INSPEÇÃO E ENSAIOS DE DURABILIDADE DA ESTRUTURA DE BETÃO ARMADO DOS EDIFÍCIOS DUMA ESCOLA SECUNDÁRIA

7/24/2019 INSPEO E ENSAIOS DE DURABILIDADE DA ESTRUTURA DE BETO ARMADO DOS EDIFCIOS DUMA ESCOLA SECUN

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ICDS12-INTERNATIONAL CONFERENCEDURABLE STRUCTURES: from construction to rehabilitation

Lisbon, Portugal

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INSPEO E ENSAIOS DE DURABILIDADE DA ESTRUTURADE BETO ARMADO DOS EDIFCIOS DUMA ESCOLA

SECUNDRIA

Carlos Mesquita

Oz Diagnstico, levantamento e controlo de qualidade em estruturas efundaes, Lda

RESUMO

Na sequncia do processo de modernizao duma escola, com 30 anos deidade, o dono de obra solicitou a elaborao dum estudo de diagnstico doestado de corroso das armaduras, principal mecanismo de deteriorao

das estruturas de beto armado, suportado atravs de trabalhos deinspeo e de ensaios no destrutivos in-situ, relacionados com essapatologia. Apresentam-se os resultados obtidos, sua anlise e concluses,incluindo-se recomendaes sobre a estratgia de interveno futura.

PALAVRAS CHAVE: inspeo, corroso, ensaios no destrutivos, diagnstico,durabilidade, deteriorao, reabilitao, conservao, EN 1504.

1 Introduo

A corroso das armaduras o principal mecanismo de deteriorao das

estruturas de beto armado pr-esforado. Afeta, inclusive, as estruturasreparadas mais do que seria expectvel. Um estudo, algo abrangente,promovido pela CONREPNET [1], concluiu que os desempenhos das

reparaes analisadas so dececionantes; 20% falharam em 5 anos, 55%falharam em 10 anos e 90% falharam em 25 anos. O seu controlo poisessencial para a satisfao das exigncias de durabilidade, de resistncia

e de funcionalidade.

A parte 9 da NP EN 1504 [2], esclarecedora quanto necessidade dodiagnstico das anomalias presentes nas estruturas para a definio clarae objetiva da estratgia de interveno. Em particular, define as etapas a

observar no processo de avaliao, das quais se destacam: a inspeovisual, a realizao de ensaios no destrutivos, a anlise da documentaoexistente e a caraterizao do ambiente envolvente e dos usos da

estrutura.


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O presente artigo reporta o estudo de diagnstico do estado de corrosodas armaduras da estrutura dos edifcios duma escola secundria, que foiencomendado na sequncia de obras de remodelao doutra escola, comcaractersticas idnticas, que envolveram trabalhos especficos, noprevistos, de reparao estrutural das lajes dos pavimentos elevados,devido a contaminao dos betes por cloretos, que acarretaramsobrecustos muito elevados, Figura 1.

Figura 1 Corroso muito severa das armaduras superiores das lajeselevadas.

2 Metodologiautilizada

2.1 Consideraesprvias

A metodologia, acordada com o dono de obra, foi definida atendendo-seaos condicionalismos existentes, procurando-se causar o mnimo de

perturbao ao normal funcionamento da escola.

2.2 Inspeo

visual

dos

edifcios

Fundamental para o diagnstico, visou a deteo, identificao e aavaliao da importncia das anomalias relacionadas com corroso dasarmaduras, tais, como, por exemplo, fissuras de delaminao, lacunas comexposio de vares corrodos com eventual reduo de seco.


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Levada a cabo por amostragem, incidiu nas fachadas dos edifcios, Figura2, e, tambm, conforme previsto, nos pavimentos trreos e elevados, ondeforam realizados ensaios de percusso sobre os revestimentos paradeteo de eventuais delaminaes do beto, Figura 3.

Figura 2 Inspeo visual,condicionada pelos revestimentos.

Figura 3 Ensaios de percussodos pavimentos

As anomalias levantadas foram representadas, esquematicamente, sobredesenhos, evidenciando-se a extenso e a importncia das mesmas.

2.3 Avaliaosumriadacorrosodasarmaduras

A avaliao sumria do risco de corroso das armaduras envolve arealizao de ensaios no destrutivos in-situ, correntes, nomeadamente,a medio do recobrimento das armaduras com o pacmetro [3], adeterminao da profundidade de carbonatao do beto [4 ] e adeterminao do teor de cloretos a diferentes profundidades [5], cujosresultados so confrontados a fim de se extrarem concluses sobre adurabilidade dos elementos de beto armado.

