influência da geometria e da presença de armadura em ...be2012/indice/be2012/pdf-files/123... ·...

10
Encontro Nacional BETÃO ESTRUTURAL - BE2012 FEUP, 24-26 de outubro de 2012 Influência da geometria e da presença de armadura em lajetas de betão na medição de resistividade elétrica P.C. Silva 1 R.M. Ferreira 2 H. Figueiras 3 RESUMO A medição de resistividade elétrica pela técnica dos 4-elétrodos (sonda Wenner) é um método de ensaio com grande potencial de aplicação no controlo de qualidade de estruturas de betão, quer durante a fase de construção como durante a fase de exploração. Na fase de construção permite controlar a qualidade do betão correlacionando-se com a resistência à compressão e indicadores de durabilidade, como é o caso do coeficiente de migração de cloretos. Na fase de exploração da estrutura, permite monitorizar diversos parâmetros, como a humidade ou a penetração dos agentes agressivos que se poderão correlacionar com a variação da durabilidade no tempo, permitindo avaliar a vida útil das estruturas e otimizar as estratégias de manutenção. No entanto, a utilização da resistividade elétrica para controlo de qualidade do betão das estruturas requer uma avaliação cuidada dos parâmetros que possam influenciar as medições, dos quais se destaca a presença de armaduras e a própria geometria da estrutura. Assim sendo, o objetivo deste trabalho é avaliar a influência que as armaduras e a geometria dos elementos de betão armado (isto é, as condições fronteira) podem ter na medição de resistividade elétrica. Para o efeito avaliou-se a resistividade elétrica em lajetas de betão com diferentes geometrias, e sem armadura e. A resistividade elétrica medida nas lajetas de betão foi comparada com as medições obtidas em provetes cúbicos e cilíndricos, utilizando a técnica dos 2 – elétrodos e a técnica dos 4- elétrodos (Sonda Wenner). Resultados experimentais demonstraram que as medições de resistividade elétrica em estruturas de betão, usando a técnica dos 4-elétrodos, são influenciadas pelas condições fronteira, pela presença da armadura e pela espessura de recobrimento. Palavra chave Resistividade elétrica, espessura de recobrimento, durabilidade, armadura, estruturas. 1 Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Departamento de Engenharia Civil, Porto, Portugal, [email protected] 2 VTT - Technical Research Centre of Finland, Structural Performance Centre, Espoo, Finlândia, [email protected], & C-TAC - Centro do Território, Ambiente e Construção, Universidade do Minho, Guimarães, Portugal 3 Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Departamento de Engenharia Civil, Porto, Portugal, [email protected]

Upload: dinhhanh

Post on 07-Nov-2018

217 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Influência da geometria e da presença de armadura em ...be2012/Indice/BE2012/pdf-files/123... · sem armadura pretendem-se estudar a influência do bordo e de diferentes espessuras

Encontro Nacional BETÃO ESTRUTURAL - BE2012 FEUP, 24-26 de outubro de 2012

Influência da geometria e da presença de armadura em lajetas de betão na medição de resistividade elétrica

