DURABILIDADE ESTRUTURAS DE BETÃO - Página Inicialcristina/RREst/modulo3.pdf · DURABILIDADE...

DURABILIDADE

ESTRUTURAS DE BETÃO

Reabilitação e Reforço de Estruturas

Diploma de Formação Avançada em Engenharia de Estruturas

António CostaInstituto Superior Técnico

DURABILIDADE

Assegurar que a estrutura satisfaça, durante o seu tempo

Objectivo



Assegurar que a estrutura satisfaça, durante o seu tempo

de vida, os requisitos de utilização, resistência e estabilidade,

sem perda significativa de utilidade nem excesso de

manutenção não prevista

METODOLOGIA

Identificar as substâncias agressivas, como é que se

movimentam e acumulam relativamente à estrutura

Determinar quais os mecanismos de transporte e quais

os parâmetros que controlam esses mecanismos

Determinar quais as reacções envolvidas na deterioração

caracterizar

CONDIÇÕESDE

EXPOSIÇÃO



Determinar quais as reacções envolvidas na deterioração

e quais os parâmetros que controlam essas reacções

Seleccionar as medidas de protecção que controlem

ou evitem os mecanismos de deterioração

especificar

REQUISITOSDE

DURABILIDADE

CARBONATAÇÃO

CO2

CO2



� Qualidade da camada de betão de recobrimento

Este parâmetro determina a resistência do betão à penetração do CO2

A qualidade do recobrimento é função da composição, compactação e cura do betão

� Ambiente de exposição

Este parâmetro determina o teor de humidade do betão e o teor de CO2 do ar em contacto com o betão.

Estes factores influenciam significativamente a velocidade de carbonatação do betão

PARÂMETROS PRINCIPAISC

Composição do betão

� Razão água-cimento

Este parâmetro controla a dimensão e continuidade da estrutura porosa do betão



�� A velocidade de carbonatação é fortemente influenciada pela razão A/C


� Quantidade de cimento

Este parâmetro determina a quantidade de substâncias carbonatáveis do betão

Maior quantidade Maior quantidade Menor velocidade

de cimento de Ca(OH)2 de carbonatação




� Adições

EfeitosRedução da estrutura porosa => positivo

Redução da quantidade de Ca(OH)2 => negativo



Limitar a quantidade de adições

Efectuar uma cura adequada do betão

As adições devem ser encaradas como um produto a adicionar ao betão e não

como um substituto do cimento

Condições de exposição

� Determinam o teor de humidade do betão de recobrimento

• A difusão do CO2 na água é cerca de 104 vezes menor que no ar

• É necessário uma certa quantidade de água para que se desenvolva a reacção de carbonatação



� A velocidade de carbonatação é máxima em ambientes com humidades relativas de 50-70%


Elementos sujeitos a ambientes interiores => a velocidade de carbonatação é máxima

Elementos enterrados ou submersos => a carbonatação tem pouco significado

Elementos em ambientes exteriores com chuva => a velocidade de carbonatação é baixa

Elementos em ambientes exteriores protegidos => a velocidade de carbonatação é mais elevada

� Determinam o teor de CO2 no ar em contacto com o betão



Ambientes rurais ≈≈≈≈ 0.03%

Ambientes urbanos ≈≈≈≈ 0.1%

Ambientes industriais

Zonas densamente povoadas ≈≈≈≈ 0.1 - 0.3%

Zonas com tráfego intenso

> Teor de CO2 => > Velocidade de carbonatação

CLORETOS

Cl-

Cl-



� Qualidade da camada de betão de recobrimento

Este parâmetro determina a resistência do betão à penetração de cloretos

A qualidade do recobrimento é função da composição, compactação e cura do betão


Este parâmetro determina os tipos de mecanismos de transporte que vão actuar no betão

Estes mecanismos influenciam significativamente a velocidade de penetração de cloretos

PARÂMETROS PRINCIPAIS C


� Razão água-cimento

Este parâmetro controla a dimensão e continuidade da estrutura porosa do betão

Acção importante na limitação da penetração por absorção e permeação



�� A velocidade de penetração é fortemente influenciada pela razão A/C


� Quantidade e composição do cimento

• A quantidade de cimento influencia a fixação dos cloretos no betão. Grosso modo a

resistência à penetração é função da raiz quadrada da quantidade de cimento

� A composição do cimento determina a capacidade de fixação dos cloretos pela pasta de

cimento

Parâmetro mais importante: Teor em C3A



Parâmetro mais importante: Teor em C3A

> teor em C3A => < velocidade de penetração

� Existe a vantagem em utilizar cimentos com elevadas quantidades de C3A em

ambientes contaminados por cloretos

Precauções a tomar: - calor de hidratação

- ataque dos sulfatos


� Adições

• Conduzem a um refinamento e bloqueamento da estrutura porosa do betão, aumentando a

resistência à penetração de cloretos

Os ensaios experimentais mostram que a utilização de sílica de fumo, pozolanas, cinzas

volantes e escórias de alto forno reduz substancialmente a velocidade de penetração de

cloretos.



cloretos.

