As fissuras térmicas no concreto devem ser evitadas, principalmente quando a espessura do concreto aumenta. Vamos ver que tipos de fissuras térmicas existem.
Um problema comum que os projetistas e as equipes de construção enfrentam são as rachaduras devido às influências térmicas. O aumento do calor no concreto é inevitável, mas pode ser controlado ou minimizado até certo ponto. Além disso, o problema também pode ser resolvido fornecendo reforço calculado com base nas premissas de projeto. As fissuras no concreto podem ser tratadas nas seguintes categorias.
- Ciclos de congelamento/descongelamento
- Flutuações externas de temperatura sazonal
- Contrações térmicas precoces
Rachaduras causadas por ciclos de congelamento e descongelamento
As moléculas de água no concreto congelam, aumentando assim seu volume em comparação com o volume contido no concreto.
Os danos causados por este processo são conhecidos como danos por congelamento e descongelamento. Se o teor de água no concreto for superior a 91%, ele é chamado de concreto saturado.
Quando o concreto saturado congela, seu volume aumenta 9%. Como não há espaço para acomodar o aumento de volume, o concreto fica sujeito a tensões adicionais. Como resultado, pode-se observar o seguinte.
- Cimento e agregados podem se soltar
- O concreto pode rachar (rachaduras aleatórias)
- Dimensionamento de superfície
- Craqueamento D (craqueamento de durabilidade)
Os efeitos dos efeitos de congelamento/descongelamento são devidos às seguintes razões e podem ser minimizados conforme sugerido aqui.
- Bolsas de ar insuficientes. Se houver ar suficiente para compensar o aumento de volume, os três problemas listados acima poderão não ocorrer inicialmente.
- O uso de materiais não duráveis leva à fissuração D. Portanto, é recomendável evitar isso.
- Uma elevada relação água-cimento também contribui diretamente para este problema. Portanto, o teor de água poderia ser limitado pelo uso de aditivos redutores de água.
Fissuras no concreto devido a flutuações externas sazonais de temperatura
Os edifícios estão expostos à luz solar direta e sujeitos a flutuações de temperatura significativas em comparação com edifícios cobertos. Eles absorvem o calor e o liberam novamente à noite. O aumento da temperatura depende das condições ambientais.
Quando o concreto aquece ele se expande e quando esfria ele se contrai. Quando aquecido, surgem tensões de tração e compressão, e o mesmo processo também pode ser observado durante o resfriamento. Como resultado, fissuras térmicas se desenvolvem no concreto ao longo do tempo, à medida que as tensões normalmente se desenvolvem.
Fissuras no concreto devido a flutuações externas sazonais de temperatura podem ser minimizadas se forem levadas em consideração na fase de projeto.
Dependendo da tensão criada pelas cargas aplicadas, a armadura de uma seção é calculada. Devido às flutuações de temperatura na seção, surgem tensões adicionais. Isto deve ser levado em consideração no dimensionamento da armadura.
Para lidar com o efeito térmico, diferentes combinações de carga podem ser levadas em consideração no projeto.
A largura de fissura de projeto pode ser limitada para as seguintes combinações de carga.
Uma estrutura está sujeita a momentos fletores (M), forças axiais (T – forças de tração; causa fissuras) devido ao carregamento, além das flutuações de temperatura, como o aumento da temperatura em relação à temperatura ambiente durante o processo de hidratação (T1) e flutuações de temperatura devido a efeitos sazonais (T2).
- Largura da fissura (M + T + T2)
- Largura da fissura (T1 apenas)
- Largura da fissura (T1 +T2)
Se o dimensionamento for realizado levando em consideração os casos acima, a fissuração pode ser minimizada.
Contrações térmicas precoces
A fissuração térmica precoce ocorre devido às tensões de tração no concreto que excedem sua capacidade, e as tensões de tração ocorrem devido às contrações térmicas ou devido a flutuações de temperatura dentro de uma seção. Rachaduras térmicas no concreto podem levar de duas a três semanas para se desenvolverem.
A reação entre o cimento e a água produz calor. A quantidade de calor e o aumento da temperatura dependem de muitos fatores.
