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ABNT-AssociaçãoBrasileira deNormas Técnicas

Palavras-chave: Pisos. Revestimento 10 páginas

NBR 8660NOV 1984

Revestimento de piso - Determinaçãoda densidade crítica de fluxo deenergia térmica

Origem: Projeto 00:001.03-026/1983CB-24 - Comitê Brasileiro de Segurança contra IncêndioGT-1 - Grupo de Trabalho de Portas Corta-FogoEsta Norma foi baseada na ASTM E 648

Método de ensaio

SUMÁRIO1 Objetivo2 Aparelhagem3 Corpos-de-prova4 Levantamento do perfil de densidade de fluxo5 Execução do ensaio6 ResultadosANEXO A - FigurasANEXO B - Classificação dos materiais quanto à propa-

gação superficial de chama

1 Objetivo

1.1 Esta Norma prescreve o método para determinar adensidade crítica de fluxo de energia térmica de reves-timentos de piso expostos à energia radiante.

1.2 O índice obtido por este ensaio é aplicável para medire descrever a propriedade de um material manter a chamana sua superfície, quando exposto à radiação térmica;não deve ser utilizado para fixar o grau de segurança aoincêndio. Os valores obtidos permitem, entretanto, verificarcomparativamente qual o material mais conveniente paraa segurança ao incêndio, por ocasião do levantamentodos fatores que fixam este grau de segurança para umprojeto particular, face ao incêndio real.

2 Aparelhagem

Os equipamentos necessários para a realização desteensaio estão descritos em 2.1 a 2.15.

2.1 Câmara

A câmara de ensaio (Figuras 1 e 2 do Anexo A) deve teras seguintes características:

a) dimensões de 1400 mm de comprimento, 500 mmde largura e 710 mm de altura (contada a partir dasuperfície superior do corpo-de-prova posicionadopara o ensaio);

b) estrutura de perfis metálicos, fechada nas lateraise na face superior com placas de silicato de cálcioe fibra de amianto com espessura de 13 mm edensidade nominal de 580 kg/m3;

c) janela de vidro resistente ao calor com 100 mm dealtura e 1100 mm de comprimento para acompa-nhamento do ensaio;

d) porta para inserção do corpo-de-prova, posicio-nada abaixo da janela referida na alínea anterior;

e) chaminé para exaustão da fumaça, colocada naface superior e no extremo oposto àquele ondese situa o painel cerâmico poroso, com 125 mmde largura, 380 mm de comprimento e 300 mmde altura;

f) base constituída por plataforma deslizante, de me-tal resistente ao calor, construída de modo a per-mitir a fixação de suporte para o corpo-de-provaem posição fixa e nivelada, e com área livre a suavolta para acesso de ar, de 1950 cm2 a 3550 cm2;

2 NBR 8660/1984

g) escala metálica, graduada de 50 mm em 50 mm,colocada na parte posterior da plataforma ou nofundo da câmara.

2.2 Painel radiante

2.2.1 No interior da câmara de ensaio deve ser colocadoum painel de material cerâmico refratário poroso, medindo300 mm x 460 mm, fixado a uma armação de ferro fundidoe alimentado com mistura de gás propano e ar, possibi-litando temperatura de operação acima de 800°C.

2.2.2 A mistura do gás e ar é feita em um aspirador tipoVenturi, cuja pressão de trabalho é próxima da atmos-férica, com ar injetado por exaustor centrífugo ou equi-valente que forneça 50 L/s de ar à pressão de 700 Pa,passando por um filtro de ar para evitar partículas queobstruam os poros do painel.

2.2.3 São utilizadas válvulas reguladoras de pressão ede controle de vazão na alimentação de gás e ar, alémda válvula de fechamento rápido para o gás.

2.2.4 O painel radiante deve ser instalado no interior dacâmara, formando um ângulo de 30° em relação aocorpo-de-prova (disposto horizontalmente), mantendouma distância de 140 mm entre a aresta horizontal inferiordo painel e o corpo-de-prova, e de 89 mm entre a projeçãodesta mesma aresta no plano do corpo-de-prova e aextremidade deste último, correspondente à marca“zero mm” (ver Figura 2 do Anexo A)(1).

