MONITORIZAÇÃO DA DETERIORAÇÃO - Página Inicialcristina/EBAP/DocumentosProfAntCosta/modulo4-2-edif.pdf · betão, sendo recomendado proceder-se a uma compensação das medições

MONITORIZAÇÃO DA DETERIORAÇÃO

Reabilitação e Reforço de EstruturasDiploma de Formação Avançada em Engenharia de Estru turas

António CostaInstituto Superior Técnico

Monitorização do Mecanismo de Corrosão de Armaduras

Consiste na instalação de sensores no interior do b etão com o objectivo

de fornecerem informações sobre os vários parâmetro s que influenciam

a corrosão das armaduras

OBJECTIVOS

�� Avaliar o comportamento das estruturas (período de vida útil)


�� Avaliar o comportamento das estruturas (período de vida útil)

�� Avaliar o desempenho das reparações

Reparações locais

Protecções superficiais

Protecção catódica

Realcalinização

Dessalinização

Monitorização

Tipos de medições

�� Potencial das armaduras (eléctrodos de referência)

�� Velocidade de corrosão (resistência de polarização)

�� Correntes de macro-célula (células de corrosão)

�� Resistividade do betão (eléctrodos metálicos ou de grafite)


�� Resistividade do betão (eléctrodos metálicos ou de grafite)

�� Humidade (sensores electrónicos instalados em furos selados)

�� Oxigénio (eléctrodos metálicos e eléctrodos de referência)

�� Temperatura (termopares)

�� Teor em cloretos (eléctrodos específicos)

�� pH

Monitorização

�� Avaliação do comportamento das estruturas

O objectivo consiste em fornecer um aviso prévio so bre os processos de deterioração que com o tempo possam conduzir à c orrosão das armaduras

- carbonatação


- cloretos

Os sensores são colocados durante a construção da e strutura ou, posteriormente, na fase de exploração.

A localização dos sensores depende do tipo de eleme nto estrutural e do ambiente e micro-ambientes de exposição

Monitorização

�� Avaliação da eficácia das reparações

�� Reparações locais

Os sensores devem ser colocados nas zonas reparadas e nas zonas adjacentes

não reparadas

O objectivo consiste em fornecer informação sobre o s parâmetros associados à


O objectivo consiste em fornecer informação sobre o s parâmetros associados à corrosão nessas duas zonas

�� Protecções superficiais

Os sensores a instalar devem fornecer informação so bre os parâmetros que se

pretendem controlar através da protecção superficia l: humidade, resistividade,

oxigénio

Monitorização

�� Protecção catódica

O sistema da monitorização deve ser permanente por forma a fornecer informação sobre as condições de funcionamento da p rotecção catódica

A monitorização consiste essencialmente na medição dos potenciais das armaduras através de eléctrodos de referência

�� Realcalinização


�� Realcalinização

A monitorização consiste na medição da alcalinidade do betão através de eléctrodos de pH e na medição do potencial das arma duras

�� Dessalinização

A monitorização consiste na medição do teor de clor etos do betão com eléctrodos específicos de cloretos e na medição do potencial das armaduras

CÉLULAS DE CORROSÃO

�� Medição de correntes de macro-célula

�� Princípio


Detecção da corrente eléctrica entre o ânodo e o cátodo



Despassivação das armaduras



Sensores adequados para situações em que o betão apresenta uma resistividade relativamente elevada

- Corrosão por acção da carbonatação -


to measuring device


Sensores adequados para situações em que o betão apresenta uma resistividade relativamente baixa

- Corrosão por acção dos cloretos -





Evolução da frente de carbonatação ou da frente do teor crítico de cloretos

Teor crítico de cloretos


Frente de carbonatação

Exemplo


SENSORES DE RESISTIVIDADE


Exemplo de sensores aplicados numa ponte

� Registos da monitorização – Sensores de medição da resistividade do betão

� Os sensores utilizados permitem medir a resistividade em 7 níveis, localizados entre 7 e 37mm abaixo da superfície do betão. Permitem também medir a temperatura

� Para instalação do sensor realizou-se um furo com 25mm de diâmetro. O sensor foi então posicionado e selado dentro do furo ao betão existente