P.C. Silva 1 R.M. Ferreira 2 H. Figueiras 3

RESUMO

A medição de resistividade elétrica pela técnica dos 4-elétrodos (sonda Wenner) é um método de ensaio com grande potencial de aplicação no controlo de qualidade de estruturas de betão, quer durante a fase de construção como durante a fase de exploração. Na fase de construção permite controlar a qualidade do betão correlacionando-se com a resistência à compressão e indicadores de durabilidade, como é o caso do coeficiente de migração de cloretos. Na fase de exploração da estrutura, permite monitorizar diversos parâmetros, como a humidade ou a penetração dos agentes agressivos que se poderão correlacionar com a variação da durabilidade no tempo, permitindo avaliar a vida útil das estruturas e otimizar as estratégias de manutenção. No entanto, a utilização da resistividade elétrica para controlo de qualidade do betão das estruturas requer uma avaliação cuidada dos parâmetros que possam influenciar as medições, dos quais se destaca a presença de armaduras e a própria geometria da estrutura. Assim sendo, o objetivo deste trabalho é avaliar a influência que as armaduras e a geometria dos elementos de betão armado (isto é, as condições fronteira) podem ter na medição de resistividade elétrica. Para o efeito avaliou-se a resistividade elétrica em lajetas de betão com diferentes geometrias, e sem armadura e. A resistividade elétrica medida nas lajetas de betão foi comparada com as medições obtidas em provetes cúbicos e cilíndricos, utilizando a técnica dos 2 – elétrodos e a técnica dos 4-elétrodos (Sonda Wenner). Resultados experimentais demonstraram que as medições de resistividade elétrica em estruturas de betão, usando a técnica dos 4-elétrodos, são influenciadas pelas condições fronteira, pela presença da armadura e pela espessura de recobrimento. Palavra chave Resistividade elétrica, espessura de recobrimento, durabilidade, armadura, estruturas. 1 Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Departamento de Engenharia Civil, Porto, Portugal,

[email protected] 2 VTT - Technical Research Centre of Finland, Structural Performance Centre, Espoo, Finlândia, [email protected],

& C-TAC - Centro do Território, Ambiente e Construção, Universidade do Minho, Guimarães, Portugal 3 Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Departamento de Engenharia Civil, Porto, Portugal, [email protected]

Page 2: Influência da geometria e da presença de armadura em ...be2012/Indice/BE2012/pdf-files/123... · sem armadura pretendem-se estudar a influência do bordo e de diferentes espessuras

Silva, Ferreira e Figueiras

2

1. INTRODUÇÃO A nível mundial tem-se observado um número crescente de estruturas de betão armado degradadas. Como exemplo, refira-se que nos Estados Unidos da América, na década de 1990, cerca de metade das 57.500 pontes encontram-se afectadas pela corrosão. Estima-se que o orçamento destinado para a reparação das pontes degradadas já ascenda a 50 biliões de dólares [1]. Segundo a definição apresentada na Especificação do LNEC 465, a vida útil de uma estrutura, ,trata-se da capacidade de uma estrutura ou parte dela é usado para o fim a que se destina, fazendo-se a manutenção prevista sem grandes reparações. Um projeto de estruturas de betão armado só recentemente começou a considerar a agressividade do meio ambiente e a ter em linha de conta o requisito da durabilidade. Antigamente, esta era considerada indiretamente, de forma prescritiva, e sem qualquer forma de realizar uma verificação. Esta abordagem não quantificava o desempenho de durabilidade de betão e foi demonstrado que, em algumas situações, não garantia a vida útil da estrutura [2]. O conceito associado à monitorização de estruturas consistia em inspeções periódicas, mas novos métodos de instrumentação e monitorização de estruturas tem emergido podendo já ter um considerável grau de automação e controlo. A utilização de sensores de embeber no betão para monitorizar a durabilidade de estruturas começa a propagar-se, no entanto, ainda com algumas incertezas no que diz respeito à interpretação de resultados e à eficácia da sua utilização [3]. O uso da resistividade elétrica no betão como indicador da corrosão em estruturas de betão armado para comprovar a durabilidade, apresenta-se como uma opção muito válida porque se tem demonstrado a sua relação com aspectos relevantes da durabilidade das estruturas. Além disso, é uma técnica de ensaio de baixo custo, não destrutivo, fácil aplicação e de rápida resposta, e que possibilita o controlo in-situ da propriedade elétrica durante a fase de serviço da estrutura, tanto durante o período de iniciação como durante o período de propagação. Com base em experiências laboratoriais, tem-se estabelecido diferentes graus de resistividade elétrica com a probabilidade de corrosão em [4]. 2. INFLUÊNCIA DA GEOMETRIA E DAS ARMADURAS NA MEDIÇÃO DA

