Construir em uma área com sulfato no solo e evitar ataques de sulfato é um verdadeiro desafio. A resistência ao sulfato de uma estrutura pode ser alcançada de diversas maneiras, conforme explicado neste artigo.
É extremamente importante que os engenheiros compreendam os fatores a serem considerados durante o planejamento e a construção para criar uma estrutura durável e segura.
Vamos falar de coisas pequenas mas importantes de saber…
Quais são as fontes de sulfatos?
O sulfato pode ocorrer no solo e nas águas subterrâneas. Isso pode ter as seguintes causas:
- Naturalmente
- Resíduos das indústrias química e de mineração
- Águas residuais industriais
- Água do mar
O sulfato na água do mar é bastante comum; outras fontes nem sempre são encontradas;
Como você reconhece o sulfato?
O sulfato se dilui na água, mesmo que contido no solo, quando o lençol freático entra em contato com esses solos.
É prática comum realizar estudos de solo antes do planejamento da construção para determinar os parâmetros do solo e usar dados de projeto geotécnico para determinar o tipo de fundação.
Mas como você pode observar, não tendem a testar águas subterrâneas para garantir que nenhum material prejudicial esteja presente Durabilidade do concreto embora seja um teste muito importante que precisa ser feito.
Os tipos de testes que precisam ser realizados em relação à água são discutidos no artigo Fatores Projeto de mistura de concreto
O que é ataque de sulfato?
O ataque de sulfato é a reação dos íons sulfato com o concreto e a criação de novas formações dentro do concreto.
A combinação resultante de composições químicas tende a aumentar o volume interno do concreto, resultando em tensões internas.
Tais expansões levam a fissuras, perda de resistência do concreto, perda de propriedades elásticas, etc.
Além disso, o ataque por sulfato pode ser identificado como outro tipo de dano ao concreto. A extensão dos danos depende dos níveis de sulfato aos quais a estrutura está exposta.
Existem três estágios principais de ataque de sulfato.
- Formação de etringita
- Formação de gesso
- Reação de íons de magnésio
Formação de etringita
É um termo bastante popular que a formação de etringita retardada no concreto é devida ao aumento da temperatura acima de 70ºC.0C (limite geral) no processo de hidratação.
Formações semelhantes também ocorrem durante o ataque de sulfato.
Vejamos os principais pontos da fundação.
- Os íons sulfato que entram no concreto reagem com o hidrato de aluminato de cálcio e formam o hidrato de sulfoaluminato de cálcio, que também é chamado de etringita, 3CaO.Al2Ó3.3CaSO4.32H2Ó.
- Este material distrai e é excessivo.
- O volume do sólido é maior que o volume original
- Crescem como incontáveis cristais em forma de agulha.
Formação de gesso
- Íons sulfato (SO42-) pode reagir com hidróxido de cálcio Ca(OH)2. O gesso também é conhecido como sulfato de cálcio di-hidratado, CaSO.4.2H2Ó.
- A formação do gesso aumenta esse volume, o que pode causar fissuras e perda das propriedades elásticas.
Reage com íons de magnésio
- Quando os íons magnésio são acompanhados por sulfatos, ocorre uma reação.
- Os íons de magnésio reagem com o hidróxido de cálcio e produzem brucita, também conhecido como hidróxido de magnésio, Mg(OH).2.
- Isto é pouco solúvel e a precipitação da solução leva a um aumento no volume de sólidos.
- Além disso, os íons de magnésio reagem com o hidrato de silicato de cálcio, principal aglutinante do concreto endurecido, causando perda das propriedades elásticas do concreto.
O que acontece se o sulfato atacar o concreto?
- Descalcificação
A descalcificação é a decomposição do silicato de cálcio hidratado. Este é o material que mantém a ligação principal.
Esta reação afeta significativamente as propriedades elásticas e leva à perda de resistência dos elementos estruturais.