2.3 Suporte do corpo-de-prova

2.3.1 O suporte do corpo-de-prova (Figura 3 do Anexo A)deve ser construído com chapa de aço inoxidável re-sistente ao calor, de 2,0 mm de espessura, e deve ter1150 mm de comprimento por 320 mm de largura,dispondo ainda de abertura central de 200 mm por1000 mm. Deve conter também 12 prendedores depressão destinados a fixar o corpo-de-prova, evitandosua soltura ou empenamento.

2.3.2 O suporte deve ser fixado à plataforma deslizanteatravés de dois parafusos em cada extremidade.

2.4 Pirômetro ótico

Para medir o nível de radiação térmica do painel radianteà temperatura padronizada, deve-se utilizar um pirômetroótico colocado a 1370 mm de distância da superfície dopainel, permitindo visualizar uma área circular de254 mm de diâmetro na superfície do painel.

2.5 Potenciomêtro

A corrente elétrica gerada pelo pirômetro ótico deve serlida por um potenciômetro adequado para o mesmo.

2.6 Queimador-piloto

2.6.1 Para ignizar o corpo-de-prova, deve-se utilizar quei-mador tipo Venturi comercial, axialmente simétrico, comorifício de 0,8 mm de diâmetro e que seja capaz deproduzir, com gás propano, uma chama-piloto azul cujocone interno tenha 13 mm de diâmetro.

2.6.2 O queimador deve ser instalado na câmara, de modoque a chama-piloto atinja o ponto de interseção do eixolongitudinal do corpo-de-prova com a aresta do mesmo,conforme indicado nas Figuras 1 e 2 do Anexo A. Deveser possível ainda deslocar o queimador da posição inicialdo ensaio descrito acima para uma segunda posição50 mm acima da superfície da amostra, mantendo a chamaparalela à mesma.

2.7 Termopares

Dois termopares protegidos com aço inoxidável deespessura 3,0 mm devem ser colocados na câmara deensaio. Um termopar deve estar localizado no plano lon-gitudinal vertical, central da câmara, 25 mm abaixo dotopo e a 100 mm da chaminé. O segundo termopar deveestar dentro do tubo da chaminé a 152 mm do topo e nocentro da mesma(2).

2.8 Potenciômetro

O potenciômetro para ser utilizado com os dois termoparesdescritos acima deve operar na faixa de 0°C a 500°C.

2.9 Duto de exaustão

2.9.1 O duto de exaustão da fumaça e gases a ser instaladoacima da chaminé da câmara deve ter a capacidade devazão de 28 m3/min a 85 m3/min a C.N.T.P. (CondiçãoNormal de Temperatura e Pressão).

2.9.2 O duto deve estar colocado a uma distância mínimade 76 mm acima do topo da chaminé e ter área efetivaligeiramente maior que a seção transversal da chaminéda câmara.

2.9.3 Não deve haver diferença mensurável no fluxo do arna chaminé da câmara com o exaustor ligado ou desli-gado, estando o painel aceso e o corpo-de-prova padrãoem posição de ensaio.

2.10 Corpo-de-prova padrão

2.10.1 Deve ser utilizado como corpo-de-prova padrãouma placa de silicato de cálcio com densidade nominalde 740 kg/m3, com 250 mm de largura, 1070 mm de com-primento e 19 mm de espessura (ver Figura 3 do Ane-xo A).

2.10.2 A placa deve ter furos de 27 mm de diâmetro aolongo do eixo longitudinal, localizados a cada 100 mm,sendo o primeiro furo a 100 mm da marca zero mm, de-finida em 2.2.4, e o último a 900 mm da mesma marca.

(1) É fundamental a observância do ângulo e das dimensões fixadas acima. Qualquer modificação pode alterar bastante o resultado doensaio.