RESISTIVIDADE ELÉTRICA A medição da resistividade elétrica (RE) em laboratório e em obra, pode ser realizada de acordo com as recomendações descritas por Polder et al. [5] [6] e Gowers et al. [7]. Polder [5] [6], descreve os procedimentos a adotar para as diferentes técnicas de ensaio, a técnica dos 2-elétrodos e dos 4-elétrodos (Sonda Wenner) e também a metodologia a seguir caso as medições sejam realizadas em estruturas de betão armado, de forma a poder minimizar o efeito da armadura nas medições da resistividade elétrica. Os diversos fatores que podem influenciar as medições da resistividade elétrica usando a técnica dos 4 - elétrodos, nomeadamente a influência da geometria das amostras, o efeito das condições fronteira e a influência da presença da armadura, são apresentados por [8]. São propostas uma série de procedimentos e boas práticas, de modo a que todos estes fatores possam ser minimizados, de forma a poder obter medições da resistividade elétrica com a máxima fiabilidade e reprodutibilidade. No presente trabalho, as medições de resistividade elétrica foram realizadas com um equipamento em que o espaçamento entre os elétrodos é de 50 mm (constante), e aplica uma corrente alternada de 72 Hz com uma impedância de 10 e permite a medição entre 0 – 99 , com uma exatidão de 1

. O equipamento é constituído por uma barra de calibração, por forma a permitir a sua aferição. Os valores de referência da barra de calibração devem estar compreendidos entre 12 1 . A resistividade elétrica obtida pela técnica dos 4 – elétrodos, segundo a Eq. (1) que será válida para materiais homogéneos e semi-finitos. Durante o teste, uma baixa frequência em corrente alternada

Page 3: Influência da geometria e da presença de armadura em ...be2012/Indice/BE2012/pdf-files/123... · sem armadura pretendem-se estudar a influência do bordo e de diferentes espessuras

Influência da geometria e da presença de armadura em lajetas de betão na medição de resistividade elétrica

3

(CA) é aplicada entre os dois elétrodos exteriores, enquanto a tensão é medida nos dois elétrodos interiores.

ρ = k × Re ⇔ k = 2 × π × a⇔ Re =VI

(1)

em que:

ρ - é a resistividade elétrica em

Ω.m ;

k - é uma constante geométrica em

m ;

R - é a resistência elétrica do betão em

Ω e

I - é a intensidade elétrica que passa no circuito em

A .

2.1 Geometria e dimensões das amostras Estudos analíticos e experimentais efetuados por [9] de modo a poder estabelecer a magnitude de erros entre a resistividade elétrica aparente e a resistividade real de um elemento de betão com dimensões finitas revelaram que uma variável importante a considerar é o espaçamento mínimo do elétrodo. Porque o betão é composto por pasta e agregados, que naturalmente têm diferentes resistividades elétricas, o espaçamento deve ser suficientemente grande de modo a representar uma média da resistividade elétrica do betão. O espaçamento mínimo depende do tamanho máximo do agregado grosso: quanto maior o agregado, maior é o espaçamento mínimo exigido. O espaçamento determina também a profundidade do material afetada pelas medições. Quanto maior a distância, maior é a profundidade do betão avaliado. Os parâmetros geométricos e as condições fronteira para medição da resistividade elétrica no betão são descritos por [7]. O autor propõem a utilização de um elétrodo espaçado de pelo menos 40 mm (a ≥ 40 mm). A largura

b( ) e a espessura

h( ) do elemento de betão devem ser pelo menos quatro vezes o espaçamento do elétrodo. Além disso, a distância ao bordo de um dado elemento, não deve ser inferior a duas vezes o espaçamento entre elétrodos (a ≤ b / 4, a ≤ h / 4). Quando estas dimensões mínimas não forem observadas, a resistividade elétrica aparente calculada a partir da Eq. (1) poderá ser superior à real. A distância ao bordo para o alinhamento dos elétrodos paralelas à direção X deve de ser de pelo menos duas vezes o espaçamento entre os elétrodos (a), sendo que segundo a direção Y não existem restrições relativamente às condições fronteira ( sem restrições). Na Fig. 1, apresenta-se os parâmetros geométricos e as condições fronteira recomendáveis para medição da resistividade elétrica em estruturas de betão armado.

Figura 1. Recomendações geométricas para medição da RE em estruturas de betão armado (traduzido e adaptado

de [7]).

