42 cofragem de permeabilidade controlada...

ENGENHARIA E VIDAN.15 JULHO/AGOSTO 2005

42 COFRAGEM DE PERMEABILIDADE CONTROLADA MINIMIZAR OS EFEITOS DA DEGRADAÇÃO DO BETÃO

INOVAÇÃO E TECNOLOGIA

COFRAGEM DE PERMEABILIDADE CONTROLADA

MINIMIZAR OS EFEITOS DA DEGRADAÇÃO DO BETÃO O BETÃO É UM MATERIAL VERSÁTIL E HOJE IMPRESCINDÍVEL NA NOSSA SOCIEDADE, JÁ QUE É LARGAMENTE UTILIZADO EM TODO O TIPOOBRAS: DE PONTES E ESTRADAS A HABITAÇÕES, ESCOLAS E HOSPITAIS. A INDÚSTRIA DA CONSTRUÇÃO É, ASSIM, ALTAMENTEDEPENDENTE DE RECURSOS COMO OS AGREGADOS E AS MATÉRIAS-PRIMAS DO CIMENTO, QUE MUITO CONTRIBUEM PARA AS EMISSÕES DE CO2, SENDO AINDA RESPONSÁVEL PELO ELEVADO CONSUMO DE ENERGIA DO PARQUE CONSTRUÍDO. PERANTE TAIS CIRCUNSTÂNCIAS,ESTA INDÚSTRIA ENFRENTA UM VERDADEIRO DESAFIO AMBIENTAL COM VISTA À CONSTRUÇÃO SUSTENTÁVEL, ONDE A DURABILIDADE DAS ESTRUTURAS DE BETÃO ARMADO E PRÉ-ESFORÇADO É UM DOS ASPECTOS A CONSIDERAR. UM MÉTODO DE MELHORAR A DURABILIDADE É A UTILIZAÇÃO DE COFRAGEM DE PERMEABILIDADE CONTROLADA (CPF). ESTE CONSISTE NA UTILIZAÇÃO DE UM FILTRO/DRENO FIXO À COFRAGEM, QUE DRENA OS EXCEDENTES DE ÁGUA E AR E RETÉM À SUPERFÍCIE DO BETÃO AS PARTÍCULASDE CIMENTO. DESTA FORMA, PRODUZ UMA “PELE” PROTECTORA DO MESMO AUMENTANDO SUBSTANCIALMENTE A DURABILIDADE DA ESTRUTURA.

TEXTO E FOTOS JOANA SOUSA COUTINHO


42-49

1.


43COFRAGEM DE PERMEABILIDADE CONTROLADA MINIMIZAR OS EFEITOS DA DEGRADAÇÃO DO BETÃO


CONSIDERAÇÕES GERAISAmbiente e sustentabilidade O ambiente global assume-se hoje como uma questão vital para a Humanidade. Porém, as acções do Homem ao longo do séc. XXnem sempre tomaram esse facto em consideração, tendo surgidopreocupações relacionadas com o nosso próprio futuro (FIB Bulletin28, 2004).Na realidade, com 6,1 biliões de pessoas a depender de recursos do mesmo pequeno Planeta, a percepção de que se estáa “gastar” de uma conta finita tem vindo a ganhar contornos. Nestemomento, a quantidade de produtos agrícolas, animais e outros tipos de biomatéria, extraídos da Terra anualmente, excede em cerca de 20 por cento a quantidade que o Planeta é capaz de repor. Isto é,leva cerca de 14,4 meses a repor os recursos que se consomem em12 meses. Está portanto a gastar-se o “capital”. O desenvolvimentosustentável funciona invertendo esta situação, expandindo a base de recursos e ajustando o modo como se utiliza essa base de maneira a que se viva apenas de “juros” biológicos sem nunca se tocar no capital (Kluger e Dorfman, 2002). No conceito de desenvolvimento sustentável, os recursos necessários no presentesão utilizados sem comprometer as necessidades das geraçõesfuturas. Para que a sustentabilidade seja uma realidade, é precisoestabelecer restrições legais e acordos internacionais relacionadoscom a circulação de recursos, eficiência energética, emissão de CO2 e outros aspectos ambientais (FIB Bulletin 28, 2004). A indústria da construção produz grandes quantidades de betão,sendo, portanto, altamente dependente de agregados e matérias--primas do cimento. Presentemente, o consumo mundial de cimentocifra-se em cerca de 1,5 biliões de ton./ano (Glass, 2001), cujaprodução é responsável por uma quantidade semelhante de emissãode CO2 para a atmosfera (Mehta, 1994) – um dos gases responsáveispelos conhecidos efeitos atmosféricos, como o aquecimento global, a redução da camada de ozono e as chuvas ácidas. A emissão de CO2 representa actualmente uma das questõesambientais mais importantes. O Protocolo de Kyoto, adoptado na Conferência Internacional para a Prevenção do AquecimentoGlobal, em 1997, exigia que o Japão, os EUA e a UE reduzissem até 2010 as suas emissões de gases, as quais provocam um efeito de estufa acrescido em 6, 7 e 8 por cento, respectivamente, quandocomparadas com os níveis de emissões de 1990. Embora algunspaíses (como reflexo do Protocolo de Kyoto) tenham começado