(2) Os termopares devem ser mantidos limpos para assegurar-se a leitura correta da temperatura.

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2.11 Radiômetro

2.11.1 O radiômetro para medir a intensidade da irradiaçãonos vários pontos do corpo-de-prova padrão, deve serdo tipo Schmidt-Boelter, refrigerado a água à temperaturaentre 15°C e 250°C(3).

2.11.2 O radiômetro deve operar na faixa de(0 a 15)W/cm2 e ser calibrado para a faixa de(0,1 a 1,5)W/cm2.

2.12 Voltímetro

Um voltímetro de alta impedância ou potenciométrico queopere na faixa de 0 mV a 10 mV, com resolução de0,01 mV, deve ser usado para medir a tensão geradapelo radiômetro.

2.13 Cronômetro

A câmara deve dispor de cronômetro convenientementeinstalado para medir o tempo de pré-aquecimento docorpo-de-prova e o tempo de aplicação da chama-piloto.

2.14 Balança

Utiliza-se balança com resolução de pelo menos 0,1 g.

2.15 Equipamento de segurança

2.15.1 Deve-se instalar um sistema de segurança na ali-mentação do gás com as seguintes características:

a) possuir válvula automática para interrupção dofornecimento do gás quando faltar o fornecimentode ar;

b) dispor de sensor térmico instalado na superfíciedo painel que corta o fornecimento do combustívelquando a chama do painel se apaga.

2.15.2 O sistema de exaustão da fumaça deve ser projeta-do para proteger o ambiente do laboratório(4).

3 Corpos-de-prova

3.1 Dimensões e número de corpos-de-prova

De amostra representativa de um lote de material de pisoou revestimento de piso, devem ser preparados pelomenos três corpos-de-prova idênticos, com 250 mm delargura por 1070 mm de comprimento.

3.2 Preparação dos corpos-de-prova

Os corpos-de-prova devem ser preparados de modo areproduzir o mais fielmente possível, as condições deaplicação do revestimento de piso nas edificações, noque diz respeito aos materiais constituintes, execução eacabamento.

3.2.1 Na preparação dos corpos-de-prova para ensaiosde revestimentos de piso aplicados sobre lajes deconcreto, deve ser utilizada uma placa plana de cimentoamianto de 6 mm de espessura, substituindo a laje deconcreto.

3.3 Condicionamento

Os corpos-de-prova devem ser condicionados emambientes à temperatura de (23 ± 3)°C e umidade relativade (50 ± 5)%, até o equilíbrio ou no mínimo por 48 h emperíodo imediatamente anterior à realização do ensaio.

4 Levantamento do perfil de densidade de fluxo

4.1 Antes da realização do ensaio, é necessário levantaro perfil da densidade de fluxo de energia térmica, usandoo corpo-de-prova padrão. Quando este ensaio é realizadofreqüentemente, admite-se levantar o perfil pelo menosuma vez por semana, e, quando o intervalo entre ensaiosfor maior que uma semana, o perfil deve ser levantadoantes da realização de uma série de ensaios.

4.2 Deve ser observado o seguinte procedimento nolevantamento do perfil de densidade de fluxo de energiatérmica:

a) prender o corpo-de-prova padrão no suporte efixar o conjunto na plataforma deslizante;

b) ignizar o painel radiante, mantendo a plataformadeslizante fora da câmara;

c) aquecer por 1 h o equipamento, mantendo achama-piloto apagada neste período;

d) ajustar a mistura ar-gás do painel radiante até obterchama azul (leve excesso de ar);

e) através do controle da vazão de gás, levar o painelradiante a uma temperatura na qual sua irradiaçãoé equivalente a de um corpo negro a 500°C, obser-vando ainda que a temperatura no interior dacâmara se mantenha próxima de 180°C;

f) empurrar a plataforma deslizante para dentro dacâmara logo que as condições da alínea e) sejamatingidas;

g) aguardar por 30 min a estabilização da temperaturana câmara fechada;

h) colocar o radiômetro referido em 2.11 nos furosdos corpos-de-prova padrão, de modo que o planodo radiômetro fique paralelo ao plano do corpo-

(3) O radiômetro e o corpo-de-prova padrão são utilizados em conjunto para levantar o perfil da densidade de fluxo de energia térmica(ver Figura 4 do Anexo A).