Recomendação: em ambientes contaminados por cloretos utilizar cimentos

com adições (cimentos CEM II, III, IV e V) ou misturas de

cimentos e adições


� Determinam os mecanismos de transporte de cloretos no betão

• Zona atmosférica �� absorção + difusão

A deposição de cloretos à superfície do betão depende:

- distância à orla costeira- rumo do vento- exposição à chuva



• Zona de rebentação �� absorção + difusão

A carbonatação faz acelerar a penetração de cloretos

A penetração depende do ritmo de secagem e molhagem do betão

• Zona de maré �� (absorção) + difusão

• Zona submersa �� permeação + difusão

CORROSÃO



A velocidade com que se processa o mecanismo da corrosão depende de dois

factores principais

� Resistividade do betão

� Quantidade de oxigénio ao nível das armaduras

PARÂMETROS PRINCIPAIS

Resistividade do betãoÉ influenciada fundamentalmente pelo teor de humidade do betão



Outros factores importantes:

- qualidade do betão (razão água-cimento)

- contaminação por cloretos

Acesso de oxigénio às armaduras

É influenciado fundamentalmente pelo teor de humidade do betão



Outros factores importantes:

- qualidade do betão (razão água-cimento)

- espessura de recobrimento das armaduras

Efeito da humidade na velocidade de corrosão



� Os maiores níveis de deterioração por corrosão de armaduras ocorrem em elementos sujeitos a períodos alternados de molhagem e secagem

Existe um teor de humidade intermédio para o qual a velocidade de corrosão é máxima

Efeito da temperatura na velocidade de corrosão

A temperatura influencia a velocidade das reacções químicas e a mobilidade dos iões no mecanismo da corrosão

Os ensaios confirmam a regra de que a um aumento da temperatura de 10 ºC corresponde uma duplicação da velocidade de corrosão



� Os climas quentes são mais agressivos relativamente à deterioração por corrosão de armaduras

Interacção ambiente-estrutura

O teor de humidade no interior do betão depende de dois factores:

�� condições ambientais à superfície do betão

�� espessura e qualidade do betão de recobrimento

A velocidade de corrosão é influenciada essencialmente pelo teor de humidade do betão ao nível das armaduras



Influência da espessura e da qualidade do betão de recobrimentona humidade relativa ao nível das armaduras



a) Velocidade de corrosão baixab) Velocidade de corrosão elevadac) Velocidade de corrosão elevada

Fendilhação

�� fendas paralelas às armaduras têm grande influência no mecanismo da corrosão

despassivaçãovelocidade de corrosão

�� fendas transversais às armaduras têm uma influência importante na despassivaçãoe pouca influência na velocidade de corrosão (W < 0.5 mm)

Permite o acesso rápido das substâncias agressivas ao nível das armaduras

O mecanismo da corrosão é fundamentalmente influenciado pelo processo catódico nas zonas adjacentes às fendas

Qualidade do betão



SULFATOS




� Qualidade do betão

Este parâmetro determina a resistência do betão à penetração de sulfatos

A qualidade do betão é função da composição, compactação e cura


Este parâmetro determina a quantidade de sulfatos em contacto com o betão e os tipos de mecanismos

de transporte que vão actuar


� Composição do cimento

Este parâmetro determina a quantidade de substâncias reactivas no betão

Medidas de protecção

Controlar a permeabilidade do betão

Controlar a quantidade de substâncias reactivas

Impermeabilizar o betão

Três tipos

� Permeabilidade

- Utilizar razões água-cimento baixas e dosagens de cimento adequadas

- Utilizar adições activas – pozolanas, cinzas volantes, sílica de fuma e escórias de alto forno