a implementar medidas legais, os objectivos propostos não estão a ser cumpridos e as emissões de CO2 ainda continuam a aumentar(FIB Bulletin 28, 2004). Além das emissões de CO2, é ainda consumida uma grandequantidade de energia nos edifícios construídos pelo que se estimaque a indústria de construção e o parque construído são, em conjunto, responsáveis por cerca de 40 por cento do consumo de energia e emissão dos gases que provocam o efeito de estufa.Além de que as actividades de construção e demolição são as que produzem mais resíduos (FIB Bulletin 28, 2004).Neste cenário, a indústria de construção enfrenta um verdadeirodesafio ambiental com vista à construção sustentável. Uma consciência que levou a que, nos últimos dez anos, a avaliaçãoda sustentabilidade de estruturas tenha vindo a assumir uma cadavez maior importância. Tradicionalmente, o projecto e o modo de avaliação de uma estrutura eram baseados em três factoresprimários e competitivos: qualidade, custo e tempo. Hoje, e segundoo referido na General Agenda 21 (Rio 1992) e na Agenda 21 sobreConstrução Sustentável, os três pilares da sustentabilidade que têm que ser considerados no projecto, construção e utilização de qualquer produto são: Questões ambientais; Restriçõeseconómicas; e Aspectos sócioculturais.Enquanto a abordagem tradicional se baseava na optimização da eficiência económica sem grande consideração pelos aspectosambientais, a nova abordagem da “construção sustentável” realça a importância da redução do impacte ambiental de edifícios e estruturas de engenharia civil, considerando igualmente os outros critérios (económico, cultural e social), bem como os factores tradicionais (qualidade, custo e tempo). Todos eles hojeequacionados nos processos de projecto e avaliação. Em virtude do número excepcional de estruturas em betão (armado e pré-esforçado) construídas todos os anos, por todo o mundo, a indústria da construção enfrenta uma evolução para a abordagemda “construção sustentável”. Torna-se imprescindível passar a fazer o “projecto ambiental” de uma estrutura e adoptar as melhorestecnologias disponíveis do ponto de vista ambiental, assim comooptimizar as estruturas através da implementação de metodologiasde avaliação do impacte ambiental com vista à prevenção e reduçãodas emissões e impacte provocado (FIB Bulletin 28, 2004).Apresentam-se de seguida algumas tecnologias disponíveis que poderão contribuir para a construção sustentável:

1. Ensaio de resistência à penetração de cloretos pelo métodoCTH recentemente publicado como especificação do LNEC E 463




> Minimizar o uso de clínquer Portland continuando a satisfazer as necessidades crescentes de betão. De facto, o consumo de cimento deverá atingir um valor próximo de 2 x 1012 toneladasem 2010 e encontram-se disponíveis subprodutos pozolânicos e cimentícios suficientes que podem substituir (parcialmente) o clínquer Portland. Assim, não será necessário aumentar a produção de clínquer Portland (Mehta, 2001). A utilização destessubprodutos em substituição do clínquer Portland corresponde a uma menor emissão de CO2, menor gasto de energia, evita os impactes ambientais provenientes da deposição como resíduose, em geral, este tipo de materiais aumenta a durabilidade do betão armado e pré-esforçado.

