Compreender os fatores que afetam a durabilidade do concreto é fundamental para determinar a vida útil das estruturas. Vamos falar sobre a durabilidade do concreto.
Ao definir durabilidade, outros fatores como qualidade do concreto, relação água-cimento, etc. devem ser levados em consideração. Classes de estrutura Indique claramente o prazo de validade para cada tipo de estrutura.
Os fatores que afetam a durabilidade do concreto estão listados abaixo
- Alta umidade e chuva
- Resistência UV
- Resistência química
- Exposição à água do mar
- Resistência ao cloreto e corrosão do aço
- Resistência ao sulfato
- Resistência à reação álcali-sílica (AKR)
- Carbonatação
- Resistência à abrasão
- Condições de carga moderada a pesada para concreto
- Resistência ao gelo e ao degelo
- teor de cimento
- Qualidade dos agregados
- Qualidade da água
- Compactação de concreto
- Tempo de instalação após enchimento e formação de junta a frio
- Tempo de cura
- permeabilidade
- temperatura
- Defeitos de construção (favos de mel, rachaduras, etc.)
Alta umidade e chuva afetam a durabilidade do concreto
A umidade é essencial para o endurecimento do concreto. Os seguintes fatores podem ser considerados os principais problemas relacionados ao efeito da umidade.
- A umidade é essencial para a cura do concreto. A retenção de umidade no concreto ajuda o cimento a reagir e aumenta a resistência.
- Porém, o excesso de água no concreto pode aumentar a distância entre os agregados. A evaporação da umidade no concreto reduz a resistência do concreto porque não endurece suficientemente. A resistência do concreto pode diminuir significativamente e até cair 40%.
- No entanto, a retenção prolongada pode causar problemas. Após o processo de hidratação do concreto, pode ocorrer uma faixa média de umidade Carbonatação do concreto, como mostra a figura a seguir. Portanto, uma faixa de umidade muito baixa ou muito alta pode ser aceitável em termos de durabilidade.
- Uma faixa de alta umidade com cloreto causará problemas, pois o cloreto pode infiltrar-se no concreto.
- O Força compressiva A resistência do concreto diminui com alta umidade relativa, levando a problemas de durabilidade.
- Níveis mais elevados de umidade na superfície do concreto levam à formação de mofo, bolor e bactérias. O crescimento contínuo pode afetar a resistência do concreto. Além disso, também pode causar problemas de saúde.
- A umidade relativa influencia o valor do pH do concreto. Pode comprometer a integridade do concreto e de quaisquer adesivos ou materiais de revestimento aplicados a ele.
A chuva afeta o concreto em duas etapas. O concreto não curado que fica molhado representa um problema sério no que diz respeito à durabilidade do concreto, e o molhamento e a secagem periódicos contínuos devido à chuva não são considerados um fator muito arriscado que afeta a durabilidade do concreto.
- A chuva afeta a relação água-cimento da área úmida. Isso cria concreto com menor resistência à compressão.
- Além disso, reduz a durabilidade do concreto e consequentemente pode afetar a armadura do concreto.
Resistência UV
As ondas ultravioletas da radiação solar não danificam diretamente o concreto. No entanto, afetam as aplicações no concreto. O pigmento do concreto mantém a cor necessária ao aspecto estético.
Além disso, a aplicação de impregnações causadas pela radiação ultravioleta leva à deterioração do material.
Resistência química
O concreto é mais resistente aos produtos químicos encontrados no meio ambiente. Num ambiente natural, o concreto sobrevive na maior parte do tempo sem danos.
No entanto, existem produtos químicos nocivos que podem reagir com o concreto após exposição prolongada. Produtos químicos como cloretos, sulfatos, bourbon, reações álcali-sílica, etc. podem afetar a durabilidade do concreto armado. Tais efeitos do concreto são chamados Ataques químicos.
Cloretos e sulfatos aderem à armadura, causando corrosão e, consequentemente, reduzindo significativamente a resistência da estrutura. Carbonatação É também um processo de decomposição do concreto. Para mais informações consulte os artigos deste site.
Em algum momento haverá concreto rachado Devido a este problema, os edifícios não podem ser utilizados. Na fase de projeto, deve-se ter cuidado para minimizar o impacto na durabilidade do concreto.
Exposição à água do mar e durabilidade do concreto
A água do mar é um ambiente corrosivo que afeta a durabilidade da estrutura. A estrutura pode estar perto do mar, submersa no mar, ou partes da estrutura podem estar expostas a maremotos.
Devido ao espaço limitado e de acordo com as exigências dos projetos, a construção de estruturas marítimas é inevitável. Durante as fases de planeamento e construção devem ser tomados os cuidados necessários para proteger as estruturas de possíveis riscos.