� Substâncias reactivas

- Utilizar cimentos com baixo teor em C3A

- Utilizar adições activas para reduzir a quantidade de hidróxido de cálcio

�� as adições têm um duplo efeito na protecção do betão

� Revestimentos superficiais

- Em ambientes muito contaminados é conveniente impermeabilizar o betão para evitar

o contacto com os sulfatos

ÁLCALIS




� Composição do betão

Este parâmetro determina a resistência à difusão do álcalis no interior do betão

e a quantidade de agregados reactivos


Este parâmetro determina a humidade do betão


� Composição do cimento

Este parâmetro determina o teor em álcalis do betão

Medidas de protecção

� Evitar a utilização de agregados reactivos

- avaliação da reactividade aos álcalis – Especificação LNEC E 415

� Limitar o teor em álcalis no cimento

- cimentos com baixo teor em álcalis: Na2O equiv < 0.6%

� Limitar o teor em álcalis no betão

- Na2O equiv < 3 kg/m3



� Betões com baixa permeabilidade

- controlo da penetração de água e do movimento de álcalis no interior do betão

- utilizar adições activas para reduzir a permeabilidade do betão e o teor em hidróxido

de cálcio da pasta de cimento

� Revestimentos superficiais para o betão

- para humidades relativas inferiores a 80% não ocorre expansão significativa

- Na2O equiv < 3 kg/m

Prevenção das Reacções Expansivas Internas



Enquadramento Normativo

ESTRUTURAS DE BETÃO

Execução de Estruturas de Betão

NP ENV 13670-1

Projecto de Estruturas de Betão

NP EN 1992

BETÃONP EN 206-1

NP EN 197cimento

NP EN 13263

NP EN 450cinzas volantes

NP EN 12350ensaios de betão

fresco



NP EN 13263sílica de fumo

NP EN 1008água de amassadura

NP EN 934-2adjuvantes

NP EN 13055-1agregados leves

NP EN 12620agregados

NP EN 12878pigmentos

NP EN 12390ensaios de betão

endurecido

DurabilidadeEsp LNEC E 461Esp LNEC E 464Esp LNEC E 465

−−−− Dono de Obra� Especificar o uso, o período de vida útil e os requisitos para o projecto e obra

� Controlo de qualidade

� Inspecção e ensaios

−−−− Projectista� Identificar as condições de exposição ambientais

� Concepção (sistema estrutural, geometria dos elementos)

� Especificação dos materiais e recobrimentos

� Critérios de projecto (controlo da fendilhação, ...)

� Pormenorização e definição de eventuais medidas de protecção adicional

Enquadramento geral dos intervenientes no processo de garantia da Durabilidade



� Manual de manutenção

−−−− Empreiteiro� Executar a estrutura de acordo com os requisitos especificados

� Controlar a composição do betão (razão A/C, tipo de cimento, agregados, ...)

� Controlar a betonagem e cura do betão

� Controlar os recobrimentos

− Utilizador� Inspecção/avaliação do comportamento

� Manutenção

� Evitar alterações na utilização da estrutura que agravem a agressividade das condições de exposição

A protecção a conferir à estrutura deve ser definida considerando:

• Utilização

• Vida útil

• Manutenção prevista

• Efeito das acções directas

indirectas

AMBIENTAIS



Acções ambientais:Condições de exposição químicas e físicas a que a estrutura está sujeita para

além das acções mecânicas actuantes (NP EN 206-1; E 464)

Classes de exposição ambiental

(LNEC E464)

Classe Descrição doambiente

Exemplos informativos

X0 Para betão sem armaduras: Todas as exposições, excepto ao gelo/degelo, abrasão ou ao ataque químico

Betão enterrado em solo não agressivo.

Betão permanentemente submerso em água não agressiva.

Betão com ciclos de molhagem/secagem não sujeito a abrasão, gelo/degelo ou

ataque químico.

Para betão armado: muito seco

Betão armado em ambiente muito seco. Betão no interior de edifícios com muito baixa humidade do ar.

Quadro 1 – Sem risco de corrosão ou ataque



Classe Descrição do ambiente Exemplos informativos

XC1 Seco ou permanentemente húmido

Betão armado no interior de edifícios ou estruturas, com excepção das áreas comhumidade elevada.

Betão armado permanentemente submerso em água não agressiva.

XC2 Húmido, raramente seco Betão armado enterrado em solo não agressivo.

Betão armado sujeito a longos períodos de contacto com água não agressiva.

XC3 Moderadamente húmido Superfícies exteriores de betão armado protegidas da chuva transportada pelo vento.

Betão armado no interior de estruturas com moderada ou elevada humidade do ar

(v.g., cozinhas, casas de banho).

XC4 Ciclicamente húmido e seco Betão armado exposto a ciclos de molhagem/secagem.

Superfícies exteriores de betão armado expostas à chuva ou fora do âmbito da XC2

Quadro 2 – Corrosão induzida por carbonatação



XD1 Moderadamente húmido Betão armado em partes de pontes afastadas da acção directa dos saisdescongelantes, mas expostas a cloretos transportados pelo ar.

