DURABILIDADE ESTRUTURAS DE BETÃO

Transcrição

1 DURABILIDADE ESTRUTURAS DE BETÃO António Costa Instituto Superior Técnico

2 DURABILIDADE Objectivo Assegurar que a estrutura satisfaça, durante o seu tempo de vida, os requisitos de utilização, resistência e estabilidade, sem perda significativa de utilidade nem excesso de manutenção não prevista

3 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 caracterizar CONDIÇÕES DE EXPOSIÇÃO Determinar quais as reacções envolvidas na deterioração e quais os parâmetros que controlam essas reacções especificar Seleccionar as medidas de protecção que controlem ou evitem os mecanismos de deterioração REQUISITOS DE DURABILIDADE

4 CARBONATAÇÃO CO 2 CO 2 PARÂMETROS PRINCIPAIS C Qualidade da camada de betão de recobrimento Este parâmetro determina a resistência do betão à penetração do CO 2 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 CO 2 do ar em contacto com o betão. Estes factores influenciam significativamente a velocidade de carbonatação do betão

5 Composição do betão Razão água-cimento Este parâmetro controla a dimensão e continuidade da estrutura porosa do betão A velocidade de carbonatação é fortemente influenciada pela razão A/C

6 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

7 Composição do betão Adições Efeitos Redução da estrutura porosa => Redução da quantidade de Ca(OH) 2 positivo => negativo Limitar a quantidade de adições Efectuar uma cura adequada do betão As adições devem ser encaradas como um produto a adicionar ao betão e não como um substituto do cimento

8 Condições de exposição Determinam o teor de humidade do betão de recobrimento A difusão do CO 2 na água é cerca de 10 4 vezes menor que no ar É necessário uma certa quantidade de água para que se desenvolva a reacção de carbonatação A velocidade de carbonatação é máxima em ambientes com humidades relativas de 50-70%

9 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 CO 2 no ar em contacto com o betão Ambientes rurais 0.03% Ambientes urbanos 0.1% Ambientes industriais Zonas densamente povoadas % Zonas com tráfego intenso > Teor de CO 2 => > Velocidade de carbonatação

10 CLORETOS Cl - Cl - PARÂMETROS PRINCIPAIS C 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

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

12 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 C 3 A > teor em C 3 A => < velocidade de penetração Existe a vantagem em utilizar cimentos com elevadas quantidades de C 3 A em ambientes contaminados por cloretos Precauções a tomar: - calor de hidratação - ataque dos sulfatos

13 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. Recomendação: em ambientes contaminados por cloretos utilizar cimentos com adições (cimentos CEM II, III, IV e V) ou misturas de cimentos e adições

14 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 A carbonatação faz acelerar a penetração de cloretos Zona de rebentação absorção + difusão A penetração depende do ritmo de secagem e molhagem do betão Zona de maré (absorção) + difusão Zona submersa permeação + difusão

15 CORROSÃO PARÂMETROS PRINCIPAIS 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

16 Resistividade do betão É influenciada fundamentalmente pelo teor de humidade do betão Outros factores importantes: - qualidade do betão (razão água-cimento) - contaminação por cloretos

17 Acesso de oxigénio às armaduras É influenciado fundamentalmente pelo teor de humidade do betão Outros factores importantes: - qualidade do betão (razão água-cimento) - espessura de recobrimento das armaduras

18 Efeito da humidade na velocidade de corrosão Existe um teor de humidade intermédio para o qual a velocidade de corrosão é máxima Os maiores níveis de deterioração por corrosão de armaduras ocorrem em elementos sujeitos a períodos alternados de molhagem e secagem

19 Efeito da temperatura na velocidade de corrosão A temperatura influencia a velocidade das reacções químicas e a mobilidade dos iões no mecanismo da corrosão Os ensaios confirmam a regra de que a um aumento da temperatura de 10 ºC corresponde uma duplicação da velocidade de corrosão Os climas quentes são mais agressivos relativamente à deterioração por corrosão de armaduras

20 Interacção ambiente-estrutura A velocidade de corrosão é influenciada essencialmente pelo teor de humidade do betão ao nível das armaduras 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