(4) O operador deve ser orientado para não se expor e minimizar o contato com os produtos de combustão, por exemplo, assegurar obom funcionamento do exaustor, usar vestimentas apropriadas, luvas, etc.

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de-prova padrão e a uma distância compreendidaentre 1,6 mm e 3,2 mm, iniciando pelo furo corres-pondente à marca de 400 mm e verificando se osvalores medidos estão nos intervalos fixados aseguir:

- (0,87 a 0,95)W/cm2 no furo correspondente àmarca de 200 mm;

- (0,48 a 0,52)W/cm2 no furo correspondente àmarca de 400 mm;

- (0,22 a 0,26)W/cm2 no furo correspondente àmarca de 600 mm;

i) quando os valores medidos estiverem conforme ofixado acima, determinar o perfil de densidade con-forme a alínea l) e subseqüentes;

j) quando os valores medidos não estiverem con-forme o fixado na alínea h), proceder ao ajuste navazão de gás, de modo a obter os valores fixados;

k) repetir a operação acima o número de vezes ne-cessário, aguardando 30 min a cada ajuste do gáspara proceder à nova verificação da densidadede fluxo;

l) colocar o radiômetro, conforme descrito em h), nofuro correspondente à marca de 100 mm do corpo-de-prova padrão, aguardar em torno de 30 s eanotar a milivoltagem resultante, repetindo o pro-cedimento para os furos subseqüentes até ocorrespondente à marca de 900 mm;

m)retornar ao furo correspondente à marca de400 mm e verificar se a medida obtida continua nafaixa prevista na alínea h); em caso afirmativo,considerar a câmara calibrada e o perfil de den-sidade de fluxo determinado; em caso contrário,ajustar cuidadosamente a alimentação de gás,aguardar 30 min e repetir o procedimento;

n) representar graficamente a relação entre as den-sidades de fluxo de energia térmica e distâncias,em coordenadas retangulares, obtendo a curvadenominada perfil de densidade do fluxo daenergia térmica (ver Figura 4 do Anexo A);

o) abrir a porta, retirar a plataforma deslizante, aguar-dar 30 min com a porta aberta, anotando em se-guida a milivoltagem gerada pelo pirômetro óticocolocado na base da câmara e que corresponde àtemperatura em que um corpo negro emitiria a mes-ma irradiação que está sendo emitida pelo painel.

4.2.1 A temperatura determinada conforme a alínea o)pode ser usada cada vez que a câmara for colocada emoperação, dispensando o uso do radiômetro, para o acer-to da temperatura do painel radiante.

5 Execução do ensaio

Deve ser observado o seguinte procedimento na execu-ção do ensaio:

a) ignizar o painel radiante com a plataforma des-lizante fora da câmara;

b) aguardar em torno de 1 h o aquecimento dacâmara, com o exaustor ligado;

c) ajustar a temperatura do painel radiante referida àde um corpo negro aquecido, verificando se o pirô-metro ótico está fornecendo indicação dentro dointervalo de ± 5°C em torno do valor determinadoconforme a alínea o) de 4.2(5);

d) colocar o suporte metálico sobre uma bancada eajustar o corpo-de-prova, fixando-o por meio deparafuso;

e) passar o aspirador na superfície do corpo-de-provapara limpá-lo e fixar o suporte com o corpo-de-prova na plataforma deslizante;

f) acender a chama-piloto, mantendo-a na posiçãohorizontal e a 50 mm acima da superfície do corpo-de-prova;

g) empurrar a plataforma deslizante para dentro dacâmara e fechar a porta;

h) iniciar a contagem do tempo e aguardar 2 min depré-aquecimento do corpo-de-prova antes deaplicar a chama-piloto;