XD2 Húmido, raramente seco Betão armado completamente imerso em água contendo cloretos; piscinas.

XD3 Ciclicamente húmido e seco Betão armado directamente afectado pelos sais descongelantes ou pelos salpicosde água contendo cloretos(1).

Betão armado em que uma das superfícies está imersa em água contendo cloretos

e a outra exposta ao ar (v.g., algumas piscinas ou partes delas). Lajes de parques

de estacionamento de automóveis(2) e outros pavimentos expostos a sais contendo

cloretos.

Quadro 3 – Corrosão induzida por cloretos não provenientes da água do mar

(1) No nosso país estas situações deverão ser consideradas na classe XD1; (2) Idem, se relevante




XS1 Ar transportando sais marinhos mas sem contacto directo com água do mar

Betão armado em ambiente marítimo saturado de sais.

Betão armado em áreas costeiras perto do mar, directamente exposto e a menos

de 200 m do mar; esta distância pode ser aumentada até 1 km nas costas planas

e foz de rios.

XS2 Submersão permanente Betão armado permanentemente submerso.

XS3 Zona de marés, de rebentação e de salpicos

Betão armado sujeito às marés ou aos salpicos, desde 10 m acima do nívelsuperior das marés (5 m na costa Sul de Portugal Continental) até 1 m abaixo donível inferior das marés.

Betão armado em que uma das superfícies está imersa em água do mar e a outra

exposta ao ar (v.g., túneis submersos ou abertos em rocha ou solos permeáveis

no mar ou em estuário de rios). Esta exposição exigirá muito provavelmente

medidas de protecção suplementares.

Quadro 4 – Corrosão induzida por cloretos da água do mar



XF1 Moderado número de ciclos de gelo/degelo, sem produtos descongelantes

Betão em superfícies verticais expostas à chuva e ao gelo.

Betão em superfícies não verticais mas expostas à chuva ou gelo.

XF2 Moderado número de ciclos de gelo/degelo, com produtos descongelantes

Betão, tal como nas pontes, classificável como XF1, mas exposto aos saisdescongelantes directa ou indirectamente.

Quadro 5 – Ataque pelo gelo/degelo



6. Ataque químico

XA1 Ambiente químico ligeiramente agressivo, deacordo com a EN 206-1, Quadro 2

Terrenos naturais e água no terreno

XA2 Ambiente químico moderadamente agressivo,de acordo com a EN 206-1, Quadro 2


XA3 Ambiente químico altamente agressivo, deacordo com a EN 206-1, Quadro 2



Caracterização química

Classes de exposição

Água no solo XA1 – pouco agressivas XA2 – moderadamente agressivas

XA3 – muito agressivas

mg/l ≥ 200 e ≤ 600 > 600 e ≤ 3000 > 3000 e ≤ 6000

pH ≤ 6.5 e ≥ 5.5 < 5.5 e ≥ 4.5 < 4.5 e ≥ 4.0

CO2 agressivo mg/l ≥ 15 e ≤ 40 > 40 e ≤ 100 > 100

até à saturação

mg/l ≥ 15 e ≤ 30 > 30 e ≤ 60 > 60 e ≤ 100

SO2-4

NH+4



Mg2+ mg/l ≥ 300 e ≤ 1000 > 1000 e ≤ 3000 > 3000

até à saturação

Solos

mg/kgª) total ≥ 2000 e ≤ 3000(b) > 3000b) e ≤ 12000 > 12000 e ≤ 24000

Acidez ml/kg > 200

Baumann Gully Não encontrado na prática

a) Os solos argilosos com uma permeabilidade abaixo de 10-5 m/s podem ser colocados numa classe mais baixa

b) O limite de 3000 mg/kg deve ser reduzido para 2000 mg/kg, caso exista risco de acumulação de iões sulfato no betão devido a ciclos de secagem e

molhagem ou à absorção capilar.

4

SO2-4


� Sempre que nas classes XA1 ou XA2 houver riscos de acumulação de sulfatos devidos a ciclos de secagem e molhagem ou de absorção capilar devem satisfazer-se os requisitos da classe superior

� O ataque por bactérias anaeróbias que produzem ácidos (p.e. em esgotos), é um ataque químico fortemente agressivo �� Classe XA3

� Sempre que o teor de qualquer dos elementos agressivos seja superior ao limite indicado para a classe XA3 deve-se proteger o betão



Outras formas particulares de acções agressivas

� Utilização da estrutura para armazenamento de produtos agressivos

� Cloretos contidos no betão

� Reacções álcalis-sílica

� Abrasão, erosão, cavitação

� Variações de temperatura

� Penetração de água sob pressão

� Acções biológicas agressivas

� …..

