MasterFlow 9300 fator de conversão de 80% é normalmente considerado para a conversão da resistência do cubo de concreto para a resistência do cilindro de concreto. Da mesma forma,

MasterFlow 9300Graute resistente à fadiga - Resultados

2 MasterFlow 9300Graute resistente à fadiga - Resultados

Nossa referência em Lanarkshire do Sul (Reino Unido). Parque Eólico Clyde, na Escócia. 154 torres instaladas e grauteadas em um dos maiores parques eólicos da Europa.

Master Builders SolutionsA marca Master Builders Solutions reúne toda a expertise da BASF em criar soluções químicas para novas construções, manutenção, recuperação e renovação de estruturas. A Master Builders Solutions está fundamentada na experiência adquirida em mais de um século na indústria da construção.

O know-how e a experiência de um grupo de especialistas globais da BASF constituem a base sólida da marca.

Nós reunimos toda a nossa gama de produtos e soluções para resolver os desafios do mercado. Usamos a experiência adquirida em inúmeros projetos realizados no mundo para o seu benefício. Utilizamos as tecnologias globais da BASF, bem como o nosso profundo conhecimento das necessidades regionais para desenvolvermos inovações que contribuem para o seu sucesso e para o avanço de uma construção sustentável.

As soluções da marca Master Builders Solutions incluem aditivos para concreto e cimento, soluções para a construção subterrânea, impermeabilização, selantes, soluções para reparo, recuperação eproteção de estruturas de concreto, grautes e sistemas de pisos de alto desempenho.

Master Builders Solutions da BASF

Construindo parcerias. Nossos especialistas da Master Builders Solutions poderão ajudá-lo a encontrar soluções inovadoras e sustentáveis para resolver os seus desafios específicos em construção. Nossa experiência e nossa rede global o ajudarão a alcançar o sucesso – tanto hoje como no futuro.

4 5MasterFlow 9300Graute resistente à fadiga - Resultados


MasterFlow 9300Graute para instalação de turbinas eólicas

MasterFlow 9300 é um graute de alta resistência, resistente à fadiga, de base cimentícia e com agregados metálicos, próprio para a instalação de turbinas eólicas onshore.

MasterFlow 9300 foi especialmente formulado para: Grauteamento de turbinas eólicas, como

elemento de transferência de esforços entre a base da torre eólica e a fundação da torre.

Grauteamento em condições climáticas severas, como por exemplo, em temperaturas que variam de 2º C até 30º Celsius.

Preenchimento de espaços vazios de 30mm até 200 mm, com alta durabilidade, resistência às cargas cíclicas e à fadiga e alto módulo de elasticidade são fatores importantes.

MasterFlow 9300 possui excelente durabilidade em longo prazo e garante segurança na instalação de torres eólicas onshore com custos competitivos. Turbinas eólicas são especiais - a sua segurança e durabilidade dependem em grande parte de um projeto coerente e com interação

entre todos os componentes. Os grautes de alto desempenho da família MasterFlow asseguram que o parque eólico opere em longo prazo sem a necessidade de manutenções.

A BASF ajuda o segmento eólico a obter ainda mais sucesso melhor avaliando as necessidades de nossos parceiros e reduzindo os riscos envolvidos na construção e exploração dos modernos parques eólicos. A gestão dos riscos significa para a BASF entre outras coisas:

O MasterFlow 9300 aplicado por empresas treinadas e certificadas pela BASF.

Laudos independentes das características do produto.

Métodos detalhados de instalação como parte da Garantia de Qualidade.

MasterFlow 9300 para instalações de turbinas eólicas onshore:

Excelente durabilidade: Contém agregados metálicos Excelente resistência à abrasão Altas resistências mecânicas Resistente a ciclos de gelo / degelo Baixa porosidade e absorção de água

Garantia de uma instalação segura e livre de manutenção: Retração plástica e autógena controladas; volume estável Sem necessidade de ancoragens protendidas Excelente capacidade de transferência de carga em longo prazo Altas resistências finais Instalação realizada por empresas certificadas pela BASF

Instalação rápida e rentável: Rápido ganho de resistência, mesmo em

temperaturas baixas como +2º Celsius. Permite o pré-tensionamento das ancoragens da

torre em todos os limites de temperatura Ganho no tempo de instalação das torres eólicas e

na liberação para operação

Validação do ProdutoOs primeiros projetos de instalações de turbinas eólicas onshore apresentavam torres diretamente engastadas no concreto, utilizando ancoragens com flange único ou duplo (Veja a Figura 1). Todas as cargas que agem na estrutura são transferidas diretamente a partir da torre para dentro da fundação de concreto armado. Como tais construções não são pré-tensionadas, grandes amplitudes de estresse ocorrem, podendo levar à fissuração generalizada e/ou delaminação do concreto.