� A resistividade depende não só da humidade mas também da temperatura do betão, sendo recomendado proceder-se a uma compensação das medições para ter em conta temperaturas diferentes


para ter em conta temperaturas diferentes

� A probabilidade de ocorrência de corrosão pode ser estimada pela tabela seguinte

Sensor de resistividade a 7 níveis

Sensores de resistividade

Aplicação nos pilares de um viaduto


Monitorização da Ponte da Arrábida


V N Gaia Porto

Ligação Ethernet

Ligação EthernetHUB

Módulo de aquisição de

dados e Controlo

Módulo de aquisição de dados

Barramento Barramento

Módulo de aquisição de dados

Modem+

Linha telefónica



Conjunto de sensores



Z3 Z2

Z1Z4


Barramento de medida



Instrumentação de 4 zonas do tabuleiro a montante e jusante

Monitorização da Ponte da ArrábidaSensores aplicadosSensores aplicados


Sensor de Temperatura e Humidade RelativaSensor de Temperatura e Humidade Relativa


Célula de corrosão


Sensor de resistividade a 7 níveis

Célula de corrosão


AlçadoEléctrodo de aço inox

Corte

Caixa de terminais

3 cm 1,5 cm


Eléctrodo do material da armadura

Saída de cabos eléctricos(Ligação à caixa de

terminais)

Eléctrodo de referência de Mn/MnO

Eléctrodos de garfite(medidas de

condutividade)

Resina epoxídica

Medidores de humidade e temperatura

Ligação à armadura

Anilha condutora(Ligação directa à

armadura)

Betão

terminais

Armadura



Monitorização da Ponte da ArrábidaZONA 1

Resistividade

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

10-1

1-20

02

15-1

1-20

02

20-1

1-20

02

25-1

1-20

02

30-1

1-20

02

05-1

2-20

02

10-1

2-20

02

15-1

2-20

02

20-1

2-20

02

25-1

2-20

02

30-1

2-20

02

04-0

1-20

03

09-0

1-20

03

14-0

1-20

0319

-01-

2003

24-0

1-20

03

29-0

1-20

03

03-0

2-20

03

08-0

2-20

03

13-0

2-20

03

18-0

2-20

03

23-0

2-20

03

28-0

2-20

0305

-03-

2003

10-0

3-20

03

15-0

3-20

03

20-0

3-20

03

Tempo

Res

istiv

idad

e [K

Ohm

.cm

]

ResZNR1J

ResZNR2J

ResZNR3J

ResZNR4J

ResZNR5J

ResZNR6J

ResZNR7J

ZONA 1Potencial

-100,0

-90,0

-80,0

-70,0

-60,0

-50,0

-40,0

-30,0

-20,0

-10,0

0,0

10-1

1-20

02

17-1

1-20

02

24-1

1-20

02

01-1

2-20

02

08-1

2-20

02

15-1

2-20

02

22-1

2-20

02

29-1

2-20

02

05-0

1-20

03

12-0

1-20

03

19-0

1-20

03

26-0

1-20

03

02-0

2-20

03

09-0

2-20

03

16-0

2-20

03

23-0

2-20

03

02-0

3-20

03

09-0

3-20

03

16-0

3-20

03

23-0

3-20

03

Tempo

Pot

enci

al [m

V]

TenMacio1J

TenInox1J

TenMacio2J

TenInox2J

TenArmaJ


ZONA 1Temperatura

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

10-1

1-20

02

17-1

1-20

02

24-1

1-20

02

01-1

2-20

02

08-1

2-20

02

15-1

2-20

02

22-1

2-20

02

29-1

2-20

02

05-0

1-20

03

12-0

1-20

03

19-0

1-20

03

26-0

1-20

03

02-0

2-20

03

09-0

2-20

03

16-0

2-20

03

23-0

2-20

03

02-0

3-20

03

09-0

3-20

03

16-0

3-20

03

23-0

3-20

03

Tempo

Tem

pera

tura

[ºC

]

TempZR1M

TempZR1J

TempZNR1M

TempZNR1J

Documents

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