Requisitos de durabilidade

Aspectos a considerar:

� Concepção estrutural – forma estrutural: geometria; robustez

� Pormenorização da estrutura - recobrimento das armaduraspormenorização das armadurasdrenagem

� Selecção dos materiais – betão composição: A/C; dosagem de cimentotipo de cimentoagregados



agregados

� Execução – colocação e compactação do betãoprotecção e curarecobrimento das armaduras

� Controlo de qualidade

� Medidas especiais de protecção - armaduras em aço inoxrevestimentos superficiais (betão e armaduras)prevenção/protecção catódica

Medidas de protecção adicional

Revestimentos superficiais para betão



Revestimentos superficiais para betão

Prevenção catódica

ESPECIFICAÇÃO DA DURABILIDADE

2 métodos:

� Metodologia prescritivacom base em requisitos de composição e recobrimento de armaduras



com base em requisitos de composição e recobrimento de armaduras

� Metodologia baseada em propriedades de desempenho do betão

modelação dos mecanismos de deterioração considerando a variabilidade dos parâmetros em causa (análise probabilística)

METODOLOGIA PRESCRITIVA

RECOBRIMENTO DAS ARMADURAS

Recobrimento nominal a especificar nos desenhos de projecto

Cnom = Cmin + ∆∆∆∆ Cdev



Cnom = Cmin + ∆∆∆∆ Cdev

∆∆∆∆ Cdev = 10 mm (NP ENV 13670-1)

Recobrimento Cmin

protecção das armaduras contra a corrosão

transmissão de forças entre a armadura e o betão

resistência ao fogo

deve assegurar


RECOBRIMENTO MINIMO

Cmin = máx {Cmin,b; Cmin,dur + ∆∆∆∆ Cdur,γγγγ - ∆∆∆∆ Cdur,st – ∆∆∆∆ Cdur,add; 10mm}

Cmin,b – recobrimento mínimo para garantir a aderência

Cmin,dur – recobrimento mínimo relativo às condições ambientais

∆∆∆∆ Cdur,γγγγ – margem de segurança adicional



∆∆∆∆ Cdur,γγγγ – margem de segurança adicional

∆∆∆∆ Cdur,st – redução do recobrimento no caso de utilização de aço inox

∆∆∆∆ Cdur,add – redução do recobrimento no caso de utilização de protecções adicionais

Cmin,dur


Classe estrutural


Classe estrutural

� Definem-se 6 classes estruturais S1 a S6 por forma a contemplar os seguintes aspectos:

- Período de vida útil- Classe de resistência do betão (qualidade do betão)



- Classe de resistência do betão (qualidade do betão)- Forma estrutural- Controlo de qualidade

� A classe estrutural de referência recomendada é a S4 (relativa a um período de vida útil de 50 anos)

�� Os requisitos relativos à composição e resistência do betão referem-se a esta classe estrutural


Classe Estrutural

Critério

Classe de Exposição de acordo com o Quadro 4.1

X0 XC1 XC2 / XC3 XC4 XD1 XD2 / XS1

XD3 / XS2 /XS3

Tempo de vida útil de projecto de 100 anos

aumentar de 2

classes

aumentar de 2

classes

aumentar de 2

classes

aumentar de 2

classes

aumentar de 2

classes

aumentar de 2

classes

aumentar de 2 classes

Classe de Resistência ≥ C30/37 ≥ C30/37 ≥ C35/45 ≥ C40/50 ≥ C40/50 ≥ C40/50 ≥ C45/55

Quadro 4.3N: Classificação estrutural recomendada



Classe de Resistência 1) 2)

≥ C30/37

reduzir de

1 classe

≥ C30/37

reduzir de

1 classe

≥ C35/45

reduzir de

1 classe

≥ C40/50

reduzir de

1 classe

≥ C40/50

reduzir de

1 classe

≥ C40/50

reduzir de

1 classe

≥ C45/55

reduzir de 1

classe

Elemento com geometria de laje(posição das armaduras não

afectada pelo processo

construtivo)

reduzir de 1 classe

reduzir de 1 classe

reduzir de 1 classe

reduzir de 1 classe

reduzir de 1 classe

reduzir de 1 classe

reduzir de 1 classe

Garantia especial de controlo da qualidade da produção do betão

reduzir de 1 classe

reduzir de 1 classe

reduzir de 1 classe

reduzir de 1 classe

reduzir de 1 classe

reduzir de 1 classe

reduzir de 1 classe


�Requisito ambiental para cmin,dur (mm)