Os projetos mais modernos, que também são considerados mais duráveis e confiáveis, utilizam anéis pré-tensionados ou Flanges em formato T com os quais as amplitudes do estresse podem ser controladas (veja a Figura 2). O material de grauteamento utilizado para preencher os vazios entre a base e a fundação precisa ser cuidadosamente selecionado. Esse graute é exposto a diversos ciclos de cargas dinâmicas durante a vida útil da estrutura da

turbina eólica. Qualquer defeito sob a flange irá, portanto, levar a um rápido aumento de deformação e risco de falhas da estrutura. O material de grauteamento que não resistir às cargas dinâmicas, eventualmente levará à uma falha prematura da construção.

A BASF desenvolveu o graute MasterFlow 9300 para aplicações em instalações de turbinas eólicas onshore. Geralmente, o produto é utilizado entre a fundação de concreto e o flange das torres de aço.

MasterFlow 9300 foi validado por: Laboratório DCE da Universidade de Aalborg,

Dinamarca TUM (Universidade Técnica de Munique),

Alemanha Applus – Centro Técnico LGAI, S.A, Espanha CTL, USA

Figura 1

Fundação com torre ancorada no concreto Fundação com barras de ancoragem

Figura 2


MasterFlow 9300Graute resistente à fadiga - Resultados 6

Resistência à CompressãoA resistência à compressão do MasterFlow 9300 foi testada na Universidade de Aalborg utilizando-se: Prismas de 40x40x160mm e executados de

acordo com a norma EN 196-1. Em cada idade de testes, 3 prismas foram ensaiados, com rendimento de 6 resultados de resistência à compressão.

Cubos de 75mm e executados de acordo com a EN 12390-3. Em cada idade de testes 3 cubos foram ensaiados.

Cilindros de 100x200mm e executados de acordo com a EN 12390-3. Em cada idade de testes 3 cilindros foram ensaiados.

As resistências à compressão para MasterFlow 9300 testadas a 20º Celsius são plotadas como uma função da idade na figura 3. Os resultados em 5º Celsius são fornecidos na tabela 1.

Por razões de projeto, cálculos para concreto são geralmente feitos de acordo com Eurocode 2.

Um fator de conversão de 80% é normalmente considerado para a conversão da resistência do cubo de concreto para a resistência do cilindro de concreto. Da mesma forma, um fator de conversão de 85% é considerado para a resistência do prisma para a resistência do cubo. Isto produz um fator de conversão de 0,68 para o concreto, ao converter a resistência do prisma para resistência do cilindro. Considerando-se que o MasterFlow 9300 não é um concreto, mas sim um graute com o tamanho máximo de agregados de somente 3,5 mm, a regra de conversão conforme descrito no Eurocode 2 não se aplica. Comparando as medições de forças para prismas e cilindros em uma temperatura de 20º Celsius, um fator de conversão de 0,90 até 0,92 foi determinado. A resistência à compressão também foi medida na TUM (Universidade Técnica de Munique) em uma temperatura média entre +2º Celsius até +30º Celsius. A resistência à compressão do MasterFlow 9300 foi testada de acordo com a EN 196-1. Em cada idade de testes, 3 prismas foram testados, resultando em 6 resultados de resistência à compressão. Os resultados da resistência à compressão para o MasterFlow 9300 são mostrados como uma função da idade nas Figuras 4 e 5.

Resistência à tração na flexão – Resistência à tração por compressão diametralA resistência à tração na flexão foi medida de acordo com a EN 196-1 em prismas de 40x40x160 mm, enquanto a resistência à tração por compressão diametral foi determinada de acordo com a EN 12390-5 nos cilindros 100 x 200 mm. Resultados são mostrados na Tabela 2.

