Especificação LNEC E465

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1 Especificação LNEC E465 Meodologia para esimar as propriedades de desempenho que permiem saisfazer a vida úil de projeco de esruuras de beão armado ou préesforçado sob as exposições ambienais XC e XS

2 Enquadrameno Desenvolvimeno da deerioração no empo Nível de deerioração despassivação fendilhação 3 delaminação 4 roura 1 iniciação i propagação p empo Vida úil L i + p

3 Vida úil Caegorias de vida úil na EN 1990 Vida úil preendida Exemplos Caegoria g (anos) 1 10 Esruuras emporárias 10 a 5 Pares esruurais subsiuíveis 3 15 a 30 Esruuras para a agriculura e semelhanes 4 50 Edifícios e ouras esruuras comuns (v.g., hospiais, escolas) Edifícios monumenais, pones e ouras esruuras de engenharia civil As diferenes pares de uma esruura podem er diferenes vidas úeis

4 A avaliação da vida úil deve ser realizada com base numa análise probabilísica, al como aconece no dimensionameno esruural dos elemenos, dada a aleaoriedade dos processos de deerioração S() efeio da acção R() - resisência p r P(R<S) probabilidade de roura p ac nível aceiável da probabilidade de roura T L período de vida úil p r P(T L <T)

5 No caso das funções S() e R() erem disribuições normais a análise probabilísica pode ser realizada com base no Índice de Fiabilidadeβ p r P(T L <T) P(Z<0) TL Ф(-β) em que Z() R() S() Relação enre a probabilidade de roura e o índice de fiabilidade p r β β.σ(z) µ R -µ S β.σ(z) µ Z

6 O cálculo da vida úil é realizado com base em esados limies: Esado limie de despassivação das armaduras Esado limie de fendilhação Esado limie de delaminação Esado limie úlimo Para definição da vida úil a Esp LNEC E465 esabelece apenas o esado limie de uilização definido como início da fendilhação do beão de recobrimeno por corrosão de armaduras erioração Nível de de despassivação fendilhação delaminação roura 1 i p empo L

7 Meodologia Garanir que: L g > 0 L vida úil avaliada aravés de modelos de desempenho g vida úil preendida Análise semi-probabilísica considerar um facor de segurança da vida úil γ Esa meodologia permie: Calcular de forma deerminísica as propriedades de desempenho para vida úil de cálculo: d γ g de modo a saisfazer a condição L g > 0 com uma abordagem probabilísica.

8 Facores de segurança / Índices de fiabilidade Mínimos índices de fiabilidade β Classes de fiabilidade RC3 RC RC1 β,0 1,5 1, probabilidade,3 * 10-6,7 * 10-1 * 10 - Facores de segurança da vida úil γ Classes de fiabilidade Facor γ para o Esado Limie de Uilização RC3,8 RC,3 RC1,0

9 Modelação da deerioração Objecivo: Especificar propriedades de desempenho para o beão de modo a que L > d L i + p Meodologia adopada: esimar valores mínimos para o período de propagação p e caracerizar o beão aravés das propriedades ligadas ao período de iniciação i (para o esado limie de uilização considerado, a deerioração por corrosão de armaduras é muio limiada)

10 Modelos de cálculo para o Período de Iniciação CARBONATAÇÃO Modelo 1 Define a resisência à carbonaação do beão R C65 de modo a que ao fim do período de iniciação i a profundidade de carbonaação seja no máximo igual ao recobrimeno X * D * c * * K a * D * c * * a k 1 * k 0 n onde: X - profundidade de carbonaação (m) D coeficiene de difusão do CO no beão carbonaado (65% HR; 0 ºC) c 0,0007kg/m 3 (concenração do CO no ar) a consumo de CO, função do ipo e dosagem de cimeno K1 facor dependene da HR do beão K facor dependene da cura do beão n facor dependene da molhagem/secagem ao longo do empo (<0,3) 0 período de referência (1 ano)

11 Considerando: n C k k R X ,0006 D a R C 65 (kg.ano/m 5 ) n i i C k k R R ,*10 Valor da resisência à carbonaação a exigir ao beão A medição de R C65 é feia no ensaio acelerado (LNEC E391) X c R acel C

12 ACÇÃO DOS CLORETOS Modelo base C ( x, ) C S 1 erf X D D é o coeficiene de difusão dos cloreos no beão, em m /s; C (x, ) é a concenração dos cloreos, à profundidade x (m) após decorrido o empo (s) C S é a concenração dos cloreos, em % da massa de ligane, na superfície do beão (X0), para 0 erf é a função erro: erf (z)w D X 4 ξ com: ξ erf 1 C S C ( x, ) C S A despassivação das armaduras ocorre para uma concenração de cloreos ao nível das armaduras C (x, ) C(R, i ) C R (eor criico de cloreos) R recobrimeno das armaduras

