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J.F. AMONN Srl

Perché proteggere l’acciaio?

Temperatura critica e fattore di massa

È opinione abbastanza diffusa che le strutture in acciaio siano particolarmente vulnerabili quando esposte al fuoco: infatti, sebbene l’acciaio sia un materiale con il pregio dell’incombustibilità che alle alte temperature non rilascia fumi e gas tossici, è anche vero che è un eccellente conduttore di calore, in grado di adattarsi velocemente alle temperature dell’ambiente circostante.
 

Ciò comporta che, quando una struttura metallica viene esposta all’azione del fuoco, la sua temperatura interna tende ad aumentare piuttosto rapidamente, il che si ripercuote in un'altrettanto rapida diminuzione delle caratteristiche di resistenza e di rigidezza. Nell’istante in cui la temperatura interna raggiunge un valore di temperatura critica, variabile solitamente tra i 500°C ed i 650°C in funzione dello schema statico, delle condizioni di esposizione al fuoco e del livello di carico applicato, si verifica il collasso strutturale. In termini più tecnici, la condizione di collasso avviene quando la resistenza del materiale, a causa dell’incremento di temperature causato dall’esposizione al fuoco, scende al di sotto della tensione indotta dai carichi esterni: la tensione interna all’elemento non varia con il tempo, in quanto si mantengono costanti sia il carico applicato sia la geometria della sezione.

La velocità di riscaldamento di un elemento in acciaio dipende dal rapporto tra la sua superficie esposta al fuoco (Am) ed il suo volume (V). Tale rapporto prende il nome di Fattore di sezione o Fattore di massività. Più è ampia la superficie dell’elemento esposta al fuoco, più esso è in grado di assorbire calore; più è ampio il suo volume, meno esso è in grado di assorbire calore.
In presenza di incendio quindi, a parità di superficie esposta al fuoco, strutture molto snelle possono raggiungere la temperatura di collasso in meno di 10 minuti, mentre strutture massicce possono impiegare anche più di 30 minuti.
Per tutte le categorie di profili in acciaio, sia aperti che chiusi, è facile ricavare il fattore di sezione approssimato con semplici formule e/o con tabelle specifiche. Conoscendo il fattore di sezione e la temperatura critica dell’elemento da proteggere insieme alla durata nel tempo richiesta, si può ricavare il tipo di rivestimento protettivo più adatto con il relativo spessore necessario.


 
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