2.3.1 Medio

do

recobrimento

das

armaduras

O pacmetro permite a deteo dos alinhamentos dos vares dasarmaduras exteriores e, consequente, medio do recobrimento, de forma

no destrutiva, Figura 4. A avaliao do dimetro dos vares , tambm,possvel, com o pacmetro, embora com algumas limitaes.


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A deteo das armaduras foi feita nas faces expostas de diferentes tiposde elementos estruturais, tendo sido marcada na superfcie a disposiodos vares, Figura 5 e, tambm, registada sobre impressos dos ensaios.

Foram levantadas 19 malhas de armaduras de diferentes tipos de

elementos estruturais, conforme distribuio, a seguir:

- Fachadas:- Paredes: 2 ensaios- Lajes/bordo: 2 ensaios- Prefabricados: 2 ensaios

- Interior dos edifcios:- Paredes/pilares: 2 ensaios- Prefabricados: 2 ensaios- Laje face inferior: 4 ensaios- Laje face superior: 5 ensaios

As malhas de armaduras detetadas, foram representadasesquematicamente sobre desenhos, em suporte CAD, indicando-se,tambm, os valores de recobrimento medidos com o pacmetro.

Figura 4 Medio do recobrimento

com o pacmetro.

Figura 5 Disposio da malha de

armaduras levantada

2.3.2 Determinaodaprofundidadedecarbonatao

A profundidade da frente de carbonatao do beto foi determinada com

recurso a uma soluo alcolica de fenolftalena, Figura 6. Os ensaiosincidiram sobre as malhas de armaduras levantadas com o pacmetro.

2.3.3 Determinaodoteordecloretosdobeto

A importncia da corroso devida a cloretos em excesso na massa debeto muito maior nas estruturas localizadas em ambiente martimo, queno o caso da escola. Os ensaios, foram realizados sobre amostras de

p recolhidas, por perfurao com broca, a 3 profundidades, Figura 7(camada superficial, ao nvel das armaduras e para alm das armaduras).


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No caso do beto da face superior das lajes as amostras de p foramobtidas a partir de carotes, previamente extradas com carotadora eltrica,de forma a mitigar o risco de contaminao das amostras. Foramrealizados 8 ensaios, 4 dos quais a partir de carotes.

Figura 6 Frente de carbonataode trs das armaduras, significandoa despassivao do ao.

Figura 7 Recolha de p do betoa diferentes profundidades paradeterminao do perfil de cloretos

3 Informaorecolhidaesuaanlise

3.1 Inspeo

visual

dos

edifcios

Da inspeco dos pavimentos, trreo e elevados, a generalidade daszonas inspeccionadas, com revestimento cermico, quer o mais antigo,quer o resultante de alteraes, aparentava destacamento do suporte, peloque no foi possvel inferir sobre eventuais delaminaes do beto da facesuperior das lajes, devidas a corroso das armaduras.

Da inspeco visual das fachadas, recentemente pintadas, detectou-se a

presena algo frequente de pequenas marcas superficiais, cujascaractersticas aparentavam reparaes de partes da estrutura afectadaspor corroso das armaduras. Incidiam com maior frequncia nas paredese, em segundo lugar, nos elementos prefabricados das fachadas.

3.2 Avaliao

sumria

da

corroso

das

armaduras

3.2.1 Mediodorecobrimentodasarmaduras

A Tabela 1, a seguir, apresenta os resultados da medio do recobrimentodas armaduras com o pacmetro, junto com os resultados da medio daprofundidade de carbonatao do beto de todos os ensaios.


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Tabela 1

mn. md. mx D.P. C. Var.

1 10 30 49 11 38%

11 10 22 33 8 37%

2 16 25 42 6 25%

12 10 34 48 7 22%

9 20 31 43 6 19%

17 21 26 30 3 11%

3 11 18 24 5 27%

10 16 18 21 2 11%

7 7 14 21 4 27%8 18 22 26 2 11%

13 8 14 25 6 43%

14 11 15 20 2 15%

6 18 35 49 9 26%

16 23 29 41 5 17%

4 67 68 69 1 2%

5 70 71 72 1 2%

15 70 83 92 8 9%

18 60 64 67 3 4%

19 40 40 40 0 0% 2

4

30

3

5

4

3

19

27

2427

23

33

Zona deensaios

ElementoProfundidade de

carbonatao (mm)

24

14

9

6

25

45

B3/Laje face sup.

B3/Laje face sup.

B3/Laje face inf.

B1/Pilar int.

B3/Pilar int.

B1/Laje face sup.

B1/Laje face sup.

B3/Laje face sup.

B3/Prefabricado int.

B1/Laje /Bordo

B3/Laje /Bordo

B1/Laje face inf.B1/Laje face inf.