> Maximizar a utilização de agregados reciclados. Na América do Norte, Europa e Japão, cerca de dois terços dos resíduos de construção e demolição provêm de escombros de alvenaria e de betão (Mehta, 2001) que podem ser reciclados. Actualmente,apenas uma pequena parcela daqueles agregados é utilizada para fabrico de betão. No entanto, devido a restrições ambientais e aos elevados custos de armazenamento de resíduos, muitospaíses europeus já estabeleceram cotas a curto prazo de modo a serem reciclados 50 a 90 por cento dos resíduos de construção e demolição (Mehta, 2001).

> Maximizar o uso de aço reciclado. Neste momento, todo o aço paraarmaduras produzido em Portugal é obtido de sucata e todo o açoutilizado em armaduras pode ser recuperado mais tarde para reciclagem.

> Minimizar o uso de água potável no fabrico de betão utilizandoáguas residuais industriais recicladas.

> Maximizar a durabilidade das estruturas de betão armado e pré-esforçado. Esta é uma solução com enorme impacte, e um grande passo no sentido de optimizar a gestão global de recursos na indústria do betão. A redução de consumo de recursos proporcionada pela melhoria da durabilidade

das estruturas será drástica e eficaz se os projectistas puseremem prática a filosofia de “projectar para a durabilidade”, que aliásjá transparece na normalização actual.

Efectivamente, há muito que se tornou uma prioridade mundial a necessidade de melhorar a qualidade e a durabilidade do betão.Como tal, têm sido elaboradas normas com o desenvolvimento de classificações em novas classes ambientais com requisitosassociados de resistência, razão máxima de água/ligante e mínimadosagem de ligante. Estes requisitos por classe devem conduzir a um betão durável, de qualidade, que corresponderá à vida útil do projecto nas condições prevalecentes correspondentes à classe de exposição considerada (Wilson e Penzkofer, 2002). Em Portugal,por exemplo, tem-se verificado um refinamento em termos das classes de exposição ambiental que na NP ENV 206 (1993) eramnove (1, 2a, 2b, 3, 4a, 4b, 5a, 5b e 5c), na E 378 (1996) passaram a ser12 (EC1 a EC4, ECl1 a ECl3, EG1, EG2 e EQ1 a EQ3) e na NP EN 206-1, recentemente publicada, já são 18 (X0, XC1 a XC4, XS1 a XS3,XD1 a XD3, XF1 a XF4 e XA1 a XA3) as classes consideradas.As estruturas correntes são projectadas para uma vida útil de 50 a 60anos mas, devido à falta de qualidade na construção, sobretudo em Portugal, esse período, em muitos casos, não chega a 20 anos.Executar obras que terão uma “morte prematura” corresponde a sobreconsumir recursos. Além disso, em Portugal, tem-severificado um consumo excessivo de energia na utilização dos edifícios, também devido à falta de qualidade na construção –como se constrói “mal”, o isolamento térmico é deficiente e, por exigências de conforto, torna-se necessário climatizar os espaços com o consequente sobre consumo de energia.Cabe-nos portanto caminhar para a “construção sustentável”,procurando elaborar para cada nova estrutura o “projecto ambiental”,praticando assim de forma corrente a filosofia de “projectar e construir para a durabilidade!”

2.

2. Representação esquemática do funcionamento de CPF –cofragem de permeabilidade controlada

3. Casca de arroz (Portugal) – Fotografias em microscópioelectrónico. Observa-se a estrutura celular, causa de elevadasuperfície específica da cinza. No canto superior direito, cascae cinza de casca de arroz

3.