21 Influência da espessura e da qualidade do betão de recobrimento na humidade relativa ao nível das armaduras a) Velocidade de corrosão baixa b) Velocidade de corrosão elevada c) Velocidade de corrosão elevada

22 Fendilhação Permite o acesso rápido das substâncias agressivas ao nível das armaduras fendas paralelas às armaduras têm grande influência no mecanismo da corrosão despassivação velocidade de corrosão fendas transversais às armaduras têm uma influência importante na despassivação e pouca influência na velocidade de corrosão (W < 0.5 mm) O mecanismo da corrosão é fundamentalmente influenciado pelo processo catódico nas zonas adjacentes às fendas Qualidade do betão

23 SULFATOS PARÂMETROS PRINCIPAIS 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 Composição do cimento Este parâmetro determina a quantidade de substâncias reactivas no betão 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

24 Medidas de protecção Controlar a permeabilidade do betão Três tipos Controlar a quantidade de substâncias reactivas Impermeabilizar o betão Permeabilidade - Utilizar razões água-cimento baixas e dosagens de cimento adequadas - Utilizar adições activas pozolanas, cinzas volantes, sílica de fuma e escórias de alto forno Substâncias reactivas - Utilizar cimentos com baixo teor em C 3 A - 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

25 ÁLCALIS PARÂMETROS PRINCIPAIS Composição do betão Este parâmetro determina a resistência à difusão do álcalis no interior do betão e a quantidade de agregados reactivos Composição do cimento Este parâmetro determina o teor em álcalis do betão Ambiente de exposição Este parâmetro determina a humidade do betão

26 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: Na 2 O equiv < 0.6% Limitar o teor em álcalis no betão - Na 3 2 O equiv < 3 kg/m 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

27 Prevenção das Reacções Expansivas Internas

28 Enquadramento Normativo ESTRUTURAS DE BETÃO Projecto de Estruturas de Betão NP EN 1992 BETÃO NP EN Execução de Estruturas de Betão NP ENV NP EN 197 cimento NP EN 450 cinzas volantes NP EN sílica de fumo NP EN adjuvantes NP EN agregados NP EN agregados leves NP EN ensaios de betão fresco NP EN ensaios de betão endurecido Durabilidade Esp LNEC E 461 Esp LNEC E 464 Esp LNEC E 465 NP EN 1008 água de amassadura NP EN pigmentos

29 Enquadramento geral dos intervenientes no processo de garantia da Durabilidade 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 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

30 A protecção a conferir à estrutura deve ser definida considerando: Utilização Vida útil Manutenção prevista Efeito das acções directas indirectas AMBIENTAIS Acções ambientais: Condições de exposição químicas e físicas a que a estrutura está sujeita para além das acções mecânicas actuantes (NP EN 206-1; E 464)

31 Classes de exposição ambiental (LNEC E464) Quadro 1 Sem risco de corrosão ou ataque Classe Descrição do ambiente Exemplos informativos X0 Para betão sem armaduras: Todas as exposições, excepto ao gelo/degelo, abrasão ou ao ataque químico Para betão armado: muito seco 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. Betão armado em ambiente muito seco. Betão no interior de edifícios com muito baixa humidade do ar. Quadro 2 Corrosão induzida por carbonatação Classe Descrição do ambiente Exemplos informativos XC1 Seco ou permanentemente húmido Betão armado no interior de edifícios ou estruturas, com excepção das áreas com humidade 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

32 Classes de exposição ambiental Quadro 3 Corrosão induzida por cloretos não provenientes da água do mar Classe Descrição do ambiente Exemplos informativos XD1 Moderadamente húmido Betão armado em partes de pontes afastadas da acção directa dos sais descongelantes, 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 salpicos de 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. (1) No nosso país estas situações deverão ser consideradas na classe XD1; (2) Idem, se relevante Quadro 4 Corrosão induzida por cloretos da água do mar 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 nível superior das marés (5 m na costa Sul de Portugal Continental) até 1 m abaixo do nível 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.