i) pôr a chama-piloto, em contato com o centro daamostra na marca zero mm e em ângulo reto emrelação ao comprimento durante 10 min;

j) retirar a chama-piloto, retornando-a para a posiçãooriginal e mantendo-a acesa até o final do ensaio;

k) encerrar o ensaio, caso o corpo-de-prova não seignize durante os 10 min de aplicação da chama-piloto;

l) em caso de ignição do corpo-de-prova, o ensaiodeve prosseguir até a extinção da chama ou atéque a mesma tenha percorrido toda a extensão docorpo-de-prova;

m) encerrado o ensaio, abrir a porta da câmara epuxar a plataforma para fora, procedendo àmedida da extensão da parte queimada do corpo-de-prova (distância entre o ponto de aplicação dachama-piloto e o ponto mais distante, atingido pelachama durante o ensaio) com precisão de milí-metros;

n) repetir este procedimento para cada um dos cor-pos-de-prova a serem ensaiados.

(5) É conveniente utilizar uma chapa de material inorgânico, para fechar a abertura da porta, protegendo o corpo-de-prova e ooperador.

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6 Resultados

6.1 A determinação da densidade crítica de fluxo de ener-gia térmica para cada um dos corpos-de-prova é feitacom a utilização do perfil de densidade de fluxo de ener-gia térmica levantado anteriormente e as respectivas ex-tensões das partes queimadas de cada um dos corpos-de-prova.

6.1.1 A densidade crítica de fluxo de energia térmica deveser expressa em W/cm2, com dois algarismos signifi-cativos.

6.2 Devem ser calculados a média, o desvio-padrão e ocoeficiente de variação dos valores de densidade críticade fluxo de energia térmica obtidos no ensaio dos corpos-de-prova de uma mesma amostra, através das fórmulasabaixo:

X = Xn

iΣ

S = X -nXn 1i2 2

Σ -

ν = S

X x 100

Onde:

X = valor médio da densidade crítica de fluxo deenergia térmica, em W/cm2

Xi = valor individual de densidade crítica de fluxo deenergia térmica, em W/cm2

n = número de corpos-de-prova ensaiados

S = desvio-padrão estimado

ν = coeficiente de variação

6.3 O relatório técnico, contendo os resultados dos en-saios, deve trazer as seguintes informações:

a) nome ou identificação do material ensaiado;

b) descrição do sistema de piso ensaiado, materiaisconstituintes e modo de aplicação em obra;

c) descrição do procedimento usado na preparaçãodos corpos-de-prova;

d) número de corpos-de-prova ensaiados;

e) valor médio da densidade crítica de fluxo de energiatérmica, desvio-padrão e o coeficiente de variação;

f) observações realizadas no material durante osensaios, tais como ocorrência de rugas, trincas,separação de camadas, fusão, etc.;

g) classificação do material conforme Anexo B.

/ANEXO A

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ANEXO A - Figuras

Figura 1 - Câmara de ensaio (corte transversal)

Unid.: mm

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Figura 2 - Câmara de ensaio (corte longitudinal)

Unid.: mm

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Figura 4 - Perfil da densidade de fluxo de energia térmica

/ANEXO B

(6) Medtherm - Modelo nº 64-2-20 - série nº 124 421 (calibrado NBS) ou similar.(7) Kiethley - Modelo nº 160 ou similar.(8) Radiante - Heating Ltda. ou similar.

Unid.: mm

Figura 3 - Corpo-de-prova padrão e suporte

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ANEXO B - Classificação dos materiais quanto à propagação superficial de chama

B-1 Materiais de revestimento de piso, ensaiados con-forme esta Norma, devem ser agrupados nas seguintesclasses, de acordo com o valor médio obtido da densidade

crítica de fluxo de energia térmica ( X ) em W/cm2:

a) classe I - X até 0,5 W/cm2;

b) classe II - X compreendido entre 0,5 W/cm2 a0,25 W/cm2;

c) classe IIII - X inferior a 0,25 W/cm2.