DurabilidadeO betão é tratado por muitos engenheiros como um material são e homogéneo mas a sua estrutura é muito complexa e está longe de ser homogénea. A estrutura porosa do betão tem sido largamenteestudada: contém vazios de várias dimensões interligados com microfissuras do tamanho de capilares. Estes defeitosinfluenciam a durabilidade e resistência da estrutura sendo que aindanão é possível, como os engenheiros civis bem sabem, produzir betãosem esses defeitos (Leeming, 1998). Isto é, a perfeição raramente se atinge em obra e qualquer problema que inevitavelmente surja no processo pode conduzir a uma redução significativa da durabilidade. Ou seja, da resistência do betão aos agentesagressivos tais como os cloretos e a carbonatação (Wilson, 2002).Cerca de 50 por cento dos gastos na indústria da construção na Europa correspondem a reparação e reabilitação, pelo que se torna evidente que a durabilidade das estruturas tem que sermelhorada (Basheer et al., 2002). Quando se pensa numa estrutura de betão armado ou pré-esforçadodurável significa que essa estrutura continua a desempenhar as funções previstas – de resistência e funcionalidade necessárias –durante o tempo de vida útil esperado. Note-se que é incorrecto falarem “betão” durável e não durável sem qualquer referência às condiçõesespecíficas de exposição previstas na fase de projecto (Neville, 2001). A chave da durabilidade de uma estrutura de betão armado ou pré-esforçado reside em produzir betão denso e impermeável,restringindo o movimento da água para o interior do betão, uma vez que a água é o factor comum na maioria dos processos de deterioração (Leeming, 1998) pelo que, para se garantir a durabilidade necessária, dever-se-á considerar os seguintesaspectos:> Pormenorização de projecto simples;> Uso de constituintes apropriados ao ambiente incluindo,

por exemplo, os vários tipos de materiais cimentícios (pozolânicose/ou de propriedade hidráulicas latentes), adjuvantes e agregados;

> Composição adequada sobretudo em termos de razãoágua/ligante;

> Recobrimento mínimo;> Execução de qualidade ou mesmo de elevada qualidade, desde as

fases de pesagem e mistura dos constituintes, transporte,colocação, compactação e acabamento do betão incluindo a fasede cura (Sousa- Coutinho, 1998; Neville, 2001).

A abordagem clássica no intuito de aumentar a durabilidade tem sidoprocurar modificar a composição do betão, sobretudo por redução darazão água/ligante e por utilização de materiais com propriedadespozolânicas ou hidráulicas latentes, tais como cinzas volantes, sílicade fumo, entre outros. Em condições muito agressivas e/ou para períodos de vida útil muitolongos, recorre-se a métodos de protecção adicional como, porexemplo, revestimentos delgados ou espessos (que necessitam de sereaplicar ao longo da vida da estrutura), o uso de Cofragem dePermeabilidade Controlada (CPF – Controlled Permeability Formwork),os inibidores de corrosão que protegerão as armaduras, a utilização deaço galvanizado ou com revestimento epoxídico, o uso de sistemas deprevenção catódica (Sousa Coutinho, 1998; Leeming, 1998).

COFRAGEM DE PERMEABILIDADE CONTROLADA Kreijger estudou a “pele” do betão e encontrou diferençassignificativas das propriedades ao longo da profundidade no betão derecobrimento, tais como a porosidade e permeabilidade que tomamvalores superiores à superfície (Leeming, 1998). Isto é, a durabilidadedas estruturas de betão armado pode ser aumentada pela melhorqualidade do betão de recobrimento (Basheer et al., 2002), na medidaem que a zona superficial do betão, quando cofrado da forma

4. a)

4. a) e b) Aplicação do filtro/dreno sobre a cofragem. Primeirosector do elemento já betonado

4. b)




tradicional, corresponde à zona mais permeável e porosaconstituindo uma “porta aberta” aos agentes agressivos.A CPF é um tipo de cofragem que corresponde a uma das poucastécnicas que melhoram a superfície do betão reduzindo a razãoágua/ligante nas camadas superficiais, actuando assim a nível dasuperfície, que corresponde à primeira linha de “defesa” contraagentes agressivos como os cloretos ou a carbonatação e tambémreduzindo os efeitos de cura deficiente (Price e Wilson, 1999).