- Aumentar o volume interno
O volume interno do concreto aumenta à medida que o sulfato reage para formar etringita e gesso, que formam os cristais. Isso cria tensões de expansão internas.
- Rachaduras no concreto
Quando a tensão interna excede a resistência à tração do concreto, o concreto começa a fissurar. Essas rachaduras podem não ser visíveis a princípio até que se desenvolvam na superfície.
- Corrosão do reforço
A formação de fissuras até à superfície pode levar à radiação da armadura para o ambiente e à corrosão da armadura.
Como construir uma estrutura permanente
É possível projetar uma estrutura que resista aos ataques de sulfato. Não podemos mover a estrutura para outro lugar. Em vez disso, podemos projetar e construir com as medidas de segurança necessárias em vigor.
Essas etapas podem ser identificadas neste processo.
- Projetar de acordo com as disposições do código
- Modifique o cimento
- Proteja a estrutura do lado de fora
Projeto de resistência ao sulfato de acordo com os regulamentos do código
As regulamentações modernas colocam mais ênfase na durabilidade da estrutura. Existem disposições especiais para a seleção de materiais, especialmente cimento.
Vamos descobrir como obter resistência ao sulfato usando cimento e água.
- A BS EN 1008:2002 limita o teor de sulfato da água de mistura de concreto a 2.000 mg/l.
Isso pode ser verificado realizando um teste de solo. Um teste de água pode ser usado para determinar se o valor está dentro do limite.
- Seleção do teor de cimento, grade de concreto, etc. com base nas condições de exposição
Uma estrutura construída em um ambiente contendo produtos químicos agressivos deve atender a vários regulamentos de construção.
BS 8500-1:2015+A1:2016 é o código mais recente disponível para selecionar o tipo de cimento de acordo com os requisitos de durabilidade.
-
- Selecione a classe de exposição a ambientes químicos agressivos para concreto (classe ACEC) na Tabela A2, dependendo do teor de sulfato disponível e outros valores.
- A cobertura nominal da armadura pode ser selecionada na Tabela A10. A mesma tabela também pode ser usada para determinar a classe DC.
- Os valores limites da composição e propriedades do concreto para cada classe DC podem ser encontrados na Tabela A12. A seleção do valor máximo de água-cimento, do teor mínimo de cimento ou combinação e do tipo de cimento e combinação (conforme indicado na Tabela A6) pode ser feita através da Tabela A12.
- Além disso, aplicam-se as tabelas A4 e A5, dependendo do período de utilização e de outras classes de exposição.
Modificar cimento
- A Tabela A6 da BS 8500-1:2015+A1:2016 fornece os tipos de cimento e combinação de cimento. CEM I -SR 0, CEM I -SR 3, CEM IIB+SR, CEM IIIA+SR e CEM IIIB+SR são especificados como combinações de cimento resistentes a sulfatos.
- Os componentes básicos destes cimentos e combinações de cimento podem ser modificados conforme necessário.
- O aluminato tricálcico (C3A) é mantido no nível mínimo para reduzir a extensão da reação com íons sulfato.
Proteja a estrutura do lado de fora
- O primeiro passo poderia ser, se possível, a fundação da estrutura colocado acima do lençol freático. Isto evita/minimiza o contato das águas subterrâneas com a superfície do concreto.
- A selo Para evitar que a estrutura fique exposta ao ambiente externo, poderá ser instalada uma membrana. Em geral, a impermeabilização tem garantia de até 10 anos. Se a estrutura estiver sendo construída há 50 anos, esta solução pode não ser a melhor. No entanto, fornecerá alguma proteção.
- aplicação de Revestimentos externos.
- Implantação Camadas de vítimas. A espessura do concreto pode ser aumentada para permitir que os produtos químicos penetrem na camada sacrificial. Este método pode não ser aplicável a algumas estruturas, tais como estacas de fricção, onde a superfície deve ser de boa qualidade para suportar a carga. Porém, em outros locais, como fundações normais, este método pode ser utilizado.
