MATERIAS DE CONSTRUOAPOIO DISCIPLINA Eng. Civil, 2 AnoDocente: Pedro Lana
- Escola Superior de Tecnologia e Gesto de Beja
Materiais de Construo Pedro Lana
Durabilidade de estruturas de beto armado
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Materiais de Construo Pedro Lana
DURABILIDADE DE ESTRUTURAS DE BETO ARMADO (I)
Uma
falta de controlo da qualidade durante a construo e a existncia de planos inadequados de inspeco e manuteno da durabilidade durante a vida de servio das estruturas tambm tem uma contribuio importante para esta situao. Tudo isto faz que o beto, e em especial o beto armado, seja um material muito vulnervel e pouco estvel; a sua durao no ser provavelmente muito longa. Eng. Sousa Coutinho "O fabrico e as propriedades do beto"
"
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DURABILIDADE DE ESTRUTURAS DE BETO ARMADO (II)
DURABILIDADEmeio ambiente agentes agressores proteco
DESEMPENHO VIDA TIL
VERIFICAO em SERVIO controlo de tenses e deformaes estabilidade solo-estrutura
DIMENSIONAMENTO ROTURA
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(Adaptado de Ripper, 1997)
f x F R/r
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VIDA TIL DE ESTRUTURAS (I)
> Vida til, o que ? H vida intil? Em Marte?
Na fase de projecto de uma determinada estrutura e com base nas solicitaes do tipo mecnico e ambiental a que estar sujeita, so definidos os requisitos de segurana e funcionalidade.
Vida
til da estrutura ser ento o perodo de tempo durante o qual a estrutura satisfaz esses requisitos de segurana, de funcionalidade e estticos, sem custos de manuteno no previstos, isto , o perodo de tempo durante o qual o desempenho da estrutura satisfatrio (superior ao mnimo aceitvel)
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VIDA TIL DE ESTRUTURAS (II)
> Vida til e vida residual
6(Coutinho, 1998)
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INTERVENES AO LONGO DA VIDA TIL
> Nvel de qualidade ao longo do tempo:- trabalhos de conservao, os que pretendem repor a qualidade inicial da construo, sendo a sua extenso correspondente ao vector designado pela letra A indicada na figura. - trabalhos de reabilitao os que pretendem repor a qualidade regulamentar equivalente da construo, sendo a sua extenso correspondente ao vector da letra B indicada na figura. - trabalhos de renovao os que pretendem introduzir ganhos na qualidade e melhoramentos funcionais de uso da construo realizando, sendo a sua extenso correspondente letra C indicada na figura como grau de melhoria funcional e orgnica conseguida.
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(Mansos, 2003)
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DURABILIDADE DE ESTRUTURAS DE BETO ARMADO (I)
>
Caractersticas fundamentais do beto como material de construo:1. Resistncia aco das foras a que est sujeita;
2. Resistncia s aces ambientais com a passagem do tempo, ou durabilidade.(Fonte: Martini)
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(Costa, 2005)
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DURABILIDADE DE ESTRUTURAS DE BETO ARMADO (II)
> No incio da utilizao do beto armado:Betes
e ligantes de baixas resistncias
Peas
com maiores dimenses dosagens de cimento de recobrimento elevadas
Maiores
Maior durabilidade das armaduras
Espessuras
Colocao
do beto mais cuidada
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DURABILIDADE DE ESTRUTURAS DE BETO ARMADO (III)
Evoluo das resistncias mdias compresso do beto aos 28 dias fabricado com cimento portland
Curva tenso-extenso de dois tipos de aos diferentes
(Coutinho, 1998)
(Ao macio)
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DURABILIDADE DE ESTRUTURAS DE BETO ARMADO (IV)
> Utilizao actual do beto armado Conhecimento propriedades Mtodos de clculo Aumento da quantidade de armadura Dificuldade passagem e acomodao do beto fresco Utilizao de sobre dosagens de gua Recobrimento mais pequeno Construes de beto presforado, com seces mais reduzidas e com o ao sujeito a tenses mais elevadas Diminuio da seco resistente 1. Deficiente proteco natural das armaduras pela elevada alcalinidade do beto envolvente 2. O beto envelhece 3. Necessidade de manuteno da estrutura
Beto mais poroso
Beto armado mais sensvel a fenmenos de corroso
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Conceito de DURABILIDADE
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CLASSES DE RESISTNCIA COMPRESSO (ENV 206)
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CONTROLO DA PRODUO: (ENV 206) TOLERNCIAS