33 Classes de exposição ambiental Quadro 5 Ataque pelo gelo/degelo 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 sais descongelantes directa ou indirectamente. 6. Ataque químico XA1 XA2 Ambiente químico ligeiramente agressivo, de acordo com a EN 206-1, Quadro 2 Ambiente químico moderadamente agressivo, de acordo com a EN 206-1, Quadro 2 Terrenos naturais e água no terreno Terrenos naturais e água no terreno XA3 Ambiente químico altamente agressivo, de acordo com a EN 206-1, Quadro 2 Terrenos naturais e água no terreno

34 Classes de exposição ambiental Caracterização química Classes de exposição Água no solo XA1 pouco agressivas XA2 moderadamente agressivas XA3 muito agressivas SO 2-4 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 CO 2 agressivo mg/l 15 e 40 > 40 e 100 > 100 até à saturação NH + 4 mg/l 15 e 30 > 30 e 60 > 60 e 100 Mg 2+ mg/l 300 e 1000 > 1000 e 3000 > 3000 até à saturação Solos SO 2-4 mg/kgª ) total 2000 e 3000 (b) > 3000 b) e > e 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.

35 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 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..

36 Requisitos de durabilidade Aspectos a considerar: Concepção estrutural forma estrutural: geometria; robustez Pormenorização da estrutura - recobrimento das armaduras pormenorização das armaduras drenagem Selecção dos materiais betão composição: A/C; dosagem de cimento tipo de cimento agregados Execução colocação e compactação do betão protecção e cura recobrimento das armaduras Controlo de qualidade Medidas especiais de protecção - armaduras em aço inox revestimentos superficiais (betão e armaduras) prevenção/protecção catódica

37 Medidas de protecção adicional Revestimentos superficiais para betão Prevenção catódica

38 ESPECIFICAÇÃO DA DURABILIDADE 2 métodos: Metodologia prescritiva 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)

39 METODOLOGIA PRESCRITIVA RECOBRIMENTO DAS ARMADURAS Recobrimento nominal a especificar nos desenhos de projecto C nom = C min + C dev C dev = 10 mm (NP ENV ) Recobrimento C min deve assegurar protecção das armaduras contra a corrosão transmissão de forças entre a armadura e o betão resistência ao fogo

40 METODOLOGIA PRESCRITIVA RECOBRIMENTO MINIMO C min = máx {C min,b ; C min,dur + C dur,γ - C dur,st C dur,add ; 10mm} C min,b recobrimento mínimo para garantir a aderência C min,dur recobrimento mínimo relativo às condições ambientais C dur,γ margem de segurança adicional C dur,st redução do recobrimento no caso de utilização de aço inox C dur,add redução do recobrimento no caso de utilização de protecções adicionais Condições de exposição C min,dur Classe estrutural

41 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) - 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

42 METODOLOGIA PRESCRITIVA Quadro 4.3N: Classificação estrutural recomendada Classe Estrutural Classe de Exposição de acordo com o Quadro 4.1 Critério 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 1) 2) C30/37 reduzir de C30/37 reduzir de C35/45 reduzir de C40/50 reduzir de C40/50 reduzir de C40/50 reduzir de C45/55 reduzir de 1 1 classe 1 classe 1 classe 1 classe 1 classe 1 classe classe Elemento com geometria de laje (posição das armaduras não 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 afectada pelo processo construtivo) 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

43 METODOLOGIA PRESCRITIVA Quadro 4.4N: Valores do recobrimento mínimo, cmin,dur, requisitos relativos à durabilidade das armaduras para betão armado, de acordo com a EN Requisito ambiental para c min,dur (mm) Classe Estrutural Classe de Exposição de acordo com o Quadro 4.1 X0 XC1 XC2 / XC3 XC4 XD1 / XS1 XD2 / XS2 XD3 / XS3 S S S S S S Quadro 4.5N: Valores do recobrimento mínimo, cmin,dur, requisitos relativos à durabilidade das armaduras de pré-esforço Requisito ambiental para c min,dur (mm) Classe Estrutural Classe de Exposição de acordo com o Quadro 4.1 X0 XC1 XC2 / XC3 XC4 XD1 / XS1 XD2 / XS2 XD3 / XS3 S S S S S S

44 METODOLOGIA PRESCRITIVA C dur,γ valor recomendado 0mm C dur,st = 10 mm (aço inox austenítico ou austenítico-ferrítico) C dur,add = 5 mm (protecção superficial do betão satisfazendo a E468) C dur,add = 5 mm (revestimento das armaduras com epóxi) No entanto: A utilização das possíveis reduções do recobrimento não poderá permitir que o valor de C min,dur seja inferior ao correspondente à: - Classe 2 para uma vida útil de 50 anos - Classe 4 para uma vida útil de 100 anos