B3/Laje face inf./bordo

B1/Parede exterior

B3/Parede exterior

B1/Prefabricado ext.

B3/Prefabricado ext.

B1/Prefabricado int.

Recobr imento medido com oacmetro mm

Destaca-se a elevada disperso dos resultados do recobrimento dos

ensaios localizados nas paredes exteriores e nas faces inferior e lateralduma banda de laje, que se atribuiu, respectivamente, s reentrnciasverticais das paredes e a deficiente posicionamento das armaduras naseco do elemento (erro de construo muito comum).

Face aos actuais limites regulamentares do recobrimento das armaduras,

mais exigentes do que quando foi construda a escola, apenas as zonas deensaios localizadas na face superior das bandas das lajes os satisfazem,devido ao generoso recobrimento. Pelo contrrio nas zonas de ensaios

localizadas na face inferior das bandas das lajes as armaduras tmdeficiente proteco.

3.2.2 Determinao

da

profundidade

de

carbonatao

Os resultados obtidos, Tabela 1, revelam elevada disperso, destacando-se os valores mais elevados medidos nas zonas de ensaios localizadas naface interior dos elementos prefabricados (25 e 45 mm) e nas faces de

bordo e inferior das lajes (entre 23 e 33 mm nas bandas macias) e, pelocontrrio, os valores muito reduzidos das zonas de ensaios da facesuperior das lajes (entre 2 e 5 mm), relacionado com a elevada espessurados materiais de revestimento.


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O tipo de elemento estrutural com maiores percentagens de valores derecobrimento das armaduras inferiores profundidade de carbonatao dobeto foi a laje, em particular a face inferior (Z7, Z8, Z13 e Z14) e a face debordo (Z3 e Z10), significando a despassivao do ao (fase de corrosodas armaduras), Grfico 1.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

recobrimento (mm)

Grfico 1 - Frequncia acumulada dos valores de recobrimento - Lajeface inferior

Zona 7 PH 7 Zona 8 PH 8

Zona 13 PH 13 Zona 14 PH 14

3.2.3 Determinaodoteordecloretosdobeto

Os resultados dos ensaios dadeterminao do teor de cloretos daface superior das lajes, muitoconsistentes, so, na sua maioria,superiores, ao valor crtico indicado

na norma NP ENV 206 [6]de 0,4 %da massa de cimento, em particularao nvel das armaduras, que tm

recobrimento generoso. O tipo de

perfil dos teores de cloretos, Grfico2, indica, com elevadaprobabilidade, a contaminao dosbetes da face superior das lajesdos pisos elevados, com origemnos materiais de revestimento,existentes.

0,00

0,40

0,80

1,20

1,60

2,00

2,40

0 2 4 6 8 10

(%

namassadecimento)

(profund idade cm)

Grfico 2 - Perfil do teor de cloretosna massa de cimento na zona C1

% Cl crt.

Armadura

Os resultados dos outros ensaios so muito inferiores ao referido limite.


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4 Recomendaes

da

estratgia

de

interveno

A face superior das lajes dos pisos elevados dos edifcios foi a parte dasestruturas mais seriamente comprometida, susceptvel de sofrer

deteriorao, severa e rpida, devida a corroso das armaduras,proporcionada pelos elevados teores de cloretos presentes.

A durabilidade da reparao da corroso das armaduras das lajes dospavimentos elevados (esteiras excludas) tinha de ser a mxima possvel.Nesse sentido para alm da reparao das zonas visivelmente afectadastm de ser eliminados os sais em excesso dos betes atravs detratamento electroqumico de dessalinizao ou, em alternativa optar pela

introduo de proteco catdica das armaduras, imunizando-as corroso.

5 Concluses

Reala-se a importncia do diagnstico do estado de corroso dasarmaduras, com apoio em ensaios no destrutivos in-situ, para adefinio da estratgia de interveno mais eficaz e eficiente.

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

[1] CONREPNET - Thematic network on performance-basedremediation of reinforced concrete structures. (Concrete repairs:Performance in service and current practice)

[2] NP EN 1504 Produtos e sistemas para a proteco e reparaode estruturas de beto, 2006

[3] Norma BS 1881: 204 Testing concrete. Recommendations on theuse of electromagnetic covermeters, 1988.

[4] BS EN 14630: 2006. Products and systems for the protection and

repair of concrete structures. Test methods. Determination ofcarbonation depth in hardened concrete by the phenolphthaleinmethod, 2006

[5] BS EN 14629: 2007. Products and systems for the protection andrepair of concrete structures. Test methods. Determination of chloridecontent in hardened concrete, 2007

[6] NP ENV 206, Beto - Comportamento, produo, colocao e

critrios de conformidade, 1996.

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