- Tipo de cimento
- Quantidade de cimento
- Temperatura de colocação (temperatura do concreto no momento da concretagem)
- Condições ambientais
- Geometria do componente incluindo a espessura do concreto
- Tipo de cofragem
O concreto atinge sua temperatura máxima no primeiro dia e depois começa a esfriar gradativamente. A figura seguinte mostra as flutuações de temperatura nos testes de modelo quando há preocupações sobre o tipo de fôrma a ser utilizada, a temperatura máxima no núcleo, o gradiente de temperatura, a diferença de temperatura entre o núcleo e a fôrma, etc.
Conforme explicado acima, existem muitas razões para o desenvolvimento de tensões adicionais no concreto. Portanto, recomenda-se verificar as flutuações de temperatura do concreto através de testes de modelo quando os tamanhos dos elementos são maiores (1000mm, 1500mm, etc.) e a qualidade do concreto também é maior. O teor de cimento aumenta à medida que a qualidade do concreto aumenta, portanto o calor de hidratação é maior em comparação com o concreto de baixa qualidade.
Os seguintes fatores podem ser considerados como a principal causa da fissuração térmica prematura.
- Aumento de temperatura
- Coeficiente de expansão térmica do concreto
- Capacidade do concreto de absorver tensões de tração
- Manchas internas e externas
A fissuração térmica precoce pode ser evitada até certo ponto pelos reforços estruturais. Os cálculos do reforço devem ser realizados com base nas restrições relevantes e nas flutuações de temperatura durante o processo de hidratação. Esses cálculos levam em consideração o pico de temperatura durante o processo de hidratação e a temperatura ambiente. Além disso, após a realização do teste do modelo, serão tomadas as seguintes restrições e medidas. Durante o teste também é verificado se os valores especificados são respeitados.
- Concreto, quando colocadotem um temperatura de não mais do que 300 C. (Pode depender do projeto)
- O O aumento máximo da temperatura de hidratação do concreto não deve exceder 70.0 C. (Normalmente este valor é usado. No entanto, poderá variar de projeto para projeto e o valor poderá ser aumentado dependendo da recomendação de diferentes referências. Poderia ser considerado um limite máximo de temperatura de pico de até 80 °C.Ó C com um teor de cinzas volantes e sílica ativa superior a 30% para minimizar o risco de formação retardada de etringita. Um desvio do valor geral (70Ó C) sempre criará incerteza. Portanto, isso deve ser feito sob a orientação e supervisão de especialistas técnicos.)
- Nenhum gradiente de temperatura no concreto pode exceder 20.0 C, a uma distância de 1 m e a diferença máxima de temperatura entre duas partes da mesma peça fundida não deve exceder 250 C. ( Ambos os valores limites devem corresponder às respectivas especificações do projeto. Esses valores podem mudar ligeiramente de acordo com as especificações.)
- Para atender aos requisitos acima, pode ser utilizado cimento Portland com cinzas volantes ou cimento Portland de baixo calor ou cimento hidráulico misto que atenda aos requisitos da norma de cimento relevante, além de outras medidas de controle de temperatura durante a concretagem (por exemplo, uso de gelo ou água gelada para mistura de concreto, métodos especiais de cura/isolamento durante a hidratação do concreto).
- O empreiteiro prepara um bloco de concreto de amostra 2mx2mx2m (O tamanho pode variar e depende dos tamanhos reais do item.) utilizando a mistura de concreto e tem como objetivo demonstrar as flutuações do aumento de temperatura durante o processo de hidratação para verificar a adequação da composição da mistura e outras medidas de controle de temperatura para uso na estrutura de blindagem.
- O Empreiteiro deverá submeter ao Engenheiro pelo menos dois meses antes do início dos trabalhos específicos nas estruturas de blindagem uma descrição do procedimento detalhando todas as medidas tomadas para alcançar as medidas de controle de temperatura acima.
Além disso, atenção especial deve ser dada à formação de etringitas retardadas, pois podem afetar significativamente a resistência estrutural. É necessário realizar as verificações necessárias e selecionar o tipo de fôrma que atenda aos requisitos anteriores.