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CONTROLO DE CONFORMIDADE: (ENV 206) AMOSTRAGEM
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CONTROLO DE CONFORMIDADE: (ENV 206) CRITRIOS (I)
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CONTROLO DE CONFORMIDADE: (ENV 206) CRITRIOS (II)
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CONTROLO DE CONFORMIDADE: (ENV 206) CRITRIOS (III)
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CONTROLO DE CONFORMIDADE: (ENV 206) CRITRIOS (IV)
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CLASSES DE EXPOSIO: (ENV 206) SEM RISCO - CARBONATAO
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CLASSES DE EXPOSIO: (ENV 206) CLORETOS
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CLASSES DE EXPOSIO: (ENV 206) GELO/DEGELO
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CLASSES DE EXPOSIO: (ENV 206) ATAQUE QUMICO
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COMPOSIO DO BETO vs CLASSES DE EXPOSIO (ENV 206)
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Quadro F.1 (ENV 206) Valores limite para a composio e para as propriedades do beto
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TEOR DE CLORETOS vs TIPO DE BETO e EXPOSIO AMBIENTAL
Quadro 2/DNA (ENV 206) Classes de teor de cloretos do beto
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(Gomes, 2005)
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PARMETROS QUE AFECTAM A DURABILIDADE DE UM BETO
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PARMETROS QUE AFECTAM A DURABILIDADE (I)A composio de um beto, para atender s exigncias de durabilidade, dever ser estudada cuidadosamente, em obedincia aos seguintes parmetros, quantificando em conformidade com as classes de exposio ambiental: Razo gua/cimento Dosagem de cimento Teor de ar no beto fresco Tipo de cimento Classes de resistncia Permeabilidade Recobrimento Os valores da razo A/C mxima e da dosagem C mnima referem-se aos ligantes definidos na norma NP 2064. Ao empregar adies (pozolanas ou outras adies com propriedades hidrulicas latentes), os valores referidos na norma NP ENV 206 devero ser convenientemente modificados, conforme o que for estabelecido nas normas nacionais.
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RAZO GUA/CIMENTO (I)
Para relaes a/c baixas (0,20 a 0,38), possveis devido ao uso de super plastificantes, o volume de capilares muito reduzido, resultando numa pasta de cimento muito densa (pouco porosa). Para relaes a/c superiores a cerca de 0,38 todo o cimento hidrata transformando-se em gel cujo volume no preenche todo o espao livre. A porosidade, aps a hidratao final, ser tanto maior quanto a relao a/c. O volume de poros capilares aumenta muito a partir da relao a/c 0,4 a 0,5 e uma cura inadequada pode levar a uma hidratao incompleta agravando o volume dos poros e a aderncia aos inertes.
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RAZO GUA/CIMENTO (II)
Cura de um beto (exemplo)
28(Coutinho, 1998)
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POROSIDADE vs PERMEABILIDADE
Diferena entre permeabilidade e porosidade
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CURA DE UM BETO (I)
Grnulos de cimento Portland 1h de hidratao
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(Fonte: ACS)
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CURA DE UM BETO (II)
Grnulos de cimento Portland 4h de hidratao
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(Fonte: ACS)
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CURA DE UM BETO (III)
Grnulos de cimento Portland 5h de hidratao
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(Fonte: ACS)
Materiais de Construo Pedro Lana
CURA DE UM BETO (IV)
Grnulos de cimento Portland 18 h de hidratao
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(Fonte: ACS)
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CURA DE UM BETO (V)
Zona de interface pasta-agregado
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(Fonte: Gomes e Pereira, UBI)
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TIPO DE CIMENTO (I)
Segundo a NP ENV 196-4, e tendo em vista a diversidade de aplicaes: CE I cimento Portland simples; CE II cimento Portland composto; CE III cimento de alto forno; CE IV cimento pozolnico.
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TIPO DE CIMENTO (II) CE I cimento Portland simples; CE II cimento Portland composto; CE III cimento de alto forno; CE IV cimento pozolnico.