Definição e tiposA CPF consiste em utilizar um filtro/dreno sobre um molde tradicional –cofragem de madeira, contraplacado, ou metálica – (Figura 2), com o objectivo de permitir a expulsão de bolhas de ar e o escoamentode água a mais, mas retendo à superfície do betão (junto ao filtro)partículas de cimento arrastadas do interior pela água durante,sobretudo, a fase de compactação. Como consequência, as camadassuperficiais do betão ficam muito mais ricas em cimento, mais densase impermeáveis isto é, correspondem a valores da razão água/ligantemuito mais baixas. Além disso, o filtro, saturado em água, permite a formação de uma verdadeira pele à superfície do betão, pois ficadisponível a água necessária a uma hidratação óptima do cimentopresente (Sousa Coutinho, 1998; Sousa Coutinho, 2000, Basheer, 2000 e Sousa Coutinho, 2001).Em termos de classificação, apresentam-se os seguintes tipos desistemas CPF presentemente disponíveis, a nível mundial (CIRIA, 2000):> Tipo I. Sistemas de duas camadas de filtros têxteis que são fixos

sobre o molde estrutural e tencionados in situ. Estes sistemaspodem ser reutilizados de três a cinco vezes, se cuidadosamentelimpos entre utilizações, embora não tenha sido confirmada a melhoria da durabilidade após reutilização. Exemplos deste tiposão o Silk Form e o Textile Form.

> Tipo II. Sistema constituído por uma única camada de filtro têxtil,

fixa sobre o molde estrutural e tencionada in situ. Em geral, estes sistemas são de utilização única principalmente quando se pretende optimizar a durabilidade. Exemplos dos mesmos são o Formtex e o Zemdrain (clássico).

> Tipo III. Sistema de duas camadas que combina um filtro têxtilunido a uma rede de suporte polimérica. O sistema é fixo sobre o molde estrutural mas não necessita de tensionamento. O filtro têxtil é pré-tensionado no processo de fabrico e a tensão é mantida pela rede de suporte. Este sistema é reutilizávelconsiderando-se aceitável utilizar duas vezes sem limpeza.Procedendo à limpeza, a qualidade será melhorada.

EXPERIÊNCIA INTERNACIONALA primeira referência a cofragem permeável (ainda não controlada)remonta a 1955 na Escócia onde se aplicaram painéis esponjosos e absorventes (Celotex) às cofragens do descarregador principal da barragem de Glen Shira. As referências seguintes remontam a 1985, no Japão, onde a CPF teve uma grande evolução, tendo sido cofrados milhares de metros quadrados com estes sistemas. A experiência japonesa inspirou a indústria britânica e, após uma série de ensaios, foi enviada ao Japão uma comissão de especialistaspara conhecer melhor as técnicas de cofragem em especial a CPF. A investigação e as experiências com CPF prosseguiram na Europa e a DuPont criou, em 1991, um filtro/dreno especificamente aplicávela CPF (Zemdrain – clássico). Os ensaios e aplicações sucedem-se naEuropa, Índia, Austrália, Dinamarca, além do Japão (Sousa Coutinho,1998; Leeming, 1998; BRE, 2001; McCarthy e Wibowo, 2002). Em 1995 aparecem referências sobre um filtro/dreno (Formtex)também especificamente aplicável a CPF, fabricado na Dinamarca,vindo a ser utilizado em várias aplicações (Formtex catálogo; CIRIA, 2000). Em 1996, a DuPont lança uma versão Zemdrain (MD),constituindo um sistema tipo III, que corresponde a um grande passo

5.

5. Ensaio de resistência à penetração de cloretos pelo método CTHrecentemente publicado como especificação do LNEC E 463

6. a) e b) Aplicação do filtro/dreno sobre a cofragem de uma box culvert

6. a)




em frente pois não precisa de tensionamento aquando da fixação à cofragem (Sousa Coutinho, 1998).A investigação prosseguia e as aplicações sucediam-se. Em 2000 foi publicado pela CIRIA e pela CONCRETE SOCIETY um relatório sobre o uso de CPF como técnica de melhoria das propriedades do betão superficial, apresentando-se no Quadro 1 os resultados de um levantamento internacional sobre sua utilização(CIRIA, 2000).