Resistência à compressão em 5º Celsius

Prismas 40 × 40 × 160 mm 116.2 MPa

Cubos 75 mm 124.8 MPa

Cilindros 100 × 200 mm 88.5 MPa

Fator de conversão teórico

Fator de Conversão Eurocode 2

× 0.68

× 0.85 × 0.80

Fator Real de Conversão para MasterFlow 9300

121.4109.4

× 0.90

Tempo Resistência à tração na Flexão (MPa)

Resistência à tração por compressão diametral (MPa)

28 dias 28 7.6

Tempo Resistência à tração na Flexão (MPa)

Resistência à tração por compressão diametral (MPa)

28 dias 44.9 0.213

Figura 3

Tabela 1

Figura 4 Figura 5

Tabela 2 Tabela 3

Figura 6

Módulo de elasticidade dinâmico

Mó

dul

o d

e el

asti

cid

ade

(GP

a)

0

10

20

30

40

50

60

0 7 14 21 28

Tempo (dias)

Força compressora em 20º Celsius

Forç

a co

mp

ress

ora

(MP

a)

02040

6080

100120140

0 7 14 21 28

Tempo (dias)

Resistência à compressão em idades iniciais

Forç

a co

mp

ress

ora

(MP

a)

02040

6080

100120140

0

Tempo (horas)24 48 72

Forç

a co

mp

ress

ora

(MP

a)

02040

6080

100120140160

0 7 14 21 28

Tempo (dias)

Prismas Cubos Cilindros

2 ºC 5 ºC 10 ºC 20 ºC 30 ºC

Resistência à compressão

2 ºC 5 ºC 10 ºC 20 ºC 30 ºC

Módulo estático e dinâmico de elasticidade O módulo de elasticidade estático foi medido em cilindros 100x200 mm curados em 28 dias em água sob temperatura de 20º Celsius, de acordo com a EN 13412. Os resultados são mostrados na Tabela 3. Em baixas temperaturas, o módulo de elasticidade dinâmico foi medido em prismas curados em água a +2º Celsius e +5º Celsius respectivamente, de acordo com as diretrizes para “proteção e reparos de estruturas de concreto” do Comitê Alemão de Concreto Armado (Rili-SIB DAfStb). Os resultados encontram-se plotados na Figura 6.

+2 ºC +5 ºC

MasterFlow 9300Propriedades Mecânicas



O que é retração autógena?Retração autógena é o resultado da reação química entre água e um material cimentício. O volume dos componentes antes da reação de hidratação é geralmente mais alto do que o volume dos produtos finais, por exemplo, o cimento hidratado (veja a figura 7). A retração autógena pode ocorrer em condições de alta umidade, ao contrário da retração por secagem, que ocorre somente em condições secas.

A retração autógena pode resultar em delaminação do graute da flange de aço da turbina eólica e consequentemente uma baixa transferência das cargas dinâmicas que agem nas fundações das instalações da turbina eólica em terra.

Estabilidade do volume é o mais importante na durabilidade em longo prazo das fundações das instalações da turbina eólica onshore. Verificar a retração autógena é, portanto, vital na validação do tipo de graute utilizado entre a fundação de concreto e o flange das turbinas eólicas onshore.

Testes de laboratório: Retração autógena foi medida utilizando-se um método desenvolvido na Universidade de Aalborg. Após misturar o MasterFlow 9300, tubos plásticos ondulados (de aproximadamente 410 mm de comprimento e 30 mm de diâmetro) foram preenchidos com o graute e selados com uso de material plástico em cada extremidade do tubo. Na sequencia foram posicionados em uma temperatura ambiente controlada de 20º Celsius e, após o ajuste final, o comprimento de cada corpo de prova foi medido com uma função de tempo (utilizando-se um micrômetro) conforme Figura 8. Em sua maioria, os resultados encontrados para a retração autógena na literatura técnica referem-se a medições que se iniciam na idade de 1 dia, quando os corpos de prova encontram-se desmoldados. A figura 9 mostra a retração autógena medida durante um período de tempo que se iniciou na idade de 24 horas. Nenhuma retração autógena é medida após aproximadamente meio ano. Apenas um pequeno incremento de volume foi determinado.

Comportamento de Fadiga A resistência à fadiga é a resistência aos danos estruturais progressivos e localizados que ocorrem quando um material está sujeito a uma carga cíclica. Os valores de estresse máximo nominal são inferiores se comparados ao limite de estresse final e podem se encontrar abaixo do limite de estresse produzido do material.A fadiga ocorre quando um material encontra-se sujeito às cargas e descargas repetidas. Se as cargas estiverem acima de certo limite, fissuras microscópicas começarão a ser formar. Eventualmente, uma fissura irá alcançar um tamanho crítico e a estrutura irá repentinamente fraturar.