Page 4: Influência da geometria e da presença de armadura em ...be2012/Indice/BE2012/pdf-files/123... · sem armadura pretendem-se estudar a influência do bordo e de diferentes espessuras

Silva, Ferreira e Figueiras

4

2.2 Influência das armaduras Os valores da resistividade elétrica num elemento de betão armado podem ser obtidos com erros, quando a medição de resistividade elétrica usando a técnica dos 4-elétrodos (Sonda Wenner), forem realizadas próximos sa armadura. Os erros de medição podem ser minimizados caso as medições sejam realizados entre as armaduras. Na eventualidade de os ensaios sejam realizados sobre as armaduras, a camada de recobrimento da armadura deve ser pelo menos uma vez e meia superior ao espaçamento entre os elétrodos

a ≥1.5 × c( ). Sengul e Gjorv [8] estudaram a influência de um varão embebido numa laje (300 300 300 mm) e com diferentes espessuras de recobrimento (50 e 75 mm). Realizaram medições na direção paralela e perpendicular ao varão embebido. Compararam os resultados obtidos com um modelo de laje sem armadura, e para um determinado espaçamento entre os elétrodos, concluíram que, a presença de um varão de aço pode aumentar as medições de resistividade elétrica em cerca de 10 %, se as mediçoes forem realizadas perpendicularmente ao varão. Estudaram também a influência do espaçamento entre os elétrodos e concluíram que, se o espaçamento for superior a 30 mm ( ), a resistividade elétrica aumenta, e quanto maior for o afastamento entre os elétrodos maior será o valor da resistividade elétrica. Os autores concluiram que para um espaçamento de 70 mm ( ), a medição de resistividade elétrica pode ser superior a aproximadamente 26%. Uma justificação possível para o efeito pode ser a profundidade do fluxo de corrente percorrido no betão e com um menor teor de humidade. Em estruturas de betão armado, é imprescindível o levantamento das armaduras existentes, com recurso a um detetor de armaduras, e realizar sempre que possível, as medições de resistividade elétrica o mais afastado possível de elementos de aço. A temperatura e a humidade relativa influenciam as medições de RE, mas neste estudo as condições de humidade e temperatura foram mantidas constantes ao longo do tempo (20 ºC e ambiente saturado).

3. PROGRAMA EXPERIMENTAL O programa experimental foi desenvolvido no LABEST – FEUP, no âmbito de uma Pós-graduação que decorreu na Universidade do Minho. O objetivo principal do programa experimental foi avaliar e quantificar a influência das armaduras nos elementos de betão e estudar a influência das condições fronteira nas medições de resistividade elétrica. Moldaram-se duas lajetas de betão, com e sem armadura com as seguintes dimensões: 400 360 200 mm (base altura espessura). Na lajeta sem armadura pretendem-se estudar a influência do bordo e de diferentes espessuras de laje nas medições de resistividade elétrica ao longo do tempo, e comparar os resultados com os valores obtidos nos provetes de betão com dimensões padrão.

3.1 Materiais, mistura e condição de cura No presente programa experimental, utilizou-se uma composição de betão auto-compactável (BAC), incorporando cimento Portland (CEM I 42.5R) e fíler calcário, uma brita granítica, e duas areias naturais, designadas como areia 1 e areia 2. O cimento (CEM I 42.5R), fíler calcário apresentam uma massa volúmica de 3110 kg/m3 e 2680 kg/m3, respetivamente. O superplastificante usado foi o Viscocrete 3006, à base de policarboxilatos modificados em base aquosa, com um peso especifico de 1.05 0.02 Kg/dm3 e com um teor de sólidos de 18.0 % 1.8 %. A brita granítica apresenta uma massa volúmica de 2632 kg/m3, areia fina (areia 1) 2630 kg/m3, areia média (areia 2) 2620 kg/m3, e com um coeficiente de absorção de água de 0.94%, 0.2 % e 0.4 %, respetivamente. A composição utilizada encontra-se apresentada no Quadro 1.