Reduzir a permeabilidade, proporcionar cobertura adequada, selecionar a qualidade adequada do concreto com base nas Classe de estrutura e condições de exposição, etc. devem ser levadas em consideração durante o planejamento.
A construção deve utilizar misturas de concreto adequadamente projetadas e testadas para os pontos acima, respeitando rigorosas medidas de controle de qualidade.
Informações sobre cimento para uso em água do mar podem ser encontradas no site clicando aqui.
Resistência ao cloreto e corrosão de reforço
São unidos e mais resistentes aos ataques de cloretos, aumentando a segurança contra a corrosão.
Os cloretos são comuns em ambientes marinhos e perto do mar. Portanto, existe um alto risco de exposição ao cloreto.
A permeabilidade do concreto é um dos principais fatores que permite o transporte do cloreto de ferro para as armaduras. Quanto menor for a permeabilidade, menor será o risco de corrosão da armadura.
Além disso, o endurecimento do concreto afeta diretamente a sua permeabilidade. O controle e a garantia de qualidade durante a fase de construção têm impacto direto na durabilidade da estrutura de concreto.
Influência da resistência ao sulfato na durabilidade do concreto
O ataque por sulfato é um dos métodos de dano ao concreto. Este processo pode ser iniciado sem a influência do meio ambiente ou com o apoio do meio ambiente. O aumento do volume do concreto leva à fissuração.
- Geralmente, tensões relacionadas ao sulfato se desenvolvem na superfície do concreto, o que é chamado de ataque externo de sulfato.
- É criado pela reação dos sulfatos contidos nas águas subterrâneas ou no solo com a pasta de cimento do concreto.
- Embora o desgaste comece na superfície de contato, ele progride.
- A reação química cria tensões de tração muito elevadas e leva a fissuras e desintegração do concreto.
- O concreto poroso é geralmente atacado mais severamente do que o concreto menos permeável.
- Continue a sulfatação até que o sulfato possa penetrar no concreto
- De acordo com o ACI 318, as seguintes áreas podem ser consideradas durante o projeto.
Irrelevante – Se o teor de sulfato na água for inferior a 150 ppm (mg/l), não é necessária nenhuma restrição quanto ao tipo de cimento.
Moderado – Se o teor de sulfato na água estiver entre 150 e 1500 ppm, deve-se utilizar cimento tipo II com aditivo pozolano.
Difícil – Se o teor de sulfato na água estiver entre 1.500 e 10.000 ppm, deve-se utilizar cimento tipo V e relação aw/cm inferior a 0,45.
Muito sério – Se o teor de sulfato na água ultrapassar 10.000 ppm, deve-se utilizar cimento tipo V com pozolana e valor de aw/cm inferior a 0,45. Além disso, o Código de Construção ACI recomenda um mínimo F'C de 29 MPa (4250 psi) (Mehta e Monteiro, 2006).
Algumas outras fontes de sulfato poderiam estar conectadas
- Água do mar
- Oxidação de minerais sulfetados na argila adjacente ao concreto
- Atividade bacteriana em esgotos
- Os sulfatos estão presentes no tijolo e podem ser liberados gradualmente durante um longo período de tempo, resultando em ataques de sulfato na argamassa, principalmente onde os sulfatos estão concentrados devido ao movimento da umidade.
Resistência à reação álcali-sílica
As reações alcalino-sílica são um problema de durabilidade do concreto comumente observado em estruturas de retenção de água. Normalmente essas fissuras aparecem após um longo período de construção.
A reação ocorre na presença de álcali no cimento, agregado reativo no concreto, disponibilidade constante de umidade e após atingir o nível de aquecimento requerido.
Como resultado da reação, aparecem fissuras no concreto e o padrão de fissuras se parece com a imagem a seguir.
A reação pode ser evitada ou minimizada pelas seguintes medidas.
- O agregado pode ser verificado para determinar a reatividade. O uso do gerador deve ser evitado.
- Use cimento com baixo teor alcalino
- Controle a disponibilidade contínua de água para a reação. No entanto, isto não é possível para estruturas como barragens de concreto, tubos de transbordamento, tanques de água, etc.
- Controlar a temperatura ideal é uma das medidas que podem ser tomadas para prevenir a reação. No entanto, isto também é muito difícil de implementar na vida real.
Carbonatação
A carbonatação é uma reação do dióxido de carbono do meio ambiente com o hidróxido de cálcio do concreto. Isso cria carbonato de cálcio e o valor do pH cai para 9. Isso faz com que a camada de óxido ao redor do reforço se rompa e o reforço se torne suscetível à corrosão.