ClasseEstrutural


X0 XC1 XC2 / XC3

XC4 XD1 / XS1

XD2 / XS2

XD3 / XS3

S1 10 10 10 15 20 25 30

S2 10 10 15 20 25 30 35

S3 10 10 20 25 30 35 40

S4 10 15 25 30 35 40 45

S5 15 20 30 35 40 45 50

S6 20 25 35 40 45 50 55

Quadro 4.4N: Valores do recobrimento mínimo, cmin,dur, requisitos relativos à durabilidade das armaduras para betão armado, de acordo com a EN 10080



�Requisito ambiental para cmin,dur (mm)

ClasseEstrutural


X0 XC1 XC2 / XC3 XC4 XD1 / XS1

XD2 / XS2

XD3 / XS3

S1 10 15 20 25 30 35 40

S2 10 15 25 30 35 40 45

S3 10 20 30 35 40 45 50

S4 10 25 35 40 45 50 55

S5 15 30 40 45 50 55 60

S6 20 35 45 50 55 60 65

Quadro 4.5N: Valores do recobrimento mínimo, cmin,dur, requisitos relativos à durabilidade das armaduras de pré-esforço


∆∆∆∆ Cdur,γγγγ – valor recomendado 0mm

∆∆∆∆ Cdur,st = 10 mm (aço inox austenítico ou austenítico-ferrítico)

∆∆∆∆ Cdur,add = 5 mm (protecção superficial do betão satisfazendo a E468)

∆∆∆∆ Cdur,add = 5 mm (revestimento das armaduras com epóxi)



No entanto:

A utilização das possíveis reduções do recobrimento não poderá permitir que o valor de Cmin,dur seja inferior ao correspondente à:

- Classe 2 para uma vida útil de 50 anos

- Classe 4 para uma vida útil de 100 anos

Prescrições relativas à composição e classe de resistência do betão

LNEC E464

Tipo de cimento CEM I (Referência); CEM II/A (1) CEM II/B(1); CEM III/A(2); CEM IV(2); CEM V/A(2)

Classe de exposição XC1 XC2 XC3 XC4 XC1 XC2 XC3 XC4

Mínimo recobrimento nominal (mm)*

Quadro 6 – Limites da composição e da classe de resistência do betão sob acção do dióxido de carbono, para uma vida útil de 50 anos

- Vida útil de 50 anos-



Mínimo recobrimento nominal (mm)* 25 35 35 40 25 35 35 40

Máxima razão água/cimento

0,65 0,65 0,60 0,60 0,65 0,65 0,55 0,55

Mínima dosagem de cimento, C (kg/m3)

240 240 280 280 260 260 300 300

Mínima classe de resistência

C25/30LC25/28

C25/30LC25/28

C30/37LC30/33

C30/37LC30/33

C25/30LC25/28

C25/30LC25/28

C30/37LC30/33

C30/37LC30/33

(1) Não aplicável aos cimentos II/A-T e II/A-W e aos cimentos II/B-T e II/B-W, respectivamente.(2) Não aplicável aos cimentos com percentagem inferior a 50% de clínquer portland, em massa.


Tipo de cimento CEM IV/A (Referência); CEM IV/B; CEM III/A; CEM III/B; CEM V; CEM II/B (1);

CEM II/A-DCEM I; CEM II/A (1)

Classe de exposição XS1/ XD1 XS2/ XD2 XS3/ XD3 XS1/ XD1 XS2/ XD2 XS3/ XD3

Mínimo recobrimento nominal (mm)* 45 50 55 45 50 55

Máxima razão água/cimento 0,55 0,55 0,45 0,45 0,45 0,40


320 320 340 360 360 380


C30/37 LC30/33

C30/37 LC30/33

C35/45 LC35/38

C40/50 LC40/44

C40/50 LC40/44

C50/60 LC50/55

(1) Não aplicável aos cimentos II-T, II-W, II/B-L e II/B-LL.

Quadro 7 – Limites da composição e da classe de resistência do betão sob acção dos cloretos, para uma vida útil de 50 anos



Tipo de cimento CEM I (Referência); CEM II/A (1) CEM II/B(1); CEM III/A(2); CEM IV(2); CEM V/A(2)

Classe de exposição XF1 XF2 XF1 XF2

Máxima razão água/cimento

0,60 0,55 0,55 0,50


280 280 300 300


C30/37LC30/33

C30/37LC30/33

C30/37LC30/33

C30/37LC30/33

Teor mínimo de ar (%) ______ 4,0 ______ 4,0(1) Não aplicável aos cimentos II/A-T e II/A-W e aos cimentos II/B-T e II/B-W, respectivamente.(2) Não aplicável aos cimentos com percentagem inferior a 50% de clínquer portland, em massa.