Page 5: Influência da geometria e da presença de armadura em ...be2012/Indice/BE2012/pdf-files/123... · sem armadura pretendem-se estudar a influência do bordo e de diferentes espessuras

Influência da geometria e da presença de armadura em lajetas de betão na medição de resistividade elétrica

5

A composição de betão foi preparada em laboratório numa misturadora de eixo vertical com uma capacidade de mistura até 100 L de betão fresco. A sequência de mistura consistiu em misturar os agregados grossos e finos com ¼ da água total durante 2.5 minutos, parasse o movimento da misturadora durante 2.5 minutos de modo a dar-se a absorção dos agregados, de seguida adiciona-se os finos (fíler e o cimento), e aos 6 minutos a restante água (3/4) da água total (a adição da água deve demorar aproximadamente 1 minuto); adicionar o superplastificante aos 8 minutos; parasse o movimento aos 12 minutos e descolam-se das pás e das paredes da misturadora os materiais aderentes; recomeça-se a mistura aos 13 minutos, e aos 14 minutos dasse por terminada a mistura. Após a mistura foram realizados os ensaios do BAC no estado fresco, através dos seguintes ensaios: ensaio de espalhamento (Slump flow-test) de acordo com a NP EN12350-8, o ensaio do funil (NP EN 12350-9), o ensaio da caixa em L (NP EN 12350-10), e o ensaio de segregação (NP EN 12350-11). Os resultados médios obtidos em cada um dos ensaios encontram-se apresentados no Quadro 2. Quadro 1. Composição de Betão auto-compactável (BAC)

Quadro 2. Resultados do BAC no estado fresco

Composição betão (kg/m3) Ensaio de espalhamento (mm)

661 (class SF2)

Cimento (CEM I 42,5R) 407 T50 (s) 3.1 (class SF2) Fíler Calcário 186 Ensaio de escoamento do

funil em V (s) 10.6 (class VF2)

Areia 1 (areia fina) 422 Ensaio da caixa (L-Box) 0.70 (class PA1) Areia 2 (areia media) 327 Ensaio de segregação (%) 5.6 (class SR1) Brita granitíca 823 Água 159 Superplastificante (lÍquido) 7.7 Água/cimento 0.41 Água/finos 0.28 Após a caraterização do BAC no estado fresco foram moldados provetes cúbicos, provetes cilindricos, e duas lajetas de betão. A lajeta de betão tinha uma particularidade de ser constituída por duas espessuras distintas, de modo a se poder avaliar a possível influência de diferentes espessuras de betão na medição de resistividade elétrica, como se ilustra na Fig. 2. As lajetas de betão e os provetes com dimensões padrão (provetes cúbicos de 150 mm de aresta e provetes cilíndricos de 150 mm de diâmetro e 300 mm de altura) foram moldados com betão auto-compactável (BAC), e após a desmoldagem colocados em ambiente saturado a 20 ºC. 4. APRESENTAÇÃO DE RESULTADOS 4.1 Lajeta de betão sem armadura (direção YY) A avaliação da resistividade elétrica na lajeta de betão usando a técnica dos 4-elétrodos (Sonda Wenner), foi realizada ao longo do tempo (3, 7, 21, 38 e 151 dias de idade), e em iguais idades nos provetes para poder estabelecer um estudo comparativo entre os resultados obtidos na lajeta de betão e nos provetes cúbicos e cilíndricos. A lajeta de betão foi colocada ao final de 24 horas após a desmoldagem no interior de uma câmara climática a 20 ºC e 95 % de humidade relativa e ao terceiro dia de idade a lajeta foi colocada em ambiente saturado a 20 ºC. As medições da resistividade elétrica foram conduzidas na câmara climática, de modo a garantir que se mantinham as condições de humidade e temperatura das lajes.

Page 6: Influência da geometria e da presença de armadura em ...be2012/Indice/BE2012/pdf-files/123... · sem armadura pretendem-se estudar a influência do bordo e de diferentes espessuras

Silva, Ferreira e Figueiras

6

Figura 2. Laje sem armadura: representação esquemática das dimensões e localização das medições (esquerda); fotografia durante a condução do ensaio pela técnica dos 4-elétrodos (direita).