45 Prescrições relativas à composição e classe de resistência do betão LNEC E464 - Vida útil de 50 anos- 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 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) * Máxima razão água/cimento Mínima dosagem de cimento, C (kg/m 3 ) 0,65 0,65 0,60 0,60 0,65 0,65 0,55 0, Mínima classe de resistência C25/30 LC25/28 C25/30 LC25/28 C30/37 LC30/33 C30/37 LC30/33 C25/30 LC25/28 C25/30 LC25/28 C30/37 LC30/33 C30/37 LC30/33 (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.

46 Prescrições relativas à composição e classe de resistência do betão Quadro 7 Limites da composição e da classe de resistência do betão sob acção dos cloretos, para uma vida útil de 50 anos Tipo de cimento CEM IV/A (Referência); CEM IV/B; CEM III/A; CEM III/B; CEM V; CEM II/B (1) ; CEM II/A-D CEM I; CEM II/A (1) Classe de exposição XS1/ XD1 XS2/ XD2 XS3/ XD3 XS1/ XD1 XS2/ XD2 XS3/ XD3 Mínimo recobrimento nominal (mm)* Máxima razão água/cimento Mínima dosagem de cimento, C (kg/m 3 ) Mínima classe de resistência ,55 0,55 0,45 0,45 0,45 0, C30/37 LC30/33 C30/37 LC30/33 (1) Não aplicável aos cimentos II-T, II-W, II/B-L e II/B-LL. C35/45 LC35/38 C40/50 LC40/44 C40/50 LC40/44 C50/60 LC50/55 Quadro 8 Limites da composição e da classe de resistência do betão sob acção do gelo/degelo, para uma vida útil de 50 anos Tipo de cimento CEM 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 Mínima dosagem de cimento, C (kg/m 3 ) Mínima classe de resistência 0,60 0,55 0,55 0, C30/37 LC30/33 C30/37 LC30/33 C30/37 LC30/33 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. C30/37 LC30/33

47 Prescrições relativas à composição e classe de resistência do betão Quadro 9 Limites da composição e da classe de resistência à compressão do betão sob ataque químico, para uma vida útil de 50 anos Tipo de cimento CEM IV/A (Referência); CEM IV/B; CEM III/A; CEM III/B; CEM V; CEM II/B (1) ; CEM II/A-D CEM I; CEM II/A (1) Classe de exposição XA1 XA2 (2) XA3 (2) XA1 XA2 (2) XA3 (2) Máxima razão água/cimento Mínima dosagem de cimento, C (kg/m 3 ) 0,55 0,50 0,45 0,50 0,45 0, 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. 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 águaligante A dosagem de cimento indicada nos quadros referem-se a betões com com D máx 32 mm Para outros valores de D máx tem-se: 12.5 D máx < 20mm: C20/12.5 = 1.10 C 4 < D máx <12.5 mm: C12.5/4 = 1.23 C

48 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 cimento CEM I (1) CEM II (2) CEM III,IV,V (3) Teor de C 3 A XA2 5 % 8 % 10 % XA3 5 % 6 % 8 % Teor d (C 3 A+C 4 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

49 Prescrições relativas à composição e classe de resistência do betão - Vida útil de 100 anos - Alterações dos requisitos dos quadros 6 a 9: Classes XC; XD e XS 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/m 3 classe de resistência é aumentada de 2 classes

50 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 Quadro 11 Combinações de classes de exposição XD2 XS2 + ataque da água do mar (XA1) XC2 com: 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

51 Combinação de classes de exposição Exemplo: Ponte localizada num estuário CORTE TIPO XC3/XS1 XC4/XS1 XC4/XS3 XC4/XS3/XA1 XC2/XS2/XA1

