é possível analisar que o efeito do incêndio pode ser deletério 
as estruturas de concreto armado. Ademais, a grande maioria das patologias 
apresentam relação com o incêndio, devido ao mecanismo de ocorrência de cada uma 
delas, exceto a segregação que foi classificada como patologia executiva. 
 
 
 
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https://www.researchgate.net/publication/270393280_ESTRUTURAS_DE_ACO_EM_SITUACAO_DE_INCENDIO
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http://ct.ufpb.br/ccec/contents/documentos/tccs/2017.2/patologia-em-estruturas-de-concreto-armado-estudo-de-caso-em-edificacoes-do-campus-i-da-universidade-federal-da-paraiba.pdf
http://ct.ufpb.br/ccec/contents/documentos/tccs/2017.2/patologia-em-estruturas-de-concreto-armado-estudo-de-caso-em-edificacoes-do-campus-i-da-universidade-federal-da-paraiba.pdf
http://ct.ufpb.br/ccec/contents/documentos/tccs/2017.2/patologia-em-estruturas-de-concreto-armado-estudo-de-caso-em-edificacoes-do-campus-i-da-universidade-federal-da-paraiba.pdf
 
 
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