A presença de umidade é muito importante para a reação. Em ambientes secos, a carbonatação ocorre lentamente. Além disso, o dióxido de carbono penetra rapidamente nos poros do concreto se a superfície do concreto apresentar muitos vazios.
A carbonatação pode ser evitada ou minimizada pelas seguintes medidas
- A aplicação de revestimentos anticarbonato evita a penetração de dióxido de carbono
- Se ocorrer carbonatação e o reforço estiver corroído, um procedimento de reparo deverá ser utilizado.
- Tinta anticorrosiva deve ser aplicada ao vergalhão antes que o reparo do concreto possa prosseguir.
Resistência à abrasão
A resistência à abrasão é a capacidade de resistir ao desgaste causado pelo contato com outra superfície.
O desgaste do concreto depende dos seguintes fatores.
- Resistência do concreto
- Além disso, o aumento do teor de cimento e a diminuição do teor de água melhoram a resistência à abrasão.
- O uso de areia natural bem selecionada melhora a abrasão
- O agregado graúdo deve estar livre de arenito macio ou calcário macio
Se você considerar os pontos acima na fase de projeto, a resistência à abrasão será melhorada.
Condições de exposição moderada a severa para concreto
Existe uma ligação clara entre a durabilidade e as condições de carregamento da estrutura.
Por este motivo, levamos sempre em consideração a classe de exposição na seleção da cobertura de armadura.
Uma estrutura pode estar exposta a diferentes ambientes, tais como molhagem e secagem constantes, molhagem e secagem pouco frequentes, exposição à água do mar, exposição a produtos químicos, etc.
Dependendo da classe de exposição, fatores devem ser considerados para determinar os requisitos de durabilidade do concreto.
À medida que as condições de carregamento se tornam mais severas, elas terão um impacto maior na durabilidade da estrutura de concreto. É necessário cuidado especial sob condições de carga média a pesada.
Resistência ao gelo e ao degelo
O congelamento e o descongelamento ocorrem devido a flutuações sazonais no mundo. As moléculas de água no concreto congelam e o volume aumenta 9%. Isso cria tensões de tração que causam fissuras no concreto.
O efeito de congelamento e descongelamento pode ser controlado controlando o ar preso no concreto.
Para obter mais informações sobre congelamento e desenho, consulte o artigo Fissuração térmica em concreto.
teor de cimento
O teor de cimento do concreto afeta a durabilidade do concreto de diferentes maneiras.
- Aumentar o teor de cimento aumenta o calor de hidratação.
- Isto aumenta a temperatura de pico, o gradiente de temperatura e a diferença de temperatura entre o núcleo e a superfície.
- Devido às diferenças de temperatura e aos gradientes de temperatura mais elevados, podem ser observadas fissuras internas e fissuras na superfície.
- Um aumento na temperatura central acima de 70-75 graus Celsius pode desencadear a formação retardada de etringita, o que leva à fissuração do concreto.
- No entanto, o concreto de qualidade superior é usado porque é mais durável em termos de durabilidade do que o concreto de qualidade inferior. O aumento de calor causado pela hidratação pode ser controlado por vários métodos, como o uso de cinzas volantes, o controle da disposição da fôrma, etc.
- A redução do teor de cimento também pode se tornar um problema devido à menor processabilidade.
- Além disso, a qualidade do cimento utilizado na mistura também afeta a durabilidade do concreto.
Qualidade agregada
- Uma fina camada de poeira no agregado grosso e fino reduz a resistência da união
- Isso reduz a resistência à compressão do concreto
- Além disso, a poeira pode afetar a reação química entre a água e o cimento.
- O agregado deve ser verificado quanto a esses problemas antes de ser usado para misturar concreto.
- Propriedades como mecânicas e físicas têm impacto direto na resistência do concreto
- O artigo, 30 testes de materiais de construção fornecer instruções abrangentes para a seleção de materiais de construção.
Qualidade da água
- Quanto maior o teor de água de uma mistura de concreto, maior será a relação água-cimento para o mesmo teor de cimento.
- Um aumento no teor de umidade no concreto devido ao excesso de água leva a uma redução na resistência à compressão do concreto e causa problemas de durabilidade.
- Da mesma forma, à medida que o teor de água aumenta, o teor de impurezas como o sal no concreto aumenta.
- A água contaminada prejudica o processo de hidratação e as reações necessárias podem ser retardadas ou dificultadas.
- Água contaminada pode causar corrosão do reforço.
- Além disso, o pH da água é verificado para determinar a qualidade da água.
Compactação do concreto na durabilidade do concreto
- O concreto é compactado quando vazado para obter melhores propriedades. Isto está diretamente relacionado com a resistência do concreto, que por sua vez é uma função direta da durabilidade do concreto.