13 Teor críico de cloreos C R (% em massa do cimeno) Água/cimeno XS1; XS XS3 a/c 0,30 0,6 0,5 0,30 < a/c 0,40 0,5 0,4 a/c >0,40 0,4 0,3 A concenração superficial C s é dada por: C s Cb ka / c k ver k hor k emp C b 3,0% nas classes XS e XS3 e C b,0% na XS1 K a/c,5 * (a/c), sendo a/c a razão água/ligane K emp, referene ao beão, em os seguines valores: 0 ºC 10 ºC 15ºC 0 ºC 5ºC 30 ºC 35ºC, 1,5 1, 1,0 0,8 0,7 0,6 Classe de exposição k ver XS1 0,7 XS 1 a 1m de profundidade 1,4 a 5 m de profundidade* XS3 1,0 k ver e k hor êm os valores indicados no quadro: Disância à linha de cosa** K hor Km* 0,6 3 Km* 0,4

14 O coeficiene de difusão D é dado por: D a () D a ( 0 ) * ( 0 /) n k D,c * k D,RH * k D,T * D 0 * ( 0 /) n k D,c k D,RH k D,T é um facor que em em cona a influência das condições de cura; é um facor que em em cona a influência da humidade relaiva do ambiene; é um facor que em em cona a influência da emperaura; D 0 é o coeficiene de difusão poencial (m /s), deerminado em laboraório de acordo com a Especificação LNEC E 463, com o beão na idade de referência 0 8 dias; n é um facor que em em cona o decréscimo de ingresso dos cloreos ao longo do empo. Número de dias de cura k D,c normalizada,4 em conaco permanene com água Cofragem de permeabilidade conrolada e 3 dias de cura húmida Classes de exposição CEM I / II* n 0,75 1,0 CEM III / IV XS1 0,55 0,65 XS 0,45 0,55 XS3 0,55 0,65 * Excepo CEM II-W, II-T, II/B-L e II/B-LL Classes de exposição K D,RH XS1 0,4 XS3 1,0 XS 1,0 Temperaura do beão (ºC) K D,T 30 ºC 1,5 5 ºC 1, 0 ºC 1,0 15 ºC 0,8 10 ºC 0,75 0 ºC 0,4

15 Modelo de cálculo para o Período de Propagação O modelo recorre: - lei de Faraday x 0,0115I cor p x (mm) é a redução de raio provocada pela inensidade da correne de corrosão Icorr (µa/cm ) durane o empo de propagação da corrosão p (anos) - à expressão experimenal de esima da redução de raio, x, que provoca a iniciação da fissuração: x 10-3 * (74,5 + 7,3R/φ 0 17,4 f cd ) R é o recobrimeno (mm); f cd é a resisência à compressão diameral do beão, com o valor e,5 MPa nos beões para a carbonaação e 3 e 4 MPa nos beões para os cloreos. φ 0 diâmero inicial das armaduras - à consideração da diferene influência na corrosão da carbonaação e da acção dos cloreos φ 0 - φ αx α quando a corrosão é uniforme, caso da corrosão por carbonaação α 10 quando a corrosão é por picadas, caso da corrosão por cloreos

16 - à consideração dos níveis de corrosão expecáveis nas classes de exposição XC e XS em função dos eores de humidade nos poros do beão Classes de exposição e níveis de corrosão das armaduras XC1 XC XC3 XC4 XS1 XS XS3 Despr Baixo Despr. Baixo/ Moder. Moder. Despr Elevado Níveis de corrosão Inensidade da correne de corrosão (µa/cm ) Nível de corrosão < 0,1 0,1-0,5 0,5-1 desprezável baixo moderado >1 elevado Período de propagação: p k φ 0 / (1,15 α I corr ) com: k 0,1*(74,5 + 7,3 R/φ 0 17,4 f cd ) /(φ 0 /)

17 Cálculo das propriedades de desempenho do beão Definir previamene: Período de vida úil preendido g Classe de fiabilidade da esruura ou do elemeno esruural: RC1//RC/RC3 Classes de exposição a que cada elemeno esruural esá sujeio: XC1 a XC4 ou XS1 a XS3 Recobrimeno mínimo a adopar em cada elemeno esruural Seguidamene calcular: O período de propagação p O período de iniciação de cálculo ic γ ( g p ). ic (anos) Valores do período de iniciação de cálculo ic (anos) g 50 anos g 100 anos p RC3 RC RC1 p RC3 RC,8,3,0,8,3 XC1 > > XC XC XC4 s s h h XS XS XS As propriedades do beão relacionadas com a durabilidade resisência à carbonaação R C65 e coeficiene de difusão aos cloreos D 0 com base nos modelos de deerioração.