As medições de resistividade elétrica foram realizadas em várias secções, paralelamente à direção Y (360 mm), para as diferentes espessuras de laje (200 e 150 mm), afastadas de 10, 20, 50, 150, 180, 190 e 200 mm (ver Fig. 2). Na Fig. 3 apresenta-se a evolução da resistividade elétrica ao longo do tempo, avaliada para diferentes espessuras de laje e diferentes posições relativamente ao bordo.

a)

b)

Figura 3. Evolução da resistividade elétrica com o tempo: a) espessura de laje de 150 mm; b) espessura de laje de 200 mm.

Page 7: Influência da geometria e da presença de armadura em ...be2012/Indice/BE2012/pdf-files/123... · sem armadura pretendem-se estudar a influência do bordo e de diferentes espessuras

Influência da geometria e da presença de armadura em lajetas de betão na medição de resistividade elétrica

7

Dos resultados obtidos na lajeta de betão sem armadura observa-se que, a partir dos 180 mm medidos a partir do bordo da laje, ou seja, para as medições de resistividade elétrica efetuadas nas secções localizadas a 180, 190 e 200 mm, a distância ao bordo parece não influenciar as medições de resistividade elétrica. Assim, para determinação da variação média da resistividade elétrica ao longo do tempo, adotou-se os valores médios observados em relação às medições realizadas aos 180, 190 e 200 mm, e determinou-se o coeficiente de variação observado em relação às medições médias realizadas aos 10, 20, 50, 100 e 150 mm, e paras as diferentes espessuras de laje (150 e 200 mm), como se apresenta no Quadro 3.

Quadro 3. Variação média observada nas medições de RE

Distância ao bordo (mm) Espessura de Laje, (mm) 10 20 50 100 150

150 47.9 % 40.1 % 12.0 % 5.1 % 2.4 % 200 41.6 % 31.6 % 9.3 % 5.2 % 6.0 %

Da análise do Quadro 3 observa-se que a influência do bordo e da própria espessura da laje são muito significativas nas medições de RE. As medições de resistividade elétrica aumentam significativamente à medida que nos aproximamos do bordo da lajeta. Este fato pode ser justificado pela componente tridimensional da corrente elétrica num meio homogéneo, sendo mais restrita junto ao bordo, resultando numa sobreavaliação da resistividade elétrica. De salientar que, os resultados obtidos experimentalmente e para as espessuras de lajes apresentadas apontam para um aumento da resistividade elétrica junto ao bordo quando a espessura de laje é menor, ou seja, para a espessura de 150 mm. Observa-se na análise da Fig.3 que, as medições realizadas aos 10 e 20 mm do bordo tem grande influência nas medições de RE, e que as outras medições não são tão visíveis, pelo fato de estar associado um erro de medição do próprio equipamento. 4.1.1 Influência das dimensões das amostras A influência das dimensões das amostras tem um papel fundamental nas medições da resistividade elétrica, pela técnica dos 4 elétrodos, como se apresenta na Fig. 4.

Figura 4. Influência das dimensões das amostras na medição da resistividade elétrica pela técnica dos 4

elétrodos. Da análise da Fig. 4, e efetuando uma comparação paras as diferentes amostras analisadas, provetes cúbicos de 150 mm de aresta, provetes cilíndricos ( 150 mm 300 mm de altura) e lajeta sem armadura (150 e 200 mm de espessura), conclui-se que as medições de resistividade elétrica realizados em provetes com dimensões padrão conduzem a resultados de resistividade elétrica mais elevados comparativamente com a lajeta de betão estudados neste trabalho. Comparando os resultados obtidos nos provetes padrão e a lajeta conclui-se que, a medição de RE avaliada em provetes cúbicos é mais elevada aproximadamente 56.1 %, e de 44.5 % em provetes cilíndricos, quando comparados com medições realizadas na zona da laje com espessura de 200 mm.