- Melhora a resistência à abrasão e durabilidade
- A compactação adequada reduz a permeabilidade e, portanto, minimiza o comportamento de retração e fluência.
- A compactação remove o excesso de ar do concreto.
- O concreto bem compactado minimiza a formação de favos de mel que causam vazios no concreto e em sua superfície.
- Esses defeitos permitem a entrada de umidade e ar e, como mencionado anteriormente, causam problemas de durabilidade.
- Além disso, o concreto mal compactado pode ter maior porosidade do que o concreto devidamente compactado.
- A falta de compactação pode levar a vazamentos de água nas estruturas de retenção de água.
Tempo de assentamento do concreto após mistura e formação de junta fria
O tempo de pega inicial e final do concreto são fatores importantes que devem ser levados em consideração durante a fase de construção.
Todo o concreto deve ser vazado e compactado antes de decorrido o tempo de pega, para que as reações químicas de cura possam começar sem interrupções.
Se o concreto for derramado após o início do período de presa inicial, poderão formar-se juntas frias. Por isso é muito importante prestar muita atenção ao momento da concretagem.
Geralmente, o tempo de pega inicial do concreto normal é de cerca de uma hora. Contudo, o uso de aditivos na construção moderna tem aumentado ou diminuído o tempo de presa dependendo dos requisitos do projeto.
Uma junta fria é um plano visualmente mais fraco, mas geralmente não representa um problema estrutural. Pode levar a problemas de durabilidade devido ao aumento da porosidade nas juntas. Devido à fraca ligação entre as duas peças fundidas, pode ocorrer fuga de água nas estruturas de armazenamento de água, corrosão das armaduras, etc.
Tempo de cura na durabilidade do concreto
A cura do concreto é muito importante pelas seguintes razões.
- É um processo de controle da umidade na superfície do concreto.
- Cria microestrutura densa e melhora a permeabilidade
- A cura prolongada melhora a durabilidade
- A cura adequada melhora a dureza da superfície e permite que o concreto resista ao desgaste e à abrasão da superfície
- Melhorar a permeabilidade através de pós-tratamento adequado evita a penetração de produtos químicos da água. Aumenta a durabilidade e vida útil da estrutura de concreto.
- A partir da figura acima fica claro que a cura afeta a resistência do concreto e, em última análise, sua durabilidade.
Permeabilidade e durabilidade do concreto
- A permeabilidade impacta diretamente a durabilidade, pois permite que a umidade se mova
- O movimento da umidade com produtos químicos reativos em um ambiente agressivo compromete a durabilidade
- A carbonatação pode ocorrer devido à porosidade do concreto. Maior permeabilidade significa que o ar tem mais espaço para se mover. O dióxido de carbono pode se mover e na presença de água e dióxido de carbono ocorre carbonatação, levando à corrosão do reforço.
- Da mesma forma, a corrosão também pode afetar a durabilidade do concreto de baixa permeabilidade.
- A absorção de água e a sua penetração nas secções de betão devido à baixa permeabilidade conduz a problemas de manutenção, tais como descoloração da cor, formação de diversas bactérias, etc.
temperatura
A temperatura do concreto e do ambiente estão diretamente relacionadas e influenciam desde o início a durabilidade das estruturas de concreto. Abaixo estão alguns dos principais fatores que podem ser destacados.
- A durabilidade do concreto depende de inúmeras propriedades da forma do concreto e da peça fundida.
- O aumento da temperatura causa a formação de fissuras no concreto bruto, o que leva a problemas significativos de durabilidade.
- Um aumento na temperatura central do concreto leva a problemas de curto prazo, como o aparecimento de fissuras, e também cria problemas de longo prazo, como a formação de etringita retardada, que causa fissuras internas no concreto devido às reações internas.
- As flutuações sazonais de temperatura aumentam as tensões internas no concreto. Uma estrutura que não seja adequadamente projetada com os fatores necessários em mente e que não possua juntas de dilatação suficientes pode desenvolver fissuras ao longo do tempo.
Defeitos de construção afetam a durabilidade do concreto
- É responsabilidade do empreiteiro realizar a construção sem defeitos e de acordo com métodos reconhecidos de garantia e controle de qualidade.
- A falta de atenção dos empreiteiros prejudica a durabilidade do concreto.
- A cura deficiente ou insuficiente leva a fissuras no concreto
- Para concreto espesso, a temperatura de instalação tem uma grande influência, pois acelera o aumento da temperatura da turfa.
- Colocar concreto a uma temperatura superior à especificada no projeto pode resultar em problemas de durabilidade, como fissuras no concreto.
- A compactação insuficiente ou incorreta do concreto pode levar à formação de favos de mel no concreto. Isso também aumenta a quantidade de ar retido, o que pode levar a problemas de durabilidade.