52 Combinação de classes de exposição Exemplo: Viaduto localizado no interior XC3 XC4 XC4 XC2/XA1

53 Nos casos de não satisfação dos requisitos definidos nos quadros 6 e 7 há que recorrer às seguintes metodologias: Conceito de desempenho equivalente - composição não respeitando os limites indicados - utilização de outros cimentos que não os indicados Métodos baseados no desempenho - recobrimentos menores os mínimos indicados - recobrimentos maiores que os indicados e composições com menores exigências - períodos de vida útil diferentes de 50 e 100 anos

54 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 Carbonatação acelerada LNEC E provete 150x150x600 XC3 XC4 Permeabilidade ao oxigénio LNEC E provetes φ 150; h= 50 Resistência à compressão NP EN provetes de 150x150x150 XS1/XD1 XS2/XD2 Coef. de difusão dos cloretos LNEC E provetes φ 100; h= 50 XS3/XD3 Absorção capilar LNEC E provetes φ 150; h= 50 Resistência à compressão NP EN provetes de 150x150x150 O desempenho médio das composições de estudo deve ser igual ou superior ao da composição de referência

55 CLASSIFICAÇÃO DO BETÃO -EN 206- Classes de resistência à compressão Classes de exposição ambiental Classes de consistência Classes relacionadas com o Dmáx Classes de massa volúmica (betão leve) Classes de teor de cloretos

56 CLASSIFICAÇÃO DO BETÃO Classes de resistência à compressão Betão normal e betão pesado: C12/15 a C90/105 Betão leve : LC12/13 a LC 80/88 Classes de exposição ambiental Especificação LNEC E464 Classes relacionadas com o Dmáx A classificação é definida pela máxima dimensão do agregado mais grosso

57 CLASSIFICAÇÃO DO BETÃO Classes de consistência Classes de abaixamento (S1 a S5) Classe S1 S2 S3 S4 S5 Abaixamento (mm) 10 a a a a Classes Vêbê (V0 a V4) Classes de compactação (C0 a C4) Classes de espalhamento (F1 a F6)

58 CLASSIFICAÇÃO DO BETÃO Classes de massa volúmica (betão leve) Classes Massa volúmica (kg/m 3 )

59 CLASSIFICAÇÃO DO BETÃO Classes de teor de cloretos Utilização do betão Classes de exposição ambiental Betão sem armaduras de aço ou outros metais embebidos Betão com armaduras ou outros metais embebidos XC ; XF; XA XS; XD Cl 1.0 Cl 1.0 Cl 0.4 Cl 0.2 Betão com armaduras pré-esforçadas Cl 0.2 Cl 0.1

60 TIPOS DE ESPECIFICAÇÃO DO BETÃO -EN 206- Betão de comportamento especificado Betão cujas propriedades requeridas e características adicionais são especificadas ao produtor Betão de composição prescrita Betão cuja composição e materiais constituintes são especificados ao produtor Betão de composição prescrita em norma Betão de composição prescrita cuja composição se encontra estabelecida numa norma válida no local de utilização do betão (actualmente inexistente)

61 TIPOS DE ESPECIFICAÇÃO DO BETÃO BETÃO DE COMPORTAMENTO ESPECIFICADO Requisitos fundamentais a especificar (betão normal) Conformidade com a EN Classe de resistência à compressão Classe de exposição Máxima dimensão do agregado mais grosso Classe de teor de cloretos Classe de consistência

62 TIPOS DE ESPECIFICAÇÃO DO BETÃO BETÃO DE COMPOSIÇÃO PRESCRITA Requisitos fundamentais a especificar (betão normal) Conformidade com a EN Dosagem de cimento Tipo e classe de resistência do cimento Razão A/C ou consistência Tipo, categorias e teor máximo de cloretos dos agregados Máxima dimensão do agregado mais grosso e quaisquer limitações para a granulometria Tipo e quantidade de adições e adjuvantes As origens dos adjuvantes ou adições e do cimento, em substituição de características impossíveis de definir por outros meios

63 TIPOS DE ESPECIFICAÇÃO DO BETÃO DESIGNAÇÃO ABREVIADA PARA O BETÃO DE COMPOSTAMENTO ESPECIFICADO Referência à norma: EN Classe de resistência à compressão Classe de exposição Máxima dimensão do agregado mais grosso Classe de consistência Classe de teor de cloretos Exemplo: EN206-1; C30/37; XC4(P); D max 25; S4; Cl 0.4