CPF E NORMALIZAÇÃOComo resultado de toda a investigação e publicações sobre o efeitopositivo de CPF, na parte 1 da norma britânica BS 8500-1:2002, que corresponde a uma das quatro partes que constituem o anexonacional que complementa a EN 206-1 naquele país, são referidos os cinco tipos de métodos de protecção adicional – um delescorrespondente à utilização de CPF.Note-se também que foi levado a cabo um programa de investigaçãona Universidade de Dundee – Escócia, em que se conclui que o usode CPF melhorou significativamente a resistência aos cloretos e àcorrosão do betão armado. Também se demonstrou, no âmbito dosrequisitos de durabilidade da norma britânica BS 5328, que o uso deCPF permite ou reduzir de 10MPa a resistência de projecto fixada em40MPa (50 para 40MPa) ou reduzir o recobrimento de 20mm fixadoem 30mm (50 para 30mm). Também se concluiu que o betão comapenas cimento Portland cofrado com CPF apresentou desempenhosemelhante a betões equivalentes cofrados com cofragem tradicionalde contraplacado, em que o ligante continha cinza volante, escória dealto forno e ainda uma mistura ternária com cimento Portland, cinzae escoria. Esta conclusão sugere, à luz da norma BS 8500, que emambientes com cloretos as vantagens conseguidas com ligantes comcinza ou com escória podem ser atingidas com cimento Portlandusando CPF (McCarthy et al., 2001).

EXPERIÊNCIA EM PORTUGALA metodologia utilizada para verificar os efeitos de melhoria de durabilidade do betão pela utilização de CPF foi comparar o desempenho do betão cofrado com CPF e o mesmo betão cofradotradicionalmente.Foram levados a efeito vários programas de investigação que a seguirse descrevem sucintamente:Começou por se estudar vários sistemas CPF, incluindo, por exemplo,o Molde Têxtil preconizado no Japão ou o sistema CPF com o filtro/drenoZemdrain MD que não precisa de ser tencionado sobre a cofragem, como é o caso de todos os outros tipos de filtro/dreno. A cofragem-baseutilizada foi a tradicional portuguesa de tábuas de madeira de pinho. Esta cofragem foi portanto considerada a de controlo. O betão utilizadonesta fase foi duas classes diferentes – C12/15 e C30/37. O programa de investigação envolveu uma série de ensaios nomeadamente a determinação da resistência superficial, absorção por capilaridade,penetração de água sob pressão, porosimetria de mercúrio (que permitiudeterminar não só a porosidade mas também as curvas de distribuiçãode poros no betão segundo a sua dimensão), ensaios de abrasão, de cloretos no betão, carbonatação acelerada.Todos os resultadosconfirmaram a melhoria da durabilidade do betão pelo uso de CPFsobretudo no que respeita a resistência à carbonatação e resistência à penetração de cloretos. O betão da classe C12/15 tratado com CPFprovou ser mais durável, sob todos os aspectos, do que um betão da classeC30/37 cofrado tradicionalmente. Os ensaios de porosimetria confirmarama enorme diferença da estrutura e dimensão da rede porosa das camadassuperficiais comparando o mesmo betão cofrado com e sem CPF.Assim, nesta fase, foi possível concluir que será altamente vantajosoutilizar CPF em obras onde seja necessário garantir uma qualidade dobetão de recobrimento para que a estrutura seja efectivamente duráveldurante o período de vida útil correspondente ao valor do projecto (Sousa Coutinho, 1998).

Propriedade Melhoria(média)

Resistência superficial 28 dias, Tipo II(Uso de CPF, descofrado às 24 horas, sem cura posterior resultaem betão com maior resistência superficial do que betão cofradotradicionalmente, curado 3 dias)

22%

Resistência à tracção – Pull off 27%Resistência à abrasão(C20/25 com CPF-Tipo II melhor que C50/60 cofradotradicionalmente)

80%

DurabilidadeCoeficiente de absorção por capilaridade(C20/25 com CPF melhor que C50/60 cofrado tradicionalmente)

26 a 40%

Permeabilidade > 20%Carbonatação > 18%Penetração de cloretos (Tipo II) > 20%Difusão oxigénio > 25%Resistência gelo/degelo > 20%

