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MONITORIZAÇÃO DA DETERIORAÇÃO

Reabilitação e Reforço de Estruturas

Diploma de Formação Avançada em Engenharia de Estruturas

António CostaInstituto Superior Técnico

Monitorização do Mecanismo de Corrosão de Armaduras

Consiste na instalação de sensores no interior do betão com o objectivo

de fornecerem informações sobre os vários parâmetros 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 sobre os processos de deterioração que com o tempo possam conduzir à corrosão das armaduras

- carbonatação



- cloretos

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

A localização dos sensores depende do tipo de elemento 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 os parâmetros associados à



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

�� Protecções superficiais

Os sensores a instalar devem fornecer informação sobre os parâmetros que se

pretendem controlar através da protecção superficial: humidade, resistividade,

oxigénio

Monitorização

�� Protecção catódica

O sistema da monitorização deve ser permanente por forma a fornecer informação sobre as condições de funcionamento da protecção 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 armaduras

�� Dessalinização

A monitorização consiste na medição do teor de cloretos 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

Conjunto de

sensores

Conjunto de

sensores

Z3 Z2

Z1Z4

Conjunto de

sensores

Barramento

de medida

Barramento

de medida

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

terminais3 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




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Resistividade [K Ohm.cm]

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Potencial [mV]

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Temperatura [ºC]

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Documents

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