Quadro 8 – Limites da composição e da classe de resistência do betão sob acção do gelo/degelo, para uma vida útil de 50 anos


Tipo de cimento CEM IV/A (Referência); CEM IV/B; CEM III/A; CEM III/B; CEM V; CEM II/B (1);

CEM II/A-DCEM I; CEM II/A (1)

Classe de exposição XA1 XA2 (2) XA3 (2) XA1 XA2 (2) XA3 (2)

Máxima razão água/cimento 0,55 0,50 0,45 0,50 0,45 0,45


320 340 360 340 360 380


C30/37 LC30/33

C35/45 LC35/38

C35/45 LC35/38

C35/45 LC35/38

C40/50 LC40/44

C40/50 LC40/44

(1) Não aplicável aos cimentos II-T, II-W, II/B-L e II/B-LL.(2) Quando a agressividade resultar da presença de sulfatos, os cimentos devem satisfazer os requisitos mencionados na secção 5,

nomeadamente no Quadro 10, aplicando-se ao betão as exigências estabelecidas neste quadro para o CEM IV.

Quadro 9 – Limites da composição e da classe de resistência à compressão do betão sob ataque químico, para uma vida útil de 50 anos



nomeadamente no Quadro 10, aplicando-se ao betão as exigências estabelecidas neste quadro para o CEM IV.

� Se na composição do betão forem utilizadas adições os termos dosagem de cimento e

razão água-cimento devem ser substituídos por dosagem de ligante e razão água-

ligante

� A dosagem de cimento indicada nos quadros referem-se a betões com com Dmáx 32 mm

Para outros valores de Dmáx tem-se:

12.5 ≤ Dmáx < 20mm: C20/12.5 = 1.10 C

4 < Dmáx <12.5 mm: C12.5/4 = 1.23 C


� Quando a agressividade química for devida à acção dos sulfatos

� Cimentos resistentes aos sulfatos

Tipo de cimentoCEM I (1) CEM II (2) CEM III,IV,V(3)



Teor de C3 A

XA2 ≤≤≤≤ 5 % ≤≤≤≤ 8 % ≤≤≤≤ 10 %

XA3 ≤≤≤≤ 5 % ≤≤≤≤ 6 % ≤≤≤≤ 8 %

Teor d (C3 A+C4 AF) ≤≤≤≤ 20 % ≤≤≤≤ 25 %

(1) Aplicável também aos cimentos CEM II/A-L, II/A-LL e II/A-M(2) Só aplicável aos cimentos CEM II/S, II/D, II/P e II/V

(3) Só exigível aos cimentos CEM III/A, IV/A e V/A


Alterações dos requisitos dos quadros 6 a 9:

� Classes XC; XD e XS

o recobrimento nominal é aumentado de 10 mm

- Vida útil de 100 anos -



o recobrimento nominal é aumentado de 10 mm

� Classes XF e XA

razão A/C é diminuída de 0.05

C é aumentada de 20 kg/m3

classe de resistência é aumentada de 2 classes

Combinação de classes de exposição

As diferentes superfícies de um dado elemento estrutural podem estar sujeitas a diferentes classes de exposição ou à combinação de várias classes de exposição

XC2 com:

XD2

XS2 + ataque da água do mar (XA1)

Quadro 11 – Combinações de classes de exposição



XC2 com:XS2 + ataque da água do mar (XA1)

XF1

XA1, XA2 ou XA3

XC3 ou XC4 XF1

com : XD1+ XF2

XS1

XD3

XS3+ ataque da água do mar (XA1)

XC4 com: XA1, XA2 ou XA3


CORTE TIPO

Exemplo: Ponte localizada num estuário

XC3/XS1 XC4/XS1



XC4/XS3

XC4/XS3/XA1

XC2/XS2/XA1


Exemplo: Viaduto localizado no interior

XC3

XC4

XC4



XC2/XA1

Nos casos de não satisfação dos requisitos definidos nos quadros 6 e 7 há que recorrer às seguintes metodologias:

� Conceito de desempenho equivalente

- composição não respeitando os limites indicados

- utilização de outros cimentos que não os indicados



� Métodos baseados no desempenho

- recobrimentos menores os mínimos indicados

- recobrimentos maiores que os indicados e composições com menores exigências

- períodos de vida útil diferentes de 50 e 100 anos

Conceito de desempenho equivalente

Comparação do desempenho da composição de estudo com o desempenho de uma composição de referência que satisfaça os requisitos dos quadros 6 e 7