Page 8: Influência da geometria e da presença de armadura em ...be2012/Indice/BE2012/pdf-files/123... · sem armadura pretendem-se estudar a influência do bordo e de diferentes espessuras

Silva, Ferreira e Figueiras

8

4.2 Lajeta de betão com armadura 4.2.1 Medições realizadas na direção paralela ao eixo YY Na lajeta de betão com armadura o objetivo principal do estudo foi avaliar a influência das armaduras nas medições de resistividade elétrica, utilizando a técnica dos 4-elétrodos. Adotou-se a Sonda Wenner na medição de resistividade elétrica por se tratar da técnica mais simples para medição de resistividade elétrica em elementos de betão armado in-situ. A lajeta com armadura é constítuida por 4 varões de aço de 12 mm de diâmetro (A500 NR). Na Fig. 5 apresenta-se um esquema com a distribuição das armaduras e a localização das medições, efetuadas segundo a direção paralela ao eixo YY, para a espessura de recobrimento de 35 mm. Na face oposta foram realizadas medições com uma espessura de recobrimento de 165 mm, respetivamente. As medições de resistividade elétrica realizadas na direção paralela ao eixo dos YY, menor dimensão da laje (360 mm), foram realizadas a uma distância do bordo de 10, 20, 50, 100, 150 e 200 mm.

Figura 5. Representação esquemática das diferentes espessuras de recobrimento: a) = 35 mm.

Na Fig. 6 apresenta-se a evolução da resistividade elétrica com o tempo, observadas para as diferentes espessuras de recobrimento (35 e 165 mm).

a) b)

Figura 6. Avaliação da resistividade elétrica ao longo do tempo, direção YY: a) e = 35 mm; b) e = 165 mm.

Da análise da Fig. 6 observa-se que, de uma forma geral, a resistividade elétrica evolui com o tempo. Também é possível observar que a espessura de recobrimento influência a medição de resistividade elétrica. Para a espessura da lajeta com 165 mm de recobrimento, a resistividade elétrica é maior comparativamente com a face com uma espessura de recobrimento de 35 mm, 58 % (7 dias de idade). A mesma tendência se observa aos 151 dias de idade, mas com uma diferença menor, é mais elevada na lajeta com a maior espessura de recobrimento (165 mm), aproximadamente 35 %. Comparando agora os resultados obtidos na lajeta com 35 mm de recobrimento, com a lajeta sem armadura, e para a localização das medições realizada aos 200 mm afastadas do bordo (desprezando a influência do bordo), observa-se aos 7 dias de idade que, a RE é mais elevada na lajeta sem armadura (150 e 200 mm de espessura) cerca de 43 %. Para a espessura de recobrimento de 165 mm, a RE é mais elevada na lajeta sem armadura (150 e 200 mm de espessura) aproximadamente 25.4 %.

Page 9: Influência da geometria e da presença de armadura em ...be2012/Indice/BE2012/pdf-files/123... · sem armadura pretendem-se estudar a influência do bordo e de diferentes espessuras

Influência da geometria e da presença de armadura em lajetas de betão na medição de resistividade elétrica

9

Aos 151 dias de idade, observa-se que, a RE é mais baixa na lajeta com armadura (e = 35 mm), aproximadamente 48.6 % comparativamente com a lajeta sem armadura (para as diferentes espessuras: 150 e 200 mm). Relativamente à lajeta com armadura e com uma espessura de recobrimento de 165 mm, observa-se que, a RE é mais baixa na lajeta sem armadura, cerca de 25.6 %. 4.2.2 Medições realizadas na direção paralela ao eixo XX No âmbito do presente trabalho foram também realizadas medições na direção paralela ao eixo XX, para duas espessuras de recobrimento, 50 e 150 mm, como se apresenta na Fig. 7.

a) b)

Figura 7. Representação esquemática das diferentes espessuras de recobrimento: a) = 35 mm; b) = 165 mm. Na Fig. 8 apresenta-se a evolução da resistividade elétrica observada ao longo do tempo para as espessuras de recobrimento de 50 e 150 mm, respetivamente.

a) b)

