A durabilidade do concreto pode ser considerada como parte do projeto estrutural e está relacionada ao número de anos que a estrutura foi projetada para durar.
A durabilidade do concreto é discutida neste artigo sob dois aspectos.
- Requisitos de prazo de validade
- Problemas de durabilidade
Requisitos de prazo de validade
A expectativa ao considerar os requisitos de durabilidade na construção em concreto armado é que a estrutura continue existindo por um longo período de tempo sem perder significativamente a condição em que se encontrava no momento da construção. TA durabilidade das estruturas é discutida em termos da vida útil esperada de uma estrutura.
As medições de durabilidade são realizadas especificando os requisitos do material e com base nas condições de carregamento a que a estrutura será submetida.
De acordo com as normas de construção, a durabilidade é determinada em relação às condições de carga. Além disso, a seleção da classe estrutural para a seleção da cobertura de reforço é feita com base em alguns outros fatores além da durabilidade no projeto de acordo com o Eurocode 2. Todas as normas de construção seguem procedimentos semelhantes na determinação da durabilidade.
Ao selecionar a durabilidade, são levados em consideração os seguintes aspectos, entre outros.
Cobertura para os reforços
O projeto da cobertura e o processo de seleção desempenham um papel crucial na avaliação da durabilidade das estruturas de concreto armado. A corrosão do reforço deve-se principalmente à cobertura inadequada. Práticas de construção inadequadas e a falta de determinação da cobertura necessária de reforço podem resultar nesta inadequação.
Dependendo do tipo de estrutura e do local onde será executada a construção, o projetista deverá selecionar a cobertura adequada para a armadura de acordo com as normas de construção. Ao selecionar a cobertura para reforço, o Eurocode tem em conta os três fatores principais seguintes.
- Requisitos para reforços de ligação
- Requisitos para a durabilidade dos reforços
- Tolerâncias para desvios de projeto.
De acordo com as diretrizes do Eurocode 2 em relação aos fatores acima, a seção de cobertura pode ser preparada. Para mais informações sobre a seção de cobertura de armadura, consulte o artigo “ Cobertura de reforço nominal de acordo com o Eurocode”
Limitando a formação de fissuras no concreto
Devido às diferenças regionais, formam-se fissuras em todos os edifícios do mundo. É quase impossível evitar fissuras em elementos estruturais, embora possam ser controladas até um ponto em que não causem danos, mesmo sob condições ambientais severas. Normalmente, a largura e a profundidade da fissura causam problemas de durabilidade.
Existem dois métodos que podem ser usados para construir fissuras
- Método de limitar o estresse
- Limitação do método da largura da fissura
Método de limitar o estresse
Este método limita a tensão na armadura. Ao manter a tensão da armadura num nível mais baixo, a tensão no betão também é reduzida. Há mais espaço para o aumento da tensão devido a efeitos térmicos e outros que causam fissuras no concreto. Além disso, tensões mais baixas no concreto não aumentam o tamanho das fissuras superficiais que podem ocorrer à medida que o concreto endurece.
Como menos tensão é mantida na armadura, uma área maior de armadura deve ser fornecida para acomodar o mesmo momento fletor. Embora isto aumente os custos de construção, é o melhor método para minimizar fissuras.
Método de limitação de largura de fissura
A largura da fissura é limitada ao nível especificado com base no tipo de estrutura e de acordo com o código de projeto utilizado. O método de limitação da largura de fissura não é tão caro quanto o método de tensão limite. No entanto, apresenta um risco maior em comparação com o método de tensão limite.
De acordo com a BS 8007 – Projeto de estruturas de concreto para retenção de líquidos aquosos – a largura da fissura deve ser limitada a 0,2mm ou 0,1mm dependendo das seguintes condições.
Além do acima exposto, a BS 5400 também especificou a largura da fissura com base nas condições de exposição. A tabela a seguir foi retirada da BS5400 e também pode ser usada ao selecionar uma cobertura adequada para reforço.
Classe de resistência e relação água-cimento
A classe de resistência do concreto desempenha um papel importante na sua durabilidade. As estruturas são classificadas de acordo com o Eurocode 2, Tabela 4.3N e de acordo com esta classificação são recomendadas diferentes classes de resistência dependendo das condições de exposição. A relação água-cimento está diretamente relacionada à resistência do concreto. Portanto, selecionar a classe de resistência correta é fundamental na avaliação da durabilidade de estruturas de concreto.
BS 8007 usado para construir estruturas para retenção de fluidos aquosos, sugere a relação água-cimento aceitável e o teor de cimento a ser usado. As informações a seguir foram extraídas do código.
- O teor máximo de cimento deve ser de 325 kg/m3. Uma relação água-cimento máxima de 0,55 para cimento Portland comum e quando for usado cimento Portland feito de cinza combustível pulverizada ou uma combinação de cimento Portland comum e cinza combustível pulverizada, a proporção água-cimento deve ser de 0,50.
- A resistência característica à ruptura do concreto não deve ser inferior a 35 N/mm.2 e o concreto é classificado como 35A.
- Para concreto armado, o teor de cimento não deve exceder 400 kg/m.3 de cimento Portland normal ou cimento com ggbs ou 450 kg/m3 em que o cimento com PFA é usado. Para betão protendido, o teor máximo de cimento pode ser aumentado para 500 kg/m3.3 ou 550 kg/m3 respectivamente.
Para mais informações sobre cimento e seus aditivos, consulte o artigo “Cimento e aditivos de cimento“poderia ser lido.
Problemas de durabilidade em estruturas de concreto
Os problemas relacionados à durabilidade são geralmente irreversíveis quando surgem. Alguns dos problemas nem podem ser resolvidos, você pode apenas vê-los piorar. Portanto, é importante reconhecer este problema no momento certo e tomar medidas de precaução. Os problemas de durabilidade podem ser atribuídos às seguintes causas principais.
