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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
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Diploma de Formação Avançada em Engenharia de Estruturas
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
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Diploma de Formação Avançada em Engenharia de Estruturas
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
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Diploma de Formação Avançada em Engenharia de Estruturas
� 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
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Diploma de Formação Avançada em Engenharia de Estruturas
���� A velocidade de carbonatação é fortemente influenciada pela razão A/C
Composição do betão
� 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
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Composição do betão
� Adições
EfeitosRedução da estrutura porosa => positivo
Redução da quantidade de Ca(OH)2 => negativo
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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
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� A velocidade de carbonatação é máxima em ambientes com humidades relativas de 50-70%
Condições de exposição
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
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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-
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� 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
� Ambiente de exposição
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
Composição do betão
� 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
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���� A velocidade de penetração é fortemente influenciada pela razão A/C
Composição do betão
� 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
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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
Composição do betão
� 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.
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cloretos.
Recomendação: em ambientes contaminados por cloretos utilizar cimentos
com adições (cimentos CEM II, III, IV e V) ou misturas de
cimentos e adições
Condições de exposição
� 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
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• 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
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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
Reabilitação e Reforço de Estruturas
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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
Reabilitação e Reforço de Estruturas
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Outros factores importantes:
- qualidade do betão (razão água-cimento)
- espessura de recobrimento das armaduras
Efeito da humidade na velocidade de corrosão
Reabilitação e Reforço de Estruturas
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� 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
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� 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
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Influência da espessura e da qualidade do betão de recobrimentona humidade relativa ao nível das armaduras
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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
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SULFATOS
PARÂMETROS PRINCIPAIS
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� 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
� Ambiente de exposição
Este parâmetro determina a quantidade de sulfatos em contacto com o betão e os tipos de mecanismos
de transporte que vão actuar
PARÂMETROS PRINCIPAIS
� 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
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� 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
PARÂMETROS PRINCIPAIS
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� Composição do betão
Este parâmetro determina a resistência à difusão do álcalis no interior do betão
e a quantidade de agregados reactivos
� Ambiente de exposição
Este parâmetro determina a humidade do betão
PARÂMETROS PRINCIPAIS
� 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
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� 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
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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
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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
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� 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
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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
Reabilitação e Reforço de Estruturas
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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
Classes de exposição ambiental
Classe Descrição do ambiente Exemplos informativos
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
Reabilitação e Reforço de Estruturas
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Classe Descrição do ambiente Exemplos informativos
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
Classes de exposição ambiental
Classe Descrição do ambiente Exemplos informativos
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
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Diploma de Formação Avançada em Engenharia de Estruturas
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
Terrenos naturais e água no terreno
XA3 Ambiente químico altamente agressivo, deacordo com a EN 206-1, Quadro 2
Terrenos naturais e água no terreno
Classes de exposição ambiental
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
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Diploma de Formação Avançada em Engenharia de Estruturas
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
Classes de exposição ambiental
� 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
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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
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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
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Revestimentos superficiais para betão
Prevenção catódica
ESPECIFICAÇÃO DA DURABILIDADE
2 métodos:
� Metodologia prescritivacom base em requisitos de composição e recobrimento de armaduras
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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
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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
METODOLOGIA PRESCRITIVA
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
Reabilitação e Reforço de Estruturas
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∆∆∆∆ 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
Condições de exposição
Classe estrutural
METODOLOGIA PRESCRITIVA
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)
Reabilitação e Reforço de Estruturas
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- 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
METODOLOGIA PRESCRITIVA
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
Reabilitação e Reforço de Estruturas
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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
METODOLOGIA PRESCRITIVA
�Requisito ambiental para cmin,dur (mm)
ClasseEstrutural
Classe de Exposição de acordo com o Quadro 4.1
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
Reabilitação e Reforço de Estruturas
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�Requisito ambiental para cmin,dur (mm)
ClasseEstrutural
Classe de Exposição de acordo com o Quadro 4.1
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
METODOLOGIA PRESCRITIVA
∆∆∆∆ 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)
Reabilitação e Reforço de Estruturas
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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-
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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.
Prescrições relativas à composição e classe de resistência do betão
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
Mínima dosagem de cimento, C (kg/m3)
320 320 340 360 360 380
Mínima classe de resistência
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
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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
Mínima dosagem de cimento, C (kg/m3)
280 280 300 300
Mínima classe de resistência
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
Prescrições relativas à composição e classe de resistência do betão
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
Mínima dosagem de cimento, C (kg/m3)
320 340 360 340 360 380
Mínima classe de resistência
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
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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
Prescrições relativas à composição e classe de resistência do betão
� 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)
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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
Prescrições relativas à composição e classe de resistência do betão
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 -
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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
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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
Combinação de classes de exposição
CORTE TIPO
Exemplo: Ponte localizada num estuário
XC3/XS1 XC4/XS1
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XC4/XS3
XC4/XS3/XA1
XC2/XS2/XA1
Combinação de classes de exposição
Exemplo: Viaduto localizado no interior
XC3
XC4
XC4
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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
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� 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
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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
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• 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
Reabilitação e Reforço de Estruturas
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• Classes de exposição ambientalEspecificação LNEC E464
• Classes relacionadas com o DmáxA classificação é definida pela máxima dimensão doagregado mais grosso
CLASSIFICAÇÃO DO BETÃO
• Classes de consistência
Classes de abaixamento (S1 a S5)
Classe Abaixamento (mm)
S1
S2
10 a 40
50 a 90
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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
CLASSIFICAÇÃO DO BETÃO
• Classes de massa volúmica (betão leve)
Classes Massa volúmica (kg/m3)
1.0
1.2
801 – 1000
1001 – 1200
Reabilitação e Reforço de Estruturas
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1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
1001 – 1200
1201 – 1400
1401 – 1600
1601 – 1800
1801 - 2000
CLASSIFICAÇÃO DO BETÃO
• Classes de teor de cloretos
Utilização do betão Classes de exposição ambiental
XC ; XF; XA XS; XD
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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
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Diploma de Formação Avançada em Engenharia de Estruturas
• 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
Reabilitação e Reforço de Estruturas
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• Classe de resistência à compressão
• Classe de exposição
• Máxima dimensão do agregado mais grosso
• Classe de teor de cloretos
• Classe de consistência
TIPOS DE ESPECIFICAÇÃO DO BETÃO
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
Reabilitação e Reforço de Estruturas
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• 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
TIPOS DE ESPECIFICAÇÃO DO BETÃO
DESIGNAÇÃO ABREVIADA PARA O BETÃO DE COMPOSTAMENTO ESPECIFICADO
• Referência à norma: EN 206-1
• Classe de resistência à compressão
• Classe de exposição
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• Classe de exposição
• 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