Figura 8. Avaliação da resistividade elétrica ao longo do tempo, direção XX: a) e = 50 mm; b) e = 150 mm. Da análise dos resultados acima apresentados (Fig. 8), observa-se a mesma tendência das medições de RE realizadas na direção paralela ao eixo YY. Assim, a RE é mais elevada na espessura de recobrimento de 150 mm, aproximadamente 41.33 %, comparativamente com a espessura de 50 mm, medição efetuada aos 7 dias de idade. Aos 151 dias de idade observa-se uma diferença menor, aproximadamente 36.3 % (para = 150 mm). Nesta direção (paralela a XX) não foram realizadas medições na lajeta sem armadura não sendo possível efetuar comparações de análise. A idade do betão parece influenciar as medições de RE, à medida que avançamos no tempo as diferenças observadas nas medições de RE diminuem, para as diferentes espessuras de recobrimento. 5 CONCLUSÕES Da avaliação da resistividade elétrica em lajetas sem armadura, conduzidas em lajetas com dimensões pequenas, é possível concluir que, as medições realizadas junto ao bordo influenciam as medições da

Page 10: Influência da geometria e da presença de armadura em ...be2012/Indice/BE2012/pdf-files/123... · sem armadura pretendem-se estudar a influência do bordo e de diferentes espessuras

Silva, Ferreira e Figueiras

10

resistividade elétrica quando comparada com as medições realizadas em provetes com dimensões padrão. As medições em lajetas, onde não se observa o efeito do bordo apresentam valores aproximadamente metade das realizadas em provetes normalizados. Relativamente à lajeta com armadura, observou-se que, a presença de armadura faz baixar consideravelmente as medições de resistividade elétrica uma vez que parte da corrente elétrica pode estar a ser conduzida pela armadura. AGRADECIMENTOS Os autores gostariam de agradecer ao LABEST todo o apoio concedido para a realização deste trabalho. REFERÊNCIAS [1] Ferreira, R.M., AVALIAÇÃO DE ENSAIOS DE DURABILIDADE DO BETÃO, 2000,

Universidade do Minho: Guimarães. [2] Ferreira, R.M. and J. Gulikers, Considerações sobre avaliação do estado limite de utilização

de durabilidade, in BE 2008 - Encontro Nacional de Betão Estrutural 20082008: Guimarães. [3] Figueiras, H., et al., Desempenho do Kit-sensor de corrosão na monitorização da

durabilidade de estruturas de betão, in Encontro Nacional Betão Estrutural 2008, BE2008, Editor 2008: Guimarães. p. 1-10.

[4] Andréa, R., Prediccion de la durabilidad del hormogón armado a partir de indicadores de corrosión: aplicación de la resistividad eléctrica", in DEPARTAMENTO DE MECANICA DE MEDIOS CONTINUOS Y TEORIA DE ESTRUTURAS2010, ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS CANALES Y PUERTOS: Madrid.

[5] Polder, R., et al., RILEM TC 154-ECM: ELECTROCHEMICAL TECHNIQUES FOR MEASURING METALLIC CORROSION. Test methods for on site measurement of resistivity of concrete. Materials 2000. 33: p. 603-611.

[6] Polder, R.B., Test methods for on site measurement of resistivity of concrete - a RILEM TC-154 technical recomendation. Construction and Building Materials, 2001. 15: p. 125-131.

[7] Gowers, K.R. and S.G. Millard, Measurement of Concrete Resistivity for Assessment of Corrosion Severity of Steel Using Wenner Technique. ACI Materials Journal, 1999. 96: p. 536-541.

[8] Sengul, O. and O.E. Gjorv, Effect of Embedded Stell on Electrical Resistivity Measurements on Concrete Structures. ACI Materials Journal, 2009. 106: p. 11-18.

[9] Gowers, K.R. and S.G. Millard, Measurement of Concrete Resistivity for Assessement of Corrosion Severity of Stell Using Wenner Technique. ACI Materials Journal, 1999. 96: p. 536-541.

[10] Silva, P.C.F., RESISTIVIDADE ELÉCTRICA E O CONTROLO DE QUALIDADE DE BETÃO, in Departamento de Engenharia Civil 2011, Universidade do Minho: Guimarães.