QUADRO 1 – MELHORIA DAS PROPRIEDADES OBTIDAS PELO USO DE CPF EM LEVANTAMENTO INTERNACIONAL (CIRIA, 2000)

6. b)




Em seguida o estudo correspondeu a ensaios em laboratório em quese estabeleceram as vantagens de utilização de CPF aplicado a betãobranco. Foram betonados muretes de betão branco – classe C30/37com três sistemas diferentes de cofragem. Pôde então concluir-seque o sistema CPF com o filtro/dreno Zemdrain MD1 melhorousignificativamente a durabilidade do betão embora a brancura tenhasido ligeiramente afectada (Sousa Coutinho, 2001).Estudou-se também a aplicação de sistemas CPF a betão com cinzade casca de arroz, metacaulino ou sílica de fumo. Utilizaram-se estesmateriais cimentícios como substitutos parciais do cimento declínquer Portland. A cinza de casca de arroz e o metacaulino foramambos obtidos em laboratório e são de origem portuguesa (Figura 3).Foi realizada uma série de ensaios respeitantes à aplicação de CPF a betões onde o cimento foi parcialmente substituído por dez, 15 e 20por cento de cinza de casca de arroz (RHA) portuguesa e betão com substituição de dez por cento de cimento por metacaulino (MTK)português e ainda betão com dez por cento do cimento substituídopor sílica de fumo (SF) (comercializado).A RHA foi obtida em laboratório por queima controlada a 650oC duranteoito horas e depois moída. Obtiveram-se valores para a massa volúmicade 2,15 g/cm3 e para a superfície específica BET de 22,36 m2/g. A difracção por raio X confirmou que a sílica da cinza se encontrava noestado sobretudo amorfo (Sampaio, Sousa Coutinho e Sampaio, 2000).O MTK foi obtido em laboratório por queima a 450oC durante trêshoras e depois moído. O valor para a massa volúmica foi de 2,6 g/cm3

e para a superfície específica BET de 22,36 m2/g (Sampaio, SousaCoutinho e Sampaio, 2001).Os muretes de cada tipo de betão foram betonados e curados do mesmo modo sendo a composição idêntica para todos incluindo a quantidade total do ligante, excepto no que se refere à quantidadede cimento: para o betão de controlo (CTL), o ligante eraintegralmente constituído por cimento; para o betão (10% RHA)

com dez por cento de cinza de casca de arroz, o ligante eraconstituído por 90 por cento de cimento e dez por cento de cinza de casca de arroz; para o betão (15 por cento RHA) com 15 por centode cinza de casca de arroz, o ligante era constituído por 85 por cento de cimento e 15 por cento de cinza de casca de arroz, etc.Os muretes de dimensões 90 x 40 x 20 cm foram betonados numa das faces com CPF e na outra com cofragem impermeável(contraplacado marítimo).Após a descofragem observou-se a superfície de acabamento e todasas faces correspondentes a CPF (para todos os tipos de betão) não apresentaram qualquer imperfeição. Após a avaliação daresistência superficial foram retirados provetes dos vários muretes e submetidos a ensaios de absorção por capilaridade, carbonataçãoacelerada e permeabilidade aos cloretos quer pelo método ASTM1202(1994), quer pelo Método Rápido CTH (Luping, 1996).Apresentam-se resultados no Quadro 2 (Sousa Coutinho, 2003).Deste programa de ensaios, foi possível concluir que a CPF aumentaainda mais a durabilidade do betão com materiais cimentícios taiscomo cinza de casca de arroz, metacaulino ou sílica de fumo.Também se procedeu ao estudo da aplicação de CPF em obra.A primeira aplicação diz respeito à utilização de CPF numa Fábricade Produtos Pré-fabricados de betão. O acabamento obtido nas peçasbetonadas foi perfeito e a melhoria da resistência superficial foi superior a 72 por cento aos 28 dias (Sousa Coutinho, 2000).Na mesma empresa foram betonadas mais peças com utilização de dois sistemas CPF (Tipo II) em 2004 e 2005, tendo-se realizado um vasto programa de ensaios incluindo a avaliação de parâmetrosrelacionados com a durabilidade e o ensaio de penetração de cloretospelo método CTH recentemente adoptado como procedimento paraavaliar a difusão de cloretos na especificação do LNEC E 463 (Figuras 5e 1). Os resultados desta investigação serão oportunamente publicados.Uma outra aplicação de CPF em obra feita num elemento de uma ETAR