O padrão de design DNV-OS-C502 fornece diretrizes de projeto que permitem considerar os níveis de estresse máximo e mínimo para previsões de fadiga ao longo da vida útil. (veja Figura 10). Os cálculos de fadiga são feitos de acordo com a fórmula abaixo:

Onde:

C¹ = 12 para estruturas no arC¹ = 10 para estruturas na água, e blocos de

estresse que apresentam variação no limite de compressão-compressão

C¹ = 8 para estruturas na água, e blocos de estresse que apresentam variação no limite de compressão-tensão

σmax. = o estresse de compressão numericamente maior, calculado como média dentro de cada bloco de estresse

σmin. = o estresse de compressão numericamente menor, calculado como medida dentro de cada bloco de estresse (para tensão = 0)

C5 = fator de redução de força para grautes específicos. C5= 0.85 deverá ser considerado para

MasterFlow 9300

O comportamento do MasterFlow 9300 sob uma carga cíclica foi estudado utilizando-se corpos de prova cilíndricos, com 60 mm de diâmetro e 120 mm de altura. O material de grauteamento foi testado para resistência da fadiga no ar. Testes foram executados em alta frequência (10 Hz).

O número observado de ciclos para falhas nos testes sob cargas cíclicas corresponde em acordo com o previsto no DNV-OS-C502 (Figura 11). Desta forma, pode-se concluir que o MasterFlow 9300 apresenta um desempenho sob cargas cíclicas tão bom quanto o do concreto armado. Com base nos testes, conclui-se que o design para fadiga pode ser executado e podemos utilizar as fórmulas para previsão de vida útil.

Figura 7

Figura 8

Figura 9

Figura 10

Figura 11

Volume:água + cimento antes da reação

Volume:cimento hidratado após a reação

Volume:cimento hidratado após reação e secagem

Retração autógena

Encolhimento de secagem

Resistência a fadiga

20 %

40 %

60 %

80 %

0 1

Log N

2 3 4 5 6 70 %

10 %

30 %

50 %

70 %

90 %100 % DNV-OS-C502

(C¹ = 12 no ar)Teste série 1: no ar, 10Hz, todas amostras quebradasTeste 2: no ar, 10Hz, de 6 amostras, 1 não quebrouTeste 3: no ar, 10Hz, nenhuma amostra quebradaDNV-OS-C502 (C¹ = 12 no ar, C5 = 0.85)

Tens

ão a

pó

s 1

dia

(%)

0,0000

0,0050

0,0100

0,0150

0 50 100 150 200

Tempo (dias)

#3#1 #2 Média

Str

ess

rela

tivo

0102030405060708090

100

0 2 4 6 8

log N10 12

Fadiga de acordo com DNV OS C502

C¹= 8 C¹= 10 C¹= 12

Str

ess

máx

imo

rel

ativ

o (

MP

a),

σmin

. = 7

.1 M

Pa

MasterFlow 9300Capacidade de Transferência de Carga



Mais referências

Nossa referência em Lanarkshire do Sul (Reino Unido). Parque Eólico Clyde, na Escócia. 154 torres instaladas e grauteadas em um dos maiores parques eólicos da Europa.

Nossa referência próxima a Forth, em Lanarkshire (Reino Unido). Parque Eólico Black Law, na Escócia. 54 torres instaladas e grauteadas com nossos materiais.

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MasterCem Soluções para a indústria do cimento

MasterEmaco Soluções para o reparo de estruturas de concreto

MasterFinish Soluções para o tratamento de formas

MasterFlow Soluções para grauteamento

MasterFiber Soluções para concreto reforçado com fibra

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MasterInject Soluções para injeção de concreto

MasterKure Soluções para a cura do concreto

MasterLife Soluções para o aumento da durabilidade

MasterMatrix Soluções para o controle da reologia do concreto autoadensável

MasterPel Soluções para concreto impermeável

MasterPolyheed Soluções para concretos de alta performance

MasterProtect Soluções para proteção de estruturas de concreto

MasterRheobuild Soluções de superplastificantes para concreto

MasterSeal Soluções para impermeabilização e selamento

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MasterTop Soluções para pisos industriais e comerciais

Master X-Seed Soluções em aceleradores para concreto pré-moldado

Ucrete Soluções para pisos com alta resistência térmica, mecânica e química

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