Corrosão do reforço
A taxa de corrosão da armadura depende das condições de carregamento. Se houver fissuras ou se as fissuras forem fornecidas com a maior parte da armadura, a deterioração da armadura é inevitável. Contudo, estruturas construídas adequadamente não enfrentarão este problema se forem construídas de acordo com as especificações dos projetistas e seguindo práticas de construção corretas.
Como exemplo da taxa de corrosão de uma estrutura construída perto do mar ou em contacto com a água do mar, o Steel Piling Group sugere os seguintes valores, assumindo uma taxa de corrosão constante.
Dependendo da condição de carregamento, a profundidade de corrosão esperada pode ser calculada a partir dos valores acima, dependendo da vida útil planeada da estrutura. Além disso, a espessura adicional, especialmente para aço estrutural, pode ser considerada como tolerância à corrosão na fase de projeto. Por exemplo, se o projeto exigir uma espessura de 20 mm, você poderá escolher uma espessura de 22 mm. A seleção depende unicamente da competência e experiência do designer.
A corrosão da armadura ou do aço estrutural de uma estrutura a afeta de diferentes maneiras. Além disso, afeta direta ou indiretamente os demais problemas listados acima como problemas de durabilidade. Portanto, é de extrema importância considerar estas questões na fase de projeto e tomar medidas corretivas para evitá-las. Artigo “Ataque químico ao concreto” E Cobertura de reforço nominal de acordo com o Eurocode“Discutir com mais detalhes as causas da corrosão e os métodos para prevenir a corrosão dos reforços.”
Deterioração do concreto
O concreto se deteriora com o tempo à medida que é exposto ao meio ambiente e sujeito a tensões. A deterioração do concreto pode ser discutida nas seguintes categorias, que não estão incluídas na lista acima de questões de durabilidade. Na fase de projeto devem ser tomadas as medidas necessárias para evitar ou minimizar a ocorrência destes problemas.
Para mais informações sobre reação álcali-agregado e fissuração em concreto, consulte os artigos “Ataque químico ao concreto” E “Rachaduras no concreto“poderia ser referido.
Erros estruturais
Os componentes estruturais podem falhar devido a resistências de projeto inadequadas, resultando na perda das capacidades dos elementos. As estruturas são projetadas para uma vida útil baseada na classe estrutural selecionada. Com base no Eurocode existem seis classes estruturais de S1 a S6. O artigo “Classes estruturais de acordo com o Eurocode” Discuta as seis classes diferentes que podem ser consideradas no design.
Se a estrutura não conseguir cumprir a sua vida útil devido a falhas causadas por problemas relacionados com a durabilidade, o projeto ou alterações nas condições de exposição devem ser cuidadosamente considerados. As ações necessárias devem ser tomadas para resolver os problemas. As condições de exposição e as condições ambientais podem mudar com o tempo.
Os sistemas estruturais precisam ser avaliados regularmente com base na sua importância, especialmente quando expostos a condições ambientais desafiadoras durante um longo período de tempo. Por exemplo, uma estrutura construída em portos fica exposta à água do mar por um longo período de tempo. Isto pode levar à deterioração do concreto, conforme mostrado na figura abaixo.
A foto acima é uma prova clara de que a estrutura requer atenção dos engenheiros civis para continuar a ser utilizada. Pode-se concluir que é responsabilidade dos engenheiros civis das organizações clientes cuidar deste assunto em tempo hábil após a entrega das estruturas. A falta de atenção aos aspectos de durabilidade pode levar a defeitos estruturais.
Fissuração e lascamento do concreto
Existem vários artigos sobre este assunto na Internet Rachaduras no concreto por várias razões. Para obter mais informações, você pode consultar o artigo e outros artigos relacionados.
Quando o concreto se rompe, o concreto se separa e cai ou permanece como concreto separado da estrutura primária. O lascamento do concreto pode ser devido à corrosão da armadura e ao consequente aumento de volume ao redor das barras da armadura. Devido à tensão adicional de tração criada pelo aumento de volume, o concreto começa a se separar.
Se este problema não receber atenção suficiente, pode até causar danos estruturais. A intervenção oportuna e o uso de métodos de reparo corretos podem prevenir a corrosão das armaduras e o lascamento do concreto.
A estrutura não pode ser usada
Problemas de durabilidade fazem com que as estruturas se tornem inutilizáveis mesmo sem suas falhas. O colapso de uma ou mais partes das estruturas dificulta o acesso, principalmente em estruturas prediais. Por exemplo, o edifício não pode ser ocupado devido à fragmentação do componente estrutural. Além disso, algumas áreas do edifício não podem ser utilizadas.
Conforme mostrado na figura, há muitos casos em que as estruturas não podem ser utilizadas devido a questões de durabilidade. Além disso, o medo da população com o aparecimento de fissuras faz com que as pessoas não entrem nos prédios. O mesmo cenário se aplica a outros tipos de estruturas.
Manutenção regular e seus custos
Questões de durabilidade causam muitos problemas para o proprietário ou clientes proprietários do edifício. É preciso cuidar da construção em tempo hábil e realizar inspeções regulares para saber se ela requer a atenção de um engenheiro estrutural. Dependendo do estado do edifício, poderão ser realizados trabalhos de manutenção mediante recomendação do engenheiro estrutural. Além disso, problemas de durabilidade em estruturas de aço são muito comuns e requerem manutenção periódica.
Existem custos associados a qualquer tipo de trabalho de reparação ou manutenção. Estes custos representam custos adicionais para o cliente que este deverá suportar durante a reparação.