O cimento do tipo I confere boa proteco contra a corroso das armaduras, dada a sua maior reserva alcalina (proteco adicional contra a carbonatao). Os cimentos compostos (tipo II) apresentam maior resistncia s aces qumicas (ataque pelos sulfatos, por cidos e reaces lcali-agregado) e maior resistncia penetrao de cloretos. adicionado ao clnquer a escriagranulada de alto forno (LNEC E-375), a pozolana natural (NP 4220), as cinzas volantes (NP EN 450) e o filler (LNEC E-377)
Se ambiente muito agressivo a utilizao de cimento tipo IV poder ser mais indicado, tambm prefervel se os agregados forem siliciosos reactivos com os lcalis. 36
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TIPO DE CIMENTO (III)
Clinquer de cimento Portland
Escria de alto forno
Cal
Cinzas volantes
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Clinquer de cimento Portland
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Escria de alto forno
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Cal
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Cinzas volantes
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Slica de fumo
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Durabilidade de estruturas de beto armado Qualidade como Condio de Durabilidade
INTRODUO DETERIORAO DO BETO ARMADO
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DETERIORAO DO BETO ARMADO (I)
> Mecanismos de deteriorao (bsicos)
Deteriorao Fsica - Aces indirectas (deformaes ou deslocamentos impostos) - Temperatura - gua (humidade, chuva, gelo/degelo) - Poluio Deteriorao Qumica (beto) - CO2 - Carbonatao - Cloretos - Sulfatos - Reaces expansivas com o cimento - lclis - Reaces expansivas com os inertes Deteriorao por Corroso (armaduras)
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DETERIORAO DO BETO ARMADO (II)
> Mecanismos de deteriorao (bsicos)
Corroso das Armaduras(Gomes, 2005) cidos, sais e guas puras sulfatos lcalis
Ataque Qumico
45(FASE)
(Coutinho, 2001)
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CARBONATAO DE UM BETO (I)
Num beto totalmente saturado de gua no haver carbonatao, pois a difuso do CO2 conseguida atravs dos poros do beto.
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CARBONATAO DE UM BETO (II)
> Frente de carbonatao[indicador da fenolftalena]
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(Coutinho, 1998)
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BIBLIOGRAFIA (I)
PUBLICAES > Chubb, Mike. Bridge Engineering. Research Activities. Power Point. WS atkins > Costa, Douglas C. PCC2540 Durabilidade. Apresentao em PowerPoint. 2005 > Coutinho, Joana Sousa. Durabilidade. Ataque por sulfatos. FEUP, 2001. > Gomes, J.P. Castro; Pereira, C. Gonilho. Introduo ao Estudo e Caracterizao da Microestrutura do Cimento e Beto. Grupo de Construo, DEC, Universidade da Beira Interior. Apoio ao mestrado de estruturas, geotecnica e fundaes da Universidade do Minho, 2005. Gomes, > Castro. Corroso Degradao das Armaduras. Apoio ao mestrado de estruturas, geotecnica e fundaes da Universidade do Minho, 2005. > Lana, Pedro; Mesquita, Carlos. Relatrio Oz n. 416. 2002a. > Lana, Pedro; Mesquita, Carlos. Relatrio Oz n. 439. 2002b. > Pedro; Mesquita, Carlos. Relatrio Oz n. 444. 2002c.
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BIBLIOGRAFIA (II)
> Lana, Pedro; Mesquita, Carlos. Relatrio Oz n. 484. 2002d. > Manso, Armando Costa. Conservao e reabilitao de edifcios . Avaliao de custos e recentes desenvolvimentos. 2. Simpsio Internacional Sobre Patologia, Durabilidade e Reabilitao dos Edifcios. LNEC, 2003. > Ripper, Thomaz. Curso de durabilidade, reparao e reforo de estruturas de beto. IST, 1997 INTERNET > A short overview of the ancient concrete technology. Disponvel em http://www.ics.trieste.it/Documents/Downloads/df2894.pdf> Coutinho, Joana Sousa. Durabilidade de estruturas de beto armado. Tese de disserteo para a obteno do grau de Doutor. FEUP, 1998. Disponvel em http://paginas.fe.up.pt/~jcouti/
> Faculty of Applied Science and Engineering (FASE). University of Toronto. Disponvel em http://www.civil.engineering.utoronto.ca/English/page-6-73701.html
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