Coef. deabsorção

Permeabilidade aoscloretosResistência Carbona-

tação S ASTM CTHBetãocofragem

MPa mm mg/mm2×min1/2 Coulombs Dns(cm2/s)

CTL 5 0,0938 2349 25,6 × 10-8

CTL-CPF35,1

0 0,0571 1916 16,6 × 10-8

MTK 2.5 0,0715 806 6,7 × 10-8

MTK-CPF36,4

0 0,0421 684 4,5 × 10-8

10% SF 2.3 0,0630 464 5,7 × 10-8

10%SF-CPF38,7

0 0,0473 389 3,2 × 10-8

10% RHA 2 0,0769 435 4,0 × 10-8

10%RHA-CPF41,5

0 0,0412 385 1,1 × 10-8

15% RHA 1.8 0,0583 322 3,2 × 10-8

15%RHA-CPF41,7

0 0,0363 245 2,0 × 10-8

20% RHA 2,2 0,0624 260 2,0 × 10-8

20%RHA-CPF43,0

0 0,0375 202 0,1 × 10-8

QUADRO 2 – RESULTADOS (MÉDIA DE 3 PROVETES) RELATIVOS ÀS PROPRIEDADES ANALISADAS

7. a)




em construção em Aveiro (mais 12000 m3 de betão colocado em obra). O elemento betonado com CPF, quer pelo interior quer pelo exterior, eracircular, com 2,5 m de altura e 11,3 m de diâmetro. O mesmo sistemaCPF foi utilizado quatro vezes na betonagem dos quatro sectores e, entreas reutilizações, o sistema foi lavado com jacto de água. O acabamentofinal obtido em todos os sectores foi de elevada qualidade e a resistênciasuperficial foi bastante superior ao mesmo betão cofrado sem CPFcorrespondente a outro elemento [Figuras 4. a) e 4. b)].Foi também betonado um murete de 20 x 100 x 100 cm com cofragemde madeira de pinho em que apenas numa das faces se utilizou CPF.Foi possível retirar provetes e avaliar algumas propriedades relativasà durabilidade do mesmo betão usado para betonar o elemento.A mais recente aplicação em obra consistiu na betonagem de duasbox culverts numa empresa de pré-fabricação próxima de Lisboaonde se procurou comparar dois sistemas diferentes CPF (ambosTipo II) aplicados em dois tipos equivalentes de betão, umconvencional e o outro auto-compactável [Figura 6. a) e 6. b)]. A aplicação de CPF a betão autocompactável, betão inovador que nãonecessita de vibração, terá sido pioneira a nível mundial. Foi levado a cabo um vasto programa de ensaios no sentido de avaliar o efeitodos sistemas CPF no desempenho dos dois tipos de betão. Os resultados deste programa serão publicados brevemente. Não obstante, poderá referir-se que os sistemas CPF melhoraram o acabamento superficial [Figuras 7. a), 7. b), 7. c) e 7. d)] e tambémse obtiveram melhorias nos vários parâmetros da durabilidadeanalisados.

CONCLUSÕESComo conclusão de todos os programas de ensaio descritos, poderádizer-se que é possível melhorar a durabilidade das estruturas debetão armado pela utilização de CPF. E que se poderá utilizar este sistema de protecção adicional como parte integrante numa

estratégia multibarreira para prevenir a corrosão, melhorandosignificativamente a qualidade – isto é, a impermeabilidade do betãode recobrimento e assim contribuir para a sustentabilidade na construção.

JOANA SOUSA COUTINHO é engenheira civil, prof. auxiliar FEUP DEC-SMC, Investigadora LABEST

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7. b)

7. a) a d) Aspecto do acabamento final do betão

7. c) 7. d)

42 cofragem de permeabilidade controlada...

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