Classe de exposição

Propriedades a determinar

Métodos de ensaio

Número e tipo de provetes

(mm)

XC1

XC2

XC3

XC4

Carbonatação acelerada

LNEC E 391

1 provete 150x150x600

Permeabilidade ao oxigénio

LNEC E 392

3 provetes

φ 150; h= 50



XC4

Resistência à compressão

NP EN 12390-3

3 provetes de 150x150x150

XS1/XD1

XS2/XD2

XS3/XD3

Coef. de difusão dos cloretos

LNEC E 463

2 provetes φ 100; h= 50

Absorção capilar LNEC E 393

3 provetes

φ 150; h= 50

Resistência à compressão

NP EN 12390-3

3 provetes de 150x150x150

O desempenho médio das composições de estudo deve ser igual ou superior ao da composição de referência

CLASSIFICAÇÃO DO BETÃO -EN 206-

• Classes de resistência à compressão

• Classes de exposição ambiental

• Classes de consistência



• Classes relacionadas com o Dmáx

• Classes de massa volúmica (betão leve)

• Classes de teor de cloretos

CLASSIFICAÇÃO DO BETÃO

• Classes de resistência à compressãoBetão normal e betão pesado: C12/15 a C90/105Betão leve : LC12/13 a LC 80/88



• Classes de exposição ambientalEspecificação LNEC E464

• Classes relacionadas com o DmáxA classificação é definida pela máxima dimensão doagregado mais grosso


• Classes de consistência

Classes de abaixamento (S1 a S5)

Classe Abaixamento (mm)

S1

S2

10 a 40

50 a 90



Classes Vêbê (V0 a V4)

Classes de compactação (C0 a C4)

Classes de espalhamento (F1 a F6)

S3

S4

S5

100 a 150

160 a 210

≥≥≥≥ 220


• Classes de massa volúmica (betão leve)

Classes Massa volúmica (kg/m3)

1.0

1.2

801 – 1000

1001 – 1200



1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

1001 – 1200

1201 – 1400

1401 – 1600

1601 – 1800

1801 - 2000


• Classes de teor de cloretos

Utilização do betão Classes de exposição ambiental

XC ; XF; XA XS; XD



XC ; XF; XA XS; XD

Betão sem armaduras de aço ou outros

metais embebidos

Cl 1.0 Cl 1.0

Betão com armaduras ou outros metais

embebidos

Cl 0.4 Cl 0.2

Betão com armaduras pré-esforçadas Cl 0.2 Cl 0.1

TIPOS DE ESPECIFICAÇÃO DO BETÃO -EN 206-

• Betão de comportamento especificadoBetão cujas propriedades requeridas e características adicionais são especificadas ao produtor

• Betão de composição prescrita



• Betão de composição prescritaBetão cuja composição e materiais constituintes são especificados aoprodutor

• Betão de composição prescrita em normaBetão de composição prescrita cuja composição se encontra estabelecida numa norma válida no local de utilização do betão (actualmente inexistente)

TIPOS DE ESPECIFICAÇÃO DO BETÃO

BETÃO DE COMPORTAMENTO ESPECIFICADORequisitos fundamentais a especificar (betão normal)

• Conformidade com a EN 206-1



• Classe de resistência à compressão

• Classe de exposição

• Máxima dimensão do agregado mais grosso

• Classe de teor de cloretos

• Classe de consistência


BETÃO DE COMPOSIÇÃO PRESCRITARequisitos fundamentais a especificar (betão normal)

• Conformidade com a EN 206-1• Dosagem de cimento• Tipo e classe de resistência do cimento



• Tipo e classe de resistência do cimento• Razão A/C ou consistência• Tipo, categorias e teor máximo de cloretos dos agregados• Máxima dimensão do agregado mais grosso e quaisquer

limitações para a granulometria• Tipo e quantidade de adições e adjuvantes• As origens dos adjuvantes ou adições e do cimento, em

substituição de características impossíveis de definir por outros meios


DESIGNAÇÃO ABREVIADA PARA O BETÃO DE COMPOSTAMENTO ESPECIFICADO

• Referência à norma: EN 206-1

• Classe de resistência à compressão





• Máxima dimensão do agregado mais grosso

• Classe de consistência

• Classe de teor de cloretos

Exemplo: EN206-1; C30/37; XC4(P); Dmax 25; S4; Cl 0.4

DURABILIDADE ESTRUTURAS DE BETÃO - Página Inicialcristina/RREst/modulo3.pdf · DURABILIDADE...

Documents

Transcript of DURABILIDADE ESTRUTURAS DE BETÃO - Página Inicialcristina/RREst/modulo3.